【正文】 防潮等突出的特點(diǎn)，是易碎、怕壓物品的理想包裝。緩沖襯墊作為內(nèi)裝貨物和包裝箱的中間介質(zhì)，主要作用是吸收沖擊能量，延長(zhǎng)內(nèi)裝貨物承受沖擊脈沖的作用時(shí)間。蜂窩紙板的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)具有很好的緩沖性能，可用來(lái)設(shè)計(jì)全面緩沖或局部緩沖的緩沖襯墊來(lái)保護(hù)內(nèi)裝貨物。而又由于蜂窩紙板的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，其制成的緩沖墊可以代替常用的聚苯乙烯泡沫塑料緩沖墊，從而有利于保護(hù)環(huán)境、防止污染。目前蜂窩紙板的加工技術(shù)日趨成熟，我國(guó)已制訂出蜂窩紙板的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。所以各種類的蜂窩紙板完全可以大批量的生產(chǎn)，以滿足市場(chǎng)的需求?；谝陨显?，本文提出以蜂窩紙板代替泡沫塑料作為液晶電視的緩沖包裝材料。本文針對(duì)液晶電視所使用的泡沫塑料在物流緩沖包裝方面存在的問(wèn)題，擬采用綠色包裝材料蜂窩紙板，對(duì)LG42液晶電視進(jìn)行物流包裝緩沖設(shè)計(jì)，以更好地保護(hù)產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提升產(chǎn)品綠色環(huán)保包裝形象，具有重要的社會(huì)意義和實(shí)用價(jià)值。主要內(nèi)容包括：①考察市場(chǎng)上液晶電視的現(xiàn)有包裝材料及包裝方式，分析液晶電視的自身特點(diǎn)和包裝要求，測(cè)定具體的設(shè)計(jì)參數(shù)。②分析包裝件流通環(huán)境，明確緩沖包裝需解決在流通中的問(wèn)題。③進(jìn)行產(chǎn)品的緩沖包裝設(shè)計(jì)，具體包括緩沖包裝材料的選擇及緩沖襯墊的設(shè)計(jì)與校核。④進(jìn)行外包裝容器的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)：選擇適當(dāng)?shù)耐獍b容器，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算，最后還應(yīng)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度與堆碼強(qiáng)度的校核。緩沖包裝越來(lái)越受到廠家的重視，其應(yīng)用領(lǐng)域已涉及到幾乎每一類商品。液晶電視作為一種電子產(chǎn)品容易受到機(jī)械類的損傷。為保證產(chǎn)品的質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)利益不受損失，進(jìn)行液晶電視的緩沖包裝設(shè)計(jì)的研究是很有必要的。由于目前作為緩沖材料的塑料泡沫不利于環(huán)保的要求，需要尋求新的環(huán)保材料代替。因此從綠色、節(jié)能、環(huán)保、高科技等角度出發(fā)，選擇一種新的材料來(lái)替代泡沫塑料，分析研究液晶電視的緩沖包裝方法，掌握相應(yīng)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，對(duì)解決此類產(chǎn)品包裝問(wèn)題，降低包裝成本以及適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求具有很大的意義。第2章 液晶電視的物流環(huán)境與包裝分析液晶電視機(jī)具有高清、質(zhì)輕、體積小、高色域、高飽和度、高對(duì)比度、長(zhǎng)壽命、冷光源等特點(diǎn)。液晶電視機(jī)同普通顯像管電視機(jī)相比，主要是顯示器件不同。液晶電視機(jī)采用彩色液晶板作顯示器件。液晶顯示板具有重量輕、體積小（薄型）的特點(diǎn)。它作為顯示器除了在筆記本電腦中被廣泛應(yīng)用之外，在彩色電視機(jī)中取代顯像管制成超薄型電視機(jī)，受到消費(fèi)者的普遍歡迎。然而液晶電視機(jī)在流通過(guò)程中會(huì)遇到震動(dòng)，跌落，碰撞等沖擊，在碼放時(shí)會(huì)受到上層產(chǎn)品的壓力，這些不可避免的外力會(huì)使產(chǎn)品的零件松脫損壞導(dǎo)致功能性損傷。 產(chǎn)品實(shí)物圖其他具體的產(chǎn)品參數(shù)為：外型尺寸（長(zhǎng)寬厚）：不含底座尺寸1028mm88mm，含底座尺寸為1028mm297mm。