一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
    抑制“白色污染”，倡导“绿色包装”是当今世界的主课题，人们越来越重视对环保包装材料的研究和开发，以纸代木、以纸代塑就是其中一类。瓦楞纸板是目前市场上使用较多的纸质包装材料，在包装领域中起着非常重要的作用。它不仅具有一定的缓冲性能、抗压性能，还具有廉价和可回收利用的优点。为了更好地利用瓦楞纸板，有必要对它的各种性能及新的结构进行研究和开发。
    近年来，随着我国进出口贸易的不断增长，产品跨国运输业务逐渐增多，产品在运输过程中的缓冲包装也越来越倍受人们关注。科技的不断进步极大地推动了缓冲包装技术的发展，缓冲包装材料的种类逐渐增多，产品结构也开始从单一型向复杂型转变。然而，随着包装工业的兴起，传统的缓冲包装材料由于难以降解及回收困难等问题，给环境带来了严重的负面影响。这就要求缓冲包装在满足其功能性的同时，还要兼顾其自身的环保性。经济全球化进程的不断加快，为缓冲包装行业带来了前所未有的发展机遇，同时也面临着严峻的挑战 。目前国内大多数企业在包装运输过程中，往往采用气泡膜、保丽龙泡沫板、珍珠棉、回收牛皮纸、海绵、泡泡粒等作为缓冲包材，不仅占用大量仓储空间，而且使用起来繁琐，同时材料自身杂乱的包装方式也为终端用户带来了很多不必要的麻烦。近年来，国际上绿色贸易壁垒对我国出口商品的限制加大，在很大程度上是由于运输包装的不合理及对环境的负面影响导致的。随着科研工作者对缓冲包装材料研发的深入，瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑、缓冲包装纸以及可降解塑料等缓冲包材也取得了很多技术上的突破，应用于运输包装的新型缓冲包装材料也呈现出了多元化的发展，但传统的缓冲包装材料仍然占据着一定的市场份额，这些产品在使用后的废弃物不仅对环境污染严重，而且其缓冲性能往往不能满足精密工业产品或易碎品的缓冲包装要求。随着终端用户消费观念的转变及生活水平的提高，对箱内缓冲保护包装材料的要求也不断提升，因此，不少企业转而选用更加美观、易存储回收、安全有效且可重复利用的环保型包装材料。
    中国是世界最大的商品生产和出口大国，市场潜力巨大。随着国内企业人力成本和原材料成本日益提高，企业转型速度加快，企业不断推出升级创新的商品，商品的价值也随之升高，于是企业对运输途中产品的保护效果也越来越关注，对箱内缓冲保护包装材料的美观度、环保性、可循环使用性能等要求也越来越高。与此同时，随着国内电子商务行业的飞速发展，也在很大程度上带动了整个运输包装市场的蓬勃运作。
    其中性能优良的瓦楞纸板受到了国内外研究者的关注。瓦楞纸板环境性能优良，在缓冲包装设计中是环境性能不佳的泡沫塑料的理想替代品。静态应力-应变曲线和最大加速度一静应力曲线是六步法缓冲包装设计中必不可少的参考数据曲线。美国军用缓冲包标准给出了主要包装材料的800多条最大加速度—静应力曲线，但未涉及纸类缓冲材料。高德等人研究了瓦楞纸板的动态压缩性能建模及应用问题。郭彦峰等人对X-P L Y超强瓦楞纸板的强度进行了测试[。刘晔等人探讨了三重组合瓦楞纸板的缓冲防护特性。上述研究成果为研究和开发三重瓦楞缓冲包装材料建立了缓冲性能理论基础。但不容回避的是，有关瓦楞纸板缓冲包装性能的研究相当零散，其组合衬垫缓冲性能的研究更少。目前，企业在缓冲包装的工程实践中具有相当大的随意性，结果要么造成过度包装，要么造成不足包装。
    随着人们环保理念的提升，传统的eps，epe等聚合物泡沫材料的难以降解，高污染，原料来源有限等缺点越来越广为人们诟病！另一方面随着人类经济贸易往来的不断繁荣，各种商品往来量与日俱增。就我国而言，如日中天的网购在很多行业击溃了传统的实体销售方式，但网购中的物流环节产生了大量的包装缓冲材垃圾，其中很多都是瓦楞纸材料。全国物流行业每年包装费用上百亿元，外包装一般约占商品总价值的10%。由于包装材料循环使用率不高，包装材料导致的浪费十分惊人。”并且由于缺乏标准化理念，企业往往根据产品的尺寸及数量设计包装箱尺寸，而很少考虑多种产品在同一个包装箱内混装及运输车辆容积的最大利用率问题，也造成了很大的社会资源浪费。
    国内外的学者和企业都已经注意到瓦楞纸缓冲材取代传统高分子聚合缓冲材的巨大好处，都纷纷投入人力，物力对全瓦楞纸板作为缓冲材进行研究，并取得了一定的成果。但是由于瓦楞纸板做缓冲材的结构千变万化，难以像EPS和EPE那样建立连续的静态应力-应变曲线和最大加速度-静应力曲线。因此，急需投入大量的研究为各个不同商品找出最适合的全瓦楞纸板缓冲材设计。
研究的基本内容，拟解决的主要问题：
　　在运输、搬运等流通过程中，电子产品会因为各种原因而造成损害。为降低其损坏率，在电子产品包装中经常使用大量的缓冲材料， 以减少流通过程中产生的损害风险。基于产品的基本参数与流通环境，对电子产品进行了缓冲包装设计。例如，时下流行的三星品牌的普及款打印机samsung-ml-2541型号的打印机的的包装设计分析及改进设计。设计方案为：整体包装采用全瓦楞局部缓冲包装，缓冲垫采用折叠型双瓦楞纸质缓冲垫，外包装采用平盖箱．黏合方式采用胶带黏合。其后，确定打印机包装件的跌落高度为100 cm，在公路运输条件下的最大加速度约为4g，脆值为60g。最后，通过理论计算和ANSYS仿真2种方法进行校核，证明包装设计是否满足该型号打印机。
研究内容分析及步骤、方法措施：
瓦楞纸作为缓冲材料分析
　　　保护产品在流通过程中免遭冲击、振动等机械载荷损坏的目前最有效的常用办法，是在包装中添加缓冲材料。缓冲材料可以大量吸收冲击能量，缓冲材料也可以起到隔振作用，避免内装物因冲击振动引起损伤。瓦楞纸板一般先从最弱部分被压坏，然后由这部分开始连续破坏。例如，当瓦楞纸板叠层进行静压试验时，当压缩量小于35%时，主要显示出弹性和部分塑性；当压缩量超过35%时，叠层逐层破坏，表现出蠕变态；当压缩量达到80%以上时，载荷急剧上升。动态压缩试验时，变形量达到一半时，便出现弹性破坏。
　　　在众多的缓冲材料中,瓦楞纸板优缺各占一半。
　　　其缺点有:
     1.3.1.表面较硬,缺乏柔韧性.主要限于平面使用,包装商品时容易对商品损伤；
     1.3.2.湿度对其影响较大,湿度愈大其性能愈显恶劣；
     1.3.3.复原性能差,一旦受载荷变形,各项性能数值下降迅速；
     1.3.4.多次跌落后缓冲性能会下降1/3左右。
    其优点有:
     1.2.1.废气物无须特殊处理,回收简单；
　　  1.2.2.加工性能好,裁切,模切,粘合均容易；
　　  1.2.3.储存,运输成本低,节省空间,使用时再折叠成型较为方便；
　　  1.2.4.可与外包装瓦楞纸箱配合使用,一起处理；
　　  1.2.5.可展开运输,节省空间占用率,减少物流成本。
（2）瓦楞纸板的参数选择及其缓冲系数-最大应力曲线等相关缓冲特性曲线研究
   单层，双层及三层瓦楞纸板结构示意图

