Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-59801089810.12737/18156МеханикаMechanicsМеханикаEffect of corrugated cardboard shape on the packing damping propertiesВлияние формы гофрированного картона на амортизирующие свойства упаковкиПартко Светлана АнатольевнаPartko Svetlana Анатольевнаparlana@spark-mail.ruАнтибас Имад РизакаллаAntibas Imad РизакаллаImad.antypas@mail.ruСиротенко Андрей НиколаевичSirotenko Andrey Николаевичandsirotenko@yandex.ru22012016220120161613642https://zh-szf.ru/en/nauka/article/10898/view
Целью работы является поиск таких форм гофрирования кар-тона, которые позволили бы эффективно амортизировать ударную нагрузку на картонный лист — как вертикальную, так и горизонтальную.
Предмет исследования — эффективность амортизации кар-тонной упаковки с сотовой структурой и альтернативной (с MS-профилем) под действием ударной нагрузки поперек и вдоль соты. В качестве задач проведенных изысканий рас-сматривались измерение и сравнение скорости деформации, а также способности поглощения ударной нагрузки образцов картонной упаковки со стандартным и альтернативным MS-гофрированием. Образцы находились под ударным воздей-ствием. Амортизирующие свойства многослойной картонной упаковки размером 127×127 мм оценивались при следующих условиях: высота падения — 610 мм; скорость падения — 3,5 м/с; падающий вес — 12,5 кг; усилие сжатия — 340 H. При этом регистрировались: сила сжатия; энергия удара; величина деформации. В результате проведенных экспериментов было установлено, что трех- и пятислойный образец с MS-профилем обладает лучшими амортизирующими свойствами (по сравнению с картоном со стандартной сотой такой же толщины). Применение семи- и девятислойного картона с MS-профилем нецелесообразно, ввиду незначительного преиму-щества по сравнению с трех- и пятислойным образцом.
The present work objective is searching for such forms of the cardboard corrugation which could effectively absorb the impact load on a cardboard sheet, both vertical and horizontal. The re-search subject is the depreciation efficiency of the cardboard package with a cell and an alternative (with MS-profile) structure by the action of shock across and along the honeycomb. Meas-urement and comparation of the deformation rate, as well as the shock absorption capacity of the sample cartons with the standard and alternative MS-corrugation are considered as the investigation tasks. The samples were under the impact force. Shock absorbing properties of the multilayer cardboard packaging in size of 127 × 127 mm were evaluated under the following conditions: drop height, 610 mm; impact speed, 3.5 m/s; falling weight, 12.5 kg; pressure load, 340 kg. In this case, pressing force, impact energy, deformation value is recorded. As a result of the experiments, it was found that a three- and five-layer sample with MS-profile has better shock absorbing properties (as compared to a standard cellular cardboard of the same thickness). The application of seven- and nine-layer cardboard with MS-profile is inappropriate due to a minor advantage over a three- and five-layer sample.
Одно из важных условий сохранности упакованных продуктов — хорошие амортизирующие свойства тары. К упаковке предъявляются и такие требования, как технологичность изготовления, доступность, дешевизна и экологичность. Всем перечисленным требованиям удовлетворяет картон. Амортизирующие свойства такой тары зависят не только от толщины картонных листов, но и от их внутренней структуры [1]. Гофрированные картонные листы склеиваются в виде пчелиных сот, что позволяет компоновать плиты различной толщины [2, 3]. К перечисленным достоинствам такой упаковки следует добавить хорошую амортизацию нагрузки, которая действует вертикально картонному листу вдоль соты [4, 5]. Недостатком картонной упаковки с сотовой структурой является ухудшение амортизирующих свойств, если вектор нагрузки направлен не вдоль соты, не перпендикулярно листу. Из-за многочисленных, не поддающихся учету факторов воздействие нагрузки на упаковку строго вдоль соты — редкий случай, чаще всего нагрузка действует под углом к соте. В этом случае упаковка может разрушиться и не защитит от удара продукты [6]. Приходится ограничивать полезную массу контейнера, чтобы при транспортировке или кантовании не повредить защищаемый продукт [7].
