天津科技大学：《包装结构设计》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 瓦楞纸箱结构设计 第四节 瓦楞纸箱强度设计

第四节 瓦楞纸箱强度设计 一、影响瓦楞纸箱强度的因素 基本因素包括： ①原纸强度 ②瓦楞楞型 ③瓦楞纸板种类 ④瓦楞纸板含水率 ⑤流通领域中外界环境的影响 可变因素包括： ①箱型与箱形（尺寸比例） ②印刷面积与开孔位置 ③瓦楞纸箱制造技术 ④制箱设备缺陷 ⑤质量管理

第四节 瓦楞纸箱强度设计 一、影响瓦楞纸箱强度的因素 基本因素包括： ①原纸强度 ②瓦楞楞型 ③瓦楞纸板种类 ④瓦楞纸板含水率 ⑤流通领域中外界环境的影响 可变因素包括： ①箱型与箱形（尺寸比例） ②印刷面积与开孔位置 ③瓦楞纸箱制造技术 ④制箱设备缺陷 ⑤质量管理

二、抗压强度 1、抗压强度 图5-72 瓦楞纸箱抗压试验曲线

二、抗压强度 1、抗压强度 图5-72 瓦楞纸箱抗压试验曲线

2、瓦楞纸箱抗压强度计算 （1）凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式 A.凯里卡特公式：一般凯里卡特公式如 下： 式中 ——瓦楞纸箱抗压强度，N ——瓦楞纸板原纸的综合环压强度， N/㎝ ——瓦楞常数 ——瓦楞纸箱周边长，㎝ ——纸箱常数 ZJ Z aX P P z x 3 2 ) 4 = ( P Px aX z Z J

2、瓦楞纸箱抗压强度计算 （1）凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式 A.凯里卡特公式：一般凯里卡特公式如 下： 式中 ——瓦楞纸箱抗压强度，N ——瓦楞纸板原纸的综合环压强度， N/㎝ ——瓦楞常数 ——瓦楞纸箱周边长，㎝ ——纸箱常数 ZJ Z aX P P z x 3 2 ) 4 = ( P Px aX z Z J

其中瓦楞纸板原纸的综合环压强度计算公式如下： 式中 ——面纸环压强度测试值，N/0.152m ——瓦楞芯纸环压强度测试值，N/0.152m ——瓦楞收缩率，即瓦楞芯纸原长度与面纸长度之比 对于单瓦楞纸板来说，公式（5-21）为： 对于双瓦楞纸板来说，公式（5-21）为： 15.2  + = n n mn x R C R P Rn Rmn Cn 15.2 1 2 3 n x R R R C P + + = 15.2 R1 R2 R3 R 1 C1 R 2 C2 P m m x + + + + =

其中瓦楞纸板原纸的综合环压强度计算公式如下： 式中 ——面纸环压强度测试值，N/0.152m ——瓦楞芯纸环压强度测试值，N/0.152m ——瓦楞收缩率，即瓦楞芯纸原长度与面纸长度之比 对于单瓦楞纸板来说，公式（5-21）为： 对于双瓦楞纸板来说，公式（5-21）为： 15.2  + = n n mn x R C R P Rn Rmn Cn 15.2 1 2 3 n x R R R C P + + = 15.2 R1 R2 R3 R 1 C1 R 2 C2 P m m x + + + + =

B. 凯里卡特简易公式：凯里卡特公式的计算需要 用到方根，所以显得非常复杂。为使计算简化， 可将公式（5-20）中的常数项进行合并，而且， 一旦纸箱尺寸确定，其周长也可以作为常数处 理，即 式中 ——瓦楞纸箱抗压强度,N ——瓦楞纸板原纸综合环压强度,N/ ㎝ ——凯里卡特简易常数 ZJ Z aX F z 3 2 ) 4 = ( P Px F

B. 凯里卡特简易公式：凯里卡特公式的计算需要 用到方根，所以显得非常复杂。为使计算简化， 可将公式（5-20）中的常数项进行合并，而且， 一旦纸箱尺寸确定，其周长也可以作为常数处 理，即 式中 ——瓦楞纸箱抗压强度,N ——瓦楞纸板原纸综合环压强度,N/ ㎝ ——凯里卡特简易常数 ZJ Z aX F z 3 2 ) 4 = ( P Px F

C . 06类纸箱抗压强度计算公式： 06类纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 ——06类纸箱抗压强度,N ——主体箱板抗压强度,N ——端板抗压强度,N 其中计算公式为: 式中 ——与主体箱板同材质0201纸箱抗压强度,N ——与端板同材质0201纸箱抗压强度,N ——瓦楞纸箱长度外尺寸,㎜ ——瓦楞纸箱宽度外尺寸,㎜ P =1.29(PL + PB ) −1050 ( ) 0201 o o o L L B L P P + = ( ) * 0201 o o o B L B B P P + = P PL PB P0201 * P0201 Lo Bo

C . 06类纸箱抗压强度计算公式： 06类纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 ——06类纸箱抗压强度,N ——主体箱板抗压强度,N ——端板抗压强度,N 其中计算公式为: 式中 ——与主体箱板同材质0201纸箱抗压强度,N ——与端板同材质0201纸箱抗压强度,N ——瓦楞纸箱长度外尺寸,㎜ ——瓦楞纸箱宽度外尺寸,㎜ P =1.29(PL + PB ) −1050 ( ) 0201 o o o L L B L P P + = ( ) * 0201 o o o B L B B P P + = P PL PB P0201 * P0201 Lo Bo

