Рабочая ширина профнастила: Размеры профнастила для крыши – технические характеристики

Завод производитель дает гарантию на сталь, по виду материала от 10 до 30 лет при соблюдении правил производства и эксплуатации.

Штрипса — это стальная полоса, которая применяется для изготовления различных типов стальных изделий(например, стальных профилей для гипсокартона, фальцевой кровли, сайдинга «Софит» и прочее). Размеры такой стальной полосы могут быть разными и зависят от основного ее предназначения. Штрипса получается путем продольного роспуска рулона. Наше производство оснащено оборудованием для продольно-поперечной резки металла толщиной до 2,5 мм.

Профнастил | nelidovokrz.ru

Профнастил (профилированный лист, профлист, гофралист) универсальный строительный материал использующийся в качестве ограждающих, стеновых и кровельных покрытий. Изготовляется путём холодного проката оцинкованной стали с формированием продольных рёбер жёсткости.

Профлист имеет несколько основных параметров — толщина листа, высота профиля (ребра), расстояние между «ребрами», габаритные размеры, цвет листа по RAL (цветовой стандарт).

Состав профилированного листа

1. — полимерное покрытие
2. — слой грунта
3. — антикоррозионное покрытие
4. — цинковое покрытие
5. — стальной лист
6. — защитное покрытие

Виды профнастила

По типу применения профнастил делится на: стеновой, несущий и кровельный. Листы не имеющие полимерного покрытия (оцинкованные) могут быть так же использованы и для вспомогательных конструкций (для создания опалубки, изготовления перекрытий и т.п.)

Профлист от Нелидовского завода

В нашей компании Вы можете приобрести профнастил по наиболее выгодной цене. Делая покупку у нас, Вы сможете избежать торговой наценки, ведь в данном случае, Вы приобретаете товар непосредственно у производителя, исключая посредников. Мы выпускаем профнастил с оцинкованным и полимерным покрытием различного назначения. Кроме этого, мы в состоянии выполнить любой эксклюзивный (индивидуальный) заказ и изготовить профнастил из нужного вам профиля в любой цветовой гамме.

Профнастил МП20

Наиболее часто применяется при создании конструкционных элементов быстровозводимых зданий и сооружений, стеновых сэндвич-панелей, несъёмной опалубки, облицовке стен. Имеет достаточную жёсткость для применения в качестве кровельного материала с частой обрешёткой или больших углах скатов. Не рекомендуется применять для изготовления несущих элементов строительных конструкций.

При эксплуатации в качестве кровельного материала и внешних ограждающих конструкций рекомендуется использование листов с полимерным покрытием.

Мы уверены, что стоимость профнастила в нашей компании, порадует не только розничных клиентов, но и оптовых покупателей.

Как измерить гофрокороб

Когда дело доходит до упаковки, один размер не подходит всем. Сегодняшние потребители более осведомлены об отходах упаковки, чем когда-либо прежде, что побуждает крупные бренды розничной и электронной коммерции использовать коробки подходящего размера для упаковки и доставки. Итак, что значит подобрать размер коробки и почему это важно?

Коробка подходящего размера относится к индивидуальной упаковке, которая должным образом соответствует размеру и форме продукта, сводя к минимуму потребность в дополнительных материалах для заполнения пустот, таких как пена и пузырчатая пленка.Использование коробок подходящего размера может снизить расходы на перевозку и повысить защиту продукта, одновременно улучшив вашу прибыль. За счет сокращения количества используемого материала это также поддерживает экологически безопасные методы упаковки и транспортировки.

Чтобы изготовить коробку подходящего размера для вашего продукта, вам необходимо сообщить желаемые размеры коробки вашему поставщику упаковки. Однако узнать, как точно измерить коробку, не так просто, как кажется. Простое неправильное измерение может привести к дорогостоящим и длительным сбоям в выполнении вашего проекта упаковки.

Гофроящики имеют два набора размеров: внутренние и внешние. Внутренние размеры являются отраслевым стандартом, используемым для определения подгонки изделия внутри . При заказе коробок размеры, которые вы видите, относятся к внутреннему размеру, если иное не указано вашим поставщиком упаковки. Однако может быть полезно знать внешние размеры коробки при транспортировке и инвентаризации.

Размер гофрокороба всегда выражается тремя измерениями: длиной, шириной и глубиной или Д x Ш x D. Длина — это всегда самая длинная сторона коробки, которая имеет клапан. По ширине тоже есть отворот, но эта сторона короче длины. Глубина относится к области между верхней и нижней отметками (складки в поле, используемым для фальцовки), которые создают высоту поля.

Когда вы измеряете внутренние размеры коробки, поместите несклеенную коробку перед собой внутренней стороной вверх.Нарисуйте линию на линиях счета, где коробка складывается, чтобы образовать разные панели. Отметьте две отметки, составляющие длину, ширину и глубину коробки.

Затем с помощью рулетки измерьте длину между каждым из этих значений с точностью до десятых долей дюйма. Эти измерения используются для расчета внутренних размеров коробки.

После упаковки и закрепления коробки с желаемым продуктом внутри, измерение внешних размеров очень похоже на внутренние — по формуле Д x Ш x D.Держа коробку перед собой, с помощью рулетки измерьте длину, ширину и глубину с точностью до десятых долей дюйма. Эти измерения используются для расчета внешних размеров коробки.

Обязательно примите во внимание, что размеры, когда панели плоские, не соответствуют фактическому полезному пространству в коробке. После того, как коробка сложена и створки встали на свои места, часть этого пространства занята толщиной складываемого материала и образования углов.Откидным створкам также требуется немного места, когда они сложены. В упаковочной промышленности это называется «надбавками».

Поставщики нестандартной упаковки, такие как The BoxMaker, могут изготовить коробку нужного размера в зависимости от ограничений по размеру вашего продукта (с учетом пространства для амортизации и защиты). Для этого вам нужно будет точно измерить точные размеры вашего продукта и сообщить эту информацию производителю упаковки. Большинство поставщиков попросят вас прислать им образец вашего продукта (который они с радостью вернут вам в целости и сохранности) для надлежащего измерения.

Чтобы произвести коробку нужного размера, важно сначала знать, как точно измерить коробку в соответствии с отраслевыми практиками. Если у вас есть какие-либо вопросы или проблемы, наши опытные и преданные своему делу консультанты по упаковке помогут вам шаг за шагом пройти весь производственный процесс — от идеи до конечного результата. В сотрудничестве с нашей отмеченной наградами командой конструкторов мы можем создать коробку нужного размера, оптимизированную для вашего продукта.

Загрузите Руководство BoxMaker по стилям гофрированных коробок, чтобы узнать о широком диапазоне доступных вариантов стилей коробок. Когда вы будете готовы приступить к следующему проекту упаковки, назначьте консультацию сегодня.

Практическое руководство: Измерение гофроящиков

Размеры гофрокороба

Давайте посмотрим, как измерять гофроящики, чтобы вы знали, сколько места у вас есть для вашего продукта и упаковочных материалов.

Если не указано иное, все размеры выражены как внутренние размеры в дюймах следующим образом:

Длина (L) = больший размер у проема
Ширина (W) = меньший размер у проема
Высота (H) = расстояние от верха проема до основания

BCT = 5.87 x ETC x? (штангенциркуль комбинированной доски х периметр коробки)

Он обеспечивает точность, близкую к исходному уравнению, и его легче применять как при тестировании, так и математически. Работа Макки была основана на средних показателях. Отдельные поля будут отличаться выше и ниже прогнозируемого значения. Возможность прогнозирования прочности контейнера на сжатие — важный инструмент, но еще более мощный инструмент — принять требование к сжатию, отменить требование ECT и использовать его для определения подходящих комбинаций плат.Решая для Ea, упрощенная формула Макки:

ECT = BCT ÷ [5,87 x √ (штангенциркуль комбинированной платы x периметр коробки)]

На способность контейнера работать при распределении значительно влияют обстоятельства, с которыми он сталкивается во время цикла. Инженеру по упаковке сложно управлять некоторыми из этих условий, включая время штабелирования и относительную влажность. Другие определяются обработкой и объединением пакетов; например, рисунки поддонов, выступ поддонов, щели настила поддонов и чрезмерное обращение с ними.Теперь мы можем оценить влияние этих условий на прочность контейнера. Если исходная прочность коробки на сжатие известна (определена в лаборатории с помощью тестера динамического сжатия), мы можем рассчитать ее с помощью общепринятых множителей, чтобы получить расчетную максимальную безопасную прочность при штабелировании.

Факторы окружающей среды

См. Также:

Как измерить гофрокороб — MDM Packaging & Supplies

Есть тысячи способов вырыть траншею.К счастью для нас, есть только два способа измерить гофрокороб. Но, прежде чем вы достанете свою верную рулетку, нам нужно обсудить одну важную информацию.

Список размеров

Когда дело доходит до вызова ваших измерений, вы захотите перечислить их в следующем порядке: длина, ширина и высота (Д x Ш x В). При заказе коробок важно соблюдать это руководство, чтобы мы могли доставить именно то, что вам нужно.

Чаще всего длина коробки будет большей стороной.Более короткая сторона будет вашей шириной. В последнюю очередь указывается высота, расстояние между отверстием и противоположной стороной коробки. Соблюдение этого порядка гарантирует, что ваш проем будет на правильной стороне.

Теперь, когда мы разобрались с этим, давайте перейдем к тому, как правильно измерить гофрокороб.

Измерение внутренней части коробки

Вам нужно измерить внутреннюю часть коробки, чтобы убедиться, что ваш продукт может правильно поместиться в картонную коробку.

«Почему я не могу просто измерить внешний вид коробки?»

Рад, что вы спросили.

Толщина профнастила может быть разной. Канавки, выступы между поверхностью картона, определяют толщину вашего гофрированного картона. Например, если ваша коробка сделана из канавки C, она даст более толстую доску, чем если бы она была произведена с канавкой E. Толщина рифления гофрированной подушки влияет не на внутреннюю часть коробки, а только на ее внешнюю поверхность.

При указании внутренних размеров обязательно укажите их следующим образом: 10 дюймов Д x 10 дюймов Ш x 6 дюймов ВД.Если указать «ID» в конце, измерения будут считаться внутренними.

Измерение внешней части коробки

Когда придет время переместить, штабелировать, хранить или отправить коробки, вам необходимо знать внешние размеры.

Помните, как мы говорили о разнице в толщине гофры? Теперь это будет учтено в ваших измерениях. Эти размеры также будут иметь значение при пропускании ваших коробок через оборудование, которое может возводить, формировать или заклеивать коробку лентой или клеем.

При указании внутренних размеров обязательно укажите их следующим образом: 10 дюймов Д x 10 дюймов x 6 дюймов ВД. Если в конце указать «OD», измерения будут считаться внутренними размерами.

Если у вас есть дополнительные вопросы о правильных размерах для вашего следующего проекта гофрокороба или вы готовы разместить заказ, свяжитесь с нами!

geometry — Расчет размера листа, необходимого для создания кубического гофрокороба

Расчет для гофрокоробов включает в себя несколько из следующих 1.Размер коробки в мм 2. Толщина коробки в 3, 5, 7 слоев, т.е. нет. слоев бумаги в коробке. 3. Толщина бумаги в каждом слое в GSM (граммы на квадратный метр), например, 100 г / м2, 120 г / м2, 150 г / м2 и т. Д. 4. Затем рассчитать вес коробки. 5. Затем вес коробки умножается на стоимость бумаги + стоимость конвертации.

для, например. для коробки размером 254 мм x 225 мм x 150 мм 3-слойной коробки плотностью 100 г / м2 вес рассчитывается следующим образом:

Длина доски = 2 x длина коробки +2 x ширина коробки + припуск на шов + припуск на обрезку рассчитать длину досок 254 мм + 3 мм (для толщины 3 слоя) длина = (254 + 3) + (225 + 3) + (254 + 3) + (225 + 3) + 25 мм (для соединения) + 20 мм (для обрезки) = 257 + 228 + 257 + 228 + 25 + 20 = 1015мм Длина доски 1015мм. рассчитать ширину доски 1/2 ширины коробки + высота коробки + 1/2 ширины коробки (112.5 мм + 3 мм) + (150 мм + 6 мм) + (112,5 мм + 3 мм) + 20 мм = 407 мм Ширина доски 407мм. для расчета веса коробки

длина доски x ширина доски x GSM бумаги x слой для 3-х слойного — 3,5, так как один средний слой в 1,5 раза больше, чем обычный лист. поэтому расчет производится в метрах, чтобы получить вес в килограммах. перевести миллиметры в метры путем деления на 1000 и вес бумаги. в граммах, разделите его на 1000, чтобы получить в килограммах (1015/1000) х (407/1000) х (100/1000) х 3.5 = 0,144587 около 0,145 грамма

одновременно вес со скоростью, если скорость бумаги равна 20, а ваши расходы на конвертацию (расходы на кг) равны 15, то 0,145 * 35 = 5,075 или 5,08 — это стоимость коробки.

Надеюсь, эта информация подробно описана для 5-слойного умножения на 6 (1 + 1,5 + 1 + 1,5 + 1) аналогично для 7-слойного умножения на 8,5

вы также можете рассчитать для различных комбинаций граммажа бумаги, например, GSM для 100, 120, 150 или их комбинации, когда вы делаете это, вы должны умножить произведение длины и ширины картона на содержание картона.Вещество — это общий вес доски, например. 3 слоя 100 г / кв.м материала составляет 350, для трехслойного верха 120 г / кв.м остатка 100 г / кв.м материала будет (120+ (100 * 1,5) +100) = 370 и аналогично для другой комбинации. Мой адрес электронной почты: [email protected], с которым вы можете связаться, чтобы получить разъяснения по поводу вышеизложенного для целей расчета. если полезно, пожалуйста, подтвердите

Box — Boxmaster

История гофроящиков

Чем больше люди узнают о гофрокоробах, тем больше они понимают, что в них нет ничего «элементарного».Каждая коробка состоит из трех листов бумаги, поэтому комбинации безграничны. Но не волнуйтесь … это то, для чего мы здесь. Мы постарались сделать эту страницу информативной с удобной для восприятия информацией, которая познакомит вас с основами гофрированного картона.

