【文章內(nèi)容簡介】 速度Gm，已知W、H、h、A、及Gm，通過公式31就可以求出σm和C。 （） （）各次實驗的跌落高度與試件厚度都一樣，只是由小到大一次又一次的增加重錘的重量，不同的W測得的Gm是不同的，通過這些點連成的曲線就是動態(tài)緩沖特性曲線。動態(tài)緩沖實驗分為兩組，兩組的瓦楞芯直徑不同。尺寸正式實驗前經(jīng)過預處理實驗，并把試樣按照GB/T 。試驗條件是：溫度T=20℃，相對濕度RH=56%。試樣面積采用100mm*100mm的標準，厚度為40mm，沖擊高度為500mm。實驗時用4種不同重量的重錘跌落沖擊，每個重錘跌落4次，并取其平均值計算。實驗數(shù)據(jù)記錄如下：h=40mm，H=500mm A組蜂窩紙板實驗數(shù)據(jù) 重錘重量（kg）G1（g）G2G3G4平均值Cσm（kpa） B組蜂窩紙板實驗數(shù)據(jù) 重錘重量（kg）G1（g）G2G3G4平均值Cσm（kpa）1） 緩沖系數(shù)： C=Gh/H （）其中：C為材料的緩沖系數(shù)；h為材料厚度（mm）；H為跌落高度（mm）；G為沖擊加速度（g）2）最大應力： σm=WG/A （）其中：σm為最大應力（kPa）；W為重錘重量（N）；G為沖擊加速度（g）；A為試樣面積（mm2）。，我們可得出以下規(guī)律：（1） A組蜂窩紙板，它的最小緩沖系數(shù)為6，對應的最大應力為180。當最大應力在155以下時，其緩沖系數(shù)變化比較快，但當最大應力大于190時，其緩沖系數(shù)就變得緩慢起來。（2） B組蜂窩紙板，它的最小緩沖系數(shù)為4，對應的最大應力為110。總體來說，B曲線的變化幅度比較大，其緩沖系數(shù)的的變化也比較快。（3） 對比A、B兩條曲線可以看出在一定的范圍內(nèi)，B組蜂窩紙板的緩沖系數(shù)是小于A組試樣的，也就是說B組試樣的緩沖性能要好些。（4） 由以上兩組試樣曲線的對比可以看出，蜂窩紙板的緩沖性能還與蜂窩紙板的結(jié)構(gòu)有關，蜂窩紙芯的直徑大小在一定程度上影響著其緩沖性能。從應力—應變曲線可以看出，雖然不同厚度有不同的抗壓強度，但它們的形狀大體上都符合一個規(guī)律。從開始加壓到屈服點基本上呈線性，然后呈一段變形的屈服，直到壓潰。每條曲線被屈服點分為兩部分，屈服點前是彈性區(qū)域，除去應力，材料能恢復原樣，不留任何變形。應力超過屈服點，材料呈塑性行為，此時若除去應力，材料不再恢復原樣，而留有永遠變形，這時說明蜂窩紙板屈服了。屈服點以后表現(xiàn)出的總趨勢是載荷幾乎不增加而變形卻增加得很多。對比蜂窩紙板與泡沫塑料的靜態(tài)壓縮曲線可以二者的主要區(qū)別在于蜂窩紙板是比較硬的緩沖材料，線彈性區(qū)域比較窄。而泡沫塑料比較軟，線彈性區(qū)域相對而言比較寬，意味著在緩沖時會產(chǎn)生比較大的變形。另外，泡沫塑料的復原性比較差，蠕變也比較明顯，這些都會導致多次沖擊之后由于緩沖襯墊厚度變小而不能很好的將產(chǎn)品固定。對比兩種材料的動態(tài)曲線可以發(fā)現(xiàn)二者都有一個最低點，對應著最小的緩沖系數(shù)，一般計算緩沖襯墊尺寸是都是去最低點的參數(shù)，這樣能夠節(jié)省材料。二者的最小緩沖系數(shù)都在4左右。 