瓦楞纸板缓冲设计
组合瓦楞纸板动态缓冲首次冲击模建立续
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
组合瓦楞纸板动态缓冲首次冲击模建立续
2 首次冲击缓冲性能理论建模
建立瓦楞纸板衬垫理论模型的依据是非线性粘弹塑性材料的三维微分
本构方程，文献中根据瓦楞纸板缓冲性能基本特征，建立首次冲击时的瓦楞纸板非线性模型如下：
为了反映应力—应变曲线，式中引入正弦项，在小应变范围内出现负
刚度的情况，而为了反映应力随应变增加而急剧上升的部分，引入了正切项。
根据：中击试验的加速度数据，采用复形法的优化设计方法识别了模型参数ai和b1o优化设计方法中的目标函数为：
根据识别的模型参数值，按该模型作动力学数值计算，得到在10cm高
度跌落冲击下三重瓦楞纸板材料第一次冲击平压时的加速度曲线、速度曲线、位移曲线如图2所示。
从图2中可以看出，该模型的缓冲性能与根据实验测试数据提出的三
重瓦楞纸板材料缓冲性能的基本特征是相符的，即跌落高度、材料厚度和加速度峰值之间关系的三个基本特征。
但是，由于没有考虑加速度波形的影响，导致理论模型的加速度、速度、位移的波形方面存在一定误差，而且也不能反映材料的塑性变形和受冲击损伤等特性，无法表现出在连续冲击过程中第一次冲和以后各次冲击时的动态特性的显着差别，以及温湿度和变形种类的影响。
为此需建立多次冲击时瓦楞纸板非线性粘弹塑性模型。
3 结语
由实验曲线归纳了瓦楞纸板缓冲性能的3个基本特征，并依据已建立
专注下一代成长，为了孩子。
苹果-瓦楞纸板缓冲跌落动力学模型
（1）
式中
k p ——瓦楞纸板弹性系数；c p ——瓦楞纸板黏性
系数； x p ——瓦楞纸板的压缩变形。 上述模型主要基于如下考虑： 1 ）根据瓦楞纸板跌落冲击力– 变形特征，瓦楞纸板 的压缩变形具有非线性特征。 2）对瓦楞纸板的进行准静态压缩试验，其典型压缩 力– 变形特征曲线如图 1 所示。准静态压缩时，由于压缩 变形速率很小，在初始压缩阶段可认为纸板处于弹性变 形阶段。结果表明，纸板的弹性变形具有非线性特征， 且可采用缓冲材料的典型三次型压缩力 – 变形关系加以 表征。
表 1 瓦楞纸板力－变形模型参数拟合结果 Table 1 Fitting results of force-deformation model parameters of corrugated board
跌落高度/ m 0.1 0.2 0.3 0.5 kp×109/N·m-3 44.413 14.250 10.031 4.930 cp×107/N·S·m-2 13.942 8.965 6.572 5.078
2
2.1
跌落试验
p F k p x3 p cp xp x
（2 ）
图 1 单层瓦楞纸板的准静态压缩力— 变形曲线 Fig.1 Quasi-static compress force versus deformation of single-layer corrugated board