Типы картонных коробок

Контейнеры со стандартными прорезями

Это наиболее распространенный стиль коробки.Все створки одинаковой длины от бортика до края. Идеально для: доставки небольших предметов, таких как чашки и кружки, книги.

Гофролотки

Гофрированные лотки — это в основном лотки для хранения других предметов. Они полезны, когда первостепенное значение имеют видимость продукта и простота использования. Идеально подходит для продуктов пищевой промышленности и производства напитков, таких как вода в бутылках, безалкогольные напитки, закуски и полуфабрикаты в упаковке.

Контейнеры с половинными прорезями

Контейнеры с половинными прорезями похожи на обычные контейнеры с прорезями, за исключением того, что у них есть только один набор створок. Противоположная сторона коробки открыта, что позволяет ей скользить по предмету. Идеально для: больших и тяжелых предметов, таких как холодильники и стиральные машины.

Die Cut Custom

Это гофроящики на заказ, разработанные по точным спецификациям в зависимости от требований заказчика.Boxmaster может изготовить индивидуальные коробки ПОЛНОГО цвета, доступные во всех стилях и нестандартных размерах. Идеально подходит для: уникальных продуктов с особыми требованиями, таких как коробки для косметических продуктов, коробки для игрушек, коробки для подарков.

Полный круг

Наружные створки перекрывают всю ширину ящика, что делает его особенно устойчивым к грубому обращению.Все створки имеют одинаковую глубину, а их глубина равна ширине коробки. Идеально для: тяжелых предметов, требующих дополнительной опоры, таких как холодильники и стиральные машины.

Верх для складывания концов роликов

Это простые несклеенные ящики, которые при сборке нужно складывать. Они отлично подходят для доставки узких предметов. Идеально для: упаковки витаминов, розничной упаковки, упаковки кофе, упаковки чая.

Типы методов печати

Метод печати

Описание

Преимущества

Флексографская линия

Самый основной вид печати на гофре.

Позволяет добавлять информацию о компании или содержимом упаковки на поверхность коробки по относительно низкой цене. Графика, как правило, представляет собой базовый штриховой рисунок и текст с использованием от 1 до 3 цветов.

Флексографский процесс

Используется для высококачественной графики с использованием 4 триадных цветов.Это обеспечивает более сильное визуальное воздействие и позволяет использовать изображения фотографического качества.

Поскольку требуются 4-х цветные печатные формы, общие затраты на печатные формы обычно выше, чем у Flexo Line. Минимальные тиражи обычно намного выше, чем у линии Flexo.

С покрытием

Позволяет использовать сплошное 100% покрытие цвета.Чаще всего используется с дисплеями POP и упаковкой для розничной торговли.

Покрытия можно наносить с помощью стандартных печатных форм, поэтому расходы на штамп не являются расходами для клиента.

Этикеточный ламинат

Достигается приклеиванием отпечатанных листов к внешней поверхности гофрированного материала.Позволяет наносить глянцевое цветное изображение (фотографического качества) и является разумным вариантом для малых и средних тиражей. Размер этикетки ограничен максимальным размером листа большинства коммерческих печатных машин (28 x 40 дюймов).

Он обеспечивает чистый профессиональный внешний вид, который выглядит сравнимо с высококачественной упаковкой, аналогичной той, которая используется с программным обеспечением и электроникой. Этикетки можно наносить в виде 100% покрытия или в качестве точечных этикеток в сочетании с другими линиями флексографской печати.

Трафаретная печать

Другой способ нанесения графических интенсивных изображений непосредственно на внешнюю поверхность гофроупаковки.

Этот процесс чаще всего используется для дисплеев POP и приложений для розничной упаковки и может быть более рентабельным при небольших тиражах.Ограничения по размеру больше, чем у ламината этикеток, и возможны сочетания цветов более 4.

Лито-ламинат

Обеспечивает такой же готовый продукт, что и ламинат этикеток, но требует гораздо больших минимальных тиражей (обычно 10-20 тыс.).

Печатная поверхность фактически является частью упаковочного материала, в отличие от ламината этикеток, который добавляется вручную.

Препринт

Предоставляя готовый продукт, аналогичный процессу флексографской печати, этот процесс включает в себя покупку клиентом предварительно отпечатанных рулонов бумаги, которые используются в производстве подкладочного картона.

Это требует очень больших объемов работ и значительных предварительных вложений со стороны клиента, но может быть экономически эффективным способом применения впечатляющей графики в таких количествах. Чаще всего используется в пищевой промышленности и производстве напитков, например в ящиках для пива и ящиках с мандариновыми апельсинами.

Гофрокартон Прочность

Прочность доски — это все факторы, которые определяют, насколько прочной должна быть коробка.Есть ряд вопросов, которые вы должны задать себе, прежде чем сможете точно оценить, насколько прочной должна быть конкретная коробка, например:

• Характер упаковываемых продуктов
• Общий вес ящика
• Размер ящика
• Как будет складываться, храниться и транспортироваться картонная коробка.

Boxmaster предоставляет вам два разных уровня настроек при выборе прочности коробки. Первый — это тип канавки, а второй — испытание на раздавливание кромок.

Типы гофрированных канавок

Гофрированные канавки — это S-образные волны / дуги гофрокороба, из которого состоит картон. Это называется гофром досок. Флейты — это, по сути, арматура, из которой состоит доска. Они проходят параллельно глубине контейнера и придают ему жесткость и прочность при раздавливании / штабелировании.Канавки не только обеспечивают прочность при штабелировании, но и обеспечивают изоляцию, защищающую продукты от резких перепадов температуры. Вообще говоря, канавки большего размера, такие как профиль A и B, обеспечивают большую прочность и амортизацию, в то время как меньшие профили канавок, такие как D и E, обеспечивают лучшую пригодность для печати и складывание. Канавки
B имеют 42-50 канавок на фут и имеют толщину 1/8 дюйма. Они обеспечивают второй по величине размер арки. Канавки
B обеспечивают хорошую прочность при штабелировании и сопротивление раздавливанию. Идеально подходит для консервов и дисплеев.Канавки
C имеют 39-43 канавки на фут и имеют толщину 11/64 дюйма. Они являются средним звеном между флейтой A и флейтой B и очень распространены. Канавки
C обеспечивают хорошую амортизацию, укладку и печать. Идеально подходит для стекла, мебели и молочных продуктов. Канавки
E имеют 94 канавки на фут и имеют толщину 1/16 дюйма. Профиль доски супертонкий, что, в свою очередь, уменьшает размер коробки и экономит место на складе. Канавки
E обеспечивают высочайшее сопротивление раздавливанию и превосходную поверхность для печати, что делает его отличным выбором для изготовления коробок, высеченных на заказ.

Конструкция из гофрокороба

Boxmaster предоставляет вам возможность выбора между конструкцией из картона с одинарными и двойными стенками.
Одностеночный материал является наиболее распространенным гофрированным материалом — он просто состоит из 1 слоя любого типа канавки, который вы выберете. В нормальных условиях одностенной конструкции будет достаточно, так как они предлагаются от 23 до 44 единиц.
Конструкция с двойными стенками, также известная как «сверхпрочный» гофрированный материал, используется для тяжелых или крупных объектов. A Двойная стенка состоит из 2 слоев канавок, обычно 1 слой B и 1 слой C. Они примерно на 35% прочнее, чем обычные одностенные гофры. Boxmaster предлагает картонные коробки с двойными стенками от 44 до 61 ECT.

Типы канавок

Флейты / лапка

Толщина

Преимущества

B Флейта

42-50

1/8 «

Хорошая амортизация, укладка и печать

C Флейта

39-43

11/64 «

Хорошее штабелирование, прочность и сопротивление раздавливанию

E Флейта

94

1/16 «

Наивысшая стойкость к раздавливанию и поверхность для печати

BC Флейта

Двойная стена

Очень толстый

Вмещает очень большие и тяжелые предметы

Испытание на раздавливание кромок

Испытание на раздавливание кромок — это просто метод, используемый для определения «штабелирования» или «раздавливания» куска гофрированного картона.Испытание проводится для определения силы, которая раздавит картон, стоящий на краю. ECT определит вероятную прочность на сжатие контейнера, сделанного из картона.

Виды строительства

Испытание на раздавливание кромок

Максимальный рекомендуемый предел нагрузки (фунты)

Гофрированный материал — обзор

11.6 Упаковочные материалы

Упаковка имеет важное значение. Он предназначен для окружения, улучшения и защиты. Упаковка скоропортящихся пищевых продуктов особенно обременительна. Цепочка поставок, которая начинается у производителя, в конечном итоге заканчивается у супермаркета и потребителя. Пакеты, ящики, корзины, корзины, картонные коробки, бункеры для сыпучих материалов и контейнеры на поддонах — все это примеры различных типов контейнеров, которые могут использоваться на разных этапах пути. Существует около 1500 различных типов пакетов, которые могут использоваться, иногда в сочетании друг с другом (Boyette et al., 1996). Согласно одному исследованию, значительный процент жалоб покупателей и потребителей продукции может быть связан с поломкой тары из-за плохой конструкции или неправильного выбора и использования (Boyette et al., 1996).

Исследование Всемирной организации здравоохранения показало, что в развитых странах со сложными системами хранения, упаковки и распределения потери пищевых продуктов оцениваются всего в 2–3%. В развивающихся странах, где нет этих систем, потери составляют от 30% до 50% (Сорока, 2002).

Согласно данным ООН (1969), пищевые продукты упаковываются по двум основным причинам; сохранить и представить покупателю в привлекательном виде. Чтобы успешно удовлетворить эти требования, используются различные материалы. Факторы, влияющие на выбор этих материалов, включают:

•

состав пищевого продукта и его физическое состояние;

•

характер возможных разрушительных реакций;

•

виды транспорта, используемые для доставки продукта на рынок;

•

время до потребления;

•

кто будет целевым потребителем; и

•

общий бюджет продукта.

В идеале все пищевые контейнеры должны обладать следующими свойствами:

•

Санитарный

•

Нетоксичный

•

0

0

905

Легко одноразовый

•

Светозащитный

•

Легко открывается или закрывается

•

Непроницаем для газов и запахов

905 повреждение

•

Легко печатается или маркируется.

Ниже приводится краткий обзор упаковочных материалов, обычно используемых для упаковки в качестве отдельной упаковки или в сочетании друг с другом.

11.6.1 Бумага

Картон и картон — это термины, используемые для гофрированного картона, материала, обычно используемого для ящиков. Этот продукт на бумажной основе доступен во многих различных стилях и весах, предназначенных для использования с широким спектром пищевых продуктов. Спрос на гофрированный картон неуклонно растет в среднем на 2–3% в год в Европе, где он доминирует с долей рынка 63% по сравнению с другими альтернативами упаковочного материала, такими как пластик (FEFCO 2011).

Согласно данным Совета по гофроупаковке, продукт легко идентифицировать. Гофрированный картон в своей основной конструкции состоит из двух основных компонентов: дугообразного волнистого слоя, называемого «рифленый», который наклеивается между двумя гладкими листами, называемыми «вкладыши» (The Corrugated Packaging Allowance, 2005). Вместе они образуют двойное лицо. Рифленая подкладка может быть разных размеров, каждый размер обозначается буквой от A до E. Размер A имеет самые большие канавки, а E — самые маленькие. Сорта присваиваются в зависимости от плотности и толщины бумаги.

Канавки являются важным компонентом гофрированного материала. Они придают контейнерам прочность и добавляют защиту. Когда канавки прикреплены к подкладочному картону с помощью клея, они сопротивляются изгибу и давлению со всех сторон (fibrebox.org). Когда кусок гофрированного картона помещается на его конец, канавки образуют жесткие колонны, способные выдерживать вес без сжатия. Это позволяет ставить много коробок друг на друга. Когда давление прикладывается к боковой стороне доски, пространство между канавками служит подушкой для защиты содержимого контейнера, обеспечивая тем самым защиту от ударов.Канавки также обеспечивают изоляцию от резких перепадов температуры. Вкладыши, расположенные на внешних сторонах, защищают канавки от повреждений и увеличивают общую прочность контейнера.

Для транспортировки продукции обычно используется двусторонний гофрированный картон. Материалы, используемые для внутреннего и внешнего слоев, определяются продуктом, который он будет удерживать. Например, внутренний слой может иметь покрытие для защиты от влаги, в то время как внешний слой обычно печатается для идентификации содержимого и для отображения в торговых точках (FEFCO, 2011).

Гофрированные материалы соответствуют стандартам, гарантирующим, что коробки, отправленные по железной дороге или грузовиком, не сломаются во время транспортировки. Первые правила, установленные в Соединенных Штатах, были введены в 1906 году. Гофрированный картон должен защищать от разрыва, чтобы выдерживать нагрузки во время грубого обращения, выдерживать вес, помещенный сверху коробки, и допускать максимальный вес содержимого, которое можно безопасно разместить в коробке. Эти размеры обычно печатаются на внешней стороне контейнера.

11.6.2 Пластмасса

Пластмасса — это универсальная среда, используемая для защиты и предотвращения повреждения различных пищевых продуктов. Они доступны во множестве толстых, тонких, жестких или гибких форм, от бутылок до вкладышей, чтобы вместить практически любой пищевой продукт. Традиционно этот материал рассматривается только для первичной или вторичной упаковки. Ситуация меняется, поскольку производители и дистрибьюторы применяют МПК для третичной упаковки свежих продуктов. Теперь использование пластмасс можно рассматривать на всех уровнях цепочки поставок (APME, 2001).По данным Американского совета по пластмассам, каждый фунт пластика может предотвратить потерю до 1,7 фунта пищи из-за порчи, загрязнения посторонними веществами и организмами или повреждения упаковки (APC, 2005).

