塑料围板箱抗压强度分析

这是一篇关于塑料围板箱抗压强度分析的思维导图，主要内容包括：3．2 不同周边长塑料 围板箱 的抗压强度考虑 塑料 围板箱周 边长对其抗压强度 的影 响 ，选用高度相 同的 1，2和 4号试样 ，分别对其进行一 30，20，50 ℃预处理后进行实验 ，见 图 9。，3.1不同温度下围板箱抗压强度 试样在3种温度下载荷-变形曲线见图7。，实验现象，论文分析，通用

塑料围板箱抗压强度分析

• 文本来自《包装工程》期刊，第37卷第13期，发表于2016年7月。主题是研究塑料围板箱在不同温度及周边长条件下的抗压强度，旨在探讨这些因素对塑料围板箱性能的影响。
• 主要观点
  • 塑料围板箱的特点
    • 新型物流容器，环保，防尘防水，安全，节省空间，结构强度好。
    • 箱体无钉化构成 ，降低工人装卸危险
    • 箱体折叠后可减少 3／4的空间，降低运输成本等
    • 围板采用蜂 窝板结构 ，受压 时相 当于工字梁 ：
    • 表板主要承受正应力 ，中间蜂窝层 主要 承受剪应力 。
    • 2个表板的结构强度大 ，有较大 的剖面惯性矩 ，因而结构刚度好 、弯 曲强度大 。
      • • 。蜂窝板 由上塑质表层 、下塑质表层及 中间层构成 ，见图 2。中间层是一种 塑质板材 ，该塑质板材表 面上均布有 圆形凸起和凹陷且相互交错布置 。凸起顶 面与上塑质表层 固定连接 ，凹陷底 面与下塑质表层 固定连接 ，从而蜂窝板各侧向受力 均匀且具有较好 的承重性、缓冲性
  • 实验材料与方法
    • 使用特定规格的塑料围板箱，在-30℃、20℃、50℃三种温度环境下进行实验，研究温度及周边长对抗压强度的影响。
  • 实验结果
    • 温度升高，塑料围板箱的抗压强度降低；周边长越大，抗压强度总体呈下降趋势，但高温下周边长的影响相对较小。
  • 结论
    • 在一定范围内，温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低；但高温下周边长对抗压强度的影响较小。
• 总结
  • 文章研究了温度和周边长对塑料围板箱抗压强度的影响。结果显示，温度的升高会导致塑料围板箱抗压强度的降低，而且周边长越大，抗压强度也越低。然而，在高温环境下，周边长对抗压强度的影响并不显著。这项研究为优化塑料围板箱的设计和使用提供了重要的实验依据，强调了在实际应用中需要根据使用环境和条件合理选择围板箱的尺寸和结构参数。
• 2. 研究方法
  • 实验设计和样本准备
  • 测试条件与设备
    • 实验采 用型号 为 ETR．5130H 步入式高低温交变湿热试验室 (赛普斯天宇有限公司 )。考虑塑料围板箱使用时外部环境温度为．35 55 ℃ ，故将 4种尺寸试样 (每种数量 15个 ，分为 3组 )，分别在一 30，20，50 ℃环境下进行 24h预处理 ，试验数据取其平均值
    • 塑料 围板箱抗压试验按照 GB／T4857．4— 2008《运输包装件基本试验第 4部分：采用压力试验机进行 的抗压和堆码试验方 法 》进行 。这里采 用东莞市宝大仪器有 限公 司生产 的 PT-8216抗压试 验机
  • 抗压试验过程描述
    • 试验 在与 预处 理相 同或尽 可能相 近 的温湿度条件下进行。压力试验机上压板以 l2．7mm／min的速度匀速下压 ，当压力 出现峰值后 曲线不断 向下 ，达到最大值的 8O％时 ，停止下压。通过试验可得到塑料 围板箱载荷．变形 曲线 。
• 实验现象
  • 围板箱在受压过程 中 ，随着 载荷不断增加 ，围板箱侧板将失稳并 出现横 向挠 曲，立面 出现翘曲现象 ，见图 4。