重量：。在做緩沖包裝設(shè)計(jì)時(shí)，脆值Gc是必須用到的一個(gè)參數(shù)。脆值是指產(chǎn)品不發(fā)生物理?yè)p傷或功能失效所能承受的最大加速度與重力加速度的比值，脆值能反應(yīng)產(chǎn)品耐沖擊的能力。脆值是產(chǎn)品的固有特性。本設(shè)計(jì)的脆值是基于破壞性跌落試驗(yàn)確定。產(chǎn)品簡(jiǎn)化成均質(zhì)體m，緩沖介質(zhì)簡(jiǎn)化為彈性系數(shù)為K的彈簧，跌落高度為h,彈簧的最大變形為x。根據(jù)能量守恒定律，包裝件從h高跌落到彈性受壓發(fā)生最大變形Xm，忽略彈簧變形時(shí)的位能變化，內(nèi)裝物具有位能mgh將全部 轉(zhuǎn)化為彈簧的變形能，其大小等于內(nèi)裝物克服彈簧反作用力所做的功，即： （）其中：F（x）為作用在內(nèi)裝物上的彈簧反力；（h+xm）為相對(duì)于最大壓縮位置的跌落高度，可以近視的取h。由于F（x）=kx，代入上式積分得mgh=kx2/2，于是有： （）根據(jù)牛頓第二定律， （）=2gh/x。令G=2h/x，則a=Gg。由于2h遠(yuǎn)大于x，故G遠(yuǎn)大于1，上式表示包裝跌落時(shí)內(nèi)裝物受沖擊產(chǎn)生的加速度a是重力加速度的G倍[12]。內(nèi)裝物跌落時(shí)受到的沖擊力與重量W有關(guān)系為F=GW，當(dāng)沖擊力F超過(guò)內(nèi)裝物所允許的極限時(shí)，內(nèi)裝物便發(fā)生損壞。而在包裝設(shè)計(jì)中這個(gè)與不發(fā)生損壞的最大加速度有關(guān)的參數(shù)Gc脆值。由于脆值試驗(yàn)方法都屬于破壞性方法，對(duì)于電視機(jī)產(chǎn)品是不適合的。對(duì)比國(guó)內(nèi)外的大量文獻(xiàn)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)電視機(jī)脆值為6084g。數(shù)據(jù)如表 美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)G值產(chǎn)品舉例15~24導(dǎo)彈導(dǎo)航系統(tǒng)、精密儀器校驗(yàn)具、慣性導(dǎo)航平臺(tái)25~39機(jī)械振動(dòng)測(cè)試儀器、真空管、電子儀表、雷達(dá)40~59航空附屬儀表、電子記錄裝置、示波器、精密機(jī)械零件60~84電視機(jī)、航空儀表、某些固體電器85~110電冰箱、機(jī)電設(shè)備110以上機(jī)器、飛機(jī)零件、控制臺(tái)、液壓傳動(dòng)裝置 英國(guó)綜合防護(hù)手冊(cè)G值產(chǎn)品舉例40雷達(dá)及其控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制儀器，瞄準(zhǔn)器，陀螺40~60制動(dòng)陀螺，馬赫表，精密儀器60~80油量器，壓力表，一般電器80~120真空管，陰極射線管，電冰箱100~120熱交換器，油冷卻器，取暖電爐，記憶裝置，散熱器（資料來(lái)源：向紅 湯伯森：《包裝動(dòng)力學(xué)》，湖南大學(xué)出版社，2001）所以本設(shè)計(jì)中，為盡可能的保護(hù)產(chǎn)品不受損傷，脆值按60g計(jì)算。在現(xiàn)代社會(huì)中，產(chǎn)品和物流是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中重要的組成部分。按照商品生存學(xué)觀點(diǎn)，產(chǎn)品包裝件只有經(jīng)受住一切外部危險(xiǎn)因素（運(yùn)輸條件、氣候條件、生物化學(xué)條件等）的考驗(yàn)而安然達(dá)到目的地，才能實(shí)現(xiàn)其功能，體現(xiàn)其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)輸是貨物流通中的必要環(huán)節(jié)。長(zhǎng)途運(yùn)輸工具有汽車、火車、船舶和飛機(jī)，短途運(yùn)輸有電瓶拖車、鏟（叉）車、手推車等。運(yùn)輸過(guò)程對(duì)貨物包裝件造成損害的因素有：（1）沖擊。產(chǎn)品在流通過(guò)程中是少不了運(yùn)輸工具的。運(yùn)輸工具的啟動(dòng)、變速、轉(zhuǎn)向、剎車會(huì)使貨物改變速度。