Influence of inhomogeneities on the tensile and compressive mechanical properties of paperboard

↓ Direkt till sidans innehåll
↓ Direkt till sidans sekundära innehåll (sidomenyn)

Tyck till om SwePub Sök här!

Sökning: onr:"swepub:oai:DiVA.org:kth-185917" > Influence of inhomo...

1 av 1
Föregående post
Nästa post
Till träfflistan

Influence of inhomogeneities on the tensile and compressive mechanical properties of paperboard

Hagman, Anton, 1984- (författare): KTH,Hållfasthetslära (Avd.)

Nygårds, Mikael, Docent (preses): Innventia AB

Östlund, Sören, Professor (preses): KTH,Hållfasthetslära (Avd.)

visa fler...

Hallbäck, Nils, Docent (opponent): Karlstads Universitet

visa färre...

KTH Hållfasthetslära (Avd) (creator_code:org_t)

ISBN 9789175959900
Stockholm : KTH Royal Institute of Technology, 2016
Engelska 39 s.
Serie: TRITA-HFL. Rapport/ Institutionen för hållfasthetslära, KTH, 1654-1472 ; 0596

Relaterad länk:: https://kth.diva-por... (primary) (Raw object); visa fler...; https://urn.kb.se/re...; visa färre...

Doktorsavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)

Abstract Ämnesord

Stäng

The in-plane properties of paperboard have always been of interest to paper scientists. Tensile properties are crucial when the board is fed through converting machines at high speeds. Compressive properties are essential in the later use. Inhomogeneities affect both the compressive and tensile properties. For the tensile properties, it is the inherent heterogeneity of the paperboard that might cause problems for the board-maker. Varying material properties, through the thickness of the paperboard, are on the other hand used to achieve high bending stiffness with low fiber usage. It is of interest to know how this practice affects the local compressive properties. Papers A and B aims to address this, while C, D and E focus on in-plane heterogeneities. Paper A investigates the mechanism that causes failure in the short span compression test (SCT). It was concluded that the main mechanism for failure in SCT is delamination due to shear damage. In paper B the effect of the through-thickness profiles on the local compression strength was examined. It was concluded that the local compression is governed by in-plane stiffness and through thickness delamination. The latter was in turn dependent on the local shear strength and in-plane stiffness gradients. In paper C the tensile test is investigated with focus on sample size and strain distributions. The strain behavior was dependent on the length to width ratio of the sample and was caused by activation of local zones with high strainability. Paper D focuses on the strain zones seen in C. The thermal response in paper was studied. It was observed that an inhomogeneous deformation pattern arose in the paper samples during tensile testing. It was concluded that the heat patterns observed coincided with the deformation patterns. It could be shown that the formation was the cause of the inhomogeneous deformation. In final paper, E, the virtual field method was applied on data from C.