    • • 不同尺寸的围板箱在加压过程 中，当压力达到一 定值时 ，围板箱 沿箱面均发生不 同程度的凹进 或凸出 ，距 中心越近 ，凹进或 凸出程度越大 ，反之越小 ，因为空围板箱 中间部分无任何 支撑和约束。
      • 沿箱面水平方向发生程度不同的变形，箱角处刚度最 大，变形最小；距离箱角越远，变形越大。
      • 围板箱受压直至压溃时并未同时产生于整体 上，而是发生在最弱的侧板上。对于围板箱而言， 在其箱体长边单侧设有开口，故其所在的侧板抗压 强度较低，破坏易发生于此。
  • 实验过程中，箱体破坏主要发生在顶盖角隅处， 见图5。这是因为当整个箱体受到正压力时，将在 顶盖与箱体的接触处通过顶盖均匀分布在4个侧 面上。侧面受力时会发生弯曲，弯曲时受到相邻侧 面的约束2。由于作用力与反作用力，相邻的侧面 将在箱角处受力，所以对于顶盖的破坏主要发生在 与箱体接触的箱角处。
    • 在抗压试验中，外部载荷作用更大程度地破坏 了材料本身的形貌，因此箱体四周均出现不同程 度的白色银纹或裂纹，见图6，这是围板箱在应力 作用下发生过度形变的结果。裂纹在受力时常成 为应力集中点，易迅速扩大开裂而导致材料的破 坏，经过高温预处理的围板箱出现的银纹较多。 温度升高时，热可增强分子的运动，从而可在较 低的应力下产生物料的流动、破坏，视为“热应 力”破坏。
• 3.1不同温度下围板箱抗压强度 试样在3种温度下载荷-变形曲线见图7。
  • 由图7中可以看出，不同温度下各尺寸塑料围 板箱载荷-变形曲线趋势大致相同。随着载荷增大， 围板箱变形也不断增大。开始阶段，变形为零而载 荷增加，以确保围板箱与试验机压板接触；当载荷 略有变化时，变形量变化很大；之后随着载荷增大， 变形量增加缓慢，此时侧壁出现翘曲现象，箱体失稳 但仍可以承受更大压力；当载荷增加到峰值点即围板箱压溃点时， 围板箱被破坏。当变形继续增加 时，载荷开始下降。
  • 不同尺寸的围板箱其温度越高，压溃时箱体的 变形均越小。说明围板箱在温度较高时易被压溃， 而温度较低时不易被压溃。 根据载荷-变形曲线，选取围板箱压溃前的临 界载荷作为其所能承受的最大载荷，即为抗压强度。 将5组实验结果取其平均值，得到不同温度下围板 箱抗压强度，见图8。
    • • 由图8可以看出，30℃时抗压强度最大值为 51710N,最小值为40207N;20℃时抗压强度 最大值为36922N,最小值为26428N;50℃时 抗压强度最大值为20809N,最小值为19005N。 故在-30~50℃范围内，温度对于塑料围板箱抗压 强度影响较大；当温度达到50℃时，抗压强度值 趋于稳定。不同尺寸结构的塑料围板箱其抗压强度 都随温度升高而降低。温度越低，抗压强度值越大， 即抗压性能好。这是因为聚合物随温度变化会表现 不同力学状态，是内部不同模式的分子运动（某种 运动单元发生某种形式的热运动)的宏观表现13]。
      • 聚合物有一个玻璃化转变温度Tg,当温度低于 Tg时，高聚物所有分子链之间的运动和链段的运动 都被“冻结”，整个高聚物表现为非晶相的固态。 当试样置于-30℃进行预处理时，由于温度太低 连分子的振动都被“冻结”，加以外力，高聚物就 呈现脆性，此时聚合物硬而脆，具有较好的力学性 能。随着温度的升高，分子热运动能量逐渐增加， 当达到某一温度时，链段可以通过主链中单键的内 旋转产生转动、移动，高分子链运动的幅度越来越 大，聚合物弹性模量降低41。随着温度升高，塑 料围板箱的抗压强度降低。