泡沫塑料的靜態(tài)曲線 泡沫塑料動態(tài)曲線本設計包裝對象為液晶電視，初步擬定用瓦楞紙板做其外包裝，而蜂窩紙板為緩沖襯墊，并且將二者粘在一起成一個整體，所以需要研究蜂窩紙板與瓦楞紙板組合結(jié)構(gòu)的特性。查詢李厚民等的實驗研究《蜂窩紙板與瓦楞紙板組合結(jié)構(gòu)緩沖特性研究》[4]： 組合結(jié)構(gòu)緩沖特性曲線（1） 蜂窩紙板在其彈性范圍內(nèi)緩沖系數(shù)很大，緩沖性能并不好，這與它剛性好、抗壓強度大是一致的。但其在塑性變形區(qū)域內(nèi)屈服平臺很長，緩沖系數(shù)較小， 對沖擊能量的吸收性很好；（2） 瓦楞紙板對于小幅荷載有良好的緩沖能力，蜂窩紙板對于較大的沖擊荷載有良好的緩沖能力；（3） 瓦楞紙板與蜂窩紙板組合結(jié)構(gòu)結(jié)合了瓦楞紙板和蜂窩紙板的優(yōu)點，對于小幅荷載和較大的沖擊載荷都有良好的緩沖能力。組合結(jié)構(gòu)中的瓦楞紙板承受小幅荷載，蜂窩紙板則承受較大的沖擊荷載；（4） 進行實際包裝結(jié)構(gòu)設計時，瓦楞紙板和蜂窩紙板的選擇，可以根據(jù)各自的應力一應變曲線和載荷的大小，選擇處于屈服階段的應力和應變，此時其緩沖性能較好；同時，還可以結(jié)合緩沖系數(shù)一載荷曲線全面評價包裝結(jié)構(gòu)的緩沖性能。 以上實驗可知蜂窩紙板的抗壓強度較高，緩沖性能較好，因此蜂窩紙板完全可以作為液晶電視緩沖材料。通過與泡沫塑料緩沖性能的對比可知在液晶電視的緩沖上蜂窩紙板是適用的是可以取代泡沫塑料的。在應用中可依據(jù)應力—應變曲線緩沖系數(shù)最大應力和實際中的需要來選擇紙板厚度達到包裝防護的目的。蜂窩紙板做為緩沖材料使用，需選擇處于屈服階段的應變和應力，此時的緩沖性能較好。還可以結(jié)合傳遞率曲線來全面評價它的緩沖性能和防振性能。綜合前面的分析，本設計研究選擇蜂窩紙板作為LG42液晶電視物流包裝的緩沖材料。 產(chǎn)品物流包裝結(jié)構(gòu)設計與校核已知產(chǎn)品的參數(shù)為W為161N，脆值G為60，跌落高度H為60cm。由蜂窩紙板的動態(tài)緩沖實驗可知在一定程度上紙板越厚其緩沖性能越好，從更好的保護產(chǎn)品的角度出發(fā)，本設計選擇動態(tài)緩沖B組實驗材料為產(chǎn)品的緩沖材料。取曲線的最低點，可得緩沖系數(shù)C為4，最大應力σm為110kpa=11N/cm2。=CH/G=460/60=4，襯墊面積A=WG/σm=16160/11=計算結(jié)果表明該型蜂窩紙板可以作為產(chǎn)品的緩沖材料。緩沖形式為局部緩沖。角墊接觸面積Amin=≈220cm2，L=。當襯墊尺寸的面積與厚度之比小于一定厚度時，襯墊容易撓曲或變彎，大大降低襯墊的負重能力。為了避免撓曲，其中最小的承載面積Amin與厚度之比應符合克斯特那經(jīng)驗公式，計算得Amin =220()2 ＞=，可知符合撓度要求。查閱湯伯森《包裝動力學》可知，角跌落時的有效受力面積為：Ae=L2= （）此時靜應力為：σ=W/Ae=161/= kg/cm2 （）此應力值對應的加速度小于產(chǎn)品的可用脆值，所以該設計尺寸滿足要求。 墊腳示意圖瓦楞紙板因無污染、可再生、具有良好的緩沖性能等優(yōu)點。在運輸包裝中得到廣泛應用，本設計也采用此材料設計外包裝。對于液晶電視包裝一般是用單體包裝的。本設計選標準箱型0201型。