Поскольку пластик легкий, он также снижает расходы на транспортировку и, следовательно, является экономичным материалом. Пластик также продлевает срок службы скоропортящихся продуктов, устраняя отходы и консерванты. Прозрачная природа позволяет людям смотреть на еду и прикасаться к ней, не вызывая синяков или других повреждений (APME, 2001).Небьющийся материал сохраняет упаковку неповрежденной и предотвращает загрязнение продуктов осколками или осколками. Полиэтиленовые (ПЭ) пленки являются основным материалом для упаковки фруктов и овощей в розничных магазинах. Продукция остается свежей во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ, потому что материал воздухопроницаемый, что обеспечивает правильное соотношение кислорода, углекислого газа и водяного пара для заполнения мешка. Некоторые сорта продукции могут быть защищены жесткими створками (рис. 11.11 и 11.12). Эта недорогая упаковка содержит ценные продукты, такие как фрукты, ягоды, предварительно нарезанные салаты и грибы, и предотвращает раздавливание деликатных продуктов (Кооперативная служба расширения Университета Клемсона, 2002).

Рисунки 11.11 и 11.12. Грозди винограда упаковываются в пластиковые лотки-раскладушки.

Полиэтилен является преобладающим используемым сегодня пластиковым материалом, занимающим 56% рынка. Другие используемые типы пластика — это полипропилен (PP), полиэтилентерефталат (PET), полистирол (PS), поливинилхлорид (PVC), EPS, полиэтилен низкой плотности (LDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE).

Описание материалов согласно Американскому совету по пластмассам (2005) следующее:

•

ПЭТ : Прозрачный и прочный материал.Обладает хорошими газо- и влагонепроницаемыми свойствами. Обычно используется для контейнеров для напитков, пищевых контейнеров, пакетов для продуктов для варки и упаковок из переработанного мяса.

•

HDPE : Используется для бутылок из-под молока, сока и воды, а также вкладышей для ящиков с хлопьями. Полупрозрачный материал хорошо подходит для продуктов с непродолжительным сроком хранения. Обладает хорошей прочностью, жесткостью, ударной вязкостью и химической стойкостью. Газы проницаемы.

•

ПВХ : Широко используется в строительстве благодаря стабильным свойствам.Этот жесткий пластик обычно используется для прозрачной упаковки пищевых продуктов, такой как пищевая упаковка, бутылки с растительным маслом и блистерная упаковка. Он обладает большой прочностью, ударной вязкостью и устойчивостью к химическим веществам, маслам и жирам.

•

LDPE : Этот пластик преобладает при производстве пленок. Он жесткий и гибкий, но при этом сохраняет прозрачность. Это облегчает герметизацию и является хорошим барьером для влаги. Общие области применения включают термоусадочную пленку, пластиковые пакеты и сжимаемые бутылки для пищевых продуктов.

•

PP : Этот прочный материал имеет высокую температуру плавления, что делает его хорошим кандидатом для жидкостей горячего розлива. Устойчив к другим химическим веществам, жирам, маслам и влаге. Обычно используется для контейнеров для маргарина и йогурта, крышек для контейнеров, упаковки для замены целлофана и бутылочек с лекарствами.

•

PS : Может быть двух видов: жесткая или вспененная. Обычно он прозрачный, твердый, хрупкий и имеет низкую температуру плавления.Обычно используется для защитной упаковки, такой как картонные коробки для яиц, контейнеры, крышки, лотки для фаст-фуда, одноразовые пластиковые столовые приборы и чашки.

11.6.3 Металл

В 1790-х годах Николас Апперт стал первым человеком, который сохранил пищу в металлическом контейнере. Сегодня коммерческое консервирование стало возможным благодаря таким материалам, как сталь, алюминий, олово и хром. Каждый материал предлагает кухонные комбайны различные свойства и методы консервации. Производители выбирают металл для продуктов питания и напитков по причинам, включая механическую прочность, низкую токсичность, превосходные барьерные свойства для газов, влаги и света, а также способность выдерживать широкий диапазон температур.Эти качества помогают обеспечить целостность и безопасность самых разнообразных пищевых продуктов.

Наиболее часто используемые металлы для упаковки — это белая жесть, сталь, не содержащая олова, и алюминий. Белая жесть из низкоуглеродистой стали с тонким слоем олова. Слой олова может иметь толщину 0,38 мкм (Сорока, 2002). Белая жесть нетоксична, устойчива к коррозии и хорошо подходит для переработки в упаковку благодаря своей превосходной пластичности и способности к вытяжке.

Сталь, не содержащая олова, состоит из низкоуглеродистой стали и тонкого покрытия из хрома, алюминия или эмали.Банки, изготовленные из этого материала, больше не подлежат пайке и должны быть сварены или зацементированы.

Белая жесть и сталь, не содержащая олова, обычно используются для изготовления трехкомпонентных банок. Эти банки могут быть сшиты механически, склеены клеем, сварены или припаяны (Сорока, 2002). Паяные консервные банки больше не разрешены в Северной Америке. Банки из трех частей являются наиболее популярными во всем мире, потому что они дешевы в производстве, и поскольку все части изготавливаются из плоских листов, не требующих растяжения.

Алюминий — самый распространенный металлический компонент, используемый для упаковки.Часто называемые транспортным металлом, алюминиевые сплавы с магнием для прочности обеспечивают одну треть прочности стали при одной трети веса. Среди его примечательных свойств алюминий — легкий, более слабый, чем сталь, с ним легко работать, недорогой, нетоксичный, хороший барьер толщиной до 1 мл, немагнитный, не ржавеет, не имеет «вкуса» и отлично подходит для вторичной переработки.

Алюминиевые банки часто состоят из двух частей с цельным корпусом и верхней крышкой. Они очень популярны в индустрии напитков США.Оборудование, используемое для производства этих банок, дороже по сравнению с банками из трех частей, потому что в этом процессе металл растягивается. Два наиболее часто используемых процесса при производстве двухкомпонентных банок — это вытяжка и утюг и вытяжка и повторная вытяжка.

11.6.4 Стекло

Стекло относится к неорганическому материалу, сплавленному при высокой температуре и быстро охлажденному, так что он затвердевает в стекловидном или некристаллическом состоянии. Главный компонент стекла, кремнезем, является широко доступным элементом, поскольку существует в виде песка.Известь и сода — два других основных компонента стекла. Стеклобой или переработанное стекло часто желательно использовать в качестве одного из основных компонентов, поскольку оно обеспечивает отличную энергоэффективность и экономит время производителей. Крупномасштабное производство стекла для пищевых продуктов было начато в конце 1800-х годов. Сегодняшняя стеклянная тара легче и прочнее своих предшественников. Янтарное и зеленое стекло обеспечивает световую защиту чувствительной пищи.

Стекло непроницаемо для газов, влаги, запахов и микроорганизмов и, вероятно, является наиболее инертным упаковочным материалом, доступным сегодня.Стекло также обладает другими преимуществами, такими как его можно формовать в различные формы и размеры, оно идеально подходит для высокоскоростных линий розлива, изготовлено из обильного сырья, его можно использовать повторно, перерабатывать и повторно закрывать. Среди его самых больших недостатков — то, что стекло является хрупким и обычно ломается под действием приложенного усилия на растяжение и имеет наименьшую способность выдерживать резкие изменения температуры, в отличие от других упаковочных материалов.

Производство стеклянной тары включает в себя процесс выдувания и выдувания, используемый при производстве контейнеров с узким горлышком, процесс прессования и выдувания, используемый для применений с широким горлышком, и самый последний процесс, процесс прессования и выдувания с узким горлышком. пользуется популярностью при производстве контейнеров с узким горлышком из-за его способности более равномерно распределять материал, что требует меньшего количества материала.

Методы испытаний и влияние продольного изгиба между лезвиями :: BioResources

Abstract

Несколько недавних серий исследований были проведены по характеристикам гофрированного картона в следующих областях: долговечность загруженных контейнеров при циклической влажности, модели прогнозирования прочности на сжатие кромок (ECT), влияние облегченных облицовок, измерение жесткости на поперечный сдвиг, эффекты уровня клея и раздавливания вне плоскости на ECT.Ход этой программы побудил исследовать и пересмотреть несколько аспектов методов тестирования ЭСТ: высоту образца, продолжительность теста и эффекты зажима приспособления. В этом обзоре показано, что на значения ECT влияет сочетание выбранной техники тестирования с конкретными структурными и прочностными характеристиками тестируемой платы. Влияние высоты образца на выбранные одностенные плиты C, E, F и N с канавками измеряется и рационализируется с использованием упрощенного подхода теории балок.Явная потеря ECT в плите, измельченной с C-канавкой, исследуется, чтобы определить, возможно ли смягчение последствий путем выбора или модификации метода тестирования. Исследования влияния скорости валика на С-образную канавку подтверждают предыдущие работы. Обнаружено, что легкая облицовка гофрированного картона с A- и C-канавкой демонстрирует локализованное продольное изгибание, которое влияет на значение ECT. Аналитическая модель, которая сочетает в себе измеренную жесткость облицовки на изгиб и прочность на сжатие канавок и облицовок, обеспечивает повышенную точность прогнозов и применяется к серии лабораторных и коммерческих гофрированных картонов.

Полная статья

Обзор последних исследований IPST по прочности кромок гофрированного картона на сжатие: Методы испытаний и влияние межзубового изгиба

Роман Э. Пополь

Несколько недавних серий исследований были проведены по характеристикам гофрированного картона в следующих областях: долговечность загруженных контейнеров при циклической влажности, прогнозные модели прочности на сжатие кромок (ECT), влияние облегченных облицовок, измерение жесткости на поперечный сдвиг, влияние уровня клея, и внеплоскостное дробление на ECT.Ход этой программы побудил исследовать и пересмотреть несколько аспектов методов тестирования ЭСТ: высоту образца, продолжительность теста и эффекты зажима приспособления. В этом обзоре показано, что на значения ECT влияет сочетание выбранной техники тестирования с конкретными структурными и прочностными характеристиками тестируемой платы. Влияние высоты образца на выбранные одностенные плиты C, E, F и N с канавками измеряется и рационализируется с использованием упрощенного подхода теории балок.Явная потеря ECT в плите, измельченной с C-канавкой, исследуется, чтобы определить, возможно ли смягчение последствий путем выбора или модификации метода тестирования. Исследования влияния скорости валика на С-образную канавку подтверждают предыдущие работы. Обнаружено, что легкая облицовка гофрированного картона с A- и C-канавкой демонстрирует локализованное продольное изгибание, которое влияет на значение ECT. Аналитическая модель, которая сочетает в себе измеренную жесткость облицовки на изгиб и прочность на сжатие канавок и облицовок, обеспечивает повышенную точность прогнозов и применяется к серии лабораторных и коммерческих гофрированных картонов.

Ключевые слова: Испытания на сжатие; Профнастил; Лайнерборд; Методы тестирования; Механика; Жесткость на изгиб

Контактная информация: Технологический институт Джорджии, Институт бумажной науки и технологий (IPST) 500 10 ^th St NW, Атланта, Джорджия 30332 США; * Автор для переписки: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Прочность кромок гофрированного картона на сжатие (методы ECT TAPPI 811, 838, 839) обычно используется в качестве основного показателя качества картона для транспортных контейнеров.Многие операции по изготовлению коробок полагаются на это, казалось бы, простое испытание на сжатие до разрушения, чтобы оптимизировать свои процессы, такие как выбор компонентов, уровень нанесения клея, уровни технологической влажности и т. Д. край между параллельными плитами, одна из которых пересекает другую и соединена с датчиком веса. Деформация доски прогрессирует до тех пор, пока доска не разрушится при деформации в несколько процентов из-за образования складки вне плоскости, и не произойдет соответствующее падение зарегистрированной нагрузки на плиту.Некоторая путаница возникает из-за наличия нескольких различных методов с разными заявлениями о точности или применимости. Растущее преобладание на рынке и тенденция к более легкой продукции из гофрированного картона часто имеют более низкие, чем ожидалось, значения ECT, основанные на прочностных характеристиках компонентов. В этих случаях возникает вопрос о влиянии метода тестирования на результаты. Оптимальная мера ECT для данного типа гофрированного картона обеспечит максимально возможное значение, отражающее прочность на сжатие этого гофрированного картона, без искажений при тестировании.Требуется надежное измерение ECT, чтобы гарантировать, что в производстве используется минимальный базовый вес волокна для достижения заданного целевого показателя прочности. Перед тестером стоит задача выбрать метод, который лучше всего подходит для конкретной производимой платы.

Программа, финансируемая отраслевым консорциумом в IPST (ныне известная как Институт бумажной науки и технологий в Технологическом институте Джорджии, Атланта, Джорджия, США), была направлена ​​на определение стратегий, направленных на максимальное повышение производительности гофрированных контейнеров при уменьшенном базовом весе.В ходе этих исследований у участников отрасли возникло несколько вопросов относительно чувствительности измерения прочности на сжатие к: a) типу метода, b) подготовке образца, c) эффекту раздавливания и d) влиянию продолжительности испытания. . В рамках программы исследований изучались характеристики гофрированного картона путем подготовки различных гофрированных картонов разной плотности и конфигурации с использованием имеющихся экспериментальных установок для гофрирования (Popil et al .2004; Popil 2005; Попил и Шепе 2005; Шепе и Попил 2006; Попил и др. . 2006; Хадж-Али и др. . 2008; Popil and Hojattie 2008; Попил 2010).

