瓦楞纸箱强度设计资料
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纸箱抗压强度计算
1.基本概念环压强度：环形试样边缘受压直至压溃时所能承受的最大压缩力，以kN/m表示。
环压强度：R=F/152（F是试样压溃时读取的力值，单位N； 152是试样的长度，单位mm）相关概念：环压强度指数的概念：平均环压强度除以定量，以N·m/g表示。
环压指数：Rd=1000R/W（R表示环压强度，单位kN/m；W是试样的定量，单位g/m2）边压强度：一定宽度的瓦楞纸板试样，在单位长度上所能承受的压力，它是指承受平行于瓦楞方向压力的能力。
边压强度以N/m表示。
边压强度R=F×1000（换算单位）/L（R表示垂直边缘抗压强度，N/m；F表示最大压力，N；L表示试样长边的尺寸，mm）抗压强度：瓦楞纸箱在压力试验机均匀施加动态压力下至箱体破损的最大负荷及变形量2.三者之间的关系（1）环压强度是针对原纸而言的；边压强度是针对瓦楞纸板而言的；抗压强度则是针对整个瓦楞纸箱而言的；（2）原纸的环压强度决定瓦楞纸板的边压强度；而瓦楞纸板的边压强度决定了瓦楞纸箱的抗压强度；（3）可以由原纸的环压强度计算纸板的边压强度，用下面的公式：P m——瓦楞纸板边压强度（N/m）；R1——外面纸环压强度（N/0.152m）；R2——内面纸环压强度（N/0.152m）；CMT——瓦楞芯平压强度（N/0.152m）；（4）纸箱抗压强度的计算可以分为两类：一类根据瓦楞纸板原纸，即面纸和芯纸的测试强度来进行计算，另一类则直接根据瓦楞纸板的测试强度进行计算。
常用的公式有5个，可以根据不同的已知条件灵活运用着5个公式进行瓦楞纸板的配纸和瓦楞纸箱抗压强度的预测：①凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式a. 凯里卡特公式（主要针对0201型纸箱）P——瓦楞纸箱抗压强度（N）；P x——瓦楞纸板原纸的综合环压强度（N/cm）；aXz——瓦楞常数；Z——瓦楞纸箱周边长（cm）；J——纸箱常数。
瓦楞纸板原纸的综合环压强度计算公式如下R n——面纸环压强度测试值（N/0.152m）R mn——瓦楞芯纸环压强度测试值（N/0.152m）C——瓦楞收缩率，单瓦楞纸板的综合环压强度可由下式计算双瓦楞纸板的综合环压强度可由下式计算纸箱抗压强度公式中的15.2（cm）为测定原纸环压强度时的试样长度。
瓦楞纸箱抗压强度
纸箱的抗压强度依赖中的纤维维持。货物存放时的堆码载 荷属于长期载荷。在长期载荷作用下，纸中纤维的应力随时间 延长而松驰，因此纸箱的杭压强度随时间延长而降低，这种现 象称为疲劳。瓦楞纸箱的疲劳曲线如图。
可以看出，在长期载荷作用下，只须经历一 个月的时间，纸箱的抗压强度就会下降40％；在 经历半年后，其抗压强度就只有初始值的55％。
（3）瓦楞纸箱的尺寸。
内装物外廓尺寸为： L0＝746(mm) B0＝485(mm) H0＝550(mm)
公差取5～6mm，由此确定的纸箱内尺寸： 746+6＝752(mm) 485+5＝490(mm) 550+5＝555(mm） 二页箱长度与宽度方向的伸放量△x取6mm，高度方向的伸放量取18mm，由 此确定纸箱制造尺寸为： 752+6＝758(mm) 490+6＝496(mm) 555+18＝573(mm) 外摇盖的制造尺寸为 ： 496/2+5=253(mm) 接头尺寸J为 50mm。 长度和宽度方向的加大值取10mm，高度方向的加大值取12mm，由此确 定纸箱外尺寸。
图：纸箱压缩试验 试验机有上下两块压板，纸箱放在下压板上，将上压 板调至适当位置后固定，油缸通过下压板对纸箱加载，加 载方向垂直于纸箱顶、底两面，加载速度为每分12mm。 温度、湿度对纸箱抗压强度的影响很大，所以试验前 先要将样箱在温度为20度和湿度为65％的环境下调节24 小时。
