探讨三重瓦楞纸板缓冲防护的特性(下)

　　三重组合瓦楞纸板具有比一般瓦楞纸板更高的强度，在一定程度上克服了少层瓦楞纸箱的上述缺点，适于包装重型机电产品。3A型瓦楞纸板制成的重型纸箱，与木质包装相比，其特点是：容量大、体积小；重量轻、强度高；节省储藏空间、适于折叠堆放、搬运方便。用三重组合瓦楞纸板制成的纸箱和托盘目前已被普遍采用，特别适合机械、机电等重型产品等的运输包装。另外，X- PLY超强瓦楞纸板、3B型、ACB型、ABE型等七层瓦楞纸板、瓦楞纸板制成的包装容器，强度更高。

　　国内外研究进展

　　表征包装材料的缓冲特性的方法是采用静态或动态应力--应变曲线。Jansen1952年提出了以变形能量为基础的缓冲系数概念，来表征缓冲包装材料的性能，将静态缓冲系数扩展为动态缓冲系数概念。此后，可用缓冲系数--最大应力曲线来表述缓冲包装材料特性。为便于应用，1961年Franklin和Hatae提出了最大加速度--静应力曲线，根据这些经验曲线，可简便地进行单自由度系统跌落缓冲包装设计，但误差较大。1964年美军标准制定了缓冲包装技术指南，给出主要包装材料的800多条最大加速度--静应力曲线，按每一条曲线至少要做21次试验计算，试验工作量十分巨大。而一些学者提出的曲线尚未能全部描述现有的包装材料缓冲特性，更无法包含环境参数变化对包装材料性能的影响。
　　1990年胡强等提出泡沫塑料衬垫的29参数非线性粘弹性模型，用该模型给出了电视机的响应加速度及衬垫优化尺寸的计算结果。对瓦楞纸板力学性能的研究具有较长的历史，国内外许多学者作了不少工作。Cox在1954年研究瓦楞纸箱侧板的受力分析时，得到一个半经验公式，指出纸箱侧板的压损强度与临界载荷及材料的边压强度有一个幂函数关系；Mckee在1963年导出了纸箱抗压强度（BCS）的Mckee简化公式；J.Marcondes研究了瓦楞纸板的缓冲性能及湿度对其缓冲性能的影响。国内近十几年来对瓦楞纸板也进行了大量的研究。1994年高德等考虑温度、多次冲击、层数、变形种类等因素，提出瓦楞纸板缓冲的理论模型，进行了参数识别。

　　吴天明对瓦楞纸板的平压冲击性能进行了研究。通过文献调研与论证，未见国内外对三重瓦楞结构缓冲防护性能的较为深入的研究成果。国内对它的研究大多外于初始的试验研究阶段。何慧君等提出将瓦楞纸板做成互相平行、垂直和交错的多层结构，使其形状如蜂窝，这样就能大大提高其缓冲性能。郭彦峰等对X- PLY超强瓦楞纸板的强度试验进行了研究。这些研究，缺乏对其缓冲性能的机理性描述，未能建立起缓冲性能理论模型，使得应用多重瓦楞纸板材料的产品，不能很好的进行包装系统的动力学分析及利用计算机进行工业包装设计。为使物品包装优化设计成为可能并具有工程实用性，则必须在分析其已有缓冲特性、规律及缓冲机理的基础上，提出科学的理论模型及评价指标，从而确定物品包装最佳防震缓冲目标参数，根据物品包装模型，进行理论分析。

　　另外，以理论建模、参数识别、优化计算和实验技术的进步为基础，开发先进的三重瓦楞缓冲包装结构，提高其缓冲包装设计的技术水平，是今后研究、开发三重瓦楞缓冲包装材料的发展方向。

　　必须看到，由于瓦楞纸板组合后的整体性能受层数、叠合方向的直接调制，同时不同规格的瓦楞纸板显然影响了组合板的宏观特性。在这方面，缓冲防护的机理研究明显滞后于工程应用，使结构设计很大程度上处于盲目性。以三重组合瓦楞纸板为研究对象，建立其缓冲性能模型、求解其动力学方程、分析主要参数对系统的影响，揭示这种材料在外部机械力学激励下的动力学响应规律。从而为三重组合瓦楞纸板在缓冲包装的优化设计中，尤其在大型电子、机电产品、家用电器包装的优化设计提供若干科学依据，具有深远的社会效益和经济效益。