Эти исследования показали в нескольких обстоятельствах, что значения ECT отклонялись от прогнозных моделей, в зависимости от тестируемой структуры платы и выбранного метода тестирования. В частности, плиты, изготовленные из легкого материала, или плиты, подвергшиеся внеплоскостному дроблению, требуют особого внимания к методу испытаний.Образцы плат, использованные в серии исследований поведения ползучести, имели несколько отличающиеся размеры по сравнению с теми, которые использовались в стандартизированной ЭСТ, поэтому чувствительность ЭСТ к высоте образца требовала количественной оценки для подтверждения результатов. Некоторые инструменты, использованные в исследовании, были по умолчанию настроены на слегка различающиеся скорости перемещения валика; поэтому также было определено влияние продолжительности теста на ЭСТ. Поэтому методы и параметры ЭСТ были тщательно изучены для уточнения результатов, представленных в исследовательской программе.В результате для некоторых выбранных плат была охарактеризована зависимость ECT от высоты испытуемого образца и скорости валика, что привело к подтверждению некоторых предыдущих наблюдений и рекомендаций по оптимальным методам испытаний, представленных в этой статье.

Испытательные образцы, подвергнутые ЭСТ, часто испытывают характерное узорчатое коробление облицовки до достижения максимальной разрушающей нагрузки, при которой образуется складка с одновременным уменьшением нагрузки на плиту. В этих случаях нагрузка на изгиб облицовочных панелей, заключенная между последовательными линиями клея, меньше прочности на сжатие, что позволяет облицовкам изгибаться до разрушения при сжатии.Таким образом, механизм разрушения здесь можно рассматривать как аналогичный BCT (прочность коробки на сжатие), состоящий из комбинированного разрушения при сжатии и изгибе. Сочетание прочности облицовок на сжатие и изгиб обеспечивает полезную модель прогнозирования для ECT, аналогичную BCT, с повышенной точностью. Комбинированная серия лабораторных и коммерческих гофрированных картонов была исследована на предмет ЭСТ с использованием этой комбинированной модели прочности на сжатие и сопротивления изгибу.

Методы испытаний на прочность при сжатии кромок

Все методы испытаний для ECT обычно состоят из образца гофрированного картона заданных конкретных размеров, который помещается и поддерживается на краю между продвигающимися параллельными плитами.Направление нагрузки параллельно канавкам или поперечному направлению (CD) картона, имитируя направление нагрузки собранных гофроящиков. Пиковая нагрузка, полученная до разрушения образца, записывается как значение ECT в единицах силы на единицу длины. Наблюдается идеальный отказ, подтверждающий хорошее испытание, — это складка облицовки облицовочного картона, проходящая по горизонтальной длине испытуемого образца вдали от горизонтальных краев. Этот показатель прочности гофрированного картона является доминирующим фактором, прогнозирующим эффективность вертикальной укладки ящиков (McKee et al .1963) и срок службы коробки (Allan 2007).

TAPPI периодически проверяются комитетом и обновляются по мере поступления данных. Тесты на отказ, такие как ECT, подвержены артефактам и могут привести к ошибочным выводам. Любые дефекты испытательного образца или геометрии испытания при испытании на сжатие до разрушения могут способствовать искажению значения прочности. Например, любая степень изгиба образца в дизайне теста ECT приведет к более низкому значению ECT. Таким образом, необходимо исключить изгиб путем выбора подходящего размера образца для испытаний.Точно так же отсутствие параллельности загрузочных краев по ширине плиты или по толщине или неточность в приложении одноосной вертикальной нагрузки также приведет к более низким значениям ECT. В программе оптимизации свойств материала требуется метод испытаний, на который в основном влияет совокупная прочность компонентов платы и не зависит от размеров или подготовки образца. О том, являются ли данные ECT ошибочными, легче всего судить путем сравнения результатов с вычислением взвешенного по длине суммирования значений прочности на сжатие отдельных компонентов или путем сравнения данных с прогнозами более сложной модели.

Предыдущие обзоры методов тестирования ECT включают: McKee et al . (1961), Эрикссон (1979), Крэшель (1984), Бормет (1986) и Конинг (1986). Эффекты выравнивания ориентации доски были описаны McLain and Boitnott (1982). Влияние операций по изготовлению коробок на ЭСТ было рассмотрено Nordman et al . (1978), Kroeschell (1992) и Batelka (1994). Одновременно с программой IPST Уилсон и Франк (2009) подтвердили достоверность измерения ECT для некоторых выбранных плит с канавками B и E.Влияние подготовки образца, резки, зажима, длины образца, скорости плиты и измельчения плиты было рассмотрено в литературе. Например, Урбаник и др. . (1994) установили эффект нанесения воска на концах образцов и необходимый период для последующего уравновешивания влажности для поддержания достоверных результатов испытаний. Некоторые из вопросов были повторно рассмотрены здесь, они имеют отношение к программе исследования гофроупаковки IPST и обеспечивают дополнительное понимание и обзор. Общеизвестно, что некоторые методы испытаний ECT могут быть неприменимы к некоторым разновидностям гофрированного картона, особенно к тем, которые изготовлены из сравнительно легких материалов или подверглись разрушению при раздавливании.В этой статье рассматривается испытание на сжатие кромок платы в попытке понять механизмы, влияющие на испытание, такие как размеры образца, продолжительность испытания, влияние давления зажима и эффект изгиба облегченной облицовки.

Широко распространенная форма теста, T 839, получает все большее распространение благодаря своему сравнительному удобству. Это влечет за собой использование испытательного образца размером 50 x 50 мм, удерживаемого в подпружиненном зажимном приспособлении для испытаний, вертикально сжатым с заданной скоростью деформации. Этот метод обычно используется при производстве гофрированного картона для постоянного контроля качества.Зажимы, изготовленные Sumitomo в Японии, были исследованы IPC (Schrampfer and Whitsitt, 1988), которые в то время установили оптимальные параметры испытаний для своих наборов плат. Здесь горизонтальные вертикальные кромки образца должны быть обрезаны под прямым углом и точно, а образцы удерживаются на концах в зажимном приспособлении, которое оказывает некоторое давление через подпружиненные губки, которые охватывают примерно 2/3 высоты образца для испытаний. Это приспособление предназначено для предотвращения любого изгиба доски.Размеры образцов указаны таким образом, чтобы они оставались неизменными независимо от типа тестируемой платы. Однако плиты, изготовленные из легкого, легко измельчаемого материала для канавок, могут подвергаться воздействию давления зажима, а плиты с мелкими канавками для суппортов могут подвергаться изгибу. Таким образом, остается возможность квалифицировать метод испытаний в этих случаях.

Хотя метод зажимного приспособления T 839 считается целесообразным, в стандартном официальном методе, предписанном Правилами 41 отгрузки, используются неподдерживаемые испытательные образцы с армированными воском краями (T 811), поэтому T 811 используется дольше.В этом случае высота образца точно указана для стандартных типов канавок A, B, C с шагом в обычных удобных долях дюйма. Поддерживающие направляющие блоки помещаются с обеих сторон испытуемого образца для подтверждения перпендикулярности или вертикального совмещения и должны быть удалены, как только будет достигнута сила, превышающая 22 Н. Поскольку образец удерживается с меньшими ограничениями, чем в методе T 839, разумно ожидать, что T 811 будет обеспечивать более низкие значения ECT во многих случаях гофрированного картона. Разработка параметров испытаний для T 811 задокументирована в его справочных материалах по методу TAPPI, хотя установление критериев и спецификация пределов для высоты образцов для различных размеров канавок, по-видимому, четко не задокументированы.Делается ссылка на работу 1957 года, выполненную в IPC в Аплтоне, Висконсин (Kroeschell 1984), но в отчете отсутствуют подробности. Еще один краткий набор данных для доски с A-образной флейтой был опубликован (McKee 1961) и состоит из зависимости ECT от высоты образца или кривой Эйлера. Аналогичный сюжет, относящийся к европейской работе с разными параметрами, воспроизведен в обзоре Эрикссона (1979). Желателен набор данных, четко показывающий влияние высоты образца для различных плат для различных методов испытаний.

Сравнительно реже используемый вид испытания на сжатие включает использование подготовленных образцов с профилями ширины, суженными в центре, таким образом, концентрируя там напряжение (T 838).Этот метод позволяет избежать проблем, связанных с эффектами зажимов для приложения давления в T 839 и неудобством нанесения воска для усиления кромок в методе T 811. Он может обеспечить наивысшее значение ECT для легких плит по сравнению с другими методами. Изготовление образцов с коническим профилем ширины требует специального резака или шаблона и циркулярной пилы (McKee и др. . 1961; TAPPI TIP 0308-02; Lorentzen and Wettre). Использование фрез или дисковых пил может повредить легкие доски.Сравнение методов и их применимость к различным разновидностям гофрированного картона остается предметом исследования (Frank 2003, 2009).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ

Эффекты различных методов ЭСТ были реализованы при изучении влияния основного веса флютинга на механосорбционную ползучесть (Popil and Hojattie 2010). На экспериментальной установке IPST была произведена серия одностенных плит с А-образной канавкой с постоянной плотностью облицовочного картона 205 г / м ² и основной массой носителя от 68.От 3 до 205 г / м ² . ECT плат были измерены с использованием нескольких различных методов, и результаты представлены на рис. 1.

Рис. 1. ECT набора досок с А-образной канавкой с использованием нескольких методов

Результаты на рис. 1 могут быть интерпретированы с использованием модели максимальной нагрузки равной деформации (Сет 1985; Димитров и Хейнденрих 2009). При этом предполагается, что режим разрушения полностью связан с сжатием при одинаковой деформации для всех компонентов, и указывается как сумма значений прочности на сжатие компонентов одностенной платы, взвешенных по длине:

(1)

Здесь прочности на сжатие облицовочного и среднего картона, (SCT), _, , и (SCT), _м, , соответственно, также известные как STFI, , измеряются методом сжатия на коротких промежутках T 826 и составляют сообщается в Popil and Hojjatie (2010).Отношение длин рифленого среднего картона к длине облицовочного картона, называемое коэффициентом натяжения, составляет α = 1,42, как правило, для большинства картонов с С-образными канавками. Можно проводить сравнения со значениями ECT, рассчитанными из (1), и фактическими значениями ECT, полученными из T 811, T 839 и T 838, как показано на рисунке 1. Расхождение фактических значений с прогнозируемыми значениями является наибольшим для T 839 для A -флейтовые плиты с низким удельным весом средний. Наименьшее отклонение от прогнозируемых значений в целом для этого набора образцов наблюдалось с использованием данных из метода T 838, поэтому эти значения были выбраны для использования в аналитической модели влияния свойств плиты на поведение ползучести.

Зажим T 839 имеет эффект защемления концов тех образцов плит, которые имеют сопротивление раздавливанию вне плоскости ниже, чем предполагаемое типичное прилагаемое давление зажима, составляющее около 69 кПа. Франк (2004) указал, что давление зажима, возникающее при растяжении пружины, зависит от толщины доски, и поэтому может быть неподходящим для некоторых легких досок сравнительно большой толщины. В этих случаях, по-видимому, происходит то, что незакрепленные облицовки испытуемого образца имеют небольшую выпуклую кривизну в начале возрастающей нагрузки, и кривизна увеличивается, вызывая заметное разрушение изгиба, а не разрушение сжатия, как показано на рис.2. Анализ механики изогнутых колонн показывает, что нагрузка при продольном изгибе становится значительно ниже (Гир и Тимошенко, 1972), а в случае испытания ЭШТ изгиб приводит к преувеличенному разрушению изгиба / продольного изгиба.

Рис. 2. Обычная версия зажимного приспособления T 839 ECT (слева) с крупным планом (справа) незажатой области, показывающим выпуклый изгиб облицовки ранее раздавленной детали 112 г / м ² C гофрокартон, подвергающийся вертикальному сжатию

Изгиб / гибка гофрированного картона

Чтобы установить критерии для высоты испытательного образца для ЭШТ, механика балки применяется к случаю гофрированного картона при вертикальной нагрузке.Хотя связанные с этим деформации помещают явление сжатия в нелинейную область упругости, ожидается, что используемый здесь упрощенный подход обеспечит некоторую оценку влияния высоты образца на ЭСТ. Прочность на сжатие убедительно измеряется, если разрушение происходит из-за образования складок и на пиковую нагрузку не влияет какой-либо изгиб испытуемого образца. Это означает, что прочность на сжатие ECT испытательного образца должна быть меньше, чем нагрузка при продольном изгибе испытательного образца. Когда это условие выполняется, образец разрушается из-за сжатия, а не из-за изгиба.

Поведение гофрированного картона при вертикальной нагрузке можно представить как сэндвич-панель, при этом не учитываются структура и свойства среды, влияющие на жесткость на изгиб (Nordstrand 1995; McKee et al . 1963). Считается, что вертикально нагруженная изгибающая нагрузка многослойной балки P состоит из комбинации изгиба балки P _E и сдвига P _S (Plantema 1966), выраженного как среднее гармоническое значение в форме:

(2)

Усилие потери устойчивости балки Эйлера P _E на единицу длины составляет π ² EI / H ² или π ² D _b / H ² 9030 I2, с — второй момент площади, H — высота вертикально нагруженной балки, а D _b — жесткость балки на изгиб (или, точнее, жесткость на изгиб, если известны постоянные Пуассона).Рассматриваемые здесь свойства — это модуль упругости E _CD и жесткость на изгиб CD D _CD , поскольку вертикальная нагрузка в ECT направлена ​​вдоль направления канавки или поперечного направления CD. Если концы балки жестко удерживаются или ограничены от поворота, то теория устойчивости балки Эйлера предсказывает изгибающую нагрузку как 4π ² D _CD / H.

Сдвиг считается значительным в (2) на основании следующих соображений.Жесткость на сдвиг P _S для гофрированного картона была измерена методом торсионного маятника (Popil и др. . 2008) для типичной C-образной канавки со средней плотностью 127 г / м ² . Жесткость на сдвиг в CD, обозначенная R ₄₄ , , составляет 54 кН / м, что намного больше, чем соответствующее значение MD 9,8 кН / м. Расчетные нагрузки на изгиб для типичных образцов с С-образной канавкой с D _CD 5 Н / м и H в диапазоне от 50 до 32 мм составляют от 20 до 48 кН / м, что сопоставимо с измеренным сдвигом жесткость.Допустимость аппроксимации гофрированного картона как многослойной конструкции подробно рассматривается в Приложении A.

