瓦楞纸箱抗氏抗压公式的应用及案例分析.doc

瓦楞纸箱从发展之初至今已有一百多年的历史，随着瓦楞纸箱整体行业在机械及生产工艺上的不断改进，已由原来的手工作坊式生产变成今天的多机联动式生产，大大提高了生产能力，同时降低了生产成本。由于瓦楞纸箱自身存在的一些优点，越来越受到包装用户的青睐。在包装行业中，瓦楞纸箱一直有取代木箱的趋势，但瓦楞纸箱自身也存在着一些缺陷，所以未能完全达到这种效果。例如纸箱的抗水性与防潮性，耐破及戳穿强度以及抗压强度等等都不及木箱，而抗压强度往往是各纸箱用户对纸箱要求的一项重要的物理指标。在市场经济日益激烈的今天，如何在保持或降低原材料成本的同时保证纸箱的抗压强度，一直是各纸箱生产企业管理过程中的难点与重点。

???事实上，瓦楞纸箱的抗压强度是一个比较复杂的问题，因为构成瓦楞纸板的箱板原纸和瓦楞原纸是各向异性的，不均匀的，而且纤维材料还具有粘弹性质，在制成箱板的过程中，原纸受到不同温度、粘合剂和外力的作用，自身已经发生了很多变化，所以从原纸到瓦楞纸板，以及到瓦楞纸箱的物理性能之间的变化是不定向的，而如何从原纸物理性能计算纸板以及纸箱的物理性能，一直是纸箱研究和制造行业的探讨的课题。国外此类计算公式很多，但由于都很繁琐且不易理解，长期以来很难真正运用到我国的瓦楞纸箱行业中来。任何一种理论必须在一个企业的生产过程中经过多次验证才能准确的服务于这个企业的生产指导。

???2004年6月开始，笔者陆续在瓦楞纸箱各种刊物上刊载笔者测算的瓦楞纸箱抗压强度的计算公式——抗氏公式，之后接到一些纸箱厂技术人员电话，咨询抗氏公式的具体使用情况，并探讨计算值与实测值之间出现的偏差。由于各纸箱企业的生产工艺不同，相同的原材料生产后纸箱的抗压强度也不同，而如何在企业生产过程中查找抗压问题存在的根源，使原纸的物理指标在生产过程中的有效转换最大化，关于影响纸箱抗压的诸多原因，一直是生产管理者的长期探讨的课题。

下面就一些相关问题进行进一步的阐述.此文中的论述只代表笔者个人的观点。

一瓦楞纸箱抗压强度的测试、记录与分析

???瓦楞纸箱抗压强度是指在压力试验机均匀施加动态压力下至箱体破损的最大负荷及变形量。抗压测试整个过程分四个阶段(图示1)

???A是预加负荷阶段，以确保纸箱与抗压机压板接触；

???B是横压线被压下阶段，此时负荷略有增加时变形量变化很大；

???C是纸箱侧壁受压阶段，此时负荷增加快，变形量增加缓慢；

???D是纸箱被完全破坏时纸箱的压溃点。

???纸箱的内在质量不同，各测试阶段的变化情况也不同，在纸箱的整个承压过程中主要是四个角受力，约占整个受力额的三分之二，所以在生产过程中我们应尽量减少对纸箱四个角周围瓦楞的破坏。我们可以建立压力负荷与变形量关系曲线，然后对纸箱的抗压强度加以判断，这其中变形量有着极其重要的意义。

???抗压记录：一般抗压测试仪只能记录并打印抗压测试的最终值，即抗压测试的最终变形量与最终力值。而我们需要从抗压测试的变形量与力值的变化过程中分析瓦楞纸箱的内在质量，这就有必要全程纪录变形量与力值的变化情况，纸箱的内在质量不同，抗压测试过程中力值与变形量的形成的变化曲线也不同。

抗压测试时力值的变化，有时是由慢到快直接至溃点，有的是平稳递增至溃点，在长期的抗压测试中发现纸箱的抗压测试过程中力值的变化有时还会有一定的缓冲，既当力值与变形量增加到一定阶段以后，力值停止而变形量继续增加，经过一段时间以后，力值才又继续增加，直至纸箱的溃点。我们可以把缓冲前的力值叫做有效力值，缓冲前的变形量为有效变形量；缓冲以后，力值虽可以继续增加，但纸箱开始变形，已不能达到纸箱本身的使用要求。相同条件下，纸箱的质量越好，抗压强度的有效值越高，有效值和最终值的偏差越小。分析瓦楞纸箱的抗压强度一般要通过一组多个实验(≥3)的平均值来表示，而每个实验数据之间的偏差越小纸箱的抗压性能越稳定。我们可以通过力值与变形量的变化过程分析纸箱的内在质量，从而进一步分析查找影响纸箱抗压的各种因素。

???右面记录的是几种典型的抗压测试过程以及形成的变化曲线。1—4组是在纸箱周长和楞形相同，但用料不同后得到的抗压强度的测试情况；B、C、A是用科及纸箱周长相同但所选楞形不同后抗压强度的测试情况。(见表一)

上述记录中力值的单位是N，变形量的单位是cm，如果把上示1—4组抗压记录做成曲线图(图示2)。

???图示分析：通过抗压记录和图示我们可以分析出同种纸箱在选择了一定的楞形以后(上述测试为C楞)，由于用料或工艺的不同得到纸箱的抗压强度也不同，纸箱抗压质量的优略依次分别为1—2—3—4。

???图示分析：通过抗压记录和图示我们可以分析出同种纸箱在用料相同的情况下，楞形越小，所能承受的抗压强度越小，变形量也越小，相对来说越不稳定；楞形