图：纸箱上的压力P与压缩变形ΔH之间的相关曲线
上图曲线表明： 印刷对纸箱抗压强度的影响不仅仅取决于 印刷面积，而且与印刷形状及印刷位置有关。 总的来说，印刷面积愈大，纸箱抗压强度 的降低率也愈大。在图示的三种印刷形状与位 置中水平印刷带的影响超过垂直印刷带。连通 的水平印刷带的影响最为强烈。
可以看出，在长期载荷作用下，只须经历一 个月的时间，纸箱的抗压强度就会下降40％；在 经历半年后，其抗压强度就只有初始值的55％。
（3）瓦楞纸箱的尺寸。
内装物外廓尺寸为： L0＝746(mm) B0＝485(mm) H0＝550(mm)
公差取5～6mm，由此确定的纸箱内尺寸： 746+6＝752(mm) 485+5＝490(mm) 550+5＝555(mm） 二页箱长度与宽度方向的伸放量△x取6mm，高度方向的伸放量取18mm，由 此确定纸箱制造尺寸为： 752+6＝758(mm) 490+6＝496(mm) 555+18＝573(mm) 外摇盖的制造尺寸为 ： 496/2+5=253(mm) 接头尺寸J为 50mm。 长度和宽度方向的加大值取10mm，高度方向的加大值取12mm，由此确 定纸箱外尺寸。
图：纸箱压缩试验 试验机有上下两块压板，纸箱放在下压板上，将上压 板调至适当位置后固定，油缸通过下压板对纸箱加载，加 载方向垂直于纸箱顶、底两面，加载速度为每分12mm。 温度、湿度对纸箱抗压强度的影响很大，所以试验前 先要将样箱在温度为20度和湿度为65％的环境下调节24 小时。
图：纸箱上的压力P与压缩变形ΔH之间的相关曲线
上图曲线表明： 印刷对纸箱抗压强度的影响不仅仅取决于 印刷面积，而且与印刷形状及印刷位置有关。 总的来说，印刷面积愈大，纸箱抗压强度 的降低率也愈大。在图示的三种印刷形状与位 置中水平印刷带的影响超过垂直印刷带。连通 的水平印刷带的影响最为强烈。
理解记忆公式 瓦楞纸箱抗压强度(BCT)设计
瓦楞纸箱抗压强度设计应知应会应知：马基（Makee）公式应会：凯利卡特（K.Q.Kellicutt）公式重点：凯利卡特简易公式，综合环压强度，环压强度，环压指数，瓦楞纸箱周边长，纸箱最大综合尺寸，堆码强度，抗压强度，耐破度一、马基（Makee）公式根据瓦楞纸板的边压强度（纵向）计算瓦楞纸板的抗压强度：BCT=K×ECT×(H×Z)1/2 (a)式中：BCT——纸箱的抗压强度（N）ECT——瓦楞纸板的边压强度（纵向）（N/m）H——瓦楞纸板的厚度（m）Z——瓦楞纸箱的周边长：（长＋宽）×2 （m）K——常数，为5.87二、凯利卡特（K.Q.Kellicutt）公式根据瓦楞纸板的环压强度计算瓦楞纸箱的抗压强度。
P=P x×(4aX z/Z)2/3× Z × J (b)式中，P——纸箱的抗压强度（N）P x——瓦楞纸板的综合环压强度（N/cm）aX z——瓦楞常数Z——瓦楞纸箱的周边长：（长＋宽）×2 （cm）J——纸箱常数其中，瓦楞纸板的综合环压强度计算公式如下：Px=(ΣRn + ΣCnRmn)/15.2 (c)式中，P x——瓦楞纸板的综合环压强度（N/cm）R n——内外面纸、夹芯纸的环压强度（N）R mn——瓦楞芯纸环压强度（N）C n——瓦楞的收缩率，即瓦楞芯纸原长度与面纸长度之比。
15.2——测试原纸的环压强度时的试样长度，cm。
对于单瓦楞纸板来说，则有公式（c）得到：Px=(R1 + R2 + RmCn)/15.2 (d)对于双对于单瓦楞纸板来说，则有公式（c）得到：Px=(R1 + R2 + R3 + Rm1Cn1 + Rm2Cn2)/15.2 (d)如以环压指数（N.m/g)计算Px则：Px=ΣγW+ΣγmWm式中，P x——瓦楞纸板的综合环压强度（N/m）γ——环压指数（N.m/g)W——定量（N.m/g)三、凯利卡特（K.Q.Kellicutt）简易公式对(c)式的常数项进行合并，可省去开平方计算。