При действительном измерении ECT для любой платы не должно происходить изгиба, а это означает, что критическая нагрузка при изгибе P этой платы должна быть больше, чем ее прочность на сжатие ECT. В противном случае, когда прижимные плиты продвигаются вперед и увеличивается нагрузка, доска выйдет из строя из-за деформации балки, а не из-за сжатия. После подстановки и перестановки (2) этот критерий принимает вид

(3)

, где n = 1 для простых опорных концов и n = 2 для жестко удерживаемых концов.Уравнение (3) используется для сравнения с экспериментальными данными, чтобы оценить влияние H на ECT.

Экспериментальные наблюдения — влияние TeST ВЫСОТА образца

Доска с канавками

Две серии параллельных экспериментов были проведены с использованием промышленного картона 42-26C, полученного из гофроагрегата, и аналогичного картона, произведенного в лаборатории с использованием тех же компонентов. Концы одной серии испытательных образцов были заделаны перпендикулярно в быстро схватывающуюся эпоксидную смолу Alumilite ™, в результате чего был получен самонесущий испытательный образец, испытанный в приборе для испытаний на сжатие Universal Testing Machine, как показано на рис.3 .

Рис. 3. Образец ECT, залитый в поддерживающие полоски эпоксидной смолы, вид спереди и сбоку и (справа) установленный между плитами прибора для испытания на сжатие

Это разновидность метода T 811 с ​​горизонтальными концами испытательных образцов, заключенными в платформы из затвердевшей эпоксидной смолы, а не погруженными в расплавленный воск. Платформы из эпоксидной смолы ограничивают поворот на концах и гарантируют, что разрушение произойдет вдали от краев, так же, как в случае пропитанного затвердевшего воска.Этот метод позволяет визуализировать и охарактеризовать развитие любой структуры продольного изгиба футеровки, которая может возникнуть во время вертикальной нагрузки (Popil and Schaepe 2006). Использование платформ устраняет требование T 811 к металлическим опорным блокам, которые затрудняли бы видеозапись поведения облицовки во время сжатия.

Подготовка образцов для испытаний заключалась в вырезании образцов, параллельных направлению канавки (CD), на разную длину. Они были подвешены в жесткой рамной опоре над обработанным лотком, заполненным на глубину до нескольких миллиметров быстросхватывающейся эпоксидной смолой.Горизонтальные кромки, подверженные вертикальной нагрузке, всегда разрезались с помощью резака Billerud с одинарными скошенными параллельными лезвиями, чтобы обеспечить чистые и квадратные (Schrampfer and Whitsitt, 1988) несущие кромки на протяжении всего эксперимента. Обработанные металлические блоки и выравнивающие пузырьки использовались на протяжении всего процесса подготовки образцов, чтобы гарантировать параллельность платформ с пластинами для испытания на сжатие. Разделенные испытательные образцы были испытаны на сжатие на универсальной испытательной машине Instron модели 1122 с использованием программного обеспечения Series IX для регистрации нагрузки и деформации при скорости траверсы 12.5 мм / мин.

Рис. 4. ECT в зависимости от длины пролета для образцов с С-образной канавкой с горизонтальными краями, залитыми смолой. Пунктирная кривая представляет собой изгибающую нагрузку P с использованием уравнений (2) и (3), указывающую высоту, выше которой изгиб балки, как ожидается, будет преобладать в режиме отказа.

На рис. 4 показаны экспериментальные данные для набора образцов коммерческой заготовки 42-26C C-образной плиты с заделанными смолой торцами (205 г / м ² лайнер, 127 г / м ² средние одностенные).Набор данных предполагает, что свободный пролет между склеенными концами, , то есть , при высоте образца H до 80 мм, будет обеспечивать постоянное значение ECT. Падение значения ECT, связанное с началом изгиба балки, в целом согласуется с оценкой, полученной с помощью уравнения (3) критерия потери устойчивости балки с n = 1. Значения для D _CD и P _s ( R ₄₄ ) для плиты C-образной канавки, использованной в (3), приведены в Таблице A1 в Приложении.Пунктирная кривая на рис. 4 и на следующих рисунках представляет собой график уравнения (3) с ECT , установленным равным левому члену. Ожидается, что нагрузки при заданном значении H , превышающие значение кривой, вызовут деформацию образца. Значения ECT под значением кривой должны представлять платы, которые разрушаются из-за сжатия без изгиба. Планки погрешностей обозначают 95% доверительные интервалы 10 повторных измерений для каждого выбранного H .

В альтернативной схеме испытания образцов использовалось зажимное приспособление Sumitomo T 839 ECT, которое было модифицировано для различных испытательных образцов H ’s путем прикрепления наборов обработанных на станке алюминиевых проставок для блоков под опорами подшипников зажимного стержня.Это позволило зазору между зажимными губками варьироваться от стандартного стандартного значения 11,2 мм до 110 мм. Аналогичные результаты для различных моделей H показаны на рис. 5 с использованием той же коммерчески производимой плиты с С-образной канавкой, которая использовалась для рис. 4.

Рис. 5. ECT в зависимости от высоты свободного пролета для образцов с С-образной канавкой с использованием модифицированного зажима Sumitomo для увеличения высоты незажатого образца для испытаний до 110 мм. Пунктирная кривая представляет собой нагрузку при продольном изгибе с использованием измеренных значений жесткости на изгиб и сдвиг, как показано на рис.4.

Данные рис. 4 и 5 показывают, что высота H испытательного образца 42-26C 60 мм или менее гарантирует, что на ECT не повлияет изгиб балки, при условии, что концы заделаны в полимерные платформы или удерживаются в зажимном приспособлении. В данном описании «свободный пролет» означает высоту H платы, не содержащей эпоксидной смолы или не контактирующей с поверхностями зажимов приспособления T 839.

Планки погрешностей в данных метода с фиксацией, показанные на рис. 5, несколько выше по сравнению с результатами метода с залитой смолой концов, показанными на рис.4. Это, вероятно, частично связано с некоторой степенью сжатия кромок в методе зажима по сравнению с залитыми смолой концами и, возможно, с некоторым отсутствием истинной параллельности зажимов с постепенным введением механически обработанных блоков в сборе для увеличения расстояния между зажимами. Ожидаемое значение ECT для этой платы из (1) составляет 8,9 кН / м, что соответствует измерениям для пролетов менее 60 мм с использованием обоих методов. Наблюдения за более низкими, чем ожидалось, значениями ECT на очень коротких H ‘s сообщаются в McKee (1961), но, вероятно, являются артефактом.

Платы с канавками E, F и N

Измерение прочности на сжатие полезно для небольших досок с канавками для расчета потенциальной прочности при штабелировании, которая может потребоваться при хранении или транспортировке. Плиты с мини-канавками заменяют складные картонные коробки во многих областях. В этом случае нет принятых стандартов для измерения компрессии, поэтому полезно квалифицировать текущий метод ECT для мини-канавок. Образцы коммерческих заготовок плит с E-, F- и N-канавками разрезали на разную длину и испытывали аналогично тому, как описано выше для плиты с C-канавками.Все эти плиты имели подкладку 207 г / м ² и рифленую среду с плотностью 112 г / м ² .

Рис. 6. ECT как функция длины свободного пролета для кромок, залитых смолой, испытательные образцы с E-образной канавкой

Результаты для образцов с E-образной канавкой краев, залитых смолой, показаны на рис. 6. Падение ECT происходит с увеличением свободного пролета H , как и ожидалось из-за увеличения изгиба при увеличении H . Расчеты кривой нагрузки при продольном изгибе на рис.6 то же, что и для С-образной канавки, но с использованием значений D _CD и P _S для Е-образной канавки из Таблицы A1.

Рис. 7. Образцы E-образной канавки, нарезанные на различную длину и испытанные в зажиме Sumitomo, модифицированном с удлинителями. Пунктирная кривая — расчетная нагрузка при продольном изгибе.

На рис. 7 показана зависимость ECT от свободного пролета H для плиты Sumitomo с зажимными E-образными канавками. На рисунках 6 и 7 показано, что для получения репрезентативного значения прочности на сжатие для E-образной канавки достаточно свободного пролета 25 мм и менее.Свободный пролет по умолчанию для квадратного испытательного образца 50,8 мм по методу T 839 составляет 11,2 мм. Следовательно, можно ожидать, что метод T 839 обеспечит надежное и точное значение для этой одностенной плиты E-образной канавки.

Аналогичное исследование было проведено с использованием микрофлютовых плит 42-23F и 42-23N с использованием только зажима T 839 и набора для обеспечения различных свободных пролетов. Данные, показанные на рис. 8, указывают на плато в ECT при H 9 мм и менее.

Рисунок 8. ECT в зависимости от высоты свободного пролета H с использованием зажимного приспособления T 839 для платы 42-23F (слева) и 42-23N (справа). Пунктирные кривые представляют рассчитанные вертикальные нагрузки на продольный изгиб.

Области плато с постоянным значением ECT, по-видимому, переоценены при расчете условий потери устойчивости с использованием (2) с жесткостью на сдвиг для E-образной канавки в качестве приближения для F, N-образных канавок. Рисунок 6 показывает, что метод зажима T 839 может использоваться для F-, N-образных канавок, если свободный пролет не превышает 9 мм. Этого можно легко добиться, разрезав эти образцы микрограней на высоту 47 мм или меньше перед их вставкой в ​​зажимное приспособление T 839.

Представленные здесь данные дополняют и подтверждают предыдущие наблюдения влияния высоты образца на ЭСТ (McKee 1961; Eriksson 1979; Kroeschell 1984; Wilson 2009). Значения ECT будут уменьшаться с увеличением высоты образца из-за его деформации, а не сжатия образца. Высота образцов для оптимального измерения ЭСТ примерно находится в пределах, оцененных по изгибу многослойной конструкции. Подразумевается, что показанная здесь механика балки может быть применена к другим конфигурациям плат для оценки соответствующей высоты испытательного образца после того, как будут доступны измерения или расчеты жесткости на изгиб и измерения жесткости на сдвиг.

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ НА ДРОБИЛКЕ

Большая часть гофрированного картона в той или иной степени раздавливается во время производства либо на передаточных прижимных роликах, либо в результате операций надрезания и продольной резки, которые не поддерживаются оптимальным образом. Хотя раздавливание обычно оценивается с помощью штангенциркуля, потери прочности в среде более очевидны либо по жесткости на изгиб (Eriksson, 1979), либо по твердости при плоском раздавливании или поперечном сдвиге (Popil et al 2006).Рифленая среда, ослабленная в результате дробления, может давать аномально низкое значение ECT, как и результаты для легкой среды, показанные на рис. 1. Совсем недавно Франк (2007) показал, что для многих обычных коммерчески производимых плит в процессе преобразования происходит достаточное поперечное дробление. таким образом, зажим ЭСТ вызывает расхождения между зажимом и другими распространенными методами ЭСТ. Следовательно, представляет интерес определить, можно ли улучшить эффекты дробления путем выбора или модификации метода ЭСТ.

Рис. 9. Сводка потерь ECT плат, раздавленных до различных уровней

Ряд досок был пропущен через моторизованный зазор лабораторного роликового пресса, работающий со скоростью 50 футов в минуту с зазором между валками, установленным на различные проценты от исходной неразрушенной толщины от 90 до 60%. В этих исследованиях доски с гофрированной массой 127 г / м ² (26 msf) были с канавками типа A, B и C. Их конечные размеры после дробления зажима были измерены, а ECT была оценена с использованием T 839.Кроме того, одна серия досок с C-образной канавкой с более легким гофрированным весом 112 г / м ² (23 фунта / квадратный метр) также была испытана с использованием методов T 839 и T 811, результаты суммированы на рис. потеря ECT как функция уменьшения каверномита. Как правило, данные дробления показывают, что уменьшение ECT пропорционально уменьшению толщины. Данные 23-C легкой платы (светлые кружки и треугольники на рис.9) показывают, что результаты метода с восковым концом (треугольные точки) имеют более низкие значения потерь ECT, чем результаты метода зажима для низких значений обжатия каверномера, как ожидалось, но ситуация меняется при высоких значениях раздавливания.

Разница между значениями T 839 и T 811 ECT для дробленых плит объясняется воздействием давления зажима на плиту. Некоторое усилие зажима необходимо для фиксации образца на месте и предотвращения его изгиба. (Schrampfer and Whitsitt, 1988) исследовали влияние давления зажима на серию гофрированных плит и сделали вывод для их наборов образцов коммерческих плит, что оптимальная корреляция результатов T 839 с T 811 возникает, когда давление зажима для зажимных приспособлений T 839 находится в пределах диапазон от 49 до 69 кПа.Было обнаружено, что это улучшение по сравнению с исходным расчетным давлением 37 кПа. Соответственно, преобладающая широко используемая конструкция от Emerson имеет пружины с силовыми постоянными, которые, как указано, обеспечивают типичное давление зажима 69 кПа (Holmes 1996).

Давление, приложенное к испытательному образцу в T 839, исходит от сжатых пружин, выступающих за подвижные зажимные губки, и поэтому изменяется в зависимости от толщины вставленной испытательной платы. Измерения давления зажима проводились с использованием небольшого тензодатчика (Interface Corporation), установленного в открытом зазоре губок, и величина зазора поддерживалась путем вставки прокладок различной толщины.Например, адекватное давление для более тонких образцов, таких как мини-гильзы, можно поддерживать с помощью прокладок, размещенных за образцом, создавая зазор между губками 3 или более мм. Линейная интерполяция данных таблицы 2 показывает, что давление зажима для плиты с E-образной канавкой составляет около 28 кПа для приспособления Sumitomo без дополнительных прокладок.

Таблица 1. Измеренные давления для 2 обычно используемых зажимов ECT для метода T 839.