Упаковка пищевых продуктов / под ред. Р. Коулза. - Санкт-Петербург : Профессия, 2008. - 416 с.Coles, R., ed. Upakovka pishchevykh produktov. [Food Packaging Technology.] St. Petersburg: Professiya, 2008, 416 p. (in Russian).Heimbs, S. Honeycomb sandwich material modeling for dynamic simulations of aircraft interior components / S. Heimbs, P. Middendorf, M. Maier // Proceedings of the 9th international LS-DYNA users conference. - Dearborn, 2006. - P. 201-206.Heimbs, S. Middendorf, P., Maier, M. Honeycomb sandwich material modeling for dynamic simulations of air-craft interior components. Proceedings of the 9th international LS-DYNA users conference. Dearborn, 2006, pp. 201-206.Elsayd, E.-A. A Continuous Folding Process for Sheet Materials / E.-A. Elsayd, B.-B. Basily // International Journal of Materials & Product Technology. - 2004. - № 21 (1/2/3). - P. 217-238.Elsayd, E.-A., Basily, B.-B. A Continuous Folding Process for Sheet Materials. International Journal of Materials & Product Technology, 2004, no. 21 (1/2/3), pp. 217-238.Антибас, И. Р. Сравнение амортизирующих свойств гофрированной картонной упаковки разной структуры при действии вертикальной нагрузки / И. Р. Антибас, С. А. Партко // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : сб. статей 8-й междунар. науч.-практ. конф. 3-6 марта 2015 г. в рамках 18-й междунар. агропром. выставки «Интерагромаш-2015». - Ростов-на-Дону, 2015. - С. 232-234.Antypas, I. R., Partko, S.A. Sravnenie amortiziruyushchikh svoystv gofrirovannoy kartonnoy upakovki raznoy struktury pri deystvii vertikal´noy nagruzki. Sravnenie amortiziruyushchikh svoystv gofrirovannoy kartonnoy upakovki raznoy struktury pri deystvii vertikal´noy nagruzki [Comparison of damping properties of corrugated cardboard packaging of various structures under vertical load action.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel´skokhozyaystvennogo mashinostroeniya: sb. statey 8-y mezhdunar. nauch.-prakt. konf. 3-6 marta 2015 g. v ramkakh 18-y mezhdunar. agroprom. vystavki «Interagromash-2015». [State and prospects of development of agricultural machinery: Proc. 8th Int. Sci.-Pract. Conf. 3-6 March, 2015, within the framework of the 18th Int. Agro-industrial Exhibition “Interagromash-2015”.] Rostov-on-Don, 2015, pp. 232-234 (in Russian).Антибас, И. Р. Демпфирующие свойства гофрированного упаковочного картона сотовой структуры / И. Р. Антибас, С. А. Партко // Инновационные технологии в машиностроении и металлургии : сб. статей VII науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону, 2015. - С. 65-71.Antypas, I. R., Partko, S.A. Dempfiruyushchie svoystva gofrirovannogo upakovochnogo kartona sotovoy struktury. [Damping properties of the corrugated honeycomb packaging board.] Innovatsionnye tekhnologii v mashinostroenii i metallurgii : sb. statey VII nauch.-prakt. konf. [Innovative technologies in machine building and metallurgy: Proc. VII Sci.-Pract. Conf.] Rostov-on-Don, 2015, pp. 65-71 (in Russian).Basily, B.-B. Developments in sheet folding technology and applications / B.-B. Basily, E.-A. Elsayd // Proceed-ings of 2004 the NSF Design, Service and Manufacturing Grantees and Research Conference. - Birmingham, Alabama. - 2004. - January. - P. 6-10.Basily, B.-B., Elsayd, E.-A. Developments in sheet folding technology and applications. Proceedings of 2004 the NSF Design, Service and Manufacturing Grantees and Research Conference. Birmingham, Alabama, 2004, January, pp. 6-10.Хенлон, Дж.-Ф. Упаковка и тара: проектирование, технологии, применение / Дж.-Ф. Хенлон, Р.-Дж. Келси, Х.-Е. Форсинио ; под общ. науч. ред. В.-Л. Жавнера. - Санкт-Петербург : Профессия, 2006. - 632 с.Hanlon, J.F., Kelsey, R.J., Forcinio, H.; Zhavner, V.L., ed. Upakovka i tara: proektirovanie, tekhnologii, prime-nenie. [Packaging and containers: designing, technologies, application.] St. Petersburg: Professiya, 2006, 632 p. (in Russian).Torre, L. Impact testing and simulation of composite sandwich structures / L. Torre, J.-M. Kenny // Composite Structures. - 2000. - Vol. 50, is. 3. - P. 257-256.Torre, L., Kenny, J.-M. Impact testing and simulation of composite sandwich structures. Composite Structures, 2000, vol. 50, iss. 3, pp. 257-256.Impact response of integrated hollow core sandwich composite panels / U. K. Vaidya [et al.] // Composites. Part A : Applied Science & Manufacturing. - 2000. - № 31. - P. 761-772.Vaidya, U.K., et al. Impact response of integrated hollow core sandwich composite panels. Composites. Part A: Applied Science & Manufacturing, 2000, no. 31, pp. 761-772.Ванчаков, М. В. Технологическое оборудование для производства картонной и бумажной тары / М. В. Ванчаков, П. М. Кейзер, В. К. Дубовый. - Санкт-Петербург : ГТУРП, 2014. - 133 с.Vanchakov, M.V., Keyzer, P.M., Dubovy, V.K. Tekhnologicheskoe oborudovanie dlya proizvodstva kartonnoy i bumazhnoy tary. [Technological equipment for cardboard and paper packaging production.] St. Petersburg: GTURP, 2014, 133 p. (in Russian).Bangay, S. From virtual to physical reality with paper folding / S. Bangay // Computational Geometry: Theory and Applications. - 2000. - № 15. - P. 161-174.Bangay, S. From virtual to physical reality with paper folding. Computational Geometry: Theory and Applications, 2000, no. 15, pp. 161-174.