5.3瓦楞纸箱强度设计
抗压载荷 紧固垫圈
试样
液压
橡胶膜
纸箱耐破度测试
纸箱边压测试
纸箱平压测试
二、抗压强度 1、抗压强度
指在压力试验机 均匀施加动态压力至 箱体破损时的最大负 荷及变形量。
图5-72
瓦楞纸箱抗压试验曲线
正确评价瓦楞纸箱的抗压强度，要包括以下几个方面：
a.最大负荷； b.变形量； c.测试值偏差。
2、影响瓦楞纸箱抗压强度的因素 ①基本因素
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：
P 10.2Lo 21.0Bo 3.7H o a(CLT O) b
（5）APM计算公式 从公式（5-33） 令 0.75 BSF 2.028 10 2 Pm ( D x D y ) 0.25 则 式中
P (BSF) Z
BSF
P ——纸箱抗压强度，N
Z
——纸箱强度系数 ——纸箱周边长，㎜
因为纸箱的抗压强度可以考虑为各个垂直箱面所 承担的抗压强度的组合，所以如果用各个独立的 垂直箱面宽度来代替纸箱周边长，上式中的值误 差不会大于5%。为方便计，上式可改为：
Z 2( Lo Bo )
对于单瓦楞纸板来说，公式简化为：
R1 R2 R3C n Px 15.2
对于双瓦楞纸板来说，公式简化为：
R1 R2 R3 Rm1C1 Rm 2 C 2 Px 15.2
单瓦楞纸凯里卡特常数值 楞型
常数
A
8.36 1.10 1.532
瓦楞纸箱强度的计算方法
∙瓦楞纸箱强度的计算方法
∙
∙瓦楞纸箱的强度标准，GB6543-86国家标准附录G规定：瓦楞纸箱抗压强度值P 不应小于按下式计算所得的值：P=K·G（H－h/h·s）（kgf/cm2）
式中：K-强度保险系数；
G-瓦楞纸箱所装货物重量，kgf；
H-堆码高度，cm；
h-箱高，cm；
S-箱底面积cm2。
这个公式在实用中可以简化为：P=K·G（n－1）
式中：n-堆码层数；
K-根据贮存时间长短而定：
＜30天1.6，30-100天1.65，100天以上2。
但是有的教材把其定为3，这样安全系数更大一些。
如某种方便面箱毛重3.5kgf，堆码16层，则瓦楞纸箱的强度（耐压力，下同）标准应当是：
P=2×3.5（16－1）
=7kgf×15
=105kgf
有些用箱大户，还有自己的强度标准，如南风化工集团规定它的洗衣粉包装箱强度标准为350kgf。
为它做箱，强度必须达到这个标准。
以上资料为佛山市海盛纸品有限公司提供！。
瓦楞纸箱空箱抗压强度
瓦楞纸箱空箱抗压强度P = K * G（n – 1）* 9.8其中: P – 抗压力值，N；K – 劣变系数（强度系数），见下表；G – 单件包装毛重，kg；n–堆码层数储存期小于10天30~100天100天以上劣变系数K 1．6 1．65 2 其中堆码层数n是根据堆码高度H与单个瓦楞纸箱高度h求出的，其计算方法为：n=H/h（取整数） 。
瓦楞纸箱抗压强度的计算公式很多，常用的有凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式、马丁荷尔特（Maltenfort）公式、沃福（Wolf）公式、马基（Makee）公式、澳大利亚APM公司计算公式，等等。
其中，凯里卡特公式常被应用于0201型瓦楞纸箱抗压强度的计算。
凯里卡特公式表达式美国的凯里卡特根据瓦楞纸箱的边压强度和周长提出了计算纸箱抗压强度的公式BCT＝ECT×(4aXz/Z)2/3×Z×J式中 BCT——瓦楞纸箱的抗压强度（lb）ECT——瓦楞纸板的边压强度（lb/in）Z ——瓦楞纸箱的周长（lb）AXz——瓦楞常数J ——纸箱常数相应的瓦楞纸箱常数见表1。
