瓦楞紙箱爆線 相關(guān)研究

1、瓦楞紙箱瓦楞紙箱“爆線爆線” 的的相關(guān)研究相關(guān)研究?jī)?nèi)容提要課題研究技術(shù)路線課題研究技術(shù)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2課題創(chuàng)新點(diǎn)課題創(chuàng)新點(diǎn)5研究目標(biāo)和內(nèi)容研究目標(biāo)和內(nèi)容3可能存在的問(wèn)題可能存在的問(wèn)題6課題進(jìn)度安排課題進(jìn)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(zhì)差、壓痕設(shè)計(jì)不合理或加工方法不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致的紙箱搖蓋及箱體折疊處內(nèi)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(chǎn)企業(yè)中比較常見(jiàn)，屬于嚴(yán)重的紙箱質(zhì)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(jī)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(chǎn)過(guò)程中壓痕及折疊工藝參數(shù)的選擇提供科學(xué)依據(jù)，解決生產(chǎn)過(guò)程中的“爆線”問(wèn)題研究意義研究意義2 研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 研究背景研究背景u 瓦楞紙板在生產(chǎn)線上制成之后，還需經(jīng)過(guò)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(zhì)、含水率、壓痕參數(shù)等的影響，容易造成壓線破裂，即產(chǎn)生“爆線”現(xiàn)象。u “爆線”問(wèn)題嚴(yán)重影響紙箱品質(zhì)，造成材料浪費(fèi)，且會(huì)影響產(chǎn)品交貨日期，使企業(yè)蒙受經(jīng)濟(jì)損失。2 課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀u 關(guān)國(guó)平，劉筱霞，趙軍

3、等分析了瓦楞紙箱成型過(guò)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(guò)程中影響“爆線”的因素，并提出了改進(jìn)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(duì)爆線影響因素及解決方法的研究 2 課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國(guó)內(nèi)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(zhuǎn)時(shí)的力學(xué)性能。u 周廷美、孟超瑩等采用APDL語(yǔ)言建立了瓦楞紙板壓痕折疊過(guò)程的仿真模型。 力學(xué)性能研究現(xiàn)狀2 課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題研

4、究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀小結(jié)2 課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 現(xiàn)有研究中存在的問(wèn)題：u 已有文獻(xiàn)中對(duì)“爆線”現(xiàn)象的研究一般只是定性的描述，缺乏對(duì)“爆線”產(chǎn)生機(jī)理的研究。u 在對(duì)瓦楞紙板的力學(xué)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(duì)紙箱壓痕成型過(guò)程中的受力分析涉及較少。u 現(xiàn)有的解決爆線問(wèn)題的方法還停留在根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)做出的分析和判斷上，沒(méi)有理論分析和試驗(yàn)依據(jù)，更沒(méi)有工藝方案的探討和實(shí)踐，缺乏實(shí)際操作性。3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容u 針對(duì)瓦楞紙箱生產(chǎn)加工過(guò)程中存在的壓痕破裂問(wèn)題，

5、以三層瓦楞紙板為研究對(duì)象，通過(guò)構(gòu)建瓦楞紙箱壓痕折疊過(guò)程的力學(xué)模型，研究“爆線”的形成機(jī)理。u 利用打樣設(shè)備對(duì)壓線機(jī)的壓痕工藝進(jìn)行模擬，分析壓痕深度及紙箱含水率對(duì)“爆線”的影響。 研究目標(biāo)3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容u 使用ANSYS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)模壓加工過(guò)程進(jìn)行仿真，研究壓痕及折疊過(guò)程中產(chǎn)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(qiáng)化涂覆工藝方案，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。 3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容u影響“爆線”問(wèn)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(zhì)與瓦楞紙對(duì)力學(xué)性能的影響。為研究“爆線”形成機(jī)理，提出解決方案提供參考u“爆線”問(wèn)題的形成機(jī)