當(dāng)貨物堆垛松散時(shí)，它與車廂，與相鄰貨物發(fā)生碰撞，導(dǎo)致貨物或包裝件的沖擊損壞。包裝件還要承受車廂底板的動(dòng)壓力以及水平位移時(shí)產(chǎn)生的摩擦力，而動(dòng)壓力比靜壓力對(duì)包裝件的危害更大。（2）振動(dòng)。各種運(yùn)輸工具運(yùn)行時(shí)受到路面狀況、路軌接縫、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、車輛避震性能、水面風(fēng)浪、空中氣流等因素的影響，產(chǎn)生周期性的上下顛簸和左右搖晃。當(dāng)運(yùn)輸工具的激勵(lì)頻率等于或很接近于產(chǎn)品的因有頻率時(shí)，產(chǎn)品將發(fā)生共振現(xiàn)象，易造成包裝件破損。（3）氣候條件。我國(guó)幅員遼闊，具有不同的氣候帶。由于產(chǎn)品是全國(guó)銷售的，所以在流通過(guò)程中長(zhǎng)途運(yùn)輸貨物會(huì)經(jīng)歷不同的氣候區(qū)域，受到寒冷、炎熱、干燥、潮濕、風(fēng)雨等氣候因素的影響。若貨物包裝結(jié)構(gòu)不當(dāng)、材料薄弱、封閉不嚴(yán)，則會(huì)使內(nèi)容物發(fā)生變質(zhì)或損壞。（4）其他因素。在流通過(guò)程中必不可免的會(huì)受到各種化學(xué)物、有害微生物、嚙齒動(dòng)物的損害。 根據(jù)運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸工具的尺寸規(guī)范，運(yùn)輸包裝件的長(zhǎng)、寬、高的尺寸一般不超過(guò)5369mm、2134mm、1981mm。存儲(chǔ)是商品流通鏈中重要的一環(huán)。存儲(chǔ)方法、堆碼重量、堆碼高度。存儲(chǔ)周期、環(huán)境、地點(diǎn)等會(huì)直接影響商品流通安全性。貯存時(shí)，為節(jié)省占地面積，需將貨物高度堆高，堆碼后底部貨物包裝件將承受上部貨物的重壓，這種靜壓力會(huì)導(dǎo)致包裝容器變形（蠕變），影響包裝外觀機(jī)器動(dòng)態(tài)保護(hù)性能。因此，設(shè)計(jì)物流包裝緩沖襯墊時(shí)，必需得出液晶電視的相關(guān)參數(shù)包括跌落高度和脆值，以確保貨物在物流過(guò)程時(shí)的安全。裝卸作業(yè)包括人工與機(jī)械兩種方式。一般說(shuō)來(lái)，流程越長(zhǎng)，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運(yùn)次數(shù)也也越多。裝卸作業(yè)中，拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機(jī)械的突然啟動(dòng)和過(guò)急的升降都會(huì)對(duì)商品包裝件造成跌落沖擊損害。所以在設(shè)計(jì)時(shí)做一些醒目的搬運(yùn)標(biāo)志，合理的手孔、必要的捆扎帶，符合人體因素的重量與外部尺寸，則可以有效的減少這些損害的發(fā)生。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（《GB/T 運(yùn)輸包裝件 跌落試驗(yàn)方法》）及（《GB/T 運(yùn)輸包裝見 編制性能試驗(yàn)大綱的定量數(shù)據(jù)》）規(guī)定了跌落試驗(yàn)高度。 包裝件跌落試驗(yàn)規(guī)定高度運(yùn)輸方式包裝件質(zhì)量/kg跌落高度/mm公路鐵路空運(yùn)＜1010～2020～3030～4040～5050～100＞100800600500400300200100（資料來(lái)源：彭國(guó)勛：《物流運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)》，印刷工業(yè)出版社，2006）所以，本文取產(chǎn)品的跌落高度為60cm。由于我國(guó)含蓋了幾個(gè)氣候帶，雖然溫度隨地域的變化，變化較平緩，但產(chǎn)品包裝件常常在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷較劇烈的溫度變化。計(jì)算機(jī)顯示器為電子產(chǎn)品，為了防止包裝內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，應(yīng)嚴(yán)格控制包裝材料的含水量，并用塑料薄膜對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裹并放入干燥劑。