折叠纸盒强度的理论分析与试验研究

折叠纸盒强度的理论分析与试验研究

论文摘要

折叠纸盒价格低廉,便于运输和使用,而且方便回收,是一种绿色包装容器,因此它在物资流通中深受人们的青睐,广泛应用于食品、药品、化妆品、烟酒等生活用品的包装。在物流包装系统中,折叠纸盒主要用于销售包装,设计师往往更多地关注它的造型、结构与展示等销售功能。然而,折叠纸盒的强度也是一个不可忽略的问题,首先,尽管折叠纸盒不是运输包装容器,但也需经过运输过程才能到达消费者手中,在运输过程中,折叠纸盒需承受堆码造成的压力;其次,作为一种刚性包装容器而言,折叠纸盒也应具有足够的抵抗变形和破坏的能力,才能对商品提供足够的保护和便于销售时对商品进行陈列和展示;另外,研究折叠纸盒的强度,可以充分利用其强度,这样就可以减少其对外包装容器的要求,从而节省部分资源并有利于环境保护。因而,折叠纸盒整体结构的机械强度是体现其整体质量的一个重要方面,研究其强度有着重要的实际意义。本课题首先对折叠纸盒的常用原材料——白纸板的性能进行分析和试验,然后运用层合板理论分析折叠纸盒承受载荷时的挠度、屈曲和后屈曲性能,找出影响折叠纸盒抗压强度的主要因素。理论研究表明,原材料的挺度、环压强度以及盒型结构和结构参数是影响纸盒抗压强度的主要因素。通过试验,研究了纸盒抗压强度的主要影响因素以及它们之间的交互效应。最后,通过对美国纸盒纸板研究开发协会(BRDA)提出的折叠纸盒抗压强度经验公式的试验验证和分析,探讨了仅考虑原材料性能的折叠纸盒抗压强度计算模型和综合考虑原材料性能和纸盒结构参数交互影响的抗压强度计算模型。运用SAS软件进行的试验数据分析表明,后者具有较高精度。本文的研究结果,可以用于折叠纸盒的强度计算,并为折叠纸盒强度的后续研究提供一定的试验数据和经验方程,有一定的实践意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 折叠纸盒概述
  • 1.1.1 折叠纸盒的特点
  • 1.1.2 折叠纸盒的种类及结构
  • 1.1.3 折叠纸盒的发展趋势
  • 1.2 国内外的研究概况
  • 1.2.1 折叠纸盒常用材料的研究概况
  • 1.2.2 折叠纸盒强度的研究概况
  • 1.2.3 瓦楞纸箱强度的研究概况
  • 1.3 本课题研究的主要内容
  • 1.4 本课题研究的重要性及必要性
  • 1.5 本章小结
  • 第二章 折叠纸盒常用原材料的性能
  • 2.1 白纸板的结构性能
  • 2.2 白纸板的挺度
  • 2.2.1 白纸板挺度的影响因素
  • 2.2.2 白纸板挺度的测定
  • 2.2.3 理论计算结果与试验结果的比较
  • 2.3 白纸板的环压强度
  • 2.3.1 白纸板环压强度的影响因素
  • 2.3.2 白纸板环压强度的测定
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 折叠纸盒强度的理论分析
  • 3.1 折叠纸盒的分类
  • 3.2 折叠纸盒的强度分析
  • 3.2.1 侧板的挠度
  • 3.2.2 侧板的屈曲性能
  • 3.2.3 侧板的后屈曲性能
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 折叠纸盒抗压强度的试验分析
  • 4.1 折叠纸盒抗压强度试验
  • 4.1.1 试验条件
  • 4.1.2 试验过程及结果
  • 4.2 白纸板原材料的性能对强度的影响
  • 4.3 折叠纸盒结构形式对强度的影响
  • 4.3.1 管式折叠纸盒
  • 4.3.2 盘式折叠纸盒
  • 4.4 折叠纸盒结构参数对强度的影响
  • 4.4.1 结构参数的影响作用
  • 4.4.2 高度的影响
  • 4.4.3 长宽比的影响
  • 4.4.4 周边长的影响
  • 4.5 盒型结构与结构参数的交互影响
  • 4.5.1 盒型结构与高度的交互影响
  • 4.5.2 盒型结构与长宽比的交互影响
  • 4.5.3 盒型结构与周边长的交互影响
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 折叠纸盒抗压强度计算模型的建立
  • 5.1 现有折叠纸盒抗压强度公式及其验证
  • 5.1.1 折叠纸盒抗压强度公式
  • 5.1.2 折叠纸盒抗压强度公式的验证
  • 5.2 管式折叠纸盒抗压强度计算模型的建立
  • 5.2.1 锁底式管式盒的强度计算模型
  • 5.2.2 自动锁底式管式盒的强度计算模型
  • 5.3 盘式折叠纸盒抗压强度计算模型的建立
  • 5.3.1 Beers 盘式盒的强度计算模型
  • 5.3.2 六点胶合盘式盒的强度计算模型
  • 5.4 不同材料和类型纸盒的比较
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 本课题的主要结论和创新点
  • 6.2 存在的问题及展望
  • 6.2.1 存在的问题
  • 6.2.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A:作者在攻读硕士学位期间发表的论文及参与的研究工作
  • 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 作者在攻读硕士学位期间的研究工作
  • 附录B:白纸板的弹性模量,挺度和环压强度
  • 附录C:折叠纸盒抗压强度的试验数据(部分)
  • 附录D:结构与结构参数交互作用的试验数据(部分)
  • 附录E:折叠纸盒抗压强度模型拟合结果
  • 相关论文文献

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