材料 瓦楞纸板：采用 A 型单层瓦楞纸板（厚 5 mm，密度 0.135 g/cm3） ，来源于苏州济丰石东包装纸业有限公司。 实验采用直径 5 cm 的圆形试样。 苹果：山东鲜销“富士”苹果。试验所选苹果试样 形状规则，表面无损伤，质量在 236～275 g 之间，其中 同一高度试验时选用试样质量相差控制在 10g 内，苹果 的坚实度范围为 0.82～1.0 MPa。 2.2 试验仪器 采用自制果品－瓦楞纸板缓冲跌落冲击试验系统（图 3） 。瓦楞纸板跌落冲击试验时，将瓦楞纸板试样放置在 铝托盘上；将加速度传感器（型号：CA– YD– 127）直接 黏接在圆形冲击钢板中央上方；钢板质量为 2.43 kg，直 径 8 cm。 采用 INV306D 型智能信号采集与处理分析仪 （其 放大器为 DLF-4 型）进行信号采集与处理分析；应用跌 落激励自触发进行数据的采集，采样频率为 10 000 Hz， 滤波频率为 1000 Hz。 苹果－瓦楞纸板缓冲跌落冲击试验时，将联结加速 度传感器（型号：CA– YD– 127）的苹果试样替换冲击钢 板放置在夹持器上，进行跌落试验。
多层瓦楞纸板缓冲特性仿真与实验的研究的开题报告
多层瓦楞纸板缓冲特性仿真与实验的研究的开题报告一、选题背景随着现代物流和快递业的不断发展，瓦楞纸板作为包装材料越来越受到广泛的应用。
多层瓦楞纸板以其优良的缓冲性能，在物流和快递业中得到了广泛的应用。
因此，对多层瓦楞纸板的缓冲特性进行深入研究，以提高其缓冲性能和降低成本，具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的和内容本文的研究目的是通过数值仿真和实验研究多层瓦楞纸板的缓冲特性，分析其缓冲机理，探讨多种因素对其缓冲性能的影响，为提高瓦楞纸板的缓冲性能提供理论基础和实验指导。
本文的研究内容包括：1.多层瓦楞纸板的结构及其缓冲特性分析；2.多层瓦楞纸板缓冲特性的数值仿真模拟；3.多层瓦楞纸板缓冲特性的实验研究；4.多种因素对多层瓦楞纸板缓冲性能的影响分析。
三、研究方法1. 文献调研法：通过查阅文献和资料了解多层瓦楞纸板的发展历程、结构形式、缓冲特性等方面的知识。
2. 数值仿真法：通过ANSYS软件对多层瓦楞纸板的缓冲特性进行数值模拟分析，得到其受力情况、失稳破坏模式等信息。
3. 实验方法：通过设计合理的实验方案，对多层瓦楞纸板的缓冲特性进行实验研究，探讨其受力性能、缓冲能力等方面的特点。
四、研究意义和创新点本文的研究可以深入探讨多层瓦楞纸板的缓冲特性，为实践中的包装设计和选择提供一定的参考依据和理论支持。
同时，对于优化和提高多层瓦楞纸板的缓冲性能，提供一定的理论与实践指导。
在方法上，本文采用了实验与数值仿真相结合的研究方法，为多层瓦楞纸板的缓冲特性研究提供了多种并罗列、可验证的数据，为深入研究多层瓦楞纸板的缓冲机理和优化其性能提供了一定的切入点和创新点。
组合瓦楞纸板动态缓冲首次冲击模建立
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
组合瓦楞纸板动态缓冲首次冲击模建立
[摘要] 以重型商品包装中广为采用的多层组合瓦楞纸板为对象，根据组合瓦楞纸板在温、湿度控制条件下缓冲性能的动态测试数据，建立了其动态缓冲性能首次冲击模型。
，揭示了这种材料在外部冲击激励下的动力学响应规律。
依据瓦楞纸板材料缓冲性能的粘弹塑性模型，由实测数据识别了模型参数。
这种模型仅依据一组或两组材料密度、瓦楞数、跌落高度、变形种类和静应力条件的实测数据即可识别模型参数，较全面反映组合瓦楞纸板在首次冲击时的动力学性态。
关键词：组合瓦楞纸板；动态压缩；粘弹性模型
纸质缓；中包装材料是极为理想的一类环保型缓冲包装材料。
由于结
构上的特点，瓦楞纸板能较好的吸收外界冲击能量，延长包装物承受；中击脉；中的作用时间，具有良好的缓冲性能。