如今，環(huán)保化已成為家電包裝的發(fā)展趨勢(shì)，而現(xiàn)行的液晶電視的物流緩沖包裝依然在大量使用泡沫塑料，不符合環(huán)境保護(hù)要求，特別是在出口商品包裝上，很大程度上受到了國(guó)際綠色貿(mào)易壁壘的限制。目前市場(chǎng)上流通的液晶電視的緩沖包裝材料以聚苯乙烯泡沫塑料為主。發(fā)泡聚苯乙烯又稱可發(fā)性聚苯乙烯，是由苯乙烯懸浮聚合，再加入發(fā)泡劑而制得。EPS的固體形式使用是安全的，非毒性的，但是在存儲(chǔ)過(guò)程中EPS粒子將散發(fā)出戊烷蒸汽，而戊烷是極易燃的，與空氣會(huì)形成爆炸混合物，加熱聚苯乙烯型聚合物能釋放出苯乙烯單體，苯乙烯是一種危險(xiǎn)的物質(zhì)，PS粉末能刺激呼吸道和皮膚。所以泡沫塑料具有一定的危險(xiǎn)性。另外，發(fā)泡聚苯乙烯質(zhì)脆易裂、沖擊強(qiáng)度較低。塑料是一種化學(xué)穩(wěn)定性很高的材料，其產(chǎn)生的廢棄物在自然界中往往很久都不能被分解掉，而人工的處理方法不僅目前還不夠完善，還會(huì)產(chǎn)生一筆不小的費(fèi)用。對(duì)于廢棄塑料包裝制品造成的“白色污染”的危害是顯而易見的。首先，散落在環(huán)境中的塑料廢棄物造成了視覺危害。其次，它帶來(lái)了許多潛在的危害。土壤中的塑料廢棄物會(huì)破壞土壤的性能，破壞動(dòng)植物的生活環(huán)境。另外，進(jìn)入生活垃圾中的塑料廢棄物質(zhì)量輕、體積大,很難處理。如果將它們填埋,會(huì)占用大量土地,而且, 在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)難以降解。部分塑料含有毒性,在一定條件下會(huì)溢出有毒物質(zhì), 如果人類長(zhǎng)時(shí)間與之接觸可能會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。本文認(rèn)為，當(dāng)前液晶電視的緩沖包裝材料泡沫聚苯乙烯已近不適合當(dāng)今包裝行業(yè)發(fā)展的要求了，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)是非常有必要的。所以研究用蜂窩紙板作為產(chǎn)品的緩沖包裝材料。通過(guò)該材料的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)研究，表明蜂窩紙板具有很好的緩沖性能，可以作為該產(chǎn)品的緩沖包裝材料。第3章 液晶電視的物流包裝緩沖設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品的緩沖包裝設(shè)計(jì)一般采用共六步法。緩沖包裝的的緩沖襯墊結(jié)構(gòu)形式，因產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀和尺寸的不同，可采用全面緩沖包裝、局部緩沖包裝、和懸掛式緩沖包裝三種方法。全面緩沖包裝是在產(chǎn)品與包裝紙箱之間填滿緩沖材料。這種結(jié)構(gòu)適合形狀復(fù)雜，批量不大的產(chǎn)品包裝。因其在不需要緩沖的部位也用了同種厚度的緩沖材料，包裝成本比較高。局部緩沖結(jié)構(gòu)主要針對(duì)產(chǎn)品的角、棱、側(cè)面等重要部位進(jìn)行緩沖保護(hù)，可以大大節(jié)約包裝材料，降低包裝盒物流成本。懸掛緩沖包裝主要用于貴重儀器的運(yùn)輸包裝。緩沖襯墊的尺寸主要根據(jù)選定的緩沖材料的動(dòng)態(tài)緩沖曲線設(shè)計(jì)。確定產(chǎn)品的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)后，由產(chǎn)品與緩沖材料的接觸面積跌落方向的投影面積，可以計(jì)算出該方向接觸面的靜應(yīng)力，根據(jù)靜應(yīng)力和脆值，從所選的材料的緩沖曲線數(shù)據(jù)可以算出其緩沖尺寸。對(duì)于產(chǎn)品的外包裝設(shè)計(jì)采用瓦楞紙箱包裝，選擇合適的瓦楞紙板和箱型，并計(jì)算出其抗壓強(qiáng)度。最后設(shè)計(jì)出產(chǎn)品堆碼方案并進(jìn)行堆碼系數(shù)校核。為了防止產(chǎn)品在物流過(guò)程中受到堆碼受壓、跌落沖擊等機(jī)械載荷作用引起的損壞，需要選擇合適的緩沖材料，配合合適的結(jié)構(gòu)保護(hù)好產(chǎn)品。本文選擇用蜂窩紙板作為緩沖襯墊，并在做物流緩沖包裝前要實(shí)驗(yàn)了解材料的緩沖特性。