盧 丹，許 曼

武漢信息傳播職業(yè)技術學院

運輸木箱連接件數(shù)量選取研究

盧 丹，許 曼

武漢信息傳播職業(yè)技術學院

對運輸木箱的箱板連接件進行受力分析，并對選取數(shù)量進行數(shù)學研究。箱板強度及連接件的數(shù)量直接影響到包裝的質量是否滿足要求，因此，先建立所需的力學模型，然后再運用數(shù)學計算的方式來分析箱體受力，并研究常見兩種箱型的連接件選取方法。通過對木箱箱體以及連接件的受力分析，得到箱體所受載荷及連接件選取數(shù)量的計算公式。

運輸包裝；連接件；載荷；力學模型

隨著中國包裝行業(yè)的快速，穩(wěn)健發(fā)展，運輸包裝中不斷涌現(xiàn)新理論、新技術和新結構。本文研究的對象是采用鋼帶結合連接件的特殊木箱，在當前森林木材資源不足，包裝材料要朝著環(huán)境友好化、可持續(xù)化方向發(fā)展的現(xiàn)狀下，這種新型木箱以其裝配及拆卸方便、可重復使用的優(yōu)勢，具有廣闊的前景。

常見的種類有三片箱和六片箱，三片箱就是箱體可以拆分為頂、圍及底三個部分，六片箱就是可以拆分為完全獨立的六個部分。下面將圍繞這兩種常見箱型進行研究。

1.三片箱

1.1 箱體受力分析

三片箱箱體的長、寬、高分別為x，y，h。內裝物為流動性物體時，各箱板所受載荷最大，以此為假設，對密度為ρ，箱體底邊x邊所使用的連接件數(shù)量為m，則可以得到：

箱底板所受到的壓力為：Fh=ρgh∫0xdx∫0

ydy=ρghxy,其中的g為重力加速度。

1.2 連接件數(shù)量選取研究

為了研究x邊受力的最大情況，可以略去y邊連接件的應用情況，假設第m個連接件受力為Fm，則有:2m?Fm=Fh

根據(jù)連接件受力模型分析可以知道：Fm=8τs，則有：

則可以得知D為一常數(shù)，D≈3.6，由此可以得到：m≥ρDxy

由上式可以知道箱體的長、寬都是已知量時，三片箱箱邊上使用的連接件數(shù)量m與內裝物的密度有關。

2.六片箱

2.1 箱體受力分析

六片箱箱體長、寬、高分別為x，y，h，內裝物為流動性物體時，各箱板所受載荷最大，以此為假設，內裝流體密度為ρ，箱側面所用連接件數(shù)量為n，第n個連接件到箱頂面xy面距離為k,圖1中Q面即陰影面的節(jié)點到第n個連接件的h方向位移變量為z，則可得到：

Q面某點所受到的壓強為：Pz=ρg(k+z),受力面積為：Sz=dz?dy

則該點所收內裝物的壓力為：Fz=ρg(k+z)dzdy

假設Q面所受到內裝物壓力的等效力為Fl，其到O點的h方向距離為ι，則由上面公式可得到：

2.2 連接件數(shù)量選取研究

為使h邊的第n個連接件受力最大，考慮箱底邊的連接件，根據(jù)受力平衡定理可以得到：，根據(jù)連接件力學模型進行受力分析：Fn=8τs綜合上述計算可以得到如下結果：

由上式可以看出當箱體的寬度和高度為已知量時，六片箱側邊使用連接件數(shù)n與內裝流體的密度有關。

圖1 六片箱力學模型

3.結論

本文通過建立三片箱及六片箱的力學模型，運用數(shù)學推導的方式來進行箱體以及連接件的受力分析，得到箱體所受載荷及連接件選取計算公式。由此計算公式可以知道兩種箱型的連接件數(shù)量選取都與內裝物密度有關，對木箱包裝設計起到數(shù)據(jù)指導作用，并對提高木箱包裝的安全系數(shù)具有實際意義。

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盧丹（1986-）,女，碩士,武漢信息傳播職業(yè)技術學院講師,主要研究方向：運輸包裝及包裝結構。