瓦楞纸箱爆线 相关研究

1、瓦楞纸箱瓦楞纸箱“爆线爆线” 的的相关研究相关研究内容提要课题研究技术路线课题研究技术路线4课题研究目的及意义课题研究目的及意义1研究背景和国内外研究现状研究背景和国内外研究现状2课题创新点课题创新点5研究目标和内容研究目标和内容3可能存在的问题可能存在的问题6课题进度安排课题进度安排711 课题研究的目的及意义课题研究的目的及意义“爆线”的定义 爆线，又称“炸线”，或者压痕破裂，是由于纸板品质差、压痕设计不合理或加工方法不当等因素导致的纸箱摇盖及箱体折叠处内外面纸破裂的现象。 “爆线”现象在北方地区的纸箱生产企业中比较常见，属于严重的纸箱质量缺陷。1 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义

2、分析影响“爆线”的因素，研究“爆线”的形成机理，提出解决“爆线”现象的方案研究目的研究目的为纸箱在生产过程中压痕及折叠工艺参数的选择提供科学依据，解决生产过程中的“爆线”问题研究意义研究意义2 研究背景和国内外研究现状研究背景和国内外研究现状 研究背景研究背景u 瓦楞纸板在生产线上制成之后，还需经过成型加工和印刷后才能制成纸箱。在压痕及折叠工艺中由于纸板品质、含水率、压痕参数等的影响，容易造成压线破裂，即产生“爆线”现象。u “爆线”问题严重影响纸箱品质，造成材料浪费，且会影响产品交货日期，使企业蒙受经济损失。2 课题研究背景及国内外研究现状课题研究背景及国内外研究现状u 关国平，刘筱霞，赵军

3、等分析了瓦楞纸箱成型过程中影响压痕线破裂的因素，并提出了改善措施。 研究现状研究现状 u 夏希鼎，汤杰等分析了模切过程中影响“爆线”的因素，并提出了改进措施。u 周浩，杨倩探索了控制瓦楞纸板水分含量的一些途径。对爆线影响因素及解决方法的研究 2 课题研究背景及国内外研究现状课题研究背景及国内外研究现状u Gilchrist等人研究了含有几何非线性、材料非线性的单瓦楞纸板的有限元建模，采用ABAQUS有限元分析软件分析了单瓦楞纸板在压缩、弯曲、剪切、扭转时的力学性能。u 周廷美、孟超莹等采用APDL语言建立了瓦楞纸板压痕折叠过程的仿真模型。 力学性能研究现状2 课题研究背景及国内外研究现状课题研

4、究背景及国内外研究现状小结2 课题研究背景及国内外研究现状课题研究背景及国内外研究现状 现有研究中存在的问题：u 已有文献中对“爆线”现象的研究一般只是定性的描述，缺乏对“爆线”产生机理的研究。u 在对瓦楞纸板的力学性能研究方面，已有研究大多集中在瓦楞纸箱的缓冲性能、蠕变特性及承载性能等分析上，其有限元模拟分析也大都集中在这些方面，对纸箱压痕成型过程中的受力分析涉及较少。u 现有的解决爆线问题的方法还停留在根据生产经验做出的分析和判断上，没有理论分析和试验依据，更没有工艺方案的探讨和实践，缺乏实际操作性。3 研究目标与研究内容研究目标与研究内容u 针对瓦楞纸箱生产加工过程中存在的压痕破裂问题，

5、以三层瓦楞纸板为研究对象，通过构建瓦楞纸箱压痕折叠过程的力学模型，研究“爆线”的形成机理。u 利用打样设备对压线机的压痕工艺进行模拟，分析压痕深度及纸箱含水率对“爆线”的影响。 研究目标3 研究目标与研究内容研究目标与研究内容u 使用ANSYS数据分析软件对模压加工过程进行仿真，研究压痕及折叠过程中产生“爆线”的边界条件及其影响因素。u 研究避免“爆线”现象的局部强化涂覆工艺方案，并通过试验验证其可行性。 3 研究目标与研究内容u影响“爆线”问题的主要因素研究 研究环境湿度、瓦楞纸箱含水率、瓦楞纸箱材质与瓦楞纸对力学性能的影响。为研究“爆线”形成机理，提出解决方案提供参考u“爆线”问题的形成机

6、理 建立瓦楞纸箱在压痕、折叠过程中的力学模型，进行受力分析，研究“爆线”问题产生的机理 研究内容3 研究目标与研究内容u压痕加工工艺参数的影响 通过压痕设备对压线机压痕工艺进行模拟，研究影响“爆线”的因素。 用有限元模拟的方式对模切加工工艺进行仿真分析，研究影响“爆线”的工艺参数。u采用局部覆膜强化的工艺措施解决“爆线”问题。4 课题研究的技术路线 图1 课题研究的技术路线4 课题研究的技术路线“爆线”现象影响因素分析u “爆线”问题的本质是纸箱材料的强度不足所导致的纤维断裂，受环境温湿度、纸箱含水率及材质影响很大。u 研究环境温湿度、瓦楞纸箱含水率及材质对瓦楞纸板力学性能的影响是研究“爆线”

7、形成机理及解决方案的基础。4 课题研究的技术路线 建立力学分析模型u “爆线”现象的产生是由于外力的作用使瓦楞纸箱内外面纸纤维间的结合受到破坏，导致纤维断裂。u 建立瓦楞纸箱压痕及折叠过程的力学模型，分析瓦楞纸箱在压痕及折叠过程中的受力形式，分析折叠角度、折叠次数对“爆线”现象的影响。4 课题研究的技术路线 不同压痕工艺过程对“爆线”的影响 瓦楞纸箱的压痕过程可以在分纸压线机上进行，也可在模切机上实现，两种压痕方式加工原理不同，所以分别对两种压痕工艺过程对“爆线”的影响进行研究。u 使用实验室的打样设备对压线机的压痕过程进行模拟，研究影响“爆线”现象的因素。u 采用有限元模拟分析的方式对平压平

8、模切机的压痕折叠过程进行仿真，研究影响“爆线”的因素。4 课题研究的技术路线 解决“爆线”问题的技术方案u 由于瓦楞纸箱在加工过程中材质已经确定，生产中出现“爆线”问题时，不可能采用更换更好材质瓦楞纸板的方式解决“爆线”问题，因此需要在纸箱成本与性能之间寻找一个平衡。u 采用对瓦楞纸箱压痕部位的局部覆膜强化方案，研究膜的成分和配方，完成涂覆的工艺流程研究，并对其可行性进行分析。减少生产中“爆线”现象的产生。5 课题创新点u 研究了“爆线”现象产生的机理，并建立了模切过程的有限元仿真分析模型。u 提出了基于局部纤维拉伸增强的涂覆强化解决方案。6 可能存在的问题u 用打样设备对瓦楞纸箱在压线机上的

9、压痕工艺进行 模拟时，由于两者并不完全等效，试验结果可能不够精确。u 由于含水率对纸板的各项性能均有影响，所以在进行不同含水率瓦楞纸板的有限元仿真受力分析时参数不易设定。7 工作进度表2011.082011.082011.10 2011.10 搜集资料，全面了解课题相关研究，了解瓦楞纸板爆线问题的产生机理，总结影响瓦楞纸板爆线的因素，归纳现有的解决方法，分析其不足之处，提出新的解决方案。2011.112011.112012.01 2012.01 完成瓦楞纸板力学模型的建立。2012.022012.022012.04 2012.04 分别对不同含水率、不同型号的瓦楞纸板与压痕力、压痕深度、压痕宽度进行试验和有限元分析。2012.