1 . 包装盒的静态受力分析 折叠纸盒的抗压强度随着挺度、环压强度和厚度的增加而增大;结构不同,抗压强度不同;而结构参数的影响作用表现为:抗压强度与高度成反比关系,与周边长成正比关系,与长宽比近似成二次函数关系。 将纸盒材纸的抗压强度以及一系列参数作为已知量,再通过实验拟合能够得到计算纸盒极限静载荷的经验公式。目前研究者已经得出了很多这种经验公式,其中美国纸盒纸板研究开发协会(BRDA)提出一种折叠纸盒抗压强度的经验公式: (1.1) 式中:P—折叠纸盒抗压强度(N); a—常数; —纸板的纵向挺度(mN·m); —纸板的横向挺度(mN·m); t—纸板厚度(mm)。 由于BRDA公式仅考虑了纸板纵横向挺度和厚度的影响,其最大误差达到了21%,故可对其经行优化,找出较为精确地折叠纸盒抗压强度数学模型。 锁底式纸盒是各个体板以每两个相邻体板的交线(即高度方向压痕线)为轴,顺次旋转一定角度而成型的。在载荷作用下。4个侧板都是纵向承载。根据管式折叠纸盒的结构及其受力状态,可知纸板的环压强度也是抗压强度的影响因素;由于侧板是纵向承载,因而在公式中加入纵向环压强度;根据BRDA式,加入纸盒结构影响因子,并考虑到纸板的纵横向挺度有一定关系,可以看成常数,建立数学模型如下: (1.2) 式中:a1、b1、e1、f1、g1、g1、g1—常数; Z—纸盒周边长(mm); H—纸盒高度(m m ); A—纸盒长宽比; Pm —纸板的纵向环压强度(N/m )。 通过实验及数据分析,在考虑纸板性能和结构参数的共同影响时,锁底式折叠纸盒的抗压强度计算经验公式为: (1.3) 通过比较,模型的拟合度很好,最大误差仅为3%。 失效准则 在静载情况下,若不考虑包装件刚度对纸盒抗压强度的影响,只要纸盒实际所承受的压力P0