實際中可使用膠黏劑粘合接頭。按照GBT6544——1999標準規(guī)定，UV形瓦楞紙板分為A、C、B和E型四種。A楞型的紙箱承受平面壓力性能比B和C楞型差。B楞型的瓦楞低又密，雖然耐垂直壓力性能較差，但平面耐壓性能較高。C楞型性能，介于A和B楞型之間既具有良好的緩沖保護性能，又具有一定的剛性，方便印刷。E楞型的紙板具有重雖輕、緩沖性能好，但紙板較薄。有時根據(jù)包裝情況的不同可以選擇組合結(jié)構(gòu)。綜合考慮，由于本設計對象流通過程中是堆碼運輸，因此對其紙箱要有較強的平面耐壓性能，又外包裝需直接印刷，所以綜合考慮選擇BC雙瓦楞紙板設計。一、內(nèi)尺寸的計算由于采用單體包裝，不需要考慮內(nèi)裝物排列方式，所以其內(nèi)尺寸計算公式為Xi=Xmax+2T+K1 （）式中：Xi——紙箱內(nèi)尺寸（mm） Xmax——內(nèi)裝物最大外尺寸（mm） T——襯格或緩沖墊厚度（mm） K1——內(nèi)尺寸修正系數(shù)（查表） 瓦楞紙箱內(nèi)尺寸修正系數(shù)長度方向L1寬度方向B1高度方向H1小型箱中型箱大型箱3737133457（資料來源：彭國勛：《物流運輸包裝設計》，印刷工業(yè)出版社，2006）取KL=5mm；KB=5mm；KH=3mm；又已知Lmax=1028mm；Bmax=；Hmax=88mm；T=40mm所以Li=Lmax+2T+ K’=1028+402+5=1113mmBi=Bmax+2T+ K’=+402+5=Hi=Hmax+2T+ K’=88+402+4=172mm即紙箱的內(nèi)尺寸為：1113mm172mm二、制造尺寸計算制造尺寸計算公式為：X=Xi+k+t （）式中：X——瓦楞紙箱長、寬、高的制造尺寸mmXi——紙箱內(nèi)尺寸mmk——制造尺寸修正系數(shù)mm（查表）t——瓦楞紙板的厚度mm由下表得出K11=8；K12=5；Kb1=8；Kb2=5；K=14；所以 L1= Li + K11 =1121（mm），L2= Li +K12 =1118（mm）；B1 =Bi+ Kb1 =（mm）， B2= Bi + Kb2=（mm）。H=Hi +K=186（mm），搖蓋尺寸F=+4=379mm，J=45 02類單瓦楞紙箱制造尺寸修正系數(shù)（mm）名稱楞型L1L2B1B2HA64639B32326C53538E21213BC858514（資料來源：彭國勛：《物流運輸包裝設計》，印刷工業(yè)出版社，2006）三、外尺寸計算外尺寸公式： X0 = Xi + K （）式中：X0 —瓦楞紙箱外尺寸； Xi —紙箱制造尺寸； K—紙箱外尺寸修正系數(shù)。 紙箱外尺寸修正系數(shù)楞型ABCEAABBCCABACBCK5~73~54~62~410~146~108~128~129~137~11（資料來源：彭國勛：《物流運輸包裝設計》，印刷工業(yè)出版社，2006）取K=10，所以外包裝尺寸為1131mm196mm。 外包裝盒展開圖 外包裝盒成型圖 成本校核紙箱材料消耗比較：原包裝方案單個瓦楞紙箱的材料需要22290cm2，本設計包裝方案材料消耗22934cm2。相比較之下，兩個方案在外包裝箱上的材料消耗相差不多。緩沖襯墊消耗材料比較：102m3，泡沫塑料的市場銷售價格為10元/m3，按1000個為單位計算，1010=。