并克服了泡沫塑料衬垫对自然环境的危害。
既有利于环境保护，又可回收再生、降低成本。
以多层组合瓦楞纸板为研究对象，建立其缓冲性能模型、求解其动力
学方程、分析主要参数对系统的影响，揭示这种材料在外部机械力学激励下的动力学响应规律。
从而为多重组合瓦楞纸板在缓；中包装的优化设计中，尤其在大型电子、机电产品、家用电器包装的优化设计提供若干科学依据，具有深远的社会效益和经济效益。
1 缓冲性能的基本特征
1．1 包装件跌落冲击规律
对物体动态压缩性能进行分析，通常对包装件进行跌落实验。
包装件
跌落时的力学模型如图1所示。
专注下一代成长，为了孩子。
质量主体-EPS泡沫-瓦楞纸板缓冲系统的有限元设计
质量主体-EPS泡沫-瓦楞纸板缓冲系统的有限元设计
葛露
【期刊名称】《包装工程》
【年(卷),期】2017(38)17
【摘要】目的为了简化复杂缓冲包装系统设计,拟建立质量主体-EPS泡沫-瓦楞纸板有限元模型。
方法利用EPS泡沫宏观等效可压缩本构模型,同时采用瓦楞纸板薄壁壳结构,对复杂缓冲系统进行有限元计算。
结果得到了符合实际的层状缓冲结构的变形及质量主体的加速度脉冲。
结论该方法丰富了包装动力学的缓冲包装结构设计方法。
【总页数】4页(P139-142)
【关键词】EPS泡沫;瓦楞纸板;有限元分析
【作者】葛露
【作者单位】郑州航空工业管理学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB485.1
【相关文献】
1.蜂窝-泡沫缓冲系统动力学有限元分析 [J], 张绍云;储火;卢富德;高德
2.头部-聚苯乙烯泡沫-铝蜂窝缓冲系统冲击响应与优化设计 [J], 卢富德;陶伟明;周建伟;高德;王炳涛
3.层状泡沫缓冲系统优化设计 [J], 何育朋;李东华;张慧
4.EPS泡沫包装箱有限元分析与优化设计 [J], 秦志远;黄海松;张慧
5.EPS泡沫与C楞瓦楞纸板串联系统的缓冲分析与应用 [J], 杨凌云;郭勇;吴淑芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钙塑瓦楞纸板_蜂窝板复合结构缓冲功能实验分析_高德
２３０１７
开始一次屈服。当应变 在 ６％ ≤ε≤１７％ 时，随 着 应 变 的增 大，钙 塑 瓦 楞 纸 板 被 压 溃，应 力 开 始 减 小，直 到 ０．０４１ ＭＰａ，此时的应变为１７％。当应变在１７％≤ε≤ １００％时，完全符合 蜂 窝 纸 板 静 态 压 缩 曲 线 变 化 过 程， 即经过 线 性 弹 塑 性 阶 段、塑 性 坍 塌 阶 段 和 密 实 化 阶 段［１０］，峰值 为 ０．２００ ＭＰａ。 从 图 ３ 上 可 以 看 出，钙 塑 瓦楞纸板－蜂窝纸板复合结构 的 在 静 压 过 程 中，钙 塑 瓦 楞 纸 板 先 被 压 溃 ，进 而 蜂 窝 纸 板 再 被 压 溃 ，但 并 不 是 在 钙塑瓦楞纸板受 压 的 过 程 中 蜂 窝 纸 板 没 有 被 压，从 图 中的虚线和实线 的 对 比 可 以 看 出，复 合 结 构 在 受 压 过 程 中 ，蜂 窝 纸 板 和 钙 塑 瓦 楞 纸 板 同 时 在 变 形 ，只 不 过 钙 塑瓦楞纸板 的 变 形 要 比 蜂 窝 纸 板 变 形 的 速 度 要 快 一 些。 ３．２ 钙 塑 瓦 楞 纸 板 、蜂 窝 纸 板 和 复 合 结 构 的 静 压 实 验
