瓦楞紙箱爆線 相關研究

1、瓦楞紙箱瓦楞紙箱“爆線爆線” 的的相關研究相關研究內容提要課題研究技術路線課題研究技術路線4課題研究目的及意義課題研究目的及意義1研究背景和國內外研究現(xiàn)狀研究背景和國內外研究現(xiàn)狀2課題創(chuàng)新點課題創(chuàng)新點5研究目標和內容研究目標和內容3可能存在的問題可能存在的問題6課題進度安排課題進度安排711 課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義“爆線”的定義 爆線，又稱“炸線”，或者壓痕破裂，是由于紙板品質差、壓痕設計不合理或加工方法不當?shù)纫蛩貙е碌募埾鋼u蓋及箱體折疊處內外面紙破裂的現(xiàn)象。 “爆線”現(xiàn)象在北方地區(qū)的紙箱生產企業(yè)中比較常見，屬于嚴重的紙箱質量缺陷。1 課題研究的目的和意義課題研究的目的和意義

2、分析影響“爆線”的因素，研究“爆線”的形成機理，提出解決“爆線”現(xiàn)象的方案研究目的研究目的為紙箱在生產過程中壓痕及折疊工藝參數(shù)的選擇提供科學依據(jù)，解決生產過程中的“爆線”問題研究意義研究意義2 研究背景和國內外研究現(xiàn)狀研究背景和國內外研究現(xiàn)狀 研究背景研究背景u 瓦楞紙板在生產線上制成之后，還需經(jīng)過成型加工和印刷后才能制成紙箱。在壓痕及折疊工藝中由于紙板品質、含水率、壓痕參數(shù)等的影響，容易造成壓線破裂，即產生“爆線”現(xiàn)象。u “爆線”問題嚴重影響紙箱品質，造成材料浪費，且會影響產品交貨日期，使企業(yè)蒙受經(jīng)濟損失。2 課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀u 關國平，劉筱霞，趙軍

3、等分析了瓦楞紙箱成型過程中影響壓痕線破裂的因素，并提出了改善措施。 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 u 夏希鼎，湯杰等分析了模切過程中影響“爆線”的因素，并提出了改進措施。u 周浩，楊倩探索了控制瓦楞紙板水分含量的一些途徑。對爆線影響因素及解決方法的研究 2 課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀u Gilchrist等人研究了含有幾何非線性、材料非線性的單瓦楞紙板的有限元建模，采用ABAQUS有限元分析軟件分析了單瓦楞紙板在壓縮、彎曲、剪切、扭轉時的力學性能。u 周廷美、孟超瑩等采用APDL語言建立了瓦楞紙板壓痕折疊過程的仿真模型。 力學性能研究現(xiàn)狀2 課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀課題研

4、究背景及國內外研究現(xiàn)狀小結2 課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國內外研究現(xiàn)狀 現(xiàn)有研究中存在的問題：u 已有文獻中對“爆線”現(xiàn)象的研究一般只是定性的描述，缺乏對“爆線”產生機理的研究。u 在對瓦楞紙板的力學性能研究方面，已有研究大多集中在瓦楞紙箱的緩沖性能、蠕變特性及承載性能等分析上，其有限元模擬分析也大都集中在這些方面，對紙箱壓痕成型過程中的受力分析涉及較少。u 現(xiàn)有的解決爆線問題的方法還停留在根據(jù)生產經(jīng)驗做出的分析和判斷上，沒有理論分析和試驗依據(jù)，更沒有工藝方案的探討和實踐，缺乏實際操作性。3 研究目標與研究內容研究目標與研究內容u 針對瓦楞紙箱生產加工過程中存在的壓痕破裂問題，

5、以三層瓦楞紙板為研究對象，通過構建瓦楞紙箱壓痕折疊過程的力學模型，研究“爆線”的形成機理。u 利用打樣設備對壓線機的壓痕工藝進行模擬，分析壓痕深度及紙箱含水率對“爆線”的影響。 研究目標3 研究目標與研究內容研究目標與研究內容u 使用ANSYS數(shù)據(jù)分析軟件對模壓加工過程進行仿真，研究壓痕及折疊過程中產生“爆線”的邊界條件及其影響因素。u 研究避免“爆線”現(xiàn)象的局部強化涂覆工藝方案，并通過試驗驗證其可行性。 3 研究目標與研究內容u影響“爆線”問題的主要因素研究 研究環(huán)境濕度、瓦楞紙箱含水率、瓦楞紙箱材質與瓦楞紙對力學性能的影響。為研究“爆線”形成機理，提出解決方案提供參考u“爆線”問題的形成機