• 3．2 不同周边长塑料 围板箱 的抗压强度考虑 塑料 围板箱周 边长对其抗压强度 的影 响 ，选用高度相 同的 1，2和 4号试样 ，分别对其进行一 30，20，50 ℃预处理后进行实验 ，见 图 9。
  • 实验选取周边长分别为3710,4440,5160mm 的塑料围板箱进行实验。由图9可以看出，不同温 度下各尺寸围板箱曲线变化趋势大致相同，随着围 板箱周边长增大其抗压强度降低。温度为-30℃与 20℃时，随着周边长增大抗压强度降低明显，最大 差值分别为11503和10484N;而当温度为50℃ 时，不同尺寸的围板箱抗压强度变化不是很明显， 故在不同使用环境下应合理选择不同尺寸的围板箱。
• 4. 结论
  • 抗压试验中，塑料围板箱沿箱面发生不同程度 的凹进或凸出，距中心越近，凹进或凸出程度越大； 破坏易发生在设有开口的立面上。不同尺寸塑料围 板箱在不同温度下载荷变形曲线变化趋势大致相 同。在一定范圃内，随着温度降低、周边长减小， 围板箱抗压强度增大。高温下，周边长对塑料围板 箱抗压强度影响较小。
  • 由于实验材料的限制，这里在塑料围板箱结构 尺寸中仅考虑周边长对其抗压强度的影响，以后还 需对圃板箱高度、长宽比、开口尺寸等因素进行进 一步完善与研究。此外，未来工作可对其进行动态 实验及利用有限元分析软件对其进行仿真分析。
• 5. 未来展望
  • 结构尺寸进一步研究
  • 动态实验和仿真分析
• 重点
  • 塑料围板箱抗压强度受温度和周边长的影响
    • 通过压力实验，研究了不同尺寸和温度下塑料围板箱的抗压性能及其变化规律。
    • 实验结果表明，温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低。
    • 在高温环境下，周边长对塑料围板箱抗压强度的影响较小。
  • 塑料围板箱的结构和实验方法
    • 塑料围板箱由托盘、围板和顶盖组成，具有可循环使用、绿色环保等特点。
    • 实验材料为4种不同尺寸的塑料围板箱，分别置于不同温度环境下进行预处理。
    • 采用压力试验机进行抗压试验，记录载荷-变形曲线，并选取压溃前的临界载荷作为抗压强度。
  • 实验现象和结果分析
    • 实验中，随着载荷增加，围板箱侧板失稳并出现横向挠曲，立面出现翘曲现象。
    • 不同尺寸的围板箱在加压过程中，当压力达到一定值时，围板箱沿箱面发生不同程度的凹进或凸出。
    • 温度越高，压溃时箱体的变形越小，说明温度较高时围板箱易被压溃。
  • 结论和建议
    • 在一定范围内，随着温度降低、周边长减小，围板箱抗压强度增大。
    • 高温下，周边长对塑料围板箱抗压强度影响较小。
    • 未来工作可进一步完善和研究围板箱的高度、长宽比、开口尺寸等因素。
• 通用分析
  • 抗压强度的变化趋势
    • 温度效应
      • 实验结果显示，在-30°C至50°C的不同温度区间内，随着温度提高，塑料围板箱的整体抗压强度呈现出明显的递减态势。
    • 周边长度的作用
      • 发现在相同的温度水平下，较大的外围直径确实会对围板箱的抗压强度造成负面影响，但这种影响在更高温度情况下变得微乎其微。
• 论文分析
  • 抗压强度
    • 指在压力试验机均匀施加动态压力至箱体破损时的最大负荷及变形量。
    • 目前的研究主要集中在瓦楞纸箱、蜂窝纸箱、木质箱、塑料周转箱等。
  • 温度
    • 实验中考虑了不同温度对塑料围板箱抗压强度的影响。
    • 温度的变化会影响聚合物的力学状态，导致抗压强度的变化。
  • 周边长
    • 考虑了塑料围板箱周边长对其抗压强度的影响。
