摘要 根據(jù)紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)單元的靜態(tài)壓縮曲線研究了紙漿模塑緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理。紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)單元的靜態(tài)壓縮曲線分為3個階段—— 彈性變形階段、塑性變形階段及壓潰變形階段。在實驗條件下，紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)單元發(fā)生彈性變形的極限載荷是最大載荷的80%左右。緩沖結(jié)構(gòu)單元為n個的紙漿模塑制品承受的最大載荷是緩沖結(jié)構(gòu)單元為1個的紙漿模塑制品承受最大載荷的n倍以上。以此，進一步探討了紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理。
關(guān)鍵詞 紙漿模塑 緩沖性能 結(jié)構(gòu)設(shè)計 靜態(tài)壓縮
近十幾年來，紙漿模塑制品迅速發(fā)展，廣泛用于農(nóng)畜產(chǎn)品、醫(yī)藥、食品、工業(yè)產(chǎn)品的緩沖包裝。紙漿模塑以紙漿（或廢紙）為主要原料，經(jīng)碎解制漿、調(diào)料后，注入模具中成型、干燥即得。它與傳統(tǒng)的紙包裝制品區(qū)別在于它由植物纖維直接成形，而不是先制成紙或紙板再制成包裝品。與常用的泡沫塑料緩沖包裝材料相比，紙漿模塑制品徹底解決了制造過程及包裝廢棄物對環(huán)境的危害與污染問題。當(dāng)前，人們對紙漿模塑制品制造過程中的制漿、成形設(shè)備和工藝進行了廣泛深入的研究，但對紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計研究不多，尤其是紙漿模塑用于工業(yè)產(chǎn)品如家用電器、電子產(chǎn)品、儀器儀表等的緩沖包裝時，缺少設(shè)計的理論基礎(chǔ)。
當(dāng)紙漿模塑用于工業(yè)產(chǎn)品的緩沖包裝時，和泡沫塑料緩沖能力相近但作用方式不同，它利用受力后的結(jié)構(gòu)變形吸收外界的能量，減少產(chǎn)品受到的沖擊和振動，而泡沫塑料受力后材料本身變形，吸收外界的能量。紙漿模塑的緩沖作用主要依靠結(jié)構(gòu)單元來實現(xiàn)，常見的結(jié)構(gòu)單元形式有4種，即肋狀、塔狀、座狀和椅狀，它們的緩沖能力是結(jié)構(gòu)單元側(cè)壁的周長的函數(shù)，而不是受力面積的函數(shù)。
本論文研究了靜載荷作用下的紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)單元的載荷.變形曲線，據(jù)此提出了一種紙漿模塑緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的構(gòu)想。
1 實驗
實驗用的紙漿模塑緩沖襯墊用于包裝打印機，由廢紙制成，它是由多個各種不同的結(jié)構(gòu)單元組成，實驗所選用的結(jié)構(gòu)單元為肋狀，截面形狀是四邊形，斜角a為6度（如圖1）。結(jié)構(gòu)單元大小以長×寬×高來表示。
把紙漿模塑緩沖襯墊中的不同的結(jié)構(gòu)單元分離出來，進行靜態(tài)壓縮實驗。用日本島津公司生產(chǎn)的67.5000A型電子萬能試驗機（載荷測定精度為指示載荷的±5%，加載速度精度為指定速度的±0.1%），按照GB8168-87標(biāo)準(zhǔn)中的“A法”對試樣進行實驗，即試驗機以12±3mm/min的速度沿高度方向?qū)悠分饾u施壓，壓縮過程中自動記錄壓力及相應(yīng)的變形，并繪成曲線。
(待續(xù))
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