6、理 建立瓦楞紙箱在壓痕、折疊過程中的力學模型，進行受力分析，研究“爆線”問題產生的機理 研究內容3 研究目標與研究內容u壓痕加工工藝參數(shù)的影響 通過壓痕設備對壓線機壓痕工藝進行模擬，研究影響“爆線”的因素。 用有限元模擬的方式對模切加工工藝進行仿真分析，研究影響“爆線”的工藝參數(shù)。u采用局部覆膜強化的工藝措施解決“爆線”問題。4 課題研究的技術路線 圖1 課題研究的技術路線4 課題研究的技術路線“爆線”現(xiàn)象影響因素分析u “爆線”問題的本質是紙箱材料的強度不足所導致的纖維斷裂，受環(huán)境溫濕度、紙箱含水率及材質影響很大。u 研究環(huán)境溫濕度、瓦楞紙箱含水率及材質對瓦楞紙板力學性能的影響是研究“爆線”

7、形成機理及解決方案的基礎。4 課題研究的技術路線 建立力學分析模型u “爆線”現(xiàn)象的產生是由于外力的作用使瓦楞紙箱內外面紙纖維間的結合受到破壞，導致纖維斷裂。u 建立瓦楞紙箱壓痕及折疊過程的力學模型，分析瓦楞紙箱在壓痕及折疊過程中的受力形式，分析折疊角度、折疊次數(shù)對“爆線”現(xiàn)象的影響。4 課題研究的技術路線 不同壓痕工藝過程對“爆線”的影響 瓦楞紙箱的壓痕過程可以在分紙壓線機上進行，也可在模切機上實現(xiàn)，兩種壓痕方式加工原理不同，所以分別對兩種壓痕工藝過程對“爆線”的影響進行研究。u 使用實驗室的打樣設備對壓線機的壓痕過程進行模擬，研究影響“爆線”現(xiàn)象的因素。u 采用有限元模擬分析的方式對平壓平

8、模切機的壓痕折疊過程進行仿真，研究影響“爆線”的因素。4 課題研究的技術路線 解決“爆線”問題的技術方案u 由于瓦楞紙箱在加工過程中材質已經(jīng)確定，生產中出現(xiàn)“爆線”問題時，不可能采用更換更好材質瓦楞紙板的方式解決“爆線”問題，因此需要在紙箱成本與性能之間尋找一個平衡。u 采用對瓦楞紙箱壓痕部位的局部覆膜強化方案，研究膜的成分和配方，完成涂覆的工藝流程研究，并對其可行性進行分析。減少生產中“爆線”現(xiàn)象的產生。5 課題創(chuàng)新點u 研究了“爆線”現(xiàn)象產生的機理，并建立了模切過程的有限元仿真分析模型。u 提出了基于局部纖維拉伸增強的涂覆強化解決方案。6 可能存在的問題u 用打樣設備對瓦楞紙箱在壓線機上的

9、壓痕工藝進行 模擬時，由于兩者并不完全等效，試驗結果可能不夠精確。u 由于含水率對紙板的各項性能均有影響，所以在進行不同含水率瓦楞紙板的有限元仿真受力分析時參數(shù)不易設定。7 工作進度表2011.082011.082011.10 2011.10 搜集資料，全面了解課題相關研究，了解瓦楞紙板爆線問題的產生機理，總結影響瓦楞紙板爆線的因素，歸納現(xiàn)有的解決方法，分析其不足之處，提出新的解決方案。2011.112011.112012.01 2012.01 完成瓦楞紙板力學模型的建立。2012.022012.022012.04 2012.04 分別對不同含水率、不同型號的瓦楞紙板與壓痕力、壓痕深度、壓痕寬度進行試驗和有限元分析。2012.