Dissertation--Åbo Akademi university, 2003. / Notes bibliogr.

Dans le cadre de ce travail nous étudions le comportement thermomécanique d'une cloison légère faite de plaques carton-plâtre-carton (CPC) vissées sur une ossature métallique. Cette étude consiste d'une part à mener une analyse expérimentale pour identifier les propriétés thermiques, mécaniques et thermomécaniques des différents constituants de la cloison, et d'autre part, à développer un modèle analytique et un modèle numérique robuste du comportement thermomécanique non linéaire de cloisons légères soumises à un incendie naturel. Pour une modélisation robuste, nous avons d'une part développé un modèle du comportement thermomécanique de l'assemblage par vissage, et d'autre part développé un modèle global de la cloison légère en combinant, le modèle thermomécanique non linéaire du vissage, le modèle du comportement thermomécanique d'une plaque CPC et le modèle de l'ossature métallique. Comme il existe une grande variabilité dans les résultats expérimentaux, les incertitudes doivent être prises en compte. Pour ce faire, nous avons proposé d'utiliser un modèle probabiliste du comportement de l'assemblage par vissages / In this research, we study the thermomechanical behavior of a light partition wall made of carton-gypsum-carton (CGC) plates screwed to a metallic frame. This study consist firstly, to conduct an experimental analysis in order to identify the thermal, mechanical and thermomechanical propeties of the differents components of the light partition wall, and secondly, to develop an analytical model and a robust numerical model of nonlinear thermomechanical behavior of the partition walls subjected to natural fire. For a robust model, firstly, we developped a model of the thermomechanical behavior of the assembly by screws, and then developped a global model of the light partition wall by combining the nonlinear thermomechanical model of the assembly by screws, the model of the thermomechanical behavior of a CGC plate and model of the metal frame. As there is important variability in experimental results, the uncertainties must be taken into account. To do this, we proposed to use a probabilistic model of the behavior of the assembly by screw

A cartonboard package is often sealed and closed with an adhesive – either a hot-melt adhesive (adhesives that are applied in a molten state on the cartonboard) or a dispersion adhesive (adhesives that are applied as water-based dispersions). This thesis focuses on the process of hot-melt gluing, and how material properties and process conditions affect the performance of the adhesive joint. Requirements vary depending on how the package is to be used. A package that is only supposed to protect the product during transport differs from one that is supposed to attract consumers and facilitate their use of the product. If a package has been opened, due to external or internal forces that cause a fracture in the adhesive joint, the consumer may choose another package instead. A fracture of the adhesive joint may occur in several different ways; for example, a cohesive fracture in the adhesive, an interfacial fracture between the adhesive and one of the cartonboard surfaces, and a cohesive fracture in the cartonboard. The traditional way of testing the adhesive joint is to subjectively evaluate the fibre tear after manually tearing the joint apart. The primary interest of this study has been to find an objective method that can characterise the adhesive joint – that is, its strength and joint characteristics. The work has principally concentrated on physical experiments where the Y-peel method has been evaluated and further developed, including the construction of a laboratory adhesive applicator. Adhesive joint failure is analysed and correlated to the force-elongation curve during Y-peel testing in order to explore various mechanisms of the failure. The force versus elongation curves are transformed into a force versus inelastic deformation curve for the adhesive joint. The inelastic deformation of the adhesive joint is defined as the inelastic opening of the adhesive joint perpendicular to the cartonboard surface. The dissipative descending energy has been used to characterise the adhesive joint. High descending dissipative energy showed high resistance against final failure of the joint. This correlates very well with the manual fibre-tear test. Characteristic force-elongation curves in Y-peel testing – that is, the shape of the curve – have been analysed, and four main failure modes have been identified. The finite element method has been used to predict mechanical behaviour in the ascending part of the force-elongation curve. When it comes to local behaviour, a high stiffness adhesive results in bending behaviour while a low results in shearing, but on a global scale, no big difference was detected on the ascending part of the force-elongation curve. The new laboratory adhesive applicator and finite element method can be used to objectively design the interaction between the adhesive and the cartonboard for a specific application. This can be achieved by modifying the cartonboard, the adhesive or the process parameters.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1973. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

The subject of this thesis is the design of construction the machine for putting waffles in cartons. This device is manually adjustable for 3 kind of waffles and cartons and isn’t part of any technological line. This thesis contains introductory study, concept of possible variations, control of important parts of machine and prices of these parts.

The thesis deals with application of method FMECA to the manufacturing process of cardboard stand. The aim of work is to describe cardboard stand manufacturing, identify fault conditions and their consequences in particular manufacturing processes. In order to increase reliability of cardboard stands, we have designed measures based on analysis of criticality.

Dans une société où les enjeux environnementaux sont devenus primordiaux et où les normes de construction durable sont de plus en plus exigeantes, la quête de matériaux innovants et écologiques pour les enveloppes de bâtiments est cruciale. Les matériaux biosourcés, notamment ceux à base de bois, sont perçus comme un remède universel à l'atténuation du potentiel de réchauffement climatique du secteur de la construction. Or, la ressource forestière est limitée et elle ne pourra pas répondre à tous nos besoins futurs. Les panneaux ondulés à base de bois se présentent comme une solution prometteuse pour relever ces défis, offrant la possibilité de concilier performance structurelle, durabilité et efficacité énergétique. Face à cette dynamique, cette thèse s'inscrit dans une démarche visant à explorer le potentiel des panneaux ondulés dans le domaine de la construction, en mettant l'accent sur leur caractérisation, la conception de solutions d'enveloppe et leur évaluation. En partenariat avec l'entreprise Corruven Inc., cette thèse commence par une analyse approfondie des propriétés hygrothermiques des panneaux ondulés à base de bois, fournissant ainsi une base solide pour la recherche ultérieure. Les résultats obtenus pour les gammes de panneaux CorrPack 1902, CorrShield 1904 et CorrShield 1910 Polyback permettent de mieux comprendre les avantages et les limites de ces matériaux par rapport aux options conventionnelles. Par exemple, les panneaux ondulés se distinguent par leurs formes, mais leurs performances hygrothermiques sont comparables à celles des matériaux traditionnels. Ces caractéristiques ouvrent la voie à de nouvelles possibilités de conception dans le domaine de la construction d'enveloppes de bâtiments. Forte de ces connaissances, cette thèse adopte une approche de conception itérative pour développer des solutions d'enveloppes de bâtiments innovantes. En intégrant des considérations hygrothermiques, mécaniques et architecturales, cette phase de recherche vise à repousser les limites des systèmes légers d'enveloppes traditionnelles. Les solutions PISOND et PISOND-D proposées offrent ainsi une alternative prometteuse, ouvrant la voie à des bâtiments plus durables et performants. Ces prototypes développés démontrent une meilleure résistance à l'indice de croissance des moisissures et une performance accrue sur d'autres critères comme l'épaisseur, le temps de fabrication, la quantité de matériaux déclassée, etc. par rapport aux enveloppes conventionnelles. Une part significative de l'étude est aussi consacrée à l'évaluation de la performance mécanique des prototypes développés. En se concentrant sur des aspects tels que la résistance à la compression et au cisaillement, cette évaluation permet de valider l'applicabilité des enveloppes fabriquées à partir de panneaux ondulés. Cependant, elle identifie également des domaines nécessitant des améliorations, notamment en ce qui concerne l'interface de collage et leurs comportements mécaniques. Ces résultats mettent en lumière les forces et les faiblesses des prototypes, fournissant ainsi des pistes pour des recherches futures visant à optimiser leur performance. En conclusion, cette thèse ouvre de nouvelles perspectives dans l'utilisation des panneaux ondulés à base de bois pour la construction d'enveloppes de bâtiments durables. Malgré les progrès réalisés, des défis subsistent, tels que l'amélioration de la résistance à l'humidité et la stabilité dimensionnelle des panneaux ondulés ou la résistance des interfaces de collage et le comportement mécanique des prototypes. Des recherches futures devraient donc se concentrer sur ces aspects, mais aussi sur l'analyse du cycle de vie des prototypes pour une approche plus holistique de leurs impacts environnementaux. L'étude de nouvelles applications potentielles, telles que l'utilisation des panneaux ondulés dans les planchers et les toitures ainsi que l'examen de leur performance dans diverses conditions environnementales ou selon différents types d'ouvertures représentent également des voies de recherche prometteuses pour l'avenir. Leurs industrialisations seront finalement des aspects à explorer pour une adoption plus large de ces solutions innovantes dans l'industrie de la construction. / In a society where environmental issues have become paramount and sustainable construction standards are increasingly demanding, the quest for innovative, eco-friendly materials for building envelopes is crucial. Biobased materials, especially wood-based ones, are seen as a universal remedy for mitigating the global warming potential of the construction sector. However, forest resources are limited and cannot meet all our future needs. Corrugated wood-based panels are a promising solution to these challenges, possibly reconciling structural performance, sustainability, and energy efficiency. Given this dynamic, this thesis explores the potential of corrugated panels in the construction field, focusing on their characterization, the design of envelope solutions, and their evaluation. This thesis, in partnership with Corruven Inc., begins with an in-depth analysis of the hygrothermal properties of corrugated wood-based panels, providing a solid basis for further research. The results obtained for the CorrPack 1902, CorrShield 1904, and CorrShield 1910 Polyback panel ranges provide a better understanding of the advantages and limitations of these materials compared with conventional options. For example, corrugated panels are distinctive in shape, but their hygrothermal performance is comparable to that of conventional materials. These characteristics open up new design possibilities in building envelope construction. Building on this knowledge, this thesis adopts an iterative design approach to develop innovative building envelope solutions. By integrating hygrothermal, mechanical, and architectural considerations, this research phase aims to push back the limits of traditional lightweight envelope systems. The proposed PISOND and PISOND-D solutions offer a promising alternative, paving the way for more sustainable, high-performance buildings. Compared with conventional envelopes, the prototypes developed demonstrate better resistance to mold growth index and improved performance on other criteria such as thickness, manufacturing time, the quantity of material downgraded, etc. A significant part of the study is also devoted to assessing the mechanical performance of the prototypes developed. Focusing on compressive and shear strength, this evaluation validates the applicability of envelopes made from corrugated panels. However, it also identifies areas requiring improvement, particularly with regard to the bonding interface and its mechanical behaviors. These results highlight the prototypes' strengths and weaknesses, providing avenues for future research aimed at optimizing their performance. In conclusion, this thesis opens up new perspectives on using wood-based corrugated panels to construct sustainable building envelopes. Despite progress, challenges remain, such as improving the moisture resistance and dimensional stability of corrugated panels, the strength of bonding interfaces, and the mechanical behavior of prototypes. Therefore, Future research should focus on these aspects and life-cycle analysis of prototypes for a more holistic approach to their environmental impact. Studying potential new applications, such as using corrugated panels in floors and roofs and examining their performance under various environmental conditions or different types of aperture, also represent promising avenues for future research. Their industrialization will ultimately be aspects to be explored for broader adoption of these innovative solutions in the construction industry.

Dans le cadre de ce travail nous étudions le comportement thermomécanique d'une cloison légère faite de plaques carton-plâtre-carton (CPC) vissées sur une ossature métallique. Cette étude consiste d'une part à mener une analyse expérimentale pour identifier les propriétés thermiques, mécaniques et thermomécaniques des différents constituants de la cloison, et d'autre part, à développer un modèle analytique et un modèle numérique robuste du comportement thermomécanique non linéaire de cloisons légères soumises à un incendie naturel. Pour une modélisation robuste, nous avons d'une part développé un modèle du comportement thermomécanique de l'assemblage par vissage, et d'autre part développé un modèle global de la cloison légère en combinant, le modèle thermomécanique non linéaire du vissage, le modèle du comportement thermomécanique d'une plaque CPC et le modèle de l'ossature métallique. Comme il existe une grande variabilité dans les résultats expérimentaux, les incertitudes doivent être prises en compte. Pour ce faire, nous avons proposé d'utiliser un modèle probabiliste du comportement de l'assemblage par vissages

Die vorliegende Arbeit hat die Entwicklung und Validierung eines Analysealgorithmus zur objektiven Auswertung der Materialverteilung entlang der Zarge an gezogenen Karton-formziehteilen zum Ziel. Die dafür verwendeten Messdaten werden durch Oberflächenab-tastung mit konfokaler Sensorik erzeugt. Unter Anwendung des Analysealgorithmus wer-den die Einflüsse der Prozessparameter auf die Materialverteilung ermittelt. Abschließend wird aus den gewonnenen Daten ein Ansatz zur Berechnung der Werkzeuggeometrie ent-wickelt. Zur Bestimmung der Materialverteilung wird die Zarge beidseitig abgetastet. Aus der Diffe-renz der Radien von Außen- und Innenkontur wird der Dickenverlauf entlang der Zarge bestimmt, die die Materialverteilung beschreibt. Die Messung mit konfokalen Sensoren wird mit mikroskopischen Aufnahmen von Mikrotomschnitten und röntgentomographi-schen Aufnahmen geprüft. Der Mittelwert und die Standardabweichung des Dickenverlaufs charakterisieren die Mate-rialverteilung. Der Analysealgorithmus ermittelt aus den durch Sensoren aufgenommenen Daten die charakteristischen Werte. In der Auswertung zeigt sich, dass eine Höhere Zieh-stempeltemperatur als Ziehbüchsentemperatur sowie eine hohe Temperatursumme die mittlere Dicke verringern. Eine hohe Faltenhalterkraft und eine hohe Stempeltemperatur bewirken eine gleichmäßigere Materialverteilung. Der ermittelte Zusammenhang von der Beeinflussung des Mittelwertes der Dicke mit den Temperaturunterschieden von Stempel und Büchse wird durch ein Modell der thermischen Ausdehnung von Stempel und Büchse belegt. / The present thesis comprises the development and validation of an algorithm for the objec-tive evaluation of data on material distribution alongside the architrave of drawn cardboard shells. The necessary data are obtained through detection of the surface with confocal sensors. The influences of the process parameters on material distribution are investigated with algorithm. Resulting from this data, the basis for the calculation of the tools geometry is developed. The determination of material distribution is accomplished by double-sided optical scanning of the architraves inner and outer surface. The trend of cardboard thickness alongside the architrave is calculated by the subtracion of the inside radius from the outside radius of the cardboard shell. The cardboard thickness describes material distribution. The measures with confocal sensors are approved of examined microtome cuts under microscope and x-ray analyses. Material distribution is characterised by average of the thickness and standard deviation of thickness. The analysis algorithm calculates with sensor data the characteristic values. A higher temprature of the drawing die as the temprature of the drawing box and the sum of temperatures lead to a decrease of the average thickness. The combination of a high die temperature and a high force applied by the blankholder result in a more even material distribution. The identified correlation of average thickness and temperature gradients between the drawing die and the box is discribed by thermal expansion of die and box.

Die vorliegende Arbeit hat die Entwicklung und Validierung eines Analysealgorithmus zur objektiven Auswertung der Materialverteilung entlang der Zarge an gezogenen Karton-formziehteilen zum Ziel. Die dafür verwendeten Messdaten werden durch Oberflächenab-tastung mit konfokaler Sensorik erzeugt. Unter Anwendung des Analysealgorithmus wer-den die Einflüsse der Prozessparameter auf die Materialverteilung ermittelt. Abschließend wird aus den gewonnenen Daten ein Ansatz zur Berechnung der Werkzeuggeometrie ent-wickelt. Zur Bestimmung der Materialverteilung wird die Zarge beidseitig abgetastet. Aus der Diffe-renz der Radien von Außen- und Innenkontur wird der Dickenverlauf entlang der Zarge bestimmt, die die Materialverteilung beschreibt. Die Messung mit konfokalen Sensoren wird mit mikroskopischen Aufnahmen von Mikrotomschnitten und röntgentomographi-schen Aufnahmen geprüft. Der Mittelwert und die Standardabweichung des Dickenverlaufs charakterisieren die Mate-rialverteilung. Der Analysealgorithmus ermittelt aus den durch Sensoren aufgenommenen Daten die charakteristischen Werte. In der Auswertung zeigt sich, dass eine Höhere Zieh-stempeltemperatur als Ziehbüchsentemperatur sowie eine hohe Temperatursumme die mittlere Dicke verringern. Eine hohe Faltenhalterkraft und eine hohe Stempeltemperatur bewirken eine gleichmäßigere Materialverteilung. Der ermittelte Zusammenhang von der Beeinflussung des Mittelwertes der Dicke mit den Temperaturunterschieden von Stempel und Büchse wird durch ein Modell der thermischen Ausdehnung von Stempel und Büchse belegt. / The present thesis comprises the development and validation of an algorithm for the objec-tive evaluation of data on material distribution alongside the architrave of drawn cardboard shells. The necessary data are obtained through detection of the surface with confocal sensors. The influences of the process parameters on material distribution are investigated with algorithm. Resulting from this data, the basis for the calculation of the tools geometry is developed. The determination of material distribution is accomplished by double-sided optical scanning of the architraves inner and outer surface. The trend of cardboard thickness alongside the architrave is calculated by the subtracion of the inside radius from the outside radius of the cardboard shell. The cardboard thickness describes material distribution. The measures with confocal sensors are approved of examined microtome cuts under microscope and x-ray analyses. Material distribution is characterised by average of the thickness and standard deviation of thickness. The analysis algorithm calculates with sensor data the characteristic values. A higher temprature of the drawing die as the temprature of the drawing box and the sum of temperatures lead to a decrease of the average thickness. The combination of a high die temperature and a high force applied by the blankholder result in a more even material distribution. The identified correlation of average thickness and temperature gradients between the drawing die and the box is discribed by thermal expansion of die and box.