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瓦楞纸箱包装抗压强度计算公式

现在假设一个瓦楞纸箱包装件,双层瓦楞纸箱,内装物不承压,包装件外尺寸为400mm×400mm×400mm,重量为20kg,堆码层数为7层(或封闭车厢内部高度2.7m)。下面根据不同公式计算堆码载荷,并对得出的数据进行对比分析。需说明的是,本文堆码层数的计算值一律向上取整,如计算堆码层数6.7层,取整为7层。

  (1)GB/T6543-2008标准,安全系数K值取5

  P=K×G×(H–h)÷h×9.8=5×20×6×9.8=5880N

  式中:P为抗压强度,单位N;K为强度安全系数;G为瓦楞纸箱包装件重量,单位kg;H为为堆码高度,单位mm,一般不高于3000mm;h为为瓦楞纸箱高度,单位mm

  (2)ISTA 1C标准,使用压力试验机到压后立即释放压力。

  Load=[1300 +(Wt×9.8)+ 530×(L +W)]×1.4=[1300+(20×9.8)+530×(0.4 + 0.4)]×1.4 =2688N

  式中:Load为计算载荷,单位N;Wt为为瓦楞纸箱包装件重量,单位kg;1300为施加压力最小值,单位N;530为公式计算值;L为包装件长度,单位m;W为包装件宽度,单位m;1.4为压力对时间的补偿系数。

  (3)ISTA 2A标准,使用压力试验机到压后立即释放压力,F值取5

  Load=[Wt×(S–1)×F×9.8]×1.4=[20×(7–1)×5×9.8]×1.4=8232N

  式中:Load为计算载荷,单位N;Wt为瓦楞纸箱包装件重量,单位kg;S为包装件的堆码层数;F为补偿系数,范围一般在36,如果包装件在流通过程有仓储堆码,建议最小选择5,否则建议最小选择4;1.4为压力对时间的补偿系数。

  (4)FedEX-A标准,F值取5

  Load=0.007×(108–H)×L×W×F×0.454×9.8=0.007×(108–400÷25.4)×400÷25.4×400÷25.4×5×0.454×9.8=3563N

  式中:Load为计算载荷,单位N;0.007为平均货物密度,单位lbs/in3;108为运输过程中货物最大堆码高度,单位in;H为单个包装件的高度,单位in;L为单个包装件的长度,单位in;W为单个包装件的宽度,单位in;F为与湿度、时间和堆码方式有关的系数;0.454为磅和千克间的转换系数。

  (5)Item 180标准,使用压力试验机到压后立即释放压力,DF值取7

  Load=162×(2.7–h)×(l×w)×DF×9.8=162×(2.7–0.4)×0.4×0.4 ×9.8 ×7=4090N

  式中:Load为计算载荷,单位N;162为货物平均密度,kg/m3;2.7为车辆有效堆码高度,单位m;h为单个包装件的高度,单位m;l为单个包装件的长度,单位m;w为单个包装件的宽度,单位m;DF为设计系数。

  值得注意的是,当包装件重量小于14kg或体积不超过0.056m3时,堆码高度由2.7m降低为1.4m,瓦楞纸箱的堆码载荷也随之降低。

  (6)ASTM D4169车辆堆码标准,F值取7,同种包装件堆码试验。

  Load=M×J×(H–h)÷h×F=20×9.8×(2.7–0.4)÷0.4×7=8232N

  式中:Load为计算载荷,单位N;M为瓦楞纸箱包装件重量,单位kg;J为公制转换系数,9.8N/kg;H为堆码高度,取2.7m;h为单个包装件的高度,单位m;F为补偿系数。

  上述计算公式中的FDFGB/T6543标准中的安全系数K值原理一致。其中,GB/T6543ISTA 2AFedEX-A标准的安全系数K值取5;ISTA 1C标准不涉及安全系数;Item 180ASTM D4169标准的安全系数在同种情况下的取值为7

  综上所述,当内装物或缓冲结构不能承压时,瓦楞纸箱将承担全部的堆码载荷,这种情况下,瓦楞纸箱的耐压强度比空箱抗压强度值的意义更大,所以更应关注最终的堆码强度载荷值。按照GB/T6543计算的抗压强度会与其他运输包装测试标准的计算载荷产生一定的偏差,甚至非常大的偏差。为此,应当根据客户实际测试需求,明确选择运输包装测试标准的堆码计算公式,这样计算的堆码载荷要比GB/T6543的抗压强度值更符合运输标准的需求,这样不仅可以弥补GB/T6543K值选择不明确的不足,还可以使设计的瓦楞纸箱抗压强度更符合实际的需求,设计更加合理化。



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