    • 温度和周边长的变化都会影响围板箱的抗压强度。
  • 压力试验机
    • 用于施加压力测试塑料围板箱的抗压性能。
    • 试验过程中记录载荷-变形曲线，以此评估围板箱的抗压强度。
  • 载荷-变形曲线
    • 描述了在压力作用下，塑料围板箱的载荷与变形之间的关系。
    • 通过分析曲线可以得出围板箱的抗压强度和其他力学性能指标。
  • 论文十问
    • 1.本文试图解决什么问题？本文旨在研究塑料围板箱抗压强度的影响因素，通过压力实验，研究不同尺寸塑料围板箱在不同温度下的抗压性能及其变化规律。
    • 2.本文的研究是否是一个新的问题？根据这篇论文的摘要和研究方法，可以认为这是一个新的研究问题。该研究探讨了塑料围板箱在不同温度和周边长度条件下的抗压强度，这是对塑料围板箱抗压性能的一个深入分析，并且没有在已有文献中广泛讨论过。因此，可以认为这是一个新的研究问题。
    • 3.这篇文章要验证一个什么科学假设？这篇文章主要是为了研究塑料围板箱抗压强度的影响因素。具体来说，通过压力实验，研究不同尺寸的塑料围板箱在不同温度下的抗压性能及其变化规律，以验证在一定的范围内，温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低；并且在高温下，周边长对抗压强度的影响较小这一假设。
    • 4.本文要解决的问题在之前的研究是如何处理的？本文有哪些相关研究？本文主要研究了塑料围板箱的抗压强度及其影响因素。通过对不同尺寸的塑料围板箱在不同温度下的抗压性能进行压力实验，得出了其在不同温度和周边长条件下的载荷-变形曲线及其抗压强度。本文的研究结果表明，在一定范围内，温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低；而在高温环境下，周边长对抗压强度的影响较小。
    • 本文的相关研究主要包括对瓦楞纸箱、蜂窝纸箱、木质箱、塑料周转箱等箱体抗压强度的研究。这些研究主要集中在静态压力试验机上均匀施加动态压力至箱体破损时的最大负荷及变形量，或者达到某一变形量时的压力负荷值。此外，本文还参考了一些关于包装工程、物流运输包装设计、有限元分析等方面的文献。
    • 5.论文中提到的解决方案之关键是什么？论文中提到的关键解决方案是通过压力实验研究不同尺寸的塑料围板箱在不同温度下的抗压性能及其变化规律。通过这种方式，研究人员能够了解温度和周边长对塑料围板箱抗压强度的影响，并在一定范围内得出结论：温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低；而在高温环境下，周边长对抗压强度的影响较小。这些发现对于优化塑料围板箱的设计和使用具有重要意义。
    • 6.论文中的实验是如何设计的？论文中的实验设计主要包括以下几个步骤：
      • 实验材料的选择：选择了四种不同尺寸的塑料围板箱进行实验，围板厚度均为10mm。
      • 预处理条件设定：将试样置于不同的温度环境中进行预处理，包括-30°C、20°C和50°C三种条件，每种条件下的试样数量为15个，分为三组。
      • 抗压试验方法：按照GB/T4857.4—2008标准进行抗压试验，使用东莞市宝大仪器有限公司生产的PT-8216抗压试验机，压力试验机上压板以12.7mm/min的速度匀速下压，记录载荷-变形曲线。
      • 数据分析：通过对实验数据的统计和分析，得出不同温度和周边长条件下塑料围板箱的抗压强度，并绘制载荷-变形曲线。
      • 实验现象观察：在实验过程中，观察围板箱在受压过程中的变形情况，如侧板失稳、横向挠曲、立面翘曲等现象。