Egenskaperna hos ett kartongark kan grovt delas upp i två kategorier: i-planet egenskaper och ut-ur-planet egenskaper. I-planet egenskaperna har länge varit ett område som pappersmekanister och andra pappersforskare visat intresse för. Anledningen till detta är att de är avgörande för hur väl det går att konvertera kartongen till färdiga förpackningar, samt hur väl de förpackningarna klarar sin uppgift. Dragegenskaperna prövas när kartongen dras genom tryck- och konverteringsmaskiner i hög hastighet. Tryckegenskaperna spelar stor roll för hur väl en förpackning klarar att staplas och hålla sitt innehåll intakt. Inhomogeniteter påverkar både drag och tryckegenskaper. Papprets naturliga variation påverkar dragegenskaperna hos kartongen och kan orsaka problem för kartongmakarna. Särskilt när utvecklingen går mot mer avancerade kartong utseenden. Å andra sidan så använder sig kartongmakare flitigt av egenskapsvariationer genom tjockleken på kartongen, när dom vill åstadkomma böjstyva kartonger utan att slösa med fibrer. I detta fall är det intressant att veta hur de lokala kompressionsegenskaperna påverkas av kartongens ut-ur-planet profil. Det första två uppsatserna i denna avhandling, A och B, handlar om just detta. Uppsatserna C, D och E avhandlar hur i-planet variationer påverkar kartongens egenskaper.I Artikel A undersöks vilka skademekanismer som aktiveras under ett kortspannskompressionstest (SCT). Tre flerskiktskartonger undersöktes. De hade valts så att de hade distinkt olika skjuvstyrkeprofiler. Kartongerna karakteriserades och datan användes som materialdata i en finit element modell av SCT-testet. Modellen bestod av skikt, betraktade som kontinuum, mellan vilka det fanns kohesiva ytor. Huvudmekanismen i SCT var att kartongen delaminerade på grund av skjuvskador.Den andra uppsatsen, Artikel B, var en fortsättning på den första. Denna gång undersöktes fem flerskiktskartonger framtagna så att de hade olika skjuvstyrka beroende på positionen i tjockleksled. Det konstaterades att kompressionsegenskaperna lokalt styrs av skjuvstyrkeprofilen och styvhetsgradienter. Vidare konstaterades det att mekanismerna innan kartongen delaminerar är, i huvudsak, elastiska.Den tredje artikeln, Artikel C, fokuserade på hur dragprov på kartong påverkas av provstorleken och töjningsvariationen. Tre olika flerskiktskartonger användes som provmaterial och provbitar med olika storlek analyserades. Förutom dragprov så användes digital image correlation (DIC) för analysen. Det visade sig att den globala töjbarheten varierade med storleken på provet beroende på kvoten mellan längd och bredd. DIC visade att detta i sin tur berodde på att zoner med hög töjbarhet aktiverades i provet. Dessa zoner hade samma storlek oberoende av provstorlek och påverkade därför den totala töjbarheten olika mycket.Artikel D undersöker töjningszonerna som sågs i Artikel C samt hur de påverkas av kreppning. Vidare undersöktes pappersproverna med hjälp av termografi. Termografin visade att varma zoner uppstod i proven när det töjdes. Zonerna blev synliga när provet töjdes plastiskt. Termografi kördes parallellt med DIC på några prover. Det visade sig att de varma zonerna överenstämde med zoner med hög lokal töjning. Vidare kunde det visas att dessa zoner övenstämde med papperets mikrostruktur, formationen. En finit element analys av hur papper med olika formation töjs gjordes. Delar av provningen gjordes på kreppade papper som har högre töjbarhet. Det visades sig att någon form av skada hade överlagrats på papprets mikrostruktur under kreppningen, och att den deformationen återtogs när pappret töjdes.I den sista artikeln, Artikel E, behandlas hur VFM (Virtual Field Method) kan användas på DIC-data från kartong. DIC-datan som användes hämtades från Artikel C. Detta gjordes för att visa på hur olika VFM-formuleringar kan användas för att karakterisera styvhetsvariationen hos kartong. Provet delades upp i tre subregioner baserat på den axiella töjningsgraden. VFM-analysen visade att dessa subregioners styvhet och tvärkontraktionstal sjönk monotont, men att skillnaden mellan regionerna ökade med ökande spänning. även om endast ett prov undersöktes, så indikerade resultaten att områden med hög styvhet endast förbättrar de mekaniska egenskaperna marginellt. Analysen visade också att även om subregionerna inte är sammanhängande, så har dom liknande mekaniska egenskaper.

Ämnesord

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER -- Materialteknik -- Pappers-, massa- och fiberteknik (hsv//swe)
ENGINEERING AND TECHNOLOGY -- Materials Engineering -- Paper, Pulp and Fiber Technology (hsv//eng)

Nyckelord

Paperboard
Inhomogeneities
In-plane properties
Tension
Compression
Shear properties
Delamination
Hållfasthetslära
Solid Mechanics

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)
dok (ämneskategori)

Hitta via bibliotek

Influence of inhomogeneities on the tensile and compressive mechanical propertie... (Sök publikationen i LIBRIS)

Till lärosätets databas

1 av 1
Föregående post
Nästa post
Till träfflistan

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...: Hagman, Anton, 1 ...; Nygårds, Mikael, ...; Östlund, Sören, ...; Hallbäck, Nils, ...

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Materialteknik; och Pappers massa oc ...

Delar i serien: TRITA-HFL. Rappo ...

Av lärosätet: Kungliga Tekniska Högskolan

Sök utanför SwePub

Sök vidare i:: Google; Google Book Search; Google Scholar

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

LIBRIS.kb.se