D. 包卷式纸箱抗压强度计算公式 包卷式纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 ——包卷式纸箱抗压强度，N ——用凯里卡特公式计算的0201纸箱抗压强度，N ——摇盖长度，㎜ ——纸箱宽度外尺寸，㎜ 另外，也有直接利用综合环压强度计算包卷式纸箱抗压强度的计算公 式： 式中 ——包卷式纸箱抗压强度，N ——瓦楞纸板原纸综合环压强度值，N/㎝ ——瓦楞常数 ——纸箱长度外尺寸，㎝ ——纸箱宽度外尺寸，㎝ ——纸箱高度外尺寸，㎝ ——印刷影响系数 Bo F PW A P 2 = 0201 0.61.6  3 0.2 2 1 2.25 ( ) − PW A = Px a Lo + Bo Ho PWA P0201 F Bo PWA Px a Lo Bo Ho 

D. 包卷式纸箱抗压强度计算公式 包卷式纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 ——包卷式纸箱抗压强度，N ——用凯里卡特公式计算的0201纸箱抗压强度，N ——摇盖长度，㎜ ——纸箱宽度外尺寸，㎜ 另外，也有直接利用综合环压强度计算包卷式纸箱抗压强度的计算公 式： 式中 ——包卷式纸箱抗压强度，N ——瓦楞纸板原纸综合环压强度值，N/㎝ ——瓦楞常数 ——纸箱长度外尺寸，㎝ ——纸箱宽度外尺寸，㎝ ——纸箱高度外尺寸，㎝ ——印刷影响系数 Bo F PW A P 2 = 0201 0.61.6  3 0.2 2 1 2.25 ( ) − PW A = Px a Lo + Bo Ho PWA P0201 F Bo PWA Px a Lo Bo Ho 

E.其他箱型抗压强度计算 部分箱型可按下式计算： 式中 ——其他箱型抗压强度，N ——0201型箱用凯里卡特公式计算的抗压强度，N ——箱型抗压强度指数 图5-73为纸箱箱型抗压强度指数值，以0201箱抗压强度指数为100% P P0201 =  P P0201  图5-73 纸箱箱型抗压强度指数值 （注：W—A为包卷式纸箱）

E.其他箱型抗压强度计算 部分箱型可按下式计算： 式中 ——其他箱型抗压强度，N ——0201型箱用凯里卡特公式计算的抗压强度，N ——箱型抗压强度指数 图5-73为纸箱箱型抗压强度指数值，以0201箱抗压强度指数为100% P P0201 =  P P0201  图5-73 纸箱箱型抗压强度指数值 （注：W—A为包卷式纸箱）

（2）马丁荷尔特（Maltenfort）公式 马丁荷尔特公式根据瓦楞纸板内、外面纸的横向康哥拉 平压强度（CLT—O）平均值来计算瓦楞纸箱抗压强度。 公式如下： 式中： ——瓦楞纸箱抗压强度，N ——纸箱长度外尺寸，㎝ ——纸箱宽度外尺寸，㎝ ——纸箱高度外尺寸，㎝ CLT—O——内、外面纸横向平压强度平均值，N 由于康哥拉平压强度测试仪的使用在国际上并不普及， 所以马丁荷尔特公式未广泛应用 P =10.2Lo + 21.0Bo − 3.7Ho + a(CLT − O) + b P Lo Bo Ho

（2）马丁荷尔特（Maltenfort）公式 马丁荷尔特公式根据瓦楞纸板内、外面纸的横向康哥拉 平压强度（CLT—O）平均值来计算瓦楞纸箱抗压强度。 公式如下： 式中： ——瓦楞纸箱抗压强度，N ——纸箱长度外尺寸，㎝ ——纸箱宽度外尺寸，㎝ ——纸箱高度外尺寸，㎝ CLT—O——内、外面纸横向平压强度平均值，N 由于康哥拉平压强度测试仪的使用在国际上并不普及， 所以马丁荷尔特公式未广泛应用 P =10.2Lo + 21.0Bo − 3.7Ho + a(CLT − O) + b P Lo Bo Ho

（3）沃福（Wolf）公式 沃福公式以瓦楞纸板的边压强度和厚度作为瓦楞纸板的 参数，以箱体周边长、长宽比和高度作为纸箱结构的因素 来计算瓦楞纸箱的抗压强度。公式如下： 式中 ——瓦楞纸箱抗压强度，N ——瓦楞纸箱边压强度，N/m ——瓦楞纸板厚度，㎜ ——纸箱周边长，㎝ ——纸箱长宽比 ——纸箱外高度尺寸，㎝ 0.041 2 100 1.1772 (0.3228 0.1217 1) o m L L H P t z R R P − + = P Pm t Z RL Ho

（3）沃福（Wolf）公式 沃福公式以瓦楞纸板的边压强度和厚度作为瓦楞纸板的 参数，以箱体周边长、长宽比和高度作为纸箱结构的因素 来计算瓦楞纸箱的抗压强度。公式如下： 式中 ——瓦楞纸箱抗压强度，N ——瓦楞纸箱边压强度，N/m ——瓦楞纸板厚度，㎜ ——纸箱周边长，㎝ ——纸箱长宽比 ——纸箱外高度尺寸，㎝ 0.041 2 100 1.1772 (0.3228 0.1217 1) o m L L H P t z R R P − + = P Pm t Z RL Ho