Был изучен вопрос о том, можно ли устранить эффект зажима путем изменения техники, поскольку T 839 является распространенным методом и большая часть промышленного гофрированного картона в той или иной степени измельчается.Давление зажимов может создать начальный выпуклый профиль поперечного сечения плиты, что приведет к разрушению облицовки при изгибе. Потеря ЭСТ из-за дробления должна происходить только из той части среды, которая необратимо сморщилась или расслоилась в результате дробления. Облицовка лайнер-картона остается неизменной. Аномальная потеря ECT может возникнуть из-за разрушения изгиба, возникающего из-за начального выпуклого изгиба профиля. Изучение увеличенных поперечных сечений дробленого картона позволяет предположить, что это только боковые стороны гофры i.е. , небольшой процент материала, примерно от 10 до 15% от общей длины рифленого материала, который явно необратимо сложен, так что он больше не может способствовать прочности на сжатие.

Рис. 10. Фотография узлов установочных штифтов, используемых для измельчения плит и T 839

Выпуклый прогиб дробленой плиты в зажиме T 839 был предотвращен за счет использования дюбелей в одностенной плите 42-26C. Гребнеобразные приспособления для вставки установочного штифта, состоящие из общедоступных 3.Стальные опорные пальцы роликов диаметром 2 мм и длиной 19 мм были закреплены с помощью эпоксидной смолы, отшлифованной до уровня с облицовкой из облицовочного картона, как показано на Рис. 10.

Эти штифты в сборе выступали на 3 мм за край платы при установке. Давление зажима T 839 для дробленых плит остается примерно таким же, как и для неразрушенных, поскольку плиты восстанавливают более 90% своей первоначальной толщины (Koning 1986; Nordman и др. . 1978; Kroeschell 1992) вскоре после дробления. Зазор челюсти и, соответственно, приложенное давление несколько уменьшатся для дробленой плиты.

На рисунке 11 показано влияние раздавливания на ECT при использовании зажима T 839 с вставками установочного штифта и без них, размещенными на горизонтальных кромках образцов для испытаний. Значения по горизонтальной оси представляют собой настройку зазора в зоне сжатия, которая составляет от 90 до 60% от первоначальной толщины плиты. Результаты сравниваются с использованием метода шейки вниз Т 838, где разрушение всегда наблюдается на шейке профиля образца вдали от горизонтальных краев, и образец для испытаний не зажимается.Результаты метода T 838 должны быть непроницаемыми для артефактов, вызванных давлением зажима в T 839. Для получения профиля этой ширины на квадратных образцах 50,8 мм из резака Billerud использовали коммерческое приспособление для круглой резки (Lorentzen and Wettre).

Рис. 11. Отношение измеренной ECT к неразрушенной плате с использованием различных методов. Горизонтальная ось указывает уровень раздавливания зазором между валками, выраженный в процентах от толщины исходной плиты.

Планки погрешностей 95% доверительного интервала на рис. 11 показывают, что статистически нет преимущества одного метода перед другим с точки зрения того, что на ECT не влияет уровень раздавливания платы. На результаты практически не влияет изменение метода тестирования. При уровне раздавливания 60% у нас есть удержание ECT на уровне 83% по сравнению с неразрушенной доской. Потеря 17% согласуется с маломощным исследованием поперечного сечения раздробленной C-образной канавки и расчетами потери вклада среды в ECT с помощью взвешенного по длине уравнения суммирования (1).В этом случае для плиты, измельченной с канавкой С-образной канавкой 127 г / м ² , использование дюбелей в T 839 или T 838 не продемонстрировало отличий от T 339, и потеря ECT здесь не считается аномальной. Однако для других размеров канавок или легких средних досок использование дюбелей или T 838 может оказаться желательным для достижения более высоких значений ECT, как ранее показано на рис. 1.

Экспериментальные наблюдения — влияние продолжительности испытания

Поскольку бумага является вязкоупругим материалом, можно ожидать, что степень сжатия будет влиять на ЭСТ.Методы испытаний определяют скорость продвижения прижимной плиты 12,5 + 0,25 мм / мин. Однако многие европейские поставщики устанавливают скорость валика своего оборудования на уровне 10 мм / мин, а другие исторически доступные данные для ЭСТ были получены при различных скоростях деформации. Количественная оценка временной зависимости ЭСТ позволяет сравнивать наборы данных, полученные при различных скоростях деформации. Поэтому эксперименты проводились с использованием залитых смолой и зажатых образцов С-образных канавок, помещенных в универсальный тестер Instron, так что скорость продвижения плиты сжатия варьировалась от значения по умолчанию, равного 12.От 5 мм / мин до 0,2 мм / мин. Нагрузки ECT были записаны с различной скоростью плиты вместе с покадровой видеозаписью и данными о смещении нагрузки, чтобы оценить, имеет ли длительность наблюдаемые или измеримые эффекты.

На рисунке 12 показаны зависимости скорости валика ECT для залитых смолой и зажатых образцов для коммерческой плиты 42-26C. Влияние скорости плиты оказалось логарифмическим (Moody and Koning 1996), что соответствует обобщению, согласно которому прочностные свойства падают примерно на 7.5% за десятилетие изменения скорости деформации.

Рис. 12. Наблюдения ECT для образца с С-образной канавкой при различных скоростях деформации плиты с использованием образцов, залитых смолой (ромбовидные точки) и зажатых образцов (квадраты и треугольники)

Простой регрессионный анализ показывает, что наклоны и константы для трех наборов экспериментов, показанных на рис. 10, статистически не различаются, и взаимосвязь можно резюмировать просто как,

(4)

, где v — скорость валика в мм / мин, а средняя ошибка подгонки регрессии в (4) следует за знаком +.Нормализуя данные относительно ЕСТ, измеренной при предписанной TAPPI скорости 12,5 мм / мин, обозначенной как ECT _(Tappi) , данные временного ряда также можно суммировать в удобной форме:

(5)

Уравнение (5) указывает на снижение ЭСТ на 6,2% за каждое десятилетие изменения скорости деформации. Следствие этого результата (5) можно учесть при хранении вертикально загруженных ящиков. Во многих случаях требуется, чтобы ящики с вертикальной загрузкой выдерживали нагрузку около месяца.Изучение данных отдельных испытаний «нагрузка-смещение» обычно показывает, что образцы не выдерживают испытания на сжатие, как правило, при деформации около 1,6%. Это постоянно наблюдалось как инвариант скорости валика — в ходе экспериментов для временных рядов С-образной канавки. Следовательно, для месячной штабелирования скорость деформации до разрушения составляет 1,88 x 10 ^-6 мм / мин. Подстановка этой скорости на v в (5) показывает, что ECT уменьшается по сравнению с тестовым значением TAPPI на 51%.Для ящиков, долговечность которых при штабелировании в первую очередь определяется их ECT, этот результат предполагает, что коэффициент безопасности для продолжительности одного месяца коэффициент безопасности (разрушающая нагрузка / приложенная нагрузка) для ECT должен быть 2.

ПРОФИЛЬНОЕ ИЗГНАНИЕ, ВЛИЯЮЩЕЕ НА ECT

Узорчатые углубления на облицовке облицовочного картона часто наблюдаются в контейнерах из гофрированного картона, которые были помещены под вертикальную нагрузку при штабелировании и подвергались воздействию окружающей среды с высокой влажностью (см.13).

Рис. 13. Выдержанные кадры видеосъемки во временной последовательности при испытании ЭСТ-теста доски с канавками 35-26C с подсветкой под углом: a), нагрузка 5,7 кН / м, деформация 1,3%, заметна некоторая выпученность b), пиковая нагрузка 6,7 кН / м, 1,6% c), после разрушения 4,5 кН / м, 2,1%, формы складок, соединяющие гребни продольного изгиба микропластин

Такие же выемки или локализованное коробление также наблюдается во время ЭШП легких гофрированных картонов с большими канавками (A или C). Была сделана серия видеозаписей с временным разрешением различных плат ECT с кадрами, синхронизированными с данными нагрузки-смещения.Пример нескольких выбранных рам из одной такой серии показан на рис. 13, на котором тестировалась плата 35-26C, установленная на поддерживающих платформах из смолы.

Коллимированное освещение под углом с правой стороны на рис. 11 было использовано для выделения деталей на облицовочном картоне. Наблюдается постепенное образование видимых ямок на облицовке по мере увеличения нагрузки вблизи пикового значения. Как только достигается пиковая нагрузка, сразу же образуется складка, которая постепенно развивается, соединяя гребни изогнутых участков по ширине образца.Для плит с малым размером канавки (B или E) или толстых облицовок из футеровки не наблюдается признаков продольного изгиба, появляется только образование складок при пиковой нагрузке. Это было подтверждено видеонаблюдением за различными панелями, изготовленными в лаборатории, как сообщает Schaepe 2006.

Урбаник (1990) из Лаборатории лесных товаров (FPL) отметил локализованное продольное изгибание при вертикальной нагрузке гофрированного картона и, соответственно, применил нелинейную теорию для описания разрушающей нагрузки ECT с точки зрения механики плиты.Считается, что гофрированный картон состоит из ряда бесконечно длинных пластин с концами на клеевых линиях, которые могут вращаться, что называется условием простого удерживания конца. Считается, что плита разрушается либо из-за продольного изгиба, либо из-за комбинации сжатия и продольного изгиба. Характеристики отклика компонентов моделируются посредством нелинейной подгонки данных сжатия деформации нагрузки облицовки и среды, полученных с помощью специального удерживающего устройства, которое исключает коробление во время испытаний.Прогнозы значения ECT для платы численно вычисляются на основе этих предпосылок. Эта модель FPL следует более ранней модели нелинейной потери устойчивости, представленной Конингом (1975, 1978), которая вычисляет ECT платы как нагрузку потери устойчивости панели. Димитров (2009) указывает, что для этих моделей требуются данные о деформации нагрузки с использованием специального ограничивающего оборудования и сложного компьютерного анализа.

Bormett (1986) дает четкое сравнение модели FPL и более простых аналитических моделей для ECT.Модель равной деформации при максимальной нагрузке, представленная уравнением (1), исключает любой локализованный или другой изгиб плиты и не учитывает то обстоятельство, что среда, как ожидается, разрушится раньше, чем облицовочные плиты, поскольку напряжение в испытании возрастает. Следовательно, для этого и других соображений константа перед взвешенным по длине суммированием прочности на сжатие компонентов в уравнении (1) составляет около 0,7

A Модель для ECT с компонентным SCT и жесткостью на изгиб

Мотивация для этой модели состоит в том, чтобы предоставить простые средства для учета локального продольного изгиба между лезвиями при использовании общедоступных данных испытаний.В результате должна повыситься точность прогнозирования ЭСТ. Эффект увеличения прочности на сжатие с сопутствующим уменьшением жесткости на изгиб, который происходит при влажном прессовании под высоким давлением, можно оценить количественно. Модель похожа на работу FPL в том, что облицовка считается состоящей из бесконечно длинных пластин, которые просто поддерживаются на своих ненагруженных краях клеевыми линиями. Микропластины могут изгибаться под действием вертикальной нагрузки. Облицовки могут изгибаться при условии, что их жесткость на изгиб достаточно мала, чтобы не возникало складок при разрыве при сжатии при увеличении напряжения в ECT.Облицовки выходят из строя либо из-за комбинированного изгиба и сжатия, получившего название поведения после заедания, как показано на рис. 11, либо просто из-за сжатия без изгиба в соответствии с наблюдениями ECT.

Среда может деформироваться и в ЭСТ при определенных обстоятельствах, как показано Урбаником (1990). Однако для простоты коробление среды не учитывается в модели, хотя учет его коробления является прямым расширением соображений, применяемых к микропластинам облицовочного картона.Плотность материала, рассматриваемого здесь, составляет 127 г / м ² (26 фунтов / квадратный фут), и предполагается, что он не изгибается во время ЭШТ, а выходит из строя только из-за складывания сжатия. Кривизна канавки придает среде дополнительную структурную жесткость.

Ключевым результатом механики пластины для ортотропной пластины постоянной толщины, используемой в модели, является критическая нагрузка потери устойчивости для бесконечно длинной пластины шириной b _f .

(6)

В этом уравнении √D ₁₁ D ₂₂ представляет собой среднее геометрическое (MD-CD) жесткость на изгиб пластины, b _f — расстояние между канавками, а K — постоянное значение. ≤ 1, в зависимости от ограничения вращения на концах канавок, для пластин с простой опорой K = 1.Для простоты и хорошего приближения члены Пуассона не учитываются, а жесткость на изгиб и жесткость на изгиб считаются равными. Обратите внимание, что нагрузка при продольном изгибе для пластины Уравнение (6) аналогично, но отличается от ранее рассмотренного выражения для продольного изгиба балки P _E . Расчеты потери устойчивости рифленой среды могут быть выполнены с использованием выражений для геометрии канавки, указанных Урбаником (2001), наряду с напряжением вертикального изгиба тонкостенной трубы (Shallhorn 2005).Например, средняя микропластина с канавкой С-образной канавкой 127 г / м ² будет иметь эффективную b _f 1,7 мм, что значительно меньше расстояния между клеевыми линиями 7,8 мм, жесткости на изгиб по MD и CD 5,3 и 2,9. мН-м соответственно, что приводит к значению P _cr 53,4 кН / м, что намного выше, чем типичные значения ECT для C-образной канавки. Кроме того, гребни C-образной канавки имеют радиус 1,7 мм, средний модуль упругости CD 1,6 ГПа и толщину 249 микрон, что приводит к расчетным нагрузкам на изгиб трубы, равным 1510 кН / м.

Видеозаписи производились с использованием A-образной канавки 127 г / м ² , приклеенной к прозрачной пластиковой пленке и подвергнутой вертикальной нагрузке. В этом случае расчеты показывают, что изгибающая нагрузка для плоской части канавки составляет 12,6 кН / м, а для криволинейной части радиусом 1,5 мм расчетная нагрузка изгиба составляет 209 кН / м. Оба расчетных значения продольной нагрузки довольно далеки от типичных значений ECT для C- и A-канавок. Видеозапись А-гофрирования, приклеенного к пластиковой пленке, не показала деформации до разрушения сгиба при сжатии, совпадающего со складкой пластиковой пленки.