      • 通过以上步骤，论文得出了关于塑料围板箱抗压强度与温度和周边长关系的一系列结论。
    • 7.论文实验中的数据集有哪些？论文实验中的数据集包括：
      • 不同尺寸的塑料围板箱在不同温度下的抗压强度数据，这些数据是通过压力试验得到的。
      • 不同周边长的塑料围板箱在不同温度下的抗压强度数据，这些数据也是通过压力试验得到的。
      • 塑料围板箱在不同温度下的载荷-变形曲线数据，这些数据是通过压力试验得到的。
      • 塑料围板箱在不同周边长下的载荷-变形曲线数据，这些数据也是通过压力试验得到的。
      • 塑料围板箱在不同温度和不同周边长下的抗压强度数据，这些数据是通过压力试验得到的。
      • 以上数据集为论文提供了实验支持，使得研究结果更加可靠和可信。
    • 8.论文中的实验及结果有没有很好地支持需要验证的科学假设？这篇论文研究了塑料围板箱在不同温度和周边长条件下的抗压强度，并通过实验得出了相关的数据和结论。这些实验和数据分析能够很好地支持论文的假设，即在一定范围内，温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低；并且在高温下，周边长对抗压强度的影响较小。
    • 具体来说，论文通过一系列的实验，收集了不同尺寸的塑料围板箱在不同温度和周边长条件下的载荷-变形曲线，并据此计算出了抗压强度。这些数据清晰地展示了温度和周边长对抗压强度的具体影响，验证了假设的正确性。
    • 此外，论文的讨论部分也对实验结果进行了深入的分析和解释，进一步支持了假设。例如，解释了聚合物随温度变化表现出的不同力学状态，以及这些变化如何影响塑料围板箱的抗压强度。
    • 因此，可以认为这篇论文的实验设计和数据分析充分支持了其提出的科学假设。
    • 9.这篇论文到底有什么贡献？这篇论文的主要贡献在于研究了塑料围板箱的抗压强度及其影响因素。通过对不同尺寸的塑料围板箱在不同温度下的抗压性能进行压力实验，得出了其在不同温度和周边长条件下的载荷-变形曲线及其抗压强度。研究结果表明，在一定范围内，温度越高，周边长越大，塑料围板箱的抗压强度越低；而在高温环境下，周边长对抗压强度的影响较小。这些发现对于理解和优化塑料围板箱的设计和使用具有重要的理论和实践意义。此外，该研究还提出了未来工作的方向，包括对围板箱高度、长宽比、开口尺寸等因素的进一步研究以及动态实验和有限元分析软件的应用。
    • 10.根据本文内容，下一步的工作有哪些？根据本文内容，下一步的工作可能包括以下几个方面：
      • 进一步完善和研究围板箱的结构尺寸对其抗压强度的影响。当前的研究只考虑了周边长这一因素，未来可以进一步探讨围板箱的高度、长宽比、开口尺寸等因素对其抗压强度的影响。
      • 进行动态实验和利用有限元分析软件进行仿真分析。这样可以更全面地了解围板箱在实际使用过程中的力学行为，并为设计提供更准确的依据。
      • 对不同种类的塑料围板箱进行对比研究。当前的研究主要集中在某一种类型的围板箱上，未来可以进行多品种的比较研究，以便找到更普遍的规律。
      • 探讨温度变化对围板箱抗压强度影响的机理。理解温度变化如何影响聚合物的力学状态，以及这种影响是如何体现在围板箱抗压强度的变化上的。
      • 研究其他环境因素如湿度、载荷类型等对围板箱抗压强度的影响。这些因素也会对围板箱的实际使用性能产生重要影响，因此也是未来研究的重要方向。
  • 主题
  • 批判性思考