倘若知道瓦楞纸箱的外尺寸和楞型,可根据瓦楞纸板的边压强度ECT 推测瓦楞纸箱的抗压强度BCT，或者根据瓦楞纸箱的抗压强度BCT推测瓦楞纸板的边压强度ECT。
例如，29英寸彩电包装纸箱采用AB型瓦楞纸板Ø 纸箱外尺寸为904×644×743mm；Ø 毛重G=48Kg；Ø 经多次使用修正确定安全系数为K＝6.5；Ø 堆码层数为N＝300/74.3＝4(堆码限高为3米, 堆码层数取整数)；因为1磅（lb）＝0.454千克（Kg）＝4.453牛顿（N），1英寸（in）＝2.54厘米（cm），所以空箱抗压强度为BCT＝KG（N−1）＝6.5×48×9.81×（4－1）＝9182.16（N）＝2061.67（lb）因为瓦楞纸箱的周长Z＝（90.4＋64.4）×2＝309.6（cm）＝121.89（in），瓦楞常数aXz＝13.36，纸箱常数J＝0.54，故瓦楞纸板的边压强度ECT＝BCT/【（4aXz/Z）2/3×Z×J】＝2061.67/【（4×13.36 /121.89）2/3×121.89×0.54】＝54.27（lb/in）＝95.2（N/cm）＝9520 （N/m）表1 瓦楞纸箱常数数J。
瓦楞纸箱的强度设计和原纸选择
瓦楞纸箱的强度设计和原纸选择在瓦楞纸箱的强度设计工作中，必须考虑包装产品的流通环境和瓦楞纸箱的生产工艺两大因素，否则难以保证设计的包装能有效地保护包装的产品；同样，只有熟悉包装工业原纸、瓦楞纸板和瓦楞纸箱的性质和相关标准，才能保证包装设计的合理性，避免不足包装和过份包装。
一、产品的流通环境及其对瓦楞纸箱包装的影响产品的流通环境，主要包括温湿度环境、产品堆码时间、产品堆码方式、装卸流通方式以及其他因素的影响，流通环境对瓦楞纸箱包装的影响可概括如下表1所示：表1 流通环境对瓦楞纸箱包装的影响除了流通环境，瓦楞纸箱的生产工艺对其强度也施加了不同程度的影响。
二、瓦楞纸箱的生产工艺对其强度的影响瓦楞纸箱的生产工艺的影响因素，主要包括印刷工艺、纸箱长宽高尺寸及比例、纸箱开孔方式与位置和模切工艺等等。
可概括如下表2所示：表2 瓦楞纸箱的生产工艺对其强度的影响三、纸箱的安全系数流通环境各种因素对产品包装的影响程度，可以用一个系数K表示，这个系数就是安全系数，也叫劣变系数。
假如温湿度环境、堆码时间、堆码方式、装卸流通方式等导致产品包装的抗压强度下降分别为α、β、γ、δ、……，则安全系数K=1/[(1-α)(1-β)(1-γ)(1-δ)……]对于瓦楞纸箱包装，因为瓦楞纸箱的生产工艺的影响，安全系数需要修正。
假如印刷工艺、纸箱长宽高尺寸及比例、纸箱开孔方式与位置、模切工艺等导致产品包装的抗压强度下降分别为a、b、c、d、……，则安全系数K=(1+a+b+c+d+……)/[(1-α)(1-β)(1-γ)(1-δ)……]根据以上安全系数的推算，以及长期实践，美国材料与试验协会制订了标准ASTM D4169，在04a项中，根据不同情况和产品的贵重程度制定了相应的安全系数，如表3所示：表3 纸箱的安全系数选择四、纸箱的强度计算根据设计得到的纸箱强度，包括耐破强度BST、边压强度ECT、抗压强度BCT（必须先转化为纸板的边压强度）和戳穿强度PET等技术指标，可以参考相关的企业原纸标准和国家标准（GB/T13023-1991和GB/T13024-2003等）和以下计算公式，得到合理的原纸配材。
瓦楞运输纸箱强度设计
瓦楞运输纸箱强度设计SCPS R&D 沈花摘要：本文对最近设计的一款Electrium瓦楞运输纸箱强度设计做了理论上的分析。
采用了从预定到验证的角度。
运用不同的求解方法，对该纸箱强度做出计算，得出可承受的最大载荷。
最后通过实际的测试验证计算出的最大载荷的可行性，表明其中一种求解方式是完全可操作的。