6、理 建立瓦楞紙箱在壓痕、折疊過(guò)程中的力學(xué)模型，進(jìn)行受力分析，研究“爆線”問(wèn)題產(chǎn)生的機(jī)理 研究?jī)?nèi)容3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容u壓痕加工工藝參數(shù)的影響 通過(guò)壓痕設(shè)備對(duì)壓線機(jī)壓痕工藝進(jìn)行模擬，研究影響“爆線”的因素。 用有限元模擬的方式對(duì)模切加工工藝進(jìn)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(qiáng)化的工藝措施解決“爆線”問(wèn)題。4 課題研究的技術(shù)路線 圖1 課題研究的技術(shù)路線4 課題研究的技術(shù)路線“爆線”現(xiàn)象影響因素分析u “爆線”問(wèn)題的本質(zhì)是紙箱材料的強(qiáng)度不足所導(dǎo)致的纖維斷裂，受環(huán)境溫濕度、紙箱含水率及材質(zhì)影響很大。u 研究環(huán)境溫濕度、瓦楞紙箱含水率及材質(zhì)對(duì)瓦楞紙板力學(xué)性能的影響是研究“爆線”

7、形成機(jī)理及解決方案的基礎(chǔ)。4 課題研究的技術(shù)路線 建立力學(xué)分析模型u “爆線”現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于外力的作用使瓦楞紙箱內(nèi)外面紙纖維間的結(jié)合受到破壞，導(dǎo)致纖維斷裂。u 建立瓦楞紙箱壓痕及折疊過(guò)程的力學(xué)模型，分析瓦楞紙箱在壓痕及折疊過(guò)程中的受力形式，分析折疊角度、折疊次數(shù)對(duì)“爆線”現(xiàn)象的影響。4 課題研究的技術(shù)路線 不同壓痕工藝過(guò)程對(duì)“爆線”的影響 瓦楞紙箱的壓痕過(guò)程可以在分紙壓線機(jī)上進(jìn)行，也可在模切機(jī)上實(shí)現(xiàn)，兩種壓痕方式加工原理不同，所以分別對(duì)兩種壓痕工藝過(guò)程對(duì)“爆線”的影響進(jìn)行研究。u 使用實(shí)驗(yàn)室的打樣設(shè)備對(duì)壓線機(jī)的壓痕過(guò)程進(jìn)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(duì)平壓平

8、模切機(jī)的壓痕折疊過(guò)程進(jìn)行仿真，研究影響“爆線”的因素。4 課題研究的技術(shù)路線 解決“爆線”問(wèn)題的技術(shù)方案u 由于瓦楞紙箱在加工過(guò)程中材質(zhì)已經(jīng)確定，生產(chǎn)中出現(xiàn)“爆線”問(wèn)題時(shí)，不可能采用更換更好材質(zhì)瓦楞紙板的方式解決“爆線”問(wèn)題，因此需要在紙箱成本與性能之間尋找一個(gè)平衡。u 采用對(duì)瓦楞紙箱壓痕部位的局部覆膜強(qiáng)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(duì)其可行性進(jìn)行分析。減少生產(chǎn)中“爆線”現(xiàn)象的產(chǎn)生。5 課題創(chuàng)新點(diǎn)u 研究了“爆線”現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理，并建立了模切過(guò)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(qiáng)的涂覆強(qiáng)化解決方案。6 可能存在的問(wèn)題u 用打樣設(shè)備對(duì)瓦楞紙箱在壓線機(jī)上的

9、壓痕工藝進(jìn)行 模擬時(shí)，由于兩者并不完全等效，試驗(yàn)結(jié)果可能不夠精確。u 由于含水率對(duì)紙板的各項(xiàng)性能均有影響，所以在進(jìn)行不同含水率瓦楞紙板的有限元仿真受力分析時(shí)參數(shù)不易設(shè)定。7 工作進(jìn)度表2011.082011.082011.10 2011.10 搜集資料，全面了解課題相關(guān)研究，了解瓦楞紙板爆線問(wèn)題的產(chǎn)生機(jī)理，總結(jié)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(xué)模型的建立。2012.022012.022012.04 2012.04 分別對(duì)不同含水率、不同型號(hào)的瓦楞紙板與壓痕力、壓痕深度、壓痕寬度進(jìn)行試驗(yàn)和有限元分析。2012.