用水压机折A3纸,折到第7次的时候纸“爆炸”了。这是怎么回事?

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4个答案
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_whyCD无机非金属材料工程学士,户外达人

2016-03-18 22:49

虽然纸很薄但还是有一定厚度的,这样重复折叠一张纸的时候,其内层被挤压受到压应力,而相应的外层则为拉应力。每折叠一次这些应力都在累积,第七次压的时候外层纸受到的应力太大,超过其所能承受的临界值,于是boom...而且从动图也能看到压爆的那一次这个液压机的“发力”比较突然,这是材料被破坏时的一种比较有特征的现象:慢慢接近临界强度→达到临界强度→材料被破坏,失去强度→外界应力失去“抵抗”→“动作”幅度瞬间增大。

上图为比较典型的材料应力曲线图,下图为纸张的应力曲线图

可以将纸想象成一层被擀平的面团,折叠的时候能清楚地观察到外表面从折痕处开始出现的拉伸变形和内层受到的挤压变形。

具体的数值计算可以参照@毛骡 的答案。

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毛骡金属材料学博士

2016-03-18 17:15

这是材料的问题吗?那我还是老样子,拍砖引玉。

好吧。假设是对折,2^7=128,也就是说厚度变成原来的128倍。这没啥,对吧。但是有几个褶呢?7个?看视频中纸片的大小,每次折应该都是长边对折。那么褶子数量应该也是128条。下面是我最讨厌的计算题。一张A4纸厚……一张70g的A4纸厚约88微米。第六次对折后,厚度是64*88=5632微米,即5.6毫米。

下面自己拿纸笔画图。把一个厚5.62毫米的纸(跟木片差不多了)对折。假设弹性足够大,试计算一下上下表面受到的拉力和压力。(我不想算,力学的东西都忘了。)

就是因为受力极大,所以这个时候,用手就很难将其压平,完美对折。结果,你们要用水压机,强行将其压平……然后就发生了多层纸张同时断裂的情况。动静当然大了。你把一张纸直接拉断的动静都不小。

PS:不知道这视频里面的折是怎么折的,但是折纸起码得用折弯机啊,哪有拿水压机折的……


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居然在第七次时水压机爆了!!!

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