关键词：原纸参数，瓦楞纸板参数，瓦楞纸箱强度，载荷中图分类号：TB485.3包装设计看似简单，实则不然，很多时候不能简单的按照条条框框进行，尤其是客户存在特殊要求的时候,必需具体问题具体分析，考虑全面，针对性的提出解决方案。
包装设计涉及方方面面，需要考虑的东西很多，包括对物流条件，堆码状态，抗损，成本，环保等。
这些方面既是相互影响，相互牵制，又是相辅相成的。
但是归根揭底最重要的目标还是安全可靠性，而安全可靠性最重要的关键就是纸箱的强度设计。
所以本文主要论述瓦楞纸运输外箱为基础的设计，结合实例，对强度设计过程的一个论述。
瓦楞纸箱的强度指在压力试验机均匀施加动态压力至箱体破损时的最大负荷及变形量，或是达到某一变形量时的压力负荷值。
瓦楞纸箱抗压强度的计算可以按照预定原纸和楞型条件计算必需的瓦楞纸箱强度，看其能否满足要求。
也可以反之，即根据预定的强度要求选择一定的瓦楞纸板，进而选取一定的瓦楞纸板原纸。
在计算之前，首先介绍一些瓦楞纸板的基本概念。
瓦楞纸由外面纸，瓦楞芯纸和内面纸组成。
各层面纸的等级克重决定了最终瓦楞纸的性能。
克重有112~530g/m^2不等。
按照不同的参数值对纸张分为A/B/C/D/E等。
芯纸和面纸分别有不同的指标。
芯纸的技术指标有：紧度，横向环压指数，纵向断裂长，交货水分。
详见GB13023。
面纸技术指标有：紧度，耐破指数，横向环压指数，横向耐折度，吸水性，交货水分，详见GB13024。
克重和紧度决定了原纸的环压指数等，环压指数决定了最终纸板的边压强度，而纸板边压强度决定了最终纸箱的抗压强度。
包装结构设计《瓦楞纸箱强度设计》
t ——纸板厚度(mm)；
Z ——纸箱周边长(cm)；
RL ——纸箱长宽比；
H0 ——纸箱高度外尺寸(cm)。
④ 马基公式 马基( Makee)公式把纸板的边压强度和 挺度作为影响瓦楞纸箱强度的主要因素，而 且认为纸箱抗压强度随纸箱周长的平方根而 变化。
马基公式：
P 0.02028Pm0.75 ( Dx Dy )0.25 Z 0.5 <5-34>
L0 ——纸箱长度外尺寸(cm)。
aXz、J、C 值可参照下面三个表来查得。
aXz
瓦楞常数；
J
纸箱常数；
C
瓦楞收缩率。
b．凯利卡特简易公式（0201）
凯利卡特一般公式的计算非常复杂。
为使计算简化，可以将原公式中的常 数项进行合并。
一旦纸箱尺寸确定，其周长Z 也可以
作为常数处理，即
令
F
(
4aX
Z
2F
PWA P0201 0.61.6 Bo <5-29>
式中 PWA ——包卷式纸箱抗压强度(N)；
P0201 ——用凯氏公式计算的0201纸箱抗压强度(N)； F ——摇盖长度(mm)； B0 ——纸箱宽度外尺寸(mm)。
此外，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：
a．最大负荷； b．变形量； c．测试值偏差。
2．影响瓦楞纸箱抗压强度的因素
① 基本因素 基本因素就是决定瓦楞纸箱抗压强度 的主要因素，是无法避免的因素。
a. 原纸强度 内面纸、外面纸、瓦 楞芯纸的环压强度(RCT) 或瓦楞芯平压强度(CMT)。
b．瓦楞楞型 A、B、C、E。
c. 瓦楞纸板种类 双面、双芯双面、三芯双面、X-PLY等。
第三章瓦楞纸箱设计
解： (1)计算瓦楞纸板的综合环压强度Px 由箱纸板技术指标知，箱板纸的环压指数r＝9.2N·m／g。 由瓦楞原纸性质知，瓦楞原纸的环压指数rm＝7.7N·m／g。 运输包装用单瓦楞纸板为A型瓦楞，其展开系数为C＝1.53。 因此，瓦楞纸板的综合环压强度为：
Px ＝∑rQ十∑ ＣrmQm ＝9．2×300十9．2×300十1．53×7．7×180 ＝7640(N／m)
2．固定与缓冲是相互联系的 缓冲材料有固定的作用，固定材料也有缓冲的作用。
3．纸箱附件具有固定和缓冲的作用 纸箱型号为:09型.