从国家标准查阅的瓦楞纸板的常规类型如下：
 

   根据产品参数特性及运输缓冲保护需求参照瓦楞纸板的缓冲特性选择适合的瓦楞纸板类型。如根据常用的缓冲系数-最大应力曲线来设计。
缓冲结构设计
    缓冲包装的缓冲垫的结构形式，因产品的质量、形状和尺寸不同，可采用全面缓冲设计、局部缓冲设计和悬挂式缓冲设计等三种方法。
全面缓冲设计
全面缓冲包装法是在产品与纸箱之间填满缓冲材料，如纸屑、木屑、棉花、料
丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等，国外目前常用的充填缓冲材料主要是采用如图所示的现场发泡聚氨酯或气垫薄膜。这种结构适合于形状复杂、批量不大的产品包装；全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静应力小，缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流成本。但是，这种结构缓冲材料用量大，某些不需要缓冲的部位也用了同样厚度的缓冲材料，浪费了贵重的缓冲材料，包装成本较大。
局部缓冲设计
局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面、或易损坏关键
部位等处提供缓冲，不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，可以大大节约缓冲材料，降低包装成本和物流成本。常见的局部缓冲包装结构适合大批量产品缓冲包装的结构，成本低，包装操作方便。
悬挂式缓冲设计
    悬挂缓冲包装，过去主要用于贵重仪器的运输包装和空投包装。采用高强度、高弹性、不易滑动的薄膜来定位产品，防止产品因受到冲击和震动而发生损坏。这种独特的缓冲包装方式既可用做运输包装，又可以直接用于销售展示。
    考虑到产品的包装成本及参考常规打印机包装及其他家电产品的包装设计，拟决定选用局部缓冲设计方案。
缓冲结构设计步骤
   3.1.收集流通环境可能导致产品损坏的数据；
　　3.2.收集产品的资料，包括产品的形状与尺寸，重量及其分布情况，产品的冲击
　　    与振动脆值等；
　　3.3.确定产品脆值；
　　3.4.选择缓冲材料及其结构形式；
　　3.5.绘制结构图，并审核结构合理性用相关力学理论进行计算验证；
　　3.6.用solidworks软件对产品进行三维模型的建模，mock up化；
　　3.7.用ANSYS软件进行分析模拟跌落试验分析和振动试验过程；
　　3.8.检查发现问题并修改。提出报告
　　四、研究工作进度：
序号 时间 内容
1 2012年12月24号~2013年1月9号 前人研究成果资料查找和查看，弄清楚毕业设计的题目，相关软件功能学习，书写开题报告
2 2013年2月24号~2013年3月24号 用solidworks建立出1：1模型。包括重量，大致体积，以及重心位置。

3 2013年3月24号~2013年4月24号 确定楞型，面纸，里纸以及芯纸，和外包装设计以及相关附件的包装设计。设计出结构合理的瓦楞纸缓冲材。并进行验证校核。

4 2013年4月25号~2013年5月24号 包装设计完毕后，参照已有的动态压缩试验数据，用ANSYS进行分析，并模拟跌落试验和振动试验，并分析试验数据。

5 2013年5月25号~2013年6月9号 整理报告，发现问题并修改。
6 2013年6月12号 答辩

五、主要参考文献：
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