Численное моделирование ECT с использованием констант материала для лабораторных плат, используемых в этом исследовании, было выполнено с использованием нелинейной конститутивной модели с геометрическими нелинейными эффектами (Haj-Ali et al , 2008). Узорчатая выемка вне плоскости возникает при моделировании, соответствующем экспериментальным видеонаблюдениям. Величина смещения формы продольного изгиба 205 г / м облицовочного картона ² вне плоскости при моделировании составляет 0,3 мм.Расчеты показывают отсутствие соответствующей потери устойчивости для среды 127 г / м ² .

Рис. 14. Карты постепенного смещения вне плоскости для среды с канавками C из нелинейного моделирования FEA ECT из Haj-Ali et al . (2008)

На рис. 14 показаны прогрессивные расчетные смещения вне плоскости для среды для данных моделирования С-образной канавки, подробно представленные на рис. 10 у Haj-Ali и др. . (2008). В точке а) разрушение начинается с облицовки (на рис.14 здесь), начинает проявляться узорчатая выпученность, и критерий разрушения Цай-Ву (показанный на Рис.10 Хадж-Али) выполняется локально, что соответствует началу образования складки, где среда (показанная на Рис. выше) не видно фигурного коробления. Точка b) находится на предельном уровне напряжения разрушения, определяемом критерием Цай-Ву, связывающим несколько областей отказа по ширине плиты. Существует распространенная прогнозируемая выпученность вне плоскости для облицовок, напоминающих b и c на рис. 13. Однако среда на рис.14 показывает незначительную деформацию. Результаты также показаны для третьего расчета c) для случая вертикального смещения, равного 2X от точки возникновения разрушения. Здесь поврежденные области, как показано контурами на облицовке, удовлетворяющими критерию разрушения, становятся полностью связанными по ширине доски, что соответствует складке.

Таким образом, видеонаблюдения, аналитическое и численное моделирование показывают, что среда 127 г / м ² не будет деформироваться при ECT, но облицовка облицовочного картона будет деформироваться между линиями канавок при условии, что их прочность на сжатие превышает их нагрузку на изгиб.Если облицовка футеровки изгибается, ожидается, что их предел прочности будет определяться эмпирическим выражением разрушающей нагрузки плиты P _z ,

(7)

, где на единицу длины P _м — собственная прочность материала на сжатие, P _cr — критическая нагрузка потери устойчивости, заданная формулой (6), а c и b — эмпирические константы. Уравнение (7) является основой для вывода уравнения Макки для прочности на сжатие коробок, состоящих из связанных панелей изгиба с P _м как ECT гофрированного картона.По аналогичным соображениям ECT состоит из изгибающихся листов облицовочного картона, P _м которых теперь принимается за прочность на сжатие на коротких пролетах (SCT) . Таким образом, для одностенной панели модель ECT , рассматриваемая как эквивалент P _z , записывается как:

(8)

Применение (8) к многослойным платам несложно с добавлением аналогичных терминов для учета дополнительных компонентов платы и различных средних коэффициентов приема.

Экспериментальная проверка модели продольного изгиба ECT

Проверка модели была проведена путем подготовки серии облицовочных карт различными способами, измерения их ECT с помощью T 839 и сравнения данных с прогнозируемыми значениями с использованием подобранной модели. Во всех наборах данных, представленных в таблице 2, были измерены соответствующие физические свойства компонентов: толщина, базовая масса, CD SCT, а также жесткости по Таберу MD и CD. Жесткость на изгиб и расстояние между канавками использовались для расчета P _cr с использованием (6) и K = 1.Следует отметить, что расчет P _cr с использованием значений сопротивления изгибу из популярного инструмента Табера требует умножения результатов на 1,67, поскольку эти значения представляют изгибающий момент, а не жесткость (Carson and Popil 2008). Значения жесткости на изгиб, приведенные в соответствующей предыдущей работе Whitsitt (1988), слишком низки, потому что этот вопрос был упущен из виду. Если расчетное значение P _cr было меньше облицовочного картона SCT, , таким образом, указывая на вероятность появления коробления во время вертикального сжатия, константы C ‘, b и K были подобраны с помощью регрессионного анализа к данным ECT. , в противном случае подбиралась только константа C в уравнении (1).

Одна серия досок, произведенных на пилотной установке для одинарной облицовки, содержала встроенные сращенные листы-подкладки разной плотности, спрессованные с разной плотностью. Это похоже на исследование, о котором ранее сообщал Whitsitt (1988), где листы облицовочного картона разной плотности были спрессованы до разной плотности для получения диапазона увеличивающейся прочности на сжатие. Состав композиции облицовочного картона и носителя был постоянным на протяжении всей серии подготовленных листов.Подготовленные листы облицовочного картона вручную соединяли вручную в обычные рулоны облицовочного картона, которые пропускали через пилотную установку для гофрирования одностороннего картона в IPST с использованием обычных рабочих параметров гофрирования. Двойная подкладка подготовленных одинарных лицевых образцов была выполнена вручную на длинных листах одинарной облицовки с использованием дозирующего валика для нанесения крахмального клея Stein-Hall и пресса для горячей плиты для производства одностенных образцов гофрированного картона, состоящего, в данном случае, из: листы с переменной плотностью наклеивания на 127 г / м ² C-образная канавка.

Вторая серия плит была подготовлена ​​с использованием коммерческой облицовочной плиты и среды с различными размерами канавок и комбинациями с использованием оборудования экспериментальной установки IPST, как подробно описано Schaepe и Popil (2005). Во второй серии облицовочный картон и среда были одинаковыми во всем и имели характеристики для картона с С-образной канавкой, показанные в Таблице A1. Отношение нагрузки при продольном изгибе P _cr к ( SCT) _l , показанное в последнем столбце таблицы 2, показывает, что можно ожидать, что многие из плат, исследованных в этой программе, будут демонстрировать изгиб между лезвиями, когда это соотношение меньше. чем один.Для образцов многослойных плит одно значение отношения P _cr / ( SCT) _l указано в столбце таблицы только для облицовки футеровки, которая, как ожидается, будет изгибаться.

Третья серия плит, выбранных для исследования продольного изгиба ECT, состояла из коммерческих облицовочных картонов и среды, поставляемых непосредственно из гофроагрегата в виде неконвертированных нарезанных листов. Подкладка и среда для этих плит были предоставлены отдельно для измерений физических свойств.

Анализ разделен на классы плат. В каждом случае многопараметрическая подгонка для констант C , C ’, K и b применялась к наборам данных с использованием модели, представленной уравнением (8). Подгонка производилась путем итеративного уменьшения ошибки между моделью и фактическими данными с использованием числовых процедур, таких как алгоритм Solver в MS Excel.

Таблица 2. Сводка гофрированного картона и выбранных свойств, использованных при исследовании продольного изгиба

На рисунке 15 показано сравнение прогнозируемых значений ECT из модели с фактическими значениями ECT для серии плат, изготовленных в лаборатории с использованием сращенных листов.В случаях, когда происходит коробление облицовок, модель помещает прогнозируемые скорректированные значения ближе к идентичной линии, уменьшая ошибку. Константы C ’, C , b и K были определены как 0,72, 0,7, 0,65 и 0,96 соответственно. Тот факт, что значение K было близко к единице, поддерживает модель листов облицовочного картона между клеевыми линиями, которые просто поддерживаются ненагруженными вертикальными краями на клеевых линиях. Значение регрессии R ² увеличивается с 0.91 до 0,94, когда модель потери устойчивости (8) используется вместо (1), и средняя ошибка соответственно уменьшается с 0,19 до 0,16 кН / м.

Рис. 15. Сравнение моделей продольного изгиба и максимальной прочности с реальным ECT для гофрированного картона, изготовленного в лаборатории с использованием склеенных листов

Контролируемое влажное прессование листов позволило подготовить широкий диапазон плотностей листов, так что можно было определить взаимосвязь между SCT , √D ₁ D ₂ и основной массой, как показано на Рис. .16.

Рис. 16. Зависимость между средней геометрической жесткостью на изгиб и плотностью для листов, использованных в результатах испытаний гофрированного картона, показанных на рис. 15

Как показал Whitsitt (1988), увеличение прочности на сжатие SCT посредством влажного прессования снижает жесткость на изгиб и, в конечном итоге, накладывает ограничение на ECT , которое может быть получено посредством влажного прессования. При увеличении влажного прессования плотность увеличивается, и SCT увеличивается, а также в результате большего соединения волокон, как можно ожидать из первых принципов (Shallhorn et al .2004 г.). Однако одновременно снижается жесткость на изгиб в результате уменьшения толщины. Следовательно, увеличение SCT от увеличения плотности при влажном прессовании скомпрометировано соответствующим уменьшением жесткости на изгиб, и это явление учитывается в модели потери устойчивости (8) для ECT. Соответствующие значения для SCT и √D ₁ D ₂ для каждого набора образцов основного веса были заменены в модель потери устойчивости ECT с подобранными константами для получения ряда прогнозируемых значений ECT для каждого класса основного веса в зависимости от плотность во влажном прессе.Рисунок 17 суммирует эти расчеты, которые показывают, что оптимальные плотности достигаются для максимальной плотности ECT в легких облицовочных плитах, наклеенных на 126 г / м ² C-образная среда.

Рис. 17. Сводка расчетов для прогнозируемой ЭШП с использованием модели потери устойчивости (8) и подогнанных констант, полученных из набора данных ручной таблицы на Рис. 13

Набор лабораторных досок был дополнен другой серией с другими размерами канавок, которые в таблице 2 обозначены префиксом «IPST».Компоненты лайнерборда и среднего размера были одинаковыми во всей этой серии досок. Видеонаблюдение за ECT этих плат подтвердило прогноз уравнения (6) с K , установленным на 1 для начала продольного изгиба. А именно, для свойств облицовочного картона, используемых в этой серии, уравнение (6) предсказывает, что плиты с A- и C-канавками будут изгибаться при вертикальной нагрузке, а плиты с B- и E-канавками — нет. Меньший размер канавки b _f для плит с канавками B и E делает соотношение P _cr / SCT > 1 для свойств выбранных материалов, и поэтому деформации не ожидается.Видеозаписи ЕСТ-испытания многостенных панелей с односторонней и двойной оборотной стороной одновременно (Schaepe and Popil, 2006) показали раздельное развитие изгиба между канавками или разрушения при сжатии в зависимости от конкретного размера канавки, прикрепленной к конкретной облицовке. Сводка результатов для этого набора, включая лист встроенного ручного листа, показана на рис.18, где опять же, общая корреляция улучшается с R ² = 0,91 до R ² = 0,94 с учетом потери устойчивости, а среднее значение ошибка между прогнозной моделью и фактическими значениями становится меньше, начиная с 0.От 16 до 0,14 кН / м.

Подтверждение применения модели было применено к серии коммерческих плат, полученных от заводов по производству коробок. Все эти доски были С-образными канавками, с подкладками разной плотности и средними. Результаты, показанные на рисунке 19, как и ожидалось, показывают, что наибольшие различия возникают, когда модель применяется к легким платам 23-23C и 35-26C, которые в этом наборе данных улучшают корреляцию прогнозируемых значений с фактическими из R ² = 0.90 согласно R ² = 0,97 и уменьшенная погрешность с 0,18 до 0,09 кН / м.

Рис. 18. Сводное сравнение всех прогнозируемых и фактических значений ECT для гофрированного картона лабораторного производства

Рисунок 19. Прогнозируемые и фактические значения ECT для серии серийно выпускаемых плит с С-образной канавкой

Использование уравнения (8) для прогнозирования ECT вместо уравнения (1) учитывает эффект потери устойчивости между канавками облицовки легких плит и снижает ошибку при прогнозировании ECT.Модель предсказывает оптимальную плотность от мокрого прессования, которая ограничивает получаемый прирост прочности на сжатие облицовочного картона. В прогнозной модели постбуклинга (8) используются измерения, которые обычно доступны в большинстве лабораторий по тестированию бумаги, и ее легко реализовать с помощью простых вычислений. Сводка констант для различных наборов образцов представлена ​​в Таблице 3.

Таблица 3. Сводка моделей, подходящих для нескольких наборов данных по гофрированному картону. *

* MSE — это ошибка среднего квадратного корня для каждой подобранной модели.

ВЫВОДЫ

Испытание на сжатие кромок комбинированного гофрированного картона было рассмотрено в этой статье, чтобы предоставить руководство для интерпретации и квалификации результатов испытаний. Исследования методов тестирования возникли в результате исследовательской программы IPST по характеристикам гофрированных контейнеров. Были изучены различные методы измерения на предмет их применимости. В частности, были исследованы различные аспекты метода зажима T 839: влияние пролета, продолжительность испытания и влияние зажима на дробленую плиту.Расчеты и эксперименты были применены к выбранному общему набору образцов C-, E-, F- и N-канавки. Механика луча, примененная к данным, поддерживает концепцию, согласно которой гофрированные плиты с C-, E-, F- и N-канавкой в ​​зажиме T 839 ведут себя как простые многослойные конструкции и демонстрируют предсказуемое падение измеренной прочности на сжатие с увеличением высоты испытательного образца . Метод зажима T 839, как есть, может использоваться для плат 42-26C для получения надежных измерений. Технические характеристики метода определения высоты образца кажутся консервативными.Микро-канавки 42-23E и 42-23F также могут быть испытаны в T 839, если образцы для испытаний будут на 5 мм короче (высота 45 мм) перед помещением в зажим. При испытании тонких плит, таких как микровыступы, зазор между губками должен поддерживаться на уровне нескольких мм для поддержания давления зажима с помощью прокладок, помещаемых в губки напротив испытуемых образцов.

