Application of fracture mechanics in analyzing delamination of cyclically loaded paperboard core, Acta Universitatis Ouluensis C Technica 208

Työn ensisijaisena tavoitteena oli tutkia paperirullissa käytettävien kartonkihylsyjen syklistä särönkasvuprosessia sekä kehittää mitoitusmenetelmä hylsyn eliniän ennustamiseksi. Työssä on alussa kuvattu hylsyjen käytön aikaisia kuormituksia ja tutkittu kartongin anisotroppista lujuuskäyttäytymistä keskittyen erityisesti kartongin tasoa vastaan kohtisuoran suunnan lujuuteen sekä säröjen syntyyn ja etenemiseen laminaattikerroksissa. Valmistuksessa hylsyyn jää yleensä spiraalimaisia rakoja laminaattikerroksien väliin, mitkä toimivat osaltaan makroskooppisina alkusäröinä. Kartonkirakenne itsessään on myös epähomogeenista ja huokoista. Hylsyjen vaurioitumista ja särön kasvua mitattiin simuloimalla käytön aikaista kuormitusta laboratorio-olosuhteissa. Työ sisältää suuren määrän koetuloksia, joissa on vertailtu eri parametrien vaikutusta ja joiden pohjalta on muodostettu tilastollisia riippuvuuksia kuormituksen ja vaurioitumisen välille. Uutuusarvo on laajan koeohjelman toteuttamisessa, tulosten analyysissa ja murtumismekaanisen lähestymistavan tuomisesta mukaan kartonkihylsyn murtumisen ennustamiseen. Kokeita varten suunniteltiin monipuolisen testauksen mahdollistavia koejärjestelyjä ja suoritettiin staattista, dynaamista ja syklistä testausta. Särön kasvunopeuden todettiin noudattavan Paris?in yhtälöä ja siihen liittyvät materiaaliparametrit määritettiin mittaustulosten perusteella. Paris?n kaavan mukainen väsymiskäyttäytyminen esitettiin myös Wöhler-käyrien muodossa. Paris-Wöhler yhteys on entuudestaan tunnettu; nyt se tuo käytännönläheisen mitoitusmenetelmän kartonkihylsyille. Lisäksi löydettiin vastaavuus Scott Bond iskukokeen, sekä testattujen muoto I ja II murtumissitkeyksien välille. Myös särön kasvun edellytyksenä oleva jännitysintensiteetin vaihtelun kynnysarvo onnistuttiin mittaamaan. Laajan koetulosaineiston tilastollisen analyysin perusteella laskettiin käyttömitoitusta varten hylsyjen kuormitustasosta riippuvat vaurioitumistodennäköisyydet.

ISBN-10:
951-42-7399-0
Kieli:
ENGL
Tekijät:
Ilomäki Marko
Tuotekoodi 013384
15,00 €