ｃｏｎｔｒａｓｔ ｃｕｒｖｅ ３．４ 静压速度对复合结构的 应 力－应 变 曲 线 的 变 化 趋
势的影响 分别取 静 压 速 度 为 １２，４８，７２，１００，１２０，１４０，１６０ 和 １８０ ｍｍ／ｍｉｎ，测 试 复 合 结 构 的 应 力 －应 变 关 系 曲 线 ， 得到的结果如图６所示。
摘 要 ： 利 用 万 能 实 验 机 分 别 对 钙 塑 瓦 楞 纸 板 、蜂 窝 纸板和复合结 构 进 行 静 态 压 缩 实 验，得 到 了 对 应 的 静
瓦楞纸箱与缓冲包装优化设计软件的开发
瓦楞纸箱与缓冲包装优化设计软件的开发彭国勋中国包装报2010－8－13－003版当今的运输包装系统中，当内装物重量在100kg以下时，使用最广的保护内装物的包装技术是缓冲包装技术，使用最多的包装容器是瓦楞纸箱。
各行各业物流运输包装系统的包装设计人员，对于如何在全面考虑企业的实际物流环境条件下确定的运输试验的企业标准（如跌落高度、堆码层数、气候条件等）、适应内装物的脆值等抗冲击能力、以及应对低碳经济发展的巨大压力等条件下，设计出破损率低、综合成本低、和环保指标优异的瓦楞纸箱缓冲包装系统，一直缺乏有效的方法和CAD/CAE 软件。
在美国军标《MIL-HDBK-304C Package cushioning design》（1997）中曾提到，美国有一个缓冲包装的设计软件《Packaging Designer》，可以根据跌落高度，内装物的重量、尺寸与脆值，缓冲垫的材料与类型，运输方式与成本真正等参数，计算出缓冲垫的尺寸与成本。
我国至今还没有一个类似美国的缓冲垫设计软件的实用的缓冲垫优化设计设计软件。
最近十几年，在缓冲动力学理论等方面又有了若干新进展，美国的现有软件还没有跟踪上这些新进展。
目前在国内大量使用纸箱与纸盒的CAD软件有英国的KASEMAKE和美国的ARTIOS等，具有很强的几何尺寸参数化CAD和与电脑打样机匹配的CAM功能，但是没有瓦楞包装设计者急需的强度与成本优化功能，难以正确选择最适合使用情况的缓冲垫尺寸、瓦楞纸板级别与瓦楞纸箱结构等参数。
美国现有的瓦楞包装系统CAD软件TOPS，虽然包含有产品造型、隔板设计、纸箱纸盒几何尺寸设计、托盘布局、装柜设计等模块，同样缺乏如何选择适应物流环境条件、内装物重量与脆值等特性的缓冲垫参数与瓦楞纸板级别选择的CAE软件，以满足最低成本、碳排量最少、保护性能最佳、以及堆码强度足够等的需要。
青岛麦特儿信息科技信息有限公司，根据包装工程专业全国统编教材《物流运输包装设计》（印刷工业出版社）中介绍的基本理论与缓冲包装设计方法，开发出了不仅能计算缓冲垫尺寸与成本的具有美国TOPS软件功能的软件系统，而且利用缓冲包装能量法理论的最新研究成果，增加了缓冲垫成本优化的功能，融入包含跌落高度的国内外试验标准与缓冲材料动态缓冲性能数据等的大量实用数据库，大大提高了缓冲包装的设计速度与质量。
基于蜂窝-瓦楞复合纸板的空调室外机缓冲包装设计
４ ． ３缓 冲衬垫 挠度 校核 衬 垫 尺 寸 的面 积 与 厚 度之 比超 过 一 定厚 度 时 ，衬 垫 容易 挠 曲 或 变形 ，大 大 降低 衬 垫 的 负 重能 力 。为 了避 免 挠 曲 ，其 中最 小 承 载 面 积Ａ ． 与厚度Ｔ 之 比 应 符 合 克 斯 特那 经 验 公 式 ：Ａ ． ／