    • 本文主要研究了塑料围板箱在不同温度和周边长条件下的抗压强度。然而，从批判性思维的角度来看，这篇论文存在以下几个不足和缺失：
      • 样本数量和代表性：本研究仅使用了四种不同尺寸的塑料围板箱进行实验，样本数量有限，可能无法全面覆盖所有可能的尺寸和条件。此外，没有详细说明样本的选择标准和代表性，这影响了研究结果的广泛适用性和可信度。
      • 实验条件的控制：尽管文中提到了实验是在特定的温度和湿度条件下进行的，但并未详细说明这些条件的精确控制方法和范围。这对于理解实验结果的影响因素至关重要。
      • 数据分析：文章只简单地描述了载荷-变形曲线和抗压强度的变化趋势，缺乏对数据的深入分析和解释。例如，没有进行统计分析来确定温度和周边长对抗压强度的具体影响，也没有讨论这些变化的显著性。
      • 理论模型和数值模拟：本文未提及是否使用了任何理论模型或数值模拟工具来辅助分析和预测实验结果。这些工具可以帮助更好地理解复杂现象，并在实验基础上做出更准确的推断。
      • 实际应用中的考量：虽然实验结果提供了塑料围板箱在不同条件下的抗压强度数据，但文中没有讨论这些结果在实际应用中的意义和局限性，如实际操作中的误差来源、材料的老化效应以及不同使用场景下的适用性。
      • 未来研究方向：文中仅考虑了周边长对塑料围板箱抗压强度的影响，建议未来研究应进一步完善和研究其他结构尺寸（如高度、长宽比、开口尺寸）对抗压强度的影响。
      • 总之，本文提供了一些关于塑料围板箱抗压强度的基础数据，但从批判性思维的角度来看，还需要在样本数量、实验条件控制、数据分析、理论模型、实际应用考量和未来研究方向等方面进行进一步的补充和完善。
  • 文献综诉
    • 引言
      • 本篇文献由武汉大学的梁秀、王玉龙和王柳发表在《包装工程》期刊上，文章主要研究了塑料围板箱在不同温度及周边长条件下的抗压强度变化规律。通过压力实验，分析了多种尺寸的塑料围板箱在不同温度下的性能表现，探讨了温度和周边长对塑料围板箱抗压强度的影响。
    • 主要研究方法与发现
      • 研究方法
        • 通过压力实验来测试不同尺寸的塑料围板箱在不同温度下的抗压性能。
        • 试验条件包括不同温度（-30°C、20°C、50°C）和周边长，以考察这些因素对围板箱抗压强度的影响。
      • 研究发现
        • 抗压强度随着温度的升高而降低，在一定范围内，温度越高，抗压强度越低。
        • 周边长越大，抗压强度总体呈下降趋势，但高温下周边长对抗压强度的影响较小。
    • 结论与建议
      • 塑料围板箱在高温环境下其抗压强度明显下降。
      • 根据使用环境和预期承载需求，合理选择尺寸和周边长的塑料围板箱是必要的。
    • 未来研究方向
      • 本研究仅考虑了周边长对抗压强度的影响，未来可以进一步探讨其他结构尺寸（如高度、长宽比、开口尺寸）对抗压强度的作用。
      • 动态实验和有限元分析软件可以用于更深入的分析和验证。
    • 参考文献综述
      • 文献主要涉及物流包装、运输包装设计、材料科学等领域，多数参考文献集中在2010至2016年之间，表明研究时段相对较新。
    • 评估总结
      • 本文研究为塑料围板箱的实际应用提供了重要的性能数据，强调了温度和周边长对抗压强度的显著影响。研究方法科学严谨，结论有助于指导塑料围板箱在不同条件下的合理选用。然而，仍存在进一步研究的空间，例如包括更多结构参数对抗压强度的全面分析，以及结合数值模拟提升理论模型的准确性。