本設(shè)計(jì)主要的實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)，分別為蜂窩紙板的靜態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)。靜態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)可以得到材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，是一種廣泛使用的最基礎(chǔ)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)。應(yīng)力應(yīng)變曲線提供材料的許多重要參數(shù)以評(píng)價(jià)其緩沖特性。應(yīng)力為受到的壓力與受壓面積的比值，應(yīng)變?yōu)槭軌鹤冃伍L(zhǎng)與材料的受壓前厚度的比值。靜態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)儀器使用深圳新三思計(jì)量技術(shù)有限公司生產(chǎn)的微機(jī)控制電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。試驗(yàn)條件是：溫度T=20℃，相對(duì)濕度RH=56%。實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)機(jī)上的壓板以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)試樣施加壓縮載荷。 靜態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)受力示意圖實(shí)驗(yàn)中試樣共10個(gè)分為厚度為10mmA組和厚度為20mmB組，A組試樣壓縮速度分別為400、350、300mm/min，B組試樣壓縮速度為300、250mm/min。每種壓縮速度取兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)所得曲線為力位移曲線。蜂窩紙板在塑性坍塌和密實(shí)化階段的變形基本與壓縮速度關(guān)系不大，為方便分析，只給出了蜂窩紙板彈性和彈塑性變形階段的曲線。 （） （）其中：為壓縮應(yīng)力，；為垂直正向壓縮載荷，；為蜂窩紙板試件的承壓面積，；ε為壓縮應(yīng)變，；h為蜂窩紙板試件的厚度，；h1為蜂窩紙板試件在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的厚度。從實(shí)驗(yàn)獲得曲線可以看出以下規(guī)律：（1） 隨著厚度的增加紙板承受的壓力極限降低。因?yàn)榧埌搴穸仍酱?，材料的剛性越差，?qiáng)度越低就越容易被擠壓變形。（2） 對(duì)比兩種厚度蜂窩紙板的線彈性變形階段，可以看出，紙板越厚，其屈服點(diǎn)的應(yīng)力越低，越容易達(dá)到屈服階段，說(shuō)明其緩沖性能越好。（3） 對(duì)比同種厚度不同壓縮速度的曲線發(fā)現(xiàn)隨著壓縮速度的增大，應(yīng)變相同，所承受的應(yīng)力越大。（4） 蜂窩紙板具有很明顯的變形四個(gè)階段，即彈性變形階段、彈塑性變形階段、塑性坍塌階段、密實(shí)化階段。 蜂窩紙板的應(yīng)力應(yīng)變曲線動(dòng)態(tài)緩沖實(shí)驗(yàn)主要是模擬產(chǎn)品在流通過(guò)程中受到的沖擊等外界機(jī)械力的緩沖情況的一種試驗(yàn)方法。對(duì)于不同的緩沖材料，單位面積吸收的沖擊能越大，那么意味著其滿足吸收同樣的沖擊能所需要的材料越少，其緩沖效率越高。而一般緩沖包裝設(shè)計(jì)中常用的參數(shù)是緩沖效率的倒數(shù)，稱之為緩沖系數(shù)C。在跌落跌落高度和襯墊厚度確定后，已知材料的緩沖系數(shù)皆可以求的其能承受的最大加速度。不同的最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)的緩沖系數(shù)也是不一樣的，緩沖系數(shù)是最大應(yīng)力的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)的曲線稱之為緩沖系數(shù)最大應(yīng)力曲線[13]。實(shí)驗(yàn)時(shí)重量為W的沖擊臺(tái)從高度H出跌落，對(duì)面積為A、厚度為h的緩沖材料試樣進(jìn)行沖擊，加速度傳感器記錄下每次沖擊的最大加