Ａｍ ｉ ｎ ／ （ １ ． ３ ３ Ｔ ） ＝ ２ ８ ３ ５ ／ （ １ ． ３ ３×４ １ ＝ １ ０ Ｏ ． ２ ＞１ ，因此室外 机
一
个 完整 的包 装系 统 。
（ ４） 缓 冲 包装 整 体方 案 。室 外机 的 缓冲 包装 整 体方 案 及方 案 分解 图如 图５ 所示 。
４ ＿ ２缓 中 衬垫 尺寸 设 计 由于 室外 机 只能进 行 立放 ，因 此只 考虑 底面平 面跌 落 这种 理 想 情况 。 室 外机 的质量 为 ７ １ ｋ ｇ，脆 值 为 ５ ０ｇ，室 外 机 底 面 尺 寸 为３ ５ ｃ ｍ ×８１ ｃ ｍ（ 去 除 支 脚 处 的 面 积 ） ，设 计 跌 落 高 度 为 ４ ０ ｃ ｍ 。１ 、２ 、３ 号 三 种 规格 的蜂 窝 一 瓦 楞 双面 复 合 纸板 的 最 大 加 速度 静应 力曲 线如 图６ 所示 。 首 先考 虑全 面缓 冲 。
的冲 击 荷载 ，可 发挥 两者 各 自的优 势 。 第 二 ，蜂 窝 纸板与 瓦楞 纸板 结 合使 用 ，可 弥补 蜂窝 纸板 折 叠 成 型 困难 ，边压 强度 较差 ，戳 穿强 度低 、表 面粗 糙等 缺点 ，从 而
达 到整 体性 能的 优化 。 综 合 以上 几方 面 考虑 ，选择 蜂窝 一 瓦 楞双 面 复合 纸 板作 为 本
１Ｉ ，
图６ １ — ３ 号的试 样 的最大 加速 度一 静应 力 曲线
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瓦楞纸板缓冲设计
折叠瓦楞纸板缓冲衬垫具有良好的承载强度和缓冲性能，可以应用于大型、重型电子产品的缓冲包装。
合理的结构设计、尺寸设计可以大大提高衬垫的缓冲性能，对其力学性能的科学评价、缓冲结构的优化和模块化研究将极大地推动其在工业生产中的应用。
作为一种绿色环保型包装材料，折叠瓦楞纸板缓冲结构件将有广阔的发展前景。
缓冲设计需要考虑的因素十分复杂,好了解产品的许用脆值、形状、尺寸、重量、重心位置、数量和其它有关特征；要调查流通过程的环境条件，如运输区间、运输方式、装卸方式与次数，从而确定等效跌落高度、冲击方向、振动频率等设计依据，同时还要了解气候条件、仓储条件；要了解缓冲材料、外包装容器等的结构、形状与特性；要考虑操作的方便性、符合环保条件、销售地等标签与标志等有关法规条款；最后当然要做到减量化和成本合理。
本教程主要分为一下几节：
一. 瓦楞纸板作为缓冲材料分析
二.缓冲结构设计
三.缓冲尺寸设计
四.缓冲内衬改进
五.提高产品脆值节约包材成本
一. 瓦楞纸板作为缓冲材料分析
保护产品在流通过程中免遭冲击、振动等机械载荷损坏的目前最有效的常用办法，是在包装中添加缓冲材料。
缓冲材料可以大量吸收冲击能量，缓冲材料也可以起到隔振作用，避免内装物因冲击振动引起损伤。
采用什么缓冲材料、结构尺寸如何确定、如何评价缓冲包装的合理性等一系列缓冲包装设计问题，就是我们本次需要讨论的内容。
瓦楞纸板一般先从最弱部分被压坏，然后由这部分开始连续破坏。
例如，当瓦楞纸板叠层进行静压试验时，当压缩量小于35%时，主要显示出弹性和部分塑性；当压缩量超过35%时，叠层逐层破坏，表现出蠕变态；当压缩量达到80%以上时，载荷急剧上升。
动态压缩试验时，变形量达到一半时，便出现弹性破坏。
在众多的缓冲材料中,瓦楞纸板优缺各占一半;
其缺点有:
1.3.1.表面较硬,缺乏柔韧性.主要限于平面使用,包装商品时容易对商品表面造成损失;
1.3.
