在運(yùn)輸和裝卸過(guò)程中受制于運(yùn)輸環(huán)境的影響,不可避免的會(huì)有各種各樣的傾斜、晃動(dòng)等沖擊力,會(huì)造成內(nèi)裝物在箱內(nèi)的移動(dòng),為了避免因內(nèi)裝物與木包裝箱之間產(chǎn)生相對(duì)的位移導(dǎo)致內(nèi)裝物及包裝破損等質(zhì)量事故的發(fā)生。需要包裝箱有足夠的強(qiáng)度在裝卸、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的過(guò)程中,具有很好的抗沖擊性來(lái)確保貨物不會(huì)在流通過(guò)程中損壞。
包裝箱強(qiáng)度是抵抗破壞的能力,是在一定載荷作用下不發(fā)生斷裂或顯著的塑性變形,是衡量包裝箱本身承載能力(即抵抗失效能力)的重要指標(biāo)。其主要研究?jī)?nèi)容包括材料強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度兩方面。材料強(qiáng)度指材料在不同影響因素下的各種力學(xué)性能指標(biāo)。影響因素包括材料的化學(xué)成分、加工工藝、應(yīng)力狀態(tài),載荷性質(zhì)、加載速率、溫度和介質(zhì)等。
按照材料的性質(zhì),材料強(qiáng)度分為脆性材料強(qiáng)度、塑性材料強(qiáng)度和帶裂紋材料的強(qiáng)度。脆性材料受載后斷裂比較突然,幾乎沒(méi)有塑性變形,以其強(qiáng)度極限為強(qiáng)度指標(biāo)。強(qiáng)度極限包括抗拉強(qiáng)度極限和抗壓強(qiáng)度極限。塑性材料在斷裂前有較大塑性變形,它在卸載后不能消失,也稱殘余變形,以其屈服極限為強(qiáng)度指標(biāo)。對(duì)于沒(méi)有屈服現(xiàn)象的塑性材料,取與0.2%的塑性變形相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為名義屈服極限,用0o.2表示。帶裂紋材料的強(qiáng)度常低于材料的強(qiáng)度極限,計(jì)算強(qiáng)度時(shí)要考慮材料的斷裂韌性(見斷裂力學(xué)分析)。
在木制包裝箱設(shè)計(jì)中是按照內(nèi)裝物的形狀、重量等性質(zhì),來(lái)設(shè)計(jì)木包裝箱的載重強(qiáng)度,木包裝箱的抗沖擊強(qiáng)度有靜強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。木包裝箱在靜載荷下的強(qiáng)度,根據(jù)材料的性質(zhì),分別用屈服極限或強(qiáng)度極限作為計(jì)算強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。木包裝箱受沖擊載荷時(shí),屈服極限和強(qiáng)度極限都有所提高。木包裝箱受循環(huán)應(yīng)力作用時(shí)的強(qiáng)度,通常以材料的疲勞極限為計(jì)算強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。
按照環(huán)境條件,材料強(qiáng)度有高溫強(qiáng)度和腐蝕強(qiáng)度等。高溫強(qiáng)度包括蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。此外,木包裝箱受環(huán)境介質(zhì)影響的應(yīng)力腐蝕斷裂和腐蝕疲勞等材料強(qiáng)度問(wèn)題。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指機(jī)械零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。它涉及力學(xué)模型簡(jiǎn)化、應(yīng)力分析方法、材料強(qiáng)度、強(qiáng)度準(zhǔn)則和安全系數(shù)。不同力學(xué)模型的強(qiáng)度問(wèn)題有不同的力學(xué)計(jì)算方法。材料力學(xué)一般研究桿的強(qiáng)度計(jì)算,結(jié)構(gòu)力學(xué)分析桿系(桁架、剛架等)的內(nèi)力和變形,其他形狀物體屬于彈塑性力學(xué)的研究對(duì)象。要解決木包裝箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題,除應(yīng)力分析之外,還要考慮材料強(qiáng)度和強(qiáng)度準(zhǔn)則,并研究它們之間的關(guān)系。
根據(jù)木包裝箱設(shè)計(jì)及檢驗(yàn)規(guī)范 ,解決木包裝箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題的步驟是:①分析計(jì)算構(gòu)件危險(xiǎn)點(diǎn)上的應(yīng)力;②確定危險(xiǎn)點(diǎn)的主應(yīng)力;③選用適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論計(jì)算其相當(dāng)應(yīng)力,然后運(yùn)用強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。如今,應(yīng)用有限元方法進(jìn)行CAE分析以后,優(yōu)化木包裝箱設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,可以先提出一些具體的設(shè)計(jì)目標(biāo)(例如要求結(jié)構(gòu)重量最小),然后尋求木包裝箱的結(jié)構(gòu)形式。