瓦楞纸箱抗压强度的试验研究与有限元分析

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瓦楞纸板是一种可重复使用,易再生,易回收的绿色包装运输材料。它价格低廉,质轻,容易折叠,方便运输,具有良好的印刷适性,强度高,因此在社会包装运输中应用广泛。而且随着纸箱技术的不断提高,它的生产速度和纸箱的质量也不断提高。瓦楞纸箱相对于木箱或者塑料箱来说,它的价格不断下降,将日益代替木箱和塑料箱。因此,瓦楞纸箱的需求量将持续上升。随着瓦楞纸箱制造企业的不断增多,企业间的竞争不断加强。在瓦楞纸箱生产中,一个很大的问题就是如何利用相对较差的瓦楞原纸来制造出达到客户需求抗压强度的瓦楞纸箱。只有这样才能从根本上减少瓦楞纸板生产成本,增加效益。瓦楞纸板的内在和外在因素对瓦楞纸箱的抗压强度有一定影响。内在因素主要是指:瓦楞纸板的原纸质量,瓦楞纸板的层数,楞型等等。外在因素包括:运输环境,例如:运输过程中的温度湿度,运输方式等;瓦楞纸箱的设计,例如:瓦楞纸箱箱型的选取,瓦楞纸箱外尺寸,周长的选取,瓦楞纸箱长宽比的选取,开孔位置,开孔大小的选取等;印刷设计,例如:印刷位置的选取,印刷面积的选取等。其中,运输环境是设计瓦楞纸箱前必须首先考虑的问题。一般来说,湿度对瓦楞纸箱的抗压强度的影响很大,加之我国气候条件:北方气候干燥,南方气候湿润,因此,在南北方之间的运输一定要考虑到纸箱抗压强度的损失。另外,为了方便工人搬运,或者一些特殊产品的运输,都需要在瓦楞纸箱上打孔以方便运输或者通气,而在瓦楞纸箱上打孔势必会切断瓦楞,造成抗压强度的损失。因此,本课题以瓦楞纸箱的湿度和打孔位置为研究对象,通过实验,得出瓦楞纸箱在不同湿度和不同打孔位置的条件下的抗压强度。研究出随着湿度和打孔位置的变化,瓦楞纸箱抗压强度的变化趋势及变化程度。然后在Ansys软件中通过瓦楞纸箱的建模,加载,网格划分,求解等仿真模拟瓦楞纸箱在不同的打孔位置下的抗压强度的变化。最后对实验结果及仿真模拟得出的结果进行对比,对仿真结果进行评价,得出它们之间的误差范围。通过对瓦楞纸箱打孔位置的模拟仿真,得出不同打孔位置下瓦楞纸箱的抗压强度,与实验部分的数据对比发现:随着打孔位置的改变,抗压强度的变化趋势相符,数据相差不大,证明了本文中对瓦楞纸箱结构简化及建模,加载等方面模拟的适用性和有效性。因此,对于影响瓦楞纸箱抗压强度的其他影响因素的仿真模拟也可以参照本文的方式进行,为瓦楞纸箱的设计起到指导作用,为瓦楞纸箱抗压强度的进一步研究奠定了基础。
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