四、内装物的外轮廓尺寸
内装物的重量与外廓尺寸是选择瓦楞纸板和计算瓦楞纸箱尺 寸的依据，所以确定内装物重量与尺寸是设计瓦楞纸箱的第 一步。
内装物的外廓尺寸除产品, 还包括缓冲和固定材料的 尺寸 (如图)。
[例] 牙膏小包装每盒1支，中包装每盒12支。中包装外长L＝190mm，外
宽b＝140mm，外高h＝120mm。大包装为运输包装，采用单瓦楞纸箱， 每箱装入24个中包装，排列方法如图，试计算这种瓦楞纸箱的尺寸。
解：
(1)内装物的外廓尺寸 用Δ表示中包装之间的间隙，用 n表示三个方向上中包装的个数， 并取Δ＝1mm。于是，内装物 的外廓尺寸为 : L0 ＝4×140 + 3×1 ＝563mm B0 ＝2 ×190 + 1×1 ＝381mm H0 ＝3×120 + 2×1 ＝362mm
续解：
(2)计算瓦楞纸箱的抗压强度 Pc 纸箱周长为: Z＝2(L+B)＝2×(70+46)＝232(cm) 查表得: A型瓦楞的楞常数Xz ＝8.36，箱常数J ＝0.59 。
因此，瓦楞纸箱的抗压强度为：
2
Pc
1.86Px
Px ＝∑rQ十∑ ＣrmQm ＝9．2×300十9．2×300十1．53×7．7×180 ＝7640(N／m)
2．固定与缓冲是相互联系的 缓冲材料有固定的作用，固定材料也有缓冲的作用。
3．纸箱附件具有固定和缓冲的作用 纸箱型号为:09型.
四、内装物的外轮廓尺寸
内装物的重量与外廓尺寸是选择瓦楞纸板和计算瓦楞纸箱尺 寸的依据，所以确定内装物重量与尺寸是设计瓦楞纸箱的第 一步。
内装物的外廓尺寸除产品, 还包括缓冲和固定材料的 尺寸 (如图)。
[例] 牙膏小包装每盒1支，中包装每盒12支。中包装外长L＝190mm，外
宽b＝140mm，外高h＝120mm。大包装为运输包装，采用单瓦楞纸箱， 每箱装入24个中包装，排列方法如图，试计算这种瓦楞纸箱的尺寸。
解：
(1)内装物的外廓尺寸 用Δ表示中包装之间的间隙，用 n表示三个方向上中包装的个数， 并取Δ＝1mm。于是，内装物 的外廓尺寸为 : L0 ＝4×140 + 3×1 ＝563mm B0 ＝2 ×190 + 1×1 ＝381mm H0 ＝3×120 + 2×1 ＝362mm
续解：
(2)计算瓦楞纸箱的抗压强度 Pc 纸箱周长为: Z＝2(L+B)＝2×(70+46)＝232(cm) 查表得: A型瓦楞的楞常数Xz ＝8.36，箱常数J ＝0.59 。
因此，瓦楞纸箱的抗压强度为：
2
Pc
1.86Px
包装结构设计《瓦楞纸箱强度设计》86页PPT
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
包装结构设计《瓦楞纸箱强度设计》
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
瓦楞纸箱尺寸和强度设计
瓦楞纸箱一、瓦楞纸箱的尺寸设计瓦楞纸箱由三个尺寸组成：内尺寸，制造尺寸，外尺寸。
制造尺寸是确定箱坯上切断、开槽、压线位置的尺寸。
1、瓦楞纸箱的内尺寸以内壁为基准，箱内三个方向上的有向尺寸称为纸箱的内尺寸。
（1） 内尺寸确定的因素：①内装物最大外尺寸；②内装物排列方式；③内装物公差系数；④内装物隔衬与缓冲件的相关尺寸。
（2） 内尺寸计算公式除错列排列的圆柱形内装物以外，其他内装物的瓦楞纸箱内尺寸计算公式如 下：k T n d n x X x x i '++-+=)1(max式中：i X ――纸箱内尺寸，mmmax x ――内装物最大尺寸，mmx n ――内装物排列数目d ――内装物公差系数，mmT ――衬格或缓冲件总厚度，mmk '――内尺寸修正系数，mm上式中如果x n ＝1，T ＝0，则：i X ＝max x +k '这是单件内装物的瓦楞纸箱内尺寸计算公式。
内装物公差系数d 如下取值：中包装盒：±（1～2）mm/件；针棉织品： ±3mm ；硬质刚性品：+（1～2）mm/件。
