¿Qué significa la condición de utilidad funcional en el diseño de envases?

Una función protectora: proteger el valor de uso de los bienes, que es la función principal del embalaje.

b Funciones convenientes: reflejadas principalmente en almacenamiento y transporte convenientes, uso conveniente y ventas convenientes.

c Papel promocional: Principalmente en la apariencia del empaque, jugará un papel importante si la forma y la decoración están en línea con la nueva tendencia.

2. Principios del diseño de la estructura del embalaje

Naturaleza científica

Los principios científicos son la aplicación de métodos de diseño avanzados y correctos, materiales estructurales apropiados y técnicas de procesamiento para estandarizar. el diseño, serialización y generalización, cumpliendo con las leyes y regulaciones pertinentes, haciendo que los productos sean adecuados para la producción automatizada y mecanizada por lotes.

bConfiabilidad

El principio de confiabilidad es que el diseño de la estructura del empaque debe tener suficiente resistencia, rigidez y estabilidad, y ser capaz de soportar los efectos y efectos de diversos factores externos durante la circulación. proceso.

cEstética

Estética significa que el diseño de la estructura del empaque debe cumplir con los requisitos estéticos en el diseño de modelado y decoración, incluidos los seis elementos de forma estructural y las seis reglas de forma estructural.

D economía

Es un principio importante del diseño de la estructura del empaque, que requiere una selección razonable de materiales, reduciendo los costos y el consumo de materias primas, un diseño razonable de procedimientos, mejorando la eficiencia del trabajo y reduciendo costos.

Elementos básicos del diseño de la estructura del packaging

1. Contenido

Las propiedades físicas del contenido: sólido, líquido, polvo y gas.

b. Propiedades químicas del contenido, como fragilidad, deformabilidad, resistencia al agua, resistencia a la humedad, resistencia a la oxidación y resistencia al moho.

Campos de aplicación de contenidos: alimentación, medicina, electrónica, industria química, etc.

2. Materiales de diseño de contenedores de embalaje

Los materiales de embalaje importantes en la industria del embalaje moderna incluyen papel, cartón, plástico, metal, vidrio, cerámica y diversos materiales compuestos.

Propiedades físicas del material A: transparencia, espesor, propiedades barrera, etc.

Propiedades químicas del material B: estabilidad química, seguridad, propiedades anticorrosión, antioxidantes, etc.

Propiedades mecánicas de los materiales C: resistencia, módulo elástico, etc.

Tecnología de moldeo del material D: reología, plasticidad, etc.

e. Propiedades decorativas de los materiales: imprimibilidad, suavidad, etc.

3. Condiciones ambientales de circulación

a. Factores físicos: vibración de impacto y presión estática de la chimenea, etc.

bFactores bioquímicos: temperatura, humedad, lluvia, radiaciones, gases nocivos, microorganismos, etc.

c

Factores humanos: se deben tener en cuenta la manipulación brusca, la falsificación y el robo en el diseño del embalaje en el entorno de circulación mencionado anteriormente y en las medidas adoptadas en la Sección 6.

Los principios mecánicos del diseño de la estructura del embalaje incluyen muchos principios mecánicos básicos, como el cálculo de la resistencia a la compresión, la rigidez y la estabilidad del contenedor; el problema de la concentración de tensiones; el cálculo de la resistencia del recipiente a presión; la flexión de la estructura metálica,

Problemas mecánicos en la estampación, etc. Esta sección presenta brevemente estas teorías y aplicaciones básicas de la mecánica, que se estudiarán más a fondo en combinación con contenidos de aprendizaje específicos en el futuro.

1. Propiedades mecánicas de tracción de los materiales

Tomemos como ejemplo el acero bajo en carbono, que es el más utilizado en ingeniería y tiene las propiedades mecánicas más representativas. es el siguiente:

Se divide en cuatro etapas principales:

1), etapa elástica: o etapa, cuando se elimina la fuerza externa, la deformación se restablece por completo.

2) Etapa de fluencia: etapa ac En este momento se produce un deslizamiento del cristal y se pierde temporalmente la capacidad de resistir la deformación, lo que da como resultado la deformación plástica.

Formulario.

3) Etapa de fortalecimiento: segmento cd, que produce deformación plástica irreversible.

4) Deformación local: de sección, estricción hasta fractura.

Durante el diseño estructural, generalmente se requiere que el material que soporta la fuerza esté dentro del rango elástico. Sin embargo, las características de deformación plástica del material deben utilizarse en procesos de producción como el estampado.

1. Propiedades mecánicas de los materiales

Las propiedades mecánicas de los envases no sólo están relacionadas con la estructura, sino que también están estrechamente relacionadas con las propiedades mecánicas del material. estudiar las propiedades mecánicas del material. Las propiedades mecánicas se miden mediante métodos de prueba, normalmente pruebas de tracción y compresión.

2. Otras propiedades mecánicas de los materiales

Propiedades de fluencia de los materiales: Bajo una determinada temperatura y tensión (por debajo del límite elástico), el material cambia con el tiempo.

