纸浆模塑工业包装制品由于具有良好的防震、质轻、易分解、透气性好、易回收再利用等特点，在某些领域已成为发泡塑料包装制品的替代品，并得到了越来越广泛的应用。

1、纸浆模塑包装工业现状

纸浆模塑制品以废弃纸张为主要原料，先将其放在水中利用机械或水力搅拌产生的剪切力将废纸搅碎，然后用带金属网的模具脱水成型，再经干燥、热整形等工序得到最终制品。我国自八十年代初开始从国外引进纸浆模塑制品生产线，现已能自行设计和制造多种型号的纸浆模塑制品专用设备。目前已有数百家纸浆模塑制品生产企业，被包装物涉及农副产品、电子产品、食品和小型产品等。由于对纸浆模塑制品生产的应用研究主要集中在纸浆模塑制品生产工艺过程的制定以及模具和成型机的设计上，对制品缓冲性能的分析较少，大多是停留在纸浆模塑制品的某一种缓冲结构或制品的某一局部结构的性能分析上，不能较准确地预测包装是否满足耐静压、抗震、缓冲以及保护被包装物的要求，而且对纸浆模塑包装制品在使用过程中所出现的问题也不易做出准确的判断，使得制品和模具设计具有较大的盲目性。

本文首先从被包装件流通环境分析入手，在对纸浆模塑制品材料的力学性能、制品形状和所受载荷分析的基础上，探讨纸浆模塑制品的缓冲机理，然后建立纸浆模塑制品的力学模型，并利用有限单元法来研究纸浆模塑制品的几可结构对其性能的影响，从而为提高制品的设计水平做好前期工作。

　　2、纸浆模塑制品缓冲机理的探讨


　　纸浆模塑制品保护被包装物主要包括储存、运输和装卸三个环节。在这些环节所受到的载荷是导致被包装物破损的主要原因，其中主要包括静压、振动和冲击。

包装制品对于被包装物所起的作用主要有以下两点：

　　1）延长激烈作用时间以降低物品的最大作用力。
　　2）通过自身的变形最大限度地消耗或储备外界传入的能量。
　　工业包装和纸浆模塑制品是通过自身的特殊结构在受载时的变形来延长响应时间、吸收外界能量，从而减少被包装物受到冲击和振动的。它不同于泡沫塑料包装制品的缓冲机理，因为用发泡材料的制品，由于材料内部发布着大量可压缩的泡孔，不论制品为何种形状，它都具有较好的缓冲性能。假如用纸浆模塑材料和泡沫塑料分别铺一个大平面，显然前者是不能缓冲的，而后者却可以，因此：

1）纸浆模塑制品缓冲是通过自身的特殊结构实现的。
2) 由于被包装制品结构的多样性,使得对整个纸浆模塑结构进行分析比较困难，故可以用积木式的结构分析方法，将整体分解为各种局部的缓冲结构。如有些学者将其分为四种常见的结构：肋状、塔状、座状和椅状。
　　3）各种缓冲结构并不是孤立的，众多缓冲结构之间通过相互串联或并联构成了整个缓冲包装系统。

　　当制品的某一处受到载荷时，由于纸浆模塑制品的材料强度相对低，此处的变形就会导致周围区域也发生较大的变形，然后周围区域的变形又使更远的部位发生较大的变形，这样就将外加能量分散到周围，由各部分共同承担。这样的好处有两个，一方面它使得整个变形过程由各部分的变形相继进行，从而延长了发生变形的时间，降低最大作用和和最大加速度，保护了制品；另一方面使得能量的消耗或储备由各部分来共同承担，避免了某一局部的过早破坏。这种通过包装件在结构上的极大变形，甚至是局部破坏来有效地减小最大作用力和消耗能量的方式可称为结构缓冲。结构缓冲机理在日常生活是常见的，如试验用的汽车模型经过猛烈撞击后还能打开车门，就是通过汽车前部的大变形来消耗能量，从而保护其它部分。

　　3、纸浆模塑工业包装制品力学模型的建立和求解

　　本文研究纸浆模塑制品在静载下的受力情况。首先建立物理模型，然后利用有限元法求解，以得出模型的响应，如应力的分布和各部分的变形。在此过程中也可以反复地改变模型的厚度，甚至是几何结构，以便于进行比较和讲座。
 

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