确定纸箱内尺寸的原则是，既要保证产品能顺利地装入箱内，又不使产品在 箱内有明显的移动空间。
因此通常情况下纸箱内尺寸都应稍大于内装物外轮廓尺寸。
内尺寸修正系数k '取值件表：'2、瓦楞纸箱的制造尺寸制箱时的下料尺寸称为纸箱的制作尺寸。
制造尺寸以展开的箱坯上的压痕线 为度量的基准。
分切机上的压痕棍在压线位置上压出的是一条沟，压线是这条沟槽的中心线。
（1）、纸箱长、宽、高的制造尺寸。
用k 表示内尺寸的修正系数，可将纸箱长、宽、高的制造尺寸表示为：k X X i +=由于箱坯加工难免有些误差，而且压线后纸板有些收缩，因此实际的修正系数稍大于纸板的厚度，如表所示为常用的开槽箱型0201型瓦楞纸箱的修正系数取值(表中2L 为接头所在边，2B 为与接头接合边，考虑到纸板折叠时产生的厚度，它们均取较小值)：（2）、纸箱接头的制造尺寸。
瓦楞纸箱结构设计
[1 3 (M 1)]N
Q
2
MN INT (M 2)
Q——排列优数；
M——排列行数；
N——奇数行排列列数；
INT(M/2)——不大于M/2的最大整数。
当Q>1时，齐列排列的空间利用率优于错列排列，当Q<1时则反之。
（3）错列排列列数优化值域
列数优化值域就是在错列排列中，当行数一定时，奇数 行排列列数在该值范围内则空间利用率一定优于齐列排列， 而且数值越大，空间利用率越高，而在该值域范围之外， 空间利用率一定低于齐列排列。
这是单件内装物的瓦楞纸箱内尺寸计算公式。 内装物公差系数d如下取值：
中包装盒：±(1～2)mm/件；针棉织品：±3mm/件；硬质刚性品：±(1～2) mm/件。
硬确定纸箱内尺寸的原则是，既要保证产品能顺利地装入箱内，又不使产品在箱内有 明显的移动空间。因此通常情况下纸箱内尺寸都应稍大于内装物外轮廓尺寸。 内尺寸修正系数k’取值件表：
由于箱坯加工难免有些误差，而且压线后纸板有些收缩，因此实际的修正 系数稍大于纸板的厚度
02类瓦楞纸箱制造尺寸修正系数值（mm）
楞型
A
B
名称
L1
6
3
L2
4
2
B1
6
3
B2
3
2H96来自E AB BC2
98
1
65
2
98
1
55
3 18 14
k值的大小与纸箱的具体尺寸有关。
L2和B2是纸箱接合部门两侧面的长和宽，必须
分析：牙膏软管在中包装盒内只能平放或侧放,中包装则选择立放最佳
即 P型 b h l
或 Q型 h l b
将中包装盒的长度、宽度与高度分别乘以倍数
瓦楞纸箱的抗压强度与设计方法综述
瓦楞纸箱的抗压强度与设计方法综述(上)瓦楞纸板容器是使用最为广泛，制造比较简单，回收处理容易，刚柔相济的包装结构物，作为由纸构成的准刚性容器——瓦楞纸箱，实际含有许多独特的科学道理。
本文将就影响瓦楞纸箱结构强度、使用效果的相关重要因素、各国设计方法的应用特点，以及纸箱设计的实用技巧等问题作深入分析与探讨，对于建立科学的设计流程以及中国标准化设计方法提出有益的建议。
在由农业社会的原始包装向工业社会的现代包装的发展过程中，瓦楞纸板堪称是一项伟大的发明。
瓦楞纸板容器是使用最为广泛，制造比较简单，回收处理容易，刚柔相济的包装物。
几十年来它对人民日常生活、世界经济和商品流通作出的贡献，是其他包装物所无可比拟的。
由于纸与其他刚性材料有着明显不同的性能特点，由纸所构成的准刚性容器——瓦楞纸箱的设计，看似简单实际含有许多独特的科学道理。
我国是瓦楞纸箱的生产使用大国，量大面广，但技术水平与世界先进国家有不少差距。
笔者与企业界包装设计师交流中发现，由于对纸箱设计中隐含的许多道理了解不深，又无中国特有的统一的设计计算方法可遵循，在瓦楞纸箱设计时，以类比选择或相似设计者较多，许多人直接采用某种国外计算方法进行设计。
随着国家经济开放，对外交流的扩大，近年来引入了如美国、法国、芬兰、澳大利亚等国的纸箱强度设计方法，我国的瓦楞纸箱设计等效仿采用这些国家的标准与方法也很自然。