La deformación plástica se produce lentamente.

Los materiales metálicos se arrastran sólo a altas temperaturas, mientras que los polímeros también se arrastran a temperatura ambiente. Relajación de tensiones: bajo condiciones específicas de temperatura y deformación inicial, la tensión de un material cambia gradualmente con el tiempo.

El fenómeno de reducción se llama relajación del estrés. Límite de fatiga de los materiales bajo tensión alterna: durante el transporte, bajo vibraciones e impactos repetidos, cuando la tensión está muy por debajo del límite elástico, se destruirá después de un período de tiempo. Por lo tanto, se deben considerar los límites de fatiga en el diseño estructural para reducir la concentración de tensiones y mejorar el acabado superficial del producto. Dureza del material: La dureza se puede medir de diversas formas, generalmente utilizando el método de indentación, lo que significa que el material lo es.

Capacidad de resistir la deformación plástica dentro de un rango de volumen pequeño. Tenacidad a la fractura de los materiales: refleja la capacidad del material para resistir la expansión de las grietas y se obtiene mediante ensayos.

3. Indicadores y aplicaciones de diseño de materiales

Índice de resistencia: indicador que refleja la capacidad del material para resistir la deformación plástica, como límite elástico, límite de resistencia, límite de fatiga, límite de fluencia, etc. , es la base principal para el cálculo de la resistencia. Índice de rigidez: refleja la capacidad del material para resistir la deformación elástica.

Indicadores como el módulo elástico y el módulo de corte se utilizan para calcular la deformación elástica de componentes como la rigidez, la indeterminación estática y la estabilidad. Índice de plasticidad: indica la deformación plástica del material.

Los grados, como la contracción del área, son la base para el diseño de estampado de materiales. Índice de tenacidad: refleja el desempeño integral de la resistencia y plasticidad del material, y es un índice de energía. Refleja la capacidad del material para absorber energía cuando se deforma o se rompe.

Es un indicador importante para la selección de materiales.

2. Cálculo de la resistencia del material

En condiciones básicas de deformación como tensión, compresión, torsión y flexión, cuando la tensión máxima excede el límite de resistencia del material, el material puede dañarse. Por lo tanto, durante el diseño se deben realizar las comprobaciones de resistencia correspondientes:

Las teorías de resistencia más utilizadas son:

Teoría del esfuerzo de tracción máximo: siempre que se alcance el esfuerzo de tracción máximo soportado por el componente. La tensión máxima del valor del material, causará daños al material.

Teoría de la deformación lineal de alargamiento máximo: siempre que la deformación lineal máxima del material alcance un cierto valor de deformación límite, provocará una fractura frágil del material.

Teoría del esfuerzo cortante máximo: siempre que el esfuerzo cortante máximo en un componente alcance un cierto valor de esfuerzo cortante último, provocará la fluencia plástica del material.

Teoría de la energía de la relación de cambio de forma: siempre que la relación de cambio de forma del componente pueda alcanzar un cierto límite, se producirá fluencia plástica.

Cálculo de resistencia de recipientes a presión de paredes delgadas En el diseño estructural de contenedores metálicos, cuando hay una gran presión interna (como un tanque de aspersión, etc.), se debe realizar el cálculo de resistencia para seleccionar el material y espesor adecuados, calculados de la siguiente manera:

En tercer lugar, la rigidez de la estructura

Un tema muy importante a considerar en el diseño de estructuras de embalaje es la rigidez de la estructura. Los envases como cajas de cartón, papel, latas de metal y envases de plástico deben tener una cierta rigidez, es decir, la capacidad de la estructura para resistir la deformación, de modo que el producto y la propia estructura del envase puedan protegerse mejor.

Las diferentes estructuras tienen diferentes métodos de cálculo de la rigidez, que deben seleccionarse de acuerdo con las condiciones específicas durante el diseño. En términos generales, los principales métodos para mejorar la rigidez de los componentes son:

Elegir materiales con un módulo elástico grande.

Aumenta el espesor del material y el módulo de flexión.

A la estructura se le añaden anillos de refuerzo (como bidones de acero, tanques, contenedores de plástico, etc.).

IV.Cálculo de la estabilidad estructural

Cuando se someten a presión varillas esbeltas o estructuras de paredes delgadas (como columnas en estructuras de cajas de madera, cartón corrugado, etc.), incluso si la tensión es mucho menor. Dependiendo del límite de resistencia del material, puede deformarse repentina y rápidamente o incluso destruirse debido a un desequilibrio. Este fenómeno se llama inestabilidad. Para varillas delgadas, la presión crítica se puede determinar mediante la fórmula de Euler:

Para varillas flexibles de tamaño pequeño y mediano, se debe utilizar la fórmula empírica y se puede consultar el libro de texto de mecánica general de materiales.

Las principales medidas para mejorar la estabilidad estructural son:

Reducir la longitud de la varilla de presión.

Elija una forma de sección transversal razonable e intente aumentar el momento de inercia de la sección transversal.

Agregue restricciones de extremo de varilla o placa.

Elija materiales con un módulo elástico grande.