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齐钢:瓦楞纸板楞形及边压强度对瓦楞纸箱抗压强度的研究

 给力传媒 2017-12-12


齐钢

摘要:瓦楞纸箱是当今应用非常广泛的一种绿色包装材料,具有质量轻、抗压性强、价格低等优点。瓦楞纸箱具有较高的抗变形、抗破坏的性能,能够满足日常物流防护需求,因此,在瓦楞纸箱正式生产前,需要对其抗压强度进行分析。基于此,本文重点探究瓦楞纸箱抗压强度的分析与研究。

关键词:瓦楞纸箱;抗压;强度;研究

瓦楞纸箱作为当今包装领域中的应用非常广泛,对于瓦楞纸箱的抗压性能来说,影响瓦楞纸箱的抗压强度非常多,包括含水率、纸箱高度、纸板质量、周边长、长宽比等。据有关学者表明,李春伟等人认为手孔位置在箱宽度中线上方H/6内,对纸箱抗压强度影响最小;王俊丽等人表明了纸箱含水率和纸箱抗压强度成反比例关系等,由此可见,对瓦楞纸箱抗压强度进行分析和研究需要从多个角度进行分析,这样才能够保障瓦楞纸箱强度的综合性与实用性。

1、瓦楞纸板边压强度对抗压强度的影响

纸板性能是影响瓦楞纸箱抗压强度的重要因素,因此,加强玩楞纸板变压强度分析有着重要意义。最为常用的瓦楞纸箱抗压强度公式为:

P=ECT4ax2/Z2/3·Z·J

在计算瓦楞纸箱抗压强度的公式当中,ECT—纸板边压强度(lb / in);ax2—瓦楞常数;J—楞型常数;Z—纸箱周长(in );P—纸箱抗压强度(lb)。

从上述公式中可以看到,瓦楞纸箱抗压强度主要与纸板边压强度有着直接关系,也称之为垂直抗压强度,通过对试样以垂直的方向施压,在施压后纸板所能承受的最大力就是边压强度。从瓦楞纸板边压角度分析,边压强度主要取决于箱纸板强度,与生产工艺、纸板结构、楞形、粘合剂有着直接关系。

2、纸板楞形对瓦楞纸箱抗压强度的影响

通常情况下,人们将第一个发明的瓦楞形状设定为A瓦楞,其次是B瓦楞,之后出现了在AB大小之间的C瓦楞、E瓦楞,后续又提出了DK等大型瓦楞以及FGN等微型瓦楞。从日常应用可以得知,瓦楞越大,纸箱强度就越大,变形量也会随之增大。相反,如果纸箱楞形越小,纸箱的抗压强度也会减小,变形量降低。如果纸箱大、楞形小,纸箱在抗压测试过程中很容易被压塌。纸箱小、楞形大,在测试过程中会出现变形量大、缓冲长的情况。由此可见,楞形的影响因素是多方面的,需要根据纸箱大小和选择楞形。

3、纸箱周长、高度尺寸、长宽比对抗压强度的影响

3.1纸箱周长

如果用料与楞形相同的条件下,纸箱周长与抗压强度会形成一种类似二次函数的变化曲线,也就是在前期纸箱周长延长的情况下,抗压强度会随之提高,但在超过周长临界值的时候,其周长月常规,会不断提高纸箱的不稳定性,其抗压强度会随着周长延伸不断降低。图1为二者的关系曲线。

周长和抗压强度关系

3.2高度和长宽比影响

通过研究表明,纸箱高度在100-350mm范围内,抗压强度会随着纸箱高度增加而下降;高度在350-650mm之中时,纸箱的抗压强度较为稳定;当纸箱高度大于650mm时,纸箱抗压强度会随着高度增加和降低,二者成反比例关系,主要是因为随着纸箱的高度增加,其稳定性也会有所提升。

对于长宽比来说,通常情况下,纸箱长宽比在1-1.8之内时,其长宽比对抗压强度的影响在-5~5%之间;如果纸箱的长宽比在1.2-1.5之间时,纸箱的抗压程度呈现出最高值;如果纸箱的长宽比达到了2:1时,其抗压强度会下降20%,达到了高峰值。由此可见,在确定瓦楞纸箱尺寸过程中,长宽比不能够超过2,否则不仅会提高成本,同时也会降低抗压强度。见图2.

长宽比和抗压强度的关系

4、放置方法对抗压强度的影响

由于瓦楞纸箱的不同放置方法也会产生不同的荷载力,一个装满货物的瓦楞纸箱,可以采用三种不同的放置方法,包括平放、横放、竖放。其中,平放就是将瓦楞垂直于地面,这也是瓦楞纸箱的正确放置方法,而横放和竖方都会产生不良的效果。例如平放强度为100,则横放的强度则为60、竖放的强度则为40.因此,要求在仓库堆码和运输工具装货时,都需要应用平放的方法。

5、纸箱堆码与抗压强度的影响

纸箱竖楞方向的承受压力要远高于横楞的方向,因此需要在堆码过程中保持竖楞方向受压。由于纸箱在承受压力过程中需要四个边角受力,大约是整个荷载的60%,可见,纸箱的四个角位所承受的压力最高,越离中心点高,其受力也就越小,这就需要降低对纸箱四个角的破坏程度,在堆码过程中,需要保障箱角与箱角能够对齐堆放。见图3.

抗压强度负荷的分布状态

从实际应用情况来分析,纸箱堆码的方法非常多,但可以总结为两种形式,一种是纵行堆码;另一种是交替堆码。其中,采用纵行堆码过程中,纸箱抗压轻度会下降18%左右,而交替堆码的强度下降55%左右,但交替堆码不容易出现侧倒问题。同时,纸箱抗压强度会随着装载时间延长而降低,二者成反比例关系,也就是纸箱疲劳现象。通过有关实践表明,如果纸箱堆码时间超过2个小时,则其抗压强度会明显下降,在长期荷载条件下,一个月就会让纸箱抗压性能降低30%90天降低45%、一年降低50%。因此,在设计过程中,需要对流通时间长的纸箱提高抗压系数。

综上所述,本文重点探究了瓦楞纸板的抗压强度。其中纸板边压强度与抗压强度成正比例关系;楞形需要根据纸箱大小而定;纸箱周长、高度尺寸、长宽比对不能够超过临界值;堆码需要保持四角对齐并且要尽量保持平放。

 

 

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