蜂窝材料具有质量轻、强度高、可回收利用等显著优点,已经广泛应用于航空航天、交通运输、家具建筑等领域。特别是,一些电动车、汽车配件以及家电企业已将蜂窝纸板大量应用在其产品包装上。然而,由于蜂窝纸板独特的力学特点,其压缩曲线存在应力峰值,在该峰值前,蜂窝纸板的缓冲性能有限,而超过该峰值,材料发生的不可逆变形将造成对产品的定位作用丧失。只有在变形可控又有良好能量吸收效果的状态下,蜂窝纸板才能有效保护产品。这说明,目前蜂窝纸板在包装领域的应用研究并不像传统泡沫缓冲材料那样成熟,还存在着一定的误区。针对蜂窝纸板在实际包装应用中存在的问题,本文首先研究了原始状态下蜂窝纸板的力学性能,提出了材料有效缓冲的概念,然后对蜂窝纸板进行预压缩处理,将预压缩蜂窝纸板看作一种新的材料,结合试验研究和理论分析,探讨该材料的力学特点。主要的研究成果有以下几点:(1)提出了蜂窝纸板有效缓冲的概念,即以应力峰值点作为预压缩的起点,将预压缩蜂窝纸板的缓冲过程分为弹性吸能和塑性吸能两个阶段,而变形可控且能良好吸收能量的弹性阶段即为蜂窝纸板的有效缓冲阶段。并且,在压实之前,随预压缩率的增大,蜂窝纸板的有效缓冲范围增加。(2)探讨了预压缩蜂窝纸板的力学模型并通过静态压缩试验进行了验证。预压缩后蜂窝芯层包含塑性铰和直立段两部分,蜂窝孔的形状和边长几乎不变,塑性铰部分的孔壁厚约等于边长的一半。预压缩蜂窝纸板仍是粘弹塑性材料,其力学变化包括弹性、屈服和塑性阶段。在弹性阶段,杨氏模量明显降低且近似是预压缩率的三次函数,屈服阶段和塑性阶段的力学模型和原始态蜂窝纸板相同。(3)通过静态压缩试验得到了预压缩蜂窝纸板的C -σm曲线,研究了材料的静态缓冲特性。结果表明:预压缩后材料实际厚度与理论厚度的差值近似等于峰值点变形量,材料有一定的回弹性;预压缩材料的承载能力显著降低,但预压缩率对其影响不大;缓冲效率随预压缩率的增加而增加,同时蜂窝结构参数对缓冲性能也有不同程度的影响。(4)通过冲击试验得到了预压缩蜂窝纸板的G ?σst曲线,研究了预压缩蜂窝纸板的动态缓冲特性。研究结果表明:当跌落高度一定时,随着预压缩率的增加,峰值加速度逐渐增大,静应力逐渐减小,材料的抗冲击能力减弱。(5)进行了预压缩蜂窝纸板的蠕变试验,研究材料的蠕变特性。结果表明:随预压缩率的增加,蜂窝纸板的蠕变量逐渐增加,蠕变初期逐渐缩短,材料的抗蠕变性越差。