103m3，蜂窩紙板的市場銷售價格為12元/m3，按1000個為單位計算，12=。相比較，本文設計包裝方案更節(jié)省成本。另外，蜂窩紙板具有環(huán)保的優(yōu)點，所以在蜂窩紙板作為液晶電視的物流緩沖包裝材料更具有優(yōu)勢。第4章 適應物流需要的產(chǎn)品集合單元化包裝方案設計 集合單元化與堆碼集裝單元化（containerization）是用集裝單元器具或采用捆扎方法，把物品組成集裝單元的物流作業(yè)方式。其實質(zhì)就是要形成單元化系統(tǒng)，即集裝系統(tǒng)。集裝化物資的載體是集合包裝。集合包裝就是將運輸包裝貨件成組化，通俗說來就是將若干個相同或不同的包裝單位匯集起來，最后包裝成一個更大的包裝單位或裝入一個更大的包裝容器內(nèi)的包裝形式。如把許多貨物包裝成一個包，若干包又打成一個件，若干件最后裝入一個集裝箱，這便是集合包裝的簡單組合過程。集合包裝種類有很多，主要包括集裝箱、托盤、集裝網(wǎng)袋、框架集裝、滑板、無托盤7種。集合包裝以托盤、滑板為包裝貨件群體之基座墊板，或者利用包裝貨件堆垛形式，以收縮、拉伸薄膜緊固，構(gòu)成具有采用機械作業(yè)叉孔的貨物載荷單元。由于集合包裝可以集裝運輸乃至貨架陳列，銷售具備單件運輸包裝的貨物，將品種繁多，形狀不一、體積各異、重量不等的單件包裝貨物之箔、桶、袋、包等，一件件以托盤或滑板組成集合裝載單元，并采用各種材料和技術措施，使包裝貨件固定于墊板上，將墊板連同其所集裝之包裝貨物載荷單元，牢固地組合成集合包裝整體，可以用叉車等機械進行裝卸、搬運和實現(xiàn)集裝單元化門對門運輸，從而使包裝方式與物流方式融合為一體，達到物流領域集合包裝與集裝單元化輸送方式的統(tǒng)一。集合包裝的體積一般為l立方米，重量在500公斤至2噸。有些貨物，如木材、鋼材等集合包裝重量達5噸以上。集合包裝是以集裝箱、桶、裳、捆包乃至筐、簍或具備單件運輸包裝的貨物，包括食品、日用品、文教用品、藥品、工業(yè)品、家用電器、以及儀器、儀表、易碎品、危險品等各種貨物。集合包裝是現(xiàn)代化的包裝方法，是包裝貨件物流合理化、科學化、現(xiàn)代化的方式之一，發(fā)展集合包裝是世界各國包裝貨物運輸?shù)墓餐l(fā)展趨勢。包裝件在托盤上的堆碼是個很重要的問題。托盤在自動化生產(chǎn)線的終點，一般由碼盤機碼盤，在流通過程中一般由手工碼盤。包裝件的堆碼方式有重疊式、交錯式、縱橫式、旋轉(zhuǎn)式、縱樹式、騎縫式、豎立式和裝配式等。托盤承載表面積的利用率一般不低于80%。關羽托盤的具體堆碼方式，國家標準GB489295對于采用標準模數(shù)尺寸的硬質(zhì)立方體包裝容器提供了71種運輸包裝尺寸，根據(jù)這71種尺寸，按兩種優(yōu)選的托盤尺寸系列，提供了120中堆碼方式圖譜，并計算了各類堆碼圖的表面積利用率。因此，可以根據(jù)具體的包裝尺寸參照這些圖譜來進行托盤組合包裝的堆碼設計[14]。 瓦楞紙箱的抗壓強度瓦楞紙箱的選型主要取決于內(nèi)裝物的最大重量和最大綜合尺寸，內(nèi)裝物外輪廓長寬高之和稱為綜合尺寸。瓦楞紙箱選用，可參考GB65431986按表所給出的數(shù)據(jù)進行。 瓦楞紙箱選用規(guī)定紙箱種類內(nèi)裝物最大重量/kg綜合最大尺寸/mm瓦楞紙板代號一類二類三類雙瓦楞紙箱15140020175030100040