但应该知道，各国纸箱设计计算方法是基于自己国情的研究成果，其依据原理、经验公式以及技术数据等各有特点。
同样的包装方案，采用不同方法设计的结果可以有相当大的差异（见本文中四计算实例）。
瓦楞纸箱设计方法的粗略化和非标准化问题实际影响了我国瓦楞纸箱设计、制造与使用水平的提高。
纸箱包装要素的确定在做商品包装纸箱设计时，设计师首先碰到这几个问题：1. 一个纸箱内装商品数量与单箱重量究竟多少为宜？如何来确定？2. 依据什么确定纸箱产品的内部排列方式，如何选择最好的排列组合？3. 所设计的箱体长宽高尺寸是否有利于增强纸箱强度和节省原材料？纸箱内装产品的数量、重量、排列，纸箱内外尺寸，以及瓦楞纸板材料规格等要素，这些都是首要的考虑内容，因为它们最终决定了包装纸箱的制造、容纳、储运、使用的效率、经济性和总体功能。
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▲V形：楞形不易变形，抗压强度较大。粘合剂用量少。 缺点是当外力超过其承受限度，楞形被破坏并不可恢复。楞辊磨损快， 质量不稳定。 ▲形：是上述二者的结合，耐压强度高，承载能力强，粘接强度好。 当外力超过其承受限度，楞形未被全部破坏并可基本恢复。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
瓦楞纸板的楞型及特性 瓦楞高度以及每30长度上的瓦楞个数，称为瓦楞纸板的楞型。 常用的楞型有：A型（大）、B型（细）、C型（中）、E型（特 细）。 另有国际上普遍使用的楞型有：K型（特大）、F型（超细）以及 微型瓦楞和组合瓦楞。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
▲A型：瓦楞高而宽，富有弹性，缓冲性能好。垂直抗压强度高， 平压强度差。
▲B型：瓦楞低而密，有良好的印刷性能。平压和平行强度高， 缓冲性能差。
▲C型：介于A与B型之间，防振性接近A型，平压性接近B型， 原纸消耗比B型少，是欧美国家采用最多的楞型。
▲E型：是常用中最细的一种楞型，可适应胶版印刷，平压强度 好，垂直抗压强度与平行抗压强度接近，可代替硬纸板用于销售包 装。
一、瓦楞纸板的抗压机理-材料的影响
芯纸——瓦楞原纸：分为优等品、一等品和合格品。
优等品：为国际先进水平；
：瓦楞芯纸优等品中的最高水平；
：瓦楞芯纸优等品中的第二等级；
A：瓦楞芯纸优等品中的第三等级；
一等品：为国际一般水平； 合格品：为国内合格水平；
一、瓦楞纸板的抗压机理-材料的影响
原纸环压性能：
预计纸箱质量1，堆码载荷为：（19+1）*（9-1）*9.81=1569N
安全系数： K 1
1
4 .1
a i 0 .6 0 3 .7 0 4 .9 0 .9 0 .8 0 .9 0 .9
则纸箱抗压强度*P堆码=6432.9N
瓦楞纸箱强度设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
瓦楞纸板的层数及特性 ▲单面瓦楞纸板（二层纸板） ▲单瓦楞纸板（三层纸板） ▲双瓦楞纸板（五层纸板） 一般由A型和B型楞组合，也 有型、型、型，广泛用于运输 包装。
▲三瓦楞纸板（七层纸板） 通常楞型组合有型、型、型、 型用于重型产品包装。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
★各种楞型组合可得到高强度的瓦楞纸板，其优点是： ①外层为E型的纸板，有良好的双向强度，减少冲击和翘曲 ②内层为B型的纸板，有足够的刚性和平压强度。 ③中间层为A型的纸板，有良好的弹性，缓冲性能好。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
▲K型：为特大型瓦楞，楞高一般在6.6～7.0，具有良好的缓冲和耐 冲击、耐捆扎性能，尤其适合制作箱