Исследование ECT с участием плат 42-26C, раздробленных вне плоскости в разной степени, использовало несколько различных методов, чтобы определить, можно ли уменьшить влияние давления зажима.Ни использование метода опускания горловины T 838, ни включение дюбелей не поддерживало значение ECT доски перед раздавливанием. Дробление вне плоскости до 60% первоначальной толщины приводит к потере прочности на сжатие рифленой среды примерно на 16%.

Исследование влияния рабочей скорости на ЭСТ подтверждает, что ЭСТ будет уменьшаться с логарифмом скорости в соответствии с предыдущими отчетами. Расхождения примерно на 1-2% могут быть объяснены различиями в скорости рабочего стола обычного тестера на сжатие.Результаты зависимости скорости деформации представлены в форме, удобной для применения поправочных коэффициентов для сравнения внутрилабораторных результатов.

Исследования рифления облицовок между клеевыми линиями в ECT легких плит привели к удобному применению модели, основанной на поведении пластин после прихвата. Подбор данных показывает, что начальную нагрузку при продольном изгибе можно предсказать с помощью простого выражения из механики пластин для вертикально нагруженных пластин с легко поддерживаемыми кромками. Стандартные лабораторные измерения облицовочного картона и среднего SCT вместе с жесткостью облицовочного картона на изгиб могут быть использованы для получения улучшенного расчетного прогноза ожидаемого значения ECT.Результаты показывают, что для легких досок усиленное прессование во влажном состоянии увеличивает степень коробления между канавками и, таким образом, ограничивает ЭСТ.

БЛАГОДАРНОСТИ

Финансовая поддержка была предоставлена ​​компаниями-членами IPST, участвующими в программе IPST Engineered Packaging Consortium начиная с 2002 года. Бывшие профессора IPST Дуг Коффин и Чак Хабегер были в основном инициаторами проекта. Часть представленных данных по продольному изгибу между канавками является частью диссертации Пачаравалаи Кэвмани (IPST).Лейф Карлссон любезно предоставил английскую версию цитируемой им статьи 1985 года по расчету жесткости гофрированного картона на изгиб, использованной в таблице A1.

ПРИЛОЖЕНИЕ A:

Срок действия аппроксимации многослойной балки для гофрированного картона

Допустимость аппроксимации гофрированного картона как многослойной конструкции, используемой для обоснования (3), исследуется путем сравнения расчетов и измерений жесткости на изгиб. Образцы гофрированного картона и соответствующие им отдельные компоненты были получены от коммерческих производителей, и их физические свойства были измерены с использованием стандартных методов TAPPI (Carson and Popil 2008).Физические свойства выбранной серии плит C-, E-, F- и N-канавки и их компонентов приведены в таблице 1. Модули упругости облицовочного картона E _l и среднего E _m были полученные из анализа данных испытаний на растяжение. Измерения жесткости на изгиб D _CD (изм.) были выполнены с использованием метода 4-точечного изгиба T 820, который исключает сдвиг вне плоскости за счет конфигурации испытаний. В Таблице A1, отношение длины среднего к облицовочному картону, называемое коэффициентом приема, составляет α , облицовочный картон, средний и толщина картона составляют t _l , t _м и h соответственно.

Таблица A1. Обзор соответствующих свойств одностенных гофрированных плит *

* Измеренная жесткость на изгиб: D _CD (измер.). Расчетные оценки жесткости на изгиб: D _{CD песок} , Ranger, Nordstrand and Carlsson. Измеренная жесткость на сдвиг в CD составляет R ₄₄ .

Простое приближение, часто используемое для определения жесткости гофрированного картона на изгиб, —

(A1)

, который не учитывает вклад среды в жесткость комбинированной плиты на изгиб.Нордстранд (1995) сравнивает приближение гофрированного картона как многослойной структуры с более точным расчетом (Карлссон и др. , 1985) и находит, что согласие находится в пределах 4%. В этом случае гофрированный сердечник многослойной структуры гомогенизируется как эквивалентный слой в многослойной структуре (, например, , Bodig and Jayne, 1982), имеющий эффективный модуль упругости, равный αE _м t _м / ( h — 2 t _l ), так как h-2t _l — толщина рифленого сердечника.Полное выражение для жесткости на изгиб для многослойной конструкции, включая вклад среды, выглядит следующим образом:

(A2)

Выражение (A2) исправляет типографскую ошибку в Nordstrand (1995). Шик и Чари (1965) также цитируют более раннюю формулировку Рейнджера, в которой член вклада гофрированной среды (содержащийся в фигурных скобках в (4)) вычисляется путем интегрирования как (1 / 2π) E _m t _m ( ч — 2 т _л — т _м ) ² . Таблица A1 показывает, что приближения многослойной балки (A1) и (A2), а также более точные расчеты Карлссона и Рейнджера хорошо согласуются с измеренной жесткостью на изгиб для выбранного набора плат.

ССЫЛКИ

Аллан Р. Дж. (2007). «Разработка нового метода измерения производительности доски», 61 ^st Appita Annual Conference and Exhibition, Proceedings, Vol. 1, Голд-Кост, Австралия, 6–9 мая 2007 г., Appita Conference Papers, 151–158.

Бателка, Дж. Дж. (1994). «Влияние заводов по производству коробок на испытание на раздавливание кромок гофрированного картона», Tappi Journal 77 (4), 193-198.

Бодиг, Дж., И Джейн, Б.А. (1982). Механика древесины и древесных композитов , Van Norstrand Reinhold Company, Нью-Йорк.

Бормет, Д. У. (1986). «Прогнозирование прочности на сжатие на ребро», Картонные контейнеры 94 (4), 30-34.

Карлссон, Л., Феллерс, К., и Йонссон, П. (1985). «Жесткость гофрированного картона на изгиб с особым вниманием к симметричным и многостенным конструкциям», Das Papier 39 (4), 149-157 (на немецком языке).

Карсон, К. Г., Попил, Р. Э. (2008). «Изучение взаимосвязи между толщиной бумаги, жесткостью на изгиб и растяжение бумаги при оценке испытаний», Tappi Journal 7 (12), 17-24.

Димитров, К., Гейденрих, М. (2009). «Взаимосвязь между прочностью на сжатие гофрированного картона по бокам и прочностью на сжатие бумаги для футеровки и бумаги с гофрированной бумагой», Southern Forests, 71 (3), 227-233.

Эрикссон, Л. Э. (1979). «Обзор картона для испытаний на раздавливание краев», Containers International 86 (8), 34-38; 86 (9), 64-67.

Ассоциация волоконно-оптических коробов (2009 г.). Edge Crush Test, Application and Reference Guide for Combined Corrugated Board Association, Fiber Box Association, Elk Grove Village, IL.

Франк, Б. (2003) «Какой ECT?», Corrugated International , стр. 3, август.

Франк, Б. (2007). «Возвращаясь к зажатой ЭСТ», Corrugated International 2007; Лето, 7-11.

Гир, Дж. М., и Тимошенко, С. П. (1972). Механика материалов , D. van Nostrand Company, Нью-Йорк.

Хадж-Али, Р., Чой, Дж., Вей, Б.-С., Попил, Р., и Шепе, М. (2008). «Уточненные нелинейные модели конечных элементов для гофрированного картона /» Композитные конструкции 87 (4), 321-333.

Холмс, В. К. (1996). «Держатель для образца гофрированного картона во время испытания на сжатие кромок», Патент США 5,511,432, 30 апреля.

Interface Corporation, Скоттсдейл, Аризона, модель датчика веса LBS-25.

Келликутт, К. К., и Ландт, Д. Ф. (1951).«Безопасный срок службы гофрокоробов при штабелировании», Фибровые контейнеры 36 (9), 28-38.

Конинг, Дж. У. (1975). «Сжимающие свойства облицовочного картона по отношению к контейнерам из гофрированного картона: теоретическая модель», Tappi Journal 58 (12), 105-108.

Конинг, Дж. У. (1978). «Сжимающие свойства облицовочного картона по отношению к контейнерам из гофрированного картона — проверка теоретической модели», Tappi Journal 61 (8), 69-71.

Конинг, Дж. У.(1986). «Новый экспресс-метод определения прочности гофрированного картона на сжатие на ребро», Tappi Journal 69 (1), 74-76.

Kroeschell, W. O. (1992). «Испытание на раздавливание кромок», Tappi Journal 75 (10), 79-82.

Lorentzen and Wettre, Киста, Швеция, Нож для резки шеи, модель 110.

Макки, Р. К., Гандер, Дж. У. и Вачута, Дж. Р. (1963). «Формула прочности на сжатие для гофроящиков», Картонная упаковка, 48 (8), 149-159.

Макки, Р.К., Гандер, Дж. У. и Вачута, Дж. Р. (1961). «Прочность гофрированного картона на сжатие на ребро», Картонная упаковка, 46 (11), 70-76.

Маклейн, Т.Е., и Бойтнотт, Р.Л. (1982). «Испытания на раздавливание основаны на нагрузке параллельно канавкам», Tappi Journal 65 (3), 148-149.

Муди Р. К. и Конинг Дж. У. (1966). «Влияние скорости нагружения на прочность гофрированного картона на сжатие по краю», аналитическая записка Министерства сельского хозяйства США FPL-1212, апрель.

Нордман, Л., Колхонен, Э., и Торой, М. (1978). «Исследование сжатия гофрированного картона», Картонная упаковка, 63 (10), 48-62.

Нордстранд, Т. М. (1995). «Параметрическое исследование прочности на изгиб сэндвич-панелей с сердечником», Composite Structures 30 (4), 441-451.

Plantema, F. J. (1966). Сэндвич-конструкция, изгиб и изгиб многослойных балок, пластин и оболочек, John Wiley and Sons.

Попиль, Р.Э., Коффин Д. В. и Кэвмани П. (2004). «Роль продольного изгиба между ребрами жесткости на прочность гофрированного картона на сжатие», , 2004 г., семинар по физике бумаги, Тронхейм, Норвегия.

Попил Р. Э. (2005). «Обзор литературы по ECT», Конференция по гофроупаковке TAPPI 2005, 26-27 сентября, Лас-Вегас, Невада.

Попил Р. Э. и Шепе М. (2005). «Сравнительная оценка потенциала покрытий для упаковки, заменяющих воск», Tappi Journal 4 (8), 25-31.

Попил Р. Э., Шепе М. К., Хадж-Али Р., Вей Б.-С. и Чой Дж. (2006). «Влияние уровня клея на прочность гофрированного картона — эксперимент и моделирование методом конечных элементов», , 2006 г. Международный семинар по физике бумаги, Университет Майами, Оксфорд, Огайо.

Попил Р. Э. (2007). «Измерение сдвига при раздавливании картона», Paperboard Packaging 92 (7), 37.

Попил Р. Э., Коффин Д. В. и Хабегер К. С. (2008). «Жесткость на поперечный сдвиг и ее значение в гофрированном картоне», Appita Journal 61 (4), 307-312.

Попил Р. Э. и Ходжати Б. (2010). «Влияние свойств и ориентации компонентов на долговечность гофротары», Packaging Technology and Science 23 (4), 189-202.

Шапе М. и Попил Р. (2006). «Связь между легкими весами и прочностью ECT», Corrugated International , сентябрь, стр. 3.

Schrampfer, K. E., and Whitsitt, W. J. (1988). «Испытание зажатого образца: более быстрая процедура раздавливания на ребро», Tappi Journal 71 (10), 65-69.

Сет, Р. С. (1985). «Взаимосвязь между прочностью гофрированного картона на сжатие на ребро и его компонентов», Tappi Journal 68 (3), 98-101.

Шалхорн П., Джу С. и Гурнагул Н. (2004). «Модель прочности картона на сжатие на коротких промежутках», Nordic Pulp and Paper Research Journal 19 (2), 130-134.

Шеллхорн П., Джу С. и Гурнагул Н. (2005). «Модель для испытания картона на раздавливание кольцом», Journal of Pulp and Paper Science 31 (3), 143-147.

Шик П. Э. и Чари Н. С. С. (1965). «Сжатие сверху вниз для двустенных гофроящиков», Tappi Journal 48 (7), 423-430.

T 839, T 811 и T 838 TAPPI Test Methods, TAPPI Press, Атланта, Джорджия.

Урбаник, Т. Дж. (1990). «Корректировка измерительных приборов с теорией раздавливания гофрированного картона на ребро», Tappi Journal 73 (10), 263-268.

Урбаник, Т. Дж., Кейтлин, А. Х., Фридман, Д. Р., и Лунд, Р. К. (1994). «Испытание на раздавливание на ребро, оптимизированное за счет более короткого времени после нанесения воска», Tappi Journal 77 (1), 83-86.

Урбаник Т. Дж. (1997). «Линейные и нелинейные эффекты материала на прочность гофрированных контейнеров после закрывания», AMD vol. 227, MD, т. 77, 93-99, Р. Перкинс (ред.), Американское общество инженеров-механиков, Нью-Йорк.

Урбаник Т. Дж. (2001). «Влияние формы гофрированной канавки на прочность ДВП на сжатие и жесткость на изгиб» Journal of Pulp and Paper Science 27 (10), 330-335.

Whitsitt, W. J. (1988). «Факторы производства бумаги, влияющие на свойства коробки», Tappi Journal 71 (12), 163-167.

Whitsitt, W. J. (1982). «Оптимизация свойств машин для определения прочности на сжатие: исследование факторов, влияющих на прочность на сжатие», Отчет IPC, 15 марта.

Whitsitt, W. J., and Baum, G.A. (1987). «Сохранение прочности на сжатие во время гофрирования», Tappi Journal 70 (4), 107-112.

Уилсон, К. Дж., И Фрэнк, Б. (2009). «Оценка высоты образца ECT для картона с мелкими канавками и соответствие сертификации производителя коробок», Tappi Journal 8 (6), 24-28.

Статья подана: 21 апреля 2010 г .; Рецензирование завершено: 24 июня 2010 г .; Принята доработанная версия: 24 февраля 2012 г .; Опубликовано: 29 февраля 2012 г.