Конструкционная прочность изделий из гофрированного картона. C. 210-220

УДК

676.273.3

DOI:

10.37482/0536-1036-2025-1-210-220

Аннотация

Исследована конструкционная прочность изделий из гофрированного картона с целью оптимизации параметров, влияющих на устойчивость и жесткость материалов при торцевом сжатии. Произведены лабораторные образцы, отличающиеся количеством элементов (от 1 до 6) и углом расположения линий склейки вершин гофров (от 0° до 90° с шагом 15°) относительно машинного направления. Разработана методика оценки конструкционной прочности и устойчивости образцов с различными параметрами в условиях торцевого сжатия. Результаты показали прямую зависимость конструкционной прочности изделий от угла наклона гофров и количества элементов изделия. Установлены предельные деформации образцов при сжатии, а также ключевые зависимости между этими параметрами. Особое внимание уделено коэффициенту вариации между предельной деформацией и углом расположения линий гофров, что позволило более глубоко изучить разрушение изделий при торцевом сжатии. Определены оптимальные параметры для повышения жесткости и прочности изделий, даны рекомендации по выбору угла расположения линий гофров и количества элементов, которые могут быть использованы для улучшения производственных процессов. Исследовано влияние коэффициента вариации предельной деформации на сопротивление торцевому сжатию, что позволило спрогнозировать направления для оптимизации методики испытаний образцов. Полученные результаты могут найти широкое применение в сфере использования изделий из гофрированного картона в различных отраслях промышленности, требующих высоких прочностных характеристик этого упаковочного материала.

Сведения об авторах

И.А. Косарев*, мл. науч. сотр.; ResearcherID: KRQ-8581-2024, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-5306-8046
А.В. Гурьев, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: H-1586-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3372-3286

Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; i.kosarev@narfu.ru*, a.guriev@narfu.ru

Ключевые слова

конструкционная прочность, угол расположения линий склейки вершин гофров, гофрированный картон, высокопрочные изделия, торцевое сжатие

Для цитирования

Косарев И.А., Гурьев А.В. Конструкционная прочность изделий из гофрированного картона // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 1. С. 210–220. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-1-210-220

Литература

1. Аликин В.П. Физико-механические свойства природных целлюлозных волокон. М.: Лесн. пром-сть, 1969. 140 с.
2. Антибас И.Р., Партко С.А. Сравнение амортизирующих свойств гофрированной картонной упаковки разной структуры при действии вертикальной нагрузки // Сб. статей 8-й междунар. науч.-практ. конф. в рамках 18-й междунар. агропром. выставки «Интерагромаш-2015». Ростов-на-Дону, 2015. С. 232–235.
3. Антибас И.Р., Партко С.А., Сиротенко А.Н. Влияние формы гофрированного картона на амортизирующие свойства упаковки // Вестн. Донск. гос. техн. ун-та. 2016. Т. 16, No 1 (84). С. 36–42. https://doi.org/10.12737/18156
4. Гурьев А.В., Комаров В.И., Елькин В.П., Касьяненко В.В. Методы оценки качества компонентов гофрированного картона // Целлюлоза. Бумага. Картон. 1996. No 7–8. С. 16–18.
5. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство. 2-е изд., доп. М.: МГУП, 2001. 312 с.
6. Казаков Я.В. Характеристики деформативности как основополагающий критерий в оценке качества целлюлозно-бумажных материалов: дис. ... д-ра техн. наук. Архангельск, 2015. 534 с.
7. Казаков Я.В., Гурьев А.В., Комаров В.И., Крыжановский О.А., Журавлева А.Н. Жесткость при изгибе гофрокартона // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2006. No 6. С. 50–53.
8. Казаков Я.В., Комаров В.И., Лапина Н.В., Журавлева А.Н., Крыжановский А.О. Влияние климатических условий на сохранение уровня потребительских свойств гофрокартона // Теория и инновационные технологии бумажно-картонной продукции с использованием вторичного волокнистого сырья: материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. Караваево, 2007. С. 46–50.
9. Кирван М.Дж. Упаковка на основе бумаги и картона. СПб.: Профессия, 2008. 488 с.
10. Комаров В.И., Гурьев А.В., Елькин В.П. Механика деформирования целлюлозных тароупаковочных материалов. Архангельск: АГТУ, 2002. 175 с.
11. Мартинес П. Экологическое воздействие упаковочных материалов // Журнал экологичной упаковки. 2018. No 10 (1). С. 30–42.
12. Михайлова О.С., Крякунова Е.В., Канарский А.В., Казаков Я.В., Манахова Т.Н., Дулькин Д.А. Влияние биомодифицированного картофельного крахмала на деформационные и прочностные свойства картона // Изв. вузов. Лесн. журн. 2016. No 4. С. 157–164. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2016.4.157
13. Мишурина О.А., Пинчукова К.В., Глазкова Я.В., Кужугалдинова З. Анализ влияния качества целлюлозного сырья на прочностные и сорбционные свойства упаковочных видов картона // Междунар. журн. приклад. и фундамент. исследований. 2017. No 1 (часть 1). С. 9–13.
14. Мишурина О.А., Тагаева К.А. Исследование влияния композиционного состава по волокну на влагопрочностные свойства исходного сырья при производстве картонных втулок // Актуал. проблемы совр. науки, техники и образования. 2013. Т. 1, No 71. С. 286–289.
15. Муллина Э.Р., Мишурина О.А., Чупрова Л.В., Ершова О.В. Влияние химической природы проклеивающих компонентов на гидрофильные и гидрофобные свойства целлюлозных материалов // Соврем. проблемы науки и образования. 2014. No 6. С. 250.
16. Патент RU 222 991 U1 РФ, МПК B65D 5/44. Высокопрочное изделие из гофрированного картона: заявл. 17.05.2023: опубл. 25.01.2024. Бюл. No 3 / И.А. Косарев.
17. Смолин А.С., Дубовый В.К., Комаров В.И., Казаков Я.В., Белоглазов В.И. Технология гофрокартона. 2-е изд., испр. и доп. СПб., 2019. 412 с.
18. Grant J., Young J., Watson B. Paper and Board Manufacture: a General Account of its History, Processes and Applications. UK, London, Technical Division, British Paper and Board Industry Federation, 1978, pp. 166–183.
19. Hung D.V., Nakano Y., Tanaka F., Hamanaka D., Uchino T. Preserving the Strength of Corrugated Cardboard under High Humidity Condition Using Nano-Sized Mists. Composites Science and Technology, 2010, vol. 70, iss. 14, pp. 2123–2127. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2010.08.011
20. Koskela S., Dahlbo H., Judl J., Korhonen M., Niininen M. Reusable Plastic Crate or Recyclable Cardboard Box? A Comparison of Two Delivery Systems. Journal of Cleaner Production, 2014, vol. 69, pp. 83–90. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.01.045
21. Salavatian S., D’Orazio M., Di Perna C., Di Giuseppe E. Assessment of Cardboard as an Environment-Friendly Wall Thermal Insulation for Low-Energy Prefabricated Buildings. Sustainable Building for a Cleaner Environment. Innovative Renewable Energy. Springer, Cham, 2019, pp. 463–470. https://doi.org/10.1007/978-3-319-94595-8_39

Ссылка на английскую версию:

Structural Strength of Corrugated Cardboard Products. С. 210-220