2.湿度对其影响较大,湿度愈大其性能愈显恶劣;
1.3.3.复原性能差,一旦受载荷变形,各项性能数值下降迅速;
1.3.4.多次跌落后缓冲性能会下降1/3左右;
其优点有:
1.2.1.废气物无须特殊处理,回收简单;
1.2.2.加工性能好,裁切,模切,粘合均容易;
1.2.3.储存,运输成本低,节省空间,使用时再折叠成型较为方便;
1.2.4.可与外包装瓦楞纸箱配合使用,一起处理;
1.2.5.可展开运输,节省空间占用率,减少物流成本;
1.4.瓦楞纸板的瓦楞参数
在结构设计中,瓦楞纸板的厚度决定了其缩位尺寸,缓冲性能等相关参数;因此,需要了解各种瓦楞纸板的参数规格等.
1.5.纸张材料的定量及质量要求
1.6.瓦楞纸板的动态缓冲性能曲线
2.1. 设计流程
2.1.1.收集流通环境可能导致产品损坏的数据;
2.1.2.收集产品的资料，包括产品的形状与尺寸，重量及其分布情况，产品的冲击与振动脆值等;
2.1.
3.确定产品脆值;
2.1.4.选择缓冲材料及其结构形式;
2.1.5.绘制结构图，并审核结构合理性;
2.1.6.制作实际样板;
2.1.7.按照要求进行测试;
2.1.8.不通过，更改设计；通过，图纸审核受控;
2.1.9.计算包装成本;
2.2. 缓冲设计
缓冲包装的缓冲垫的结构形式，因产品的质量、形状和尺寸不同，可采用全面缓冲设计、局部缓冲设计和悬挂式缓冲设计等三种方法。
2.2.1全面缓冲设计
全面缓冲包装法是在产品与纸箱之间填满缓冲材料，如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等，国外目前常用的充填缓冲材料主要是采用如图所示的现场发泡聚氨酯或气垫薄膜。
这种结构适合于形状复杂、批量不大的产品包装；全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静应力小，缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流成本。
但是，这种结构缓冲材料用量大，某些不需要缓冲的部位也用了同样厚度的缓冲材料，浪费了贵重的缓冲材料，包装成本较大。
2.2.2局部缓冲设计
局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面、或易损坏关键部位等处提供缓冲，不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，可以大大节约缓冲材料，降低包装成本和物流成本。
常见的局部缓冲包装结构如(图A)适合大批量产品缓冲包装的结构，成本低，包装操作方便。
2.2.3悬挂式缓冲设计
悬挂缓冲包装，过去主要用于贵重仪器的运输包装和空投包装。
采用高强度、高弹性、不易滑动的薄膜来定位产品，防止产品因受到冲击和震动而发生损坏。
这种独特的缓冲包装方式既可用做运输包装，又可以直接用于销售展示
3.1.缓冲空间尺寸设计
缓冲包装结构选定后，它的各部分尺寸的确定取决于产品的质量、质量分布和缓冲材料的缓冲性能曲线。
由产品与缓冲材料的接触面沿跌落方向的投影面积和产品的质量，可以计算出该方向接触面的静应力；从所选缓冲材料来判断其缓冲厚度。
3.1.1.了解产品的材料、造型、尺寸、G值和重量等数据；
3.1.2.根据以上信息选择合适的瓦楞纸板；
3.1.3.根据产品的信息和缓冲材料的信息计算缓冲空间的尺寸；
例1．壁灯包装缓冲设计
例2．与容积一体的缓冲结构设计
四.缓冲内衬改进
例：为厦门一下平板电视生产厂设计的PDP全瓦包装缓冲内衬
五.提高产品脆值节约包材成本
案例1
案例2
案例3。