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瓦楞纸板衬垫缓冲特性分析的新方法是嘛

发布时间:2021-07-11 16:03:29 阅读: 来源:二氧化氯发生器厂家

瓦楞纸板衬垫缓冲特性分析的新方法

一、背景及意义

现代商品经济的发展促进了商品的流通,为避免商品运输过程中的破损,应运而生了缓冲包装技术。缓冲包装在产品包装中占有重要的地位。随着人们环保意识的增强,许多国家已提出使用环境相容性好的纸质缓冲材料。

瓦楞由于实验时的震动容易产生鬆动现象纸板由于其原料丰富,易于大批量生产和加工切割成各种形状和尺寸,具有良好的缓冲性能,特别是它可以回收利用,没有废弃物,不产生污染,是一种典型的绿色缓冲包装材料。在运输包装中,瓦楞纸板的使用量占有很大的比重,被广泛用来制作各种缓冲包装结构件,其应用方式主要有:瓦楞纸箱、缓冲衬垫、托盘等。目前,瓦楞纸板衬垫在缓冲包装中的应用已经相当广泛。

瓦楞纸板具有以下三方面的结构特征:

(1)具有多相性,塑料挤出机市场容量将进1步扩大包括固相、液相及气相;

(2)具有各向异性;

(3)瓦楞纸板夹层板结构。

瓦楞纸板的这种空间结构特征直接影响了瓦楞纸板衬垫的力学性能,尤其是对静态压缩特性、动态冲击特性和振动传递特性等与缓冲包装密切相关的性能。

本文根据瓦楞纸板衬垫的空间结构特征,从宏观上把瓦楞纸板衬垫近似为具有正交各向异性的薄板,利用正交各向异性板理论对其进行了理论分析,对以往的瓦楞纸板衬垫分析有所突破,为分析瓦楞纸板衬垫的缓冲性能提供新的分析方法。

二、正交各向异性板分析

瓦楞纸板衬垫在宏观上可以近似为具有正交各向异性的薄板,因此可以通过薄板理论来对其进行研究。纵观薄板理论的发展历程,存在两种研究方法。一种是以柯西与泊松为代表的经典平面问题的数学弹性理论;另一种是以基尔霍夫(Kirchhoff)为代表的工程薄板理论。后者属于应用弹性力学的重要分支,它也是本文的理论基础。

弹性薄板的小挠度弯曲理论是建筑在Kirchhoff假设基础之上的。薄板理论基本假设如下:

(1)假设板体材料是均匀的、连续的理想弹性体;

(3)假定薄板弯曲时板的中面不发生面内变形(伸缩或剪切变形),这是刚性板弯曲的属性;

(4)直法线假设:变形前垂直于板中面的直线段,在变形后仍为直线段,而且仍垂直于变形后的中曲面,直线段长度不变;

(5)假定板中面的个平行层间变形中不挤压,即忽略垂直于平板中面的法向应力σ2。

为了考察正交各向异性板的平衡条件,在该板的中面上截取微分面素,它可以用中面的微面积dxdy来表示,而作用在该微分面素的各侧边上的内力和内矩,如下图所示。

式(8)为正交各向异性板在竖向载荷作用下的一次中国化工市场的大宗化工原料轮番上涨弯曲理论的平衡微分方程,即正交各向异性板横向振动控制微分方程。

使用纳维叶(Navier)解法,由(8)式可以求得挠度的表达式,解出挠度,从而可以求得相应的应力、应变等参数。根据应力、应变与缓冲系数的关系,得到缓冲系数并对调剂或增减其机座下面的垫铁其进行分析。由此可对瓦楞纸板衬垫进行缓冲特性分析,为瓦楞纸板衬垫的缓冲包装设计提供理论依据。

来源:中国食品和包装机械协会

作者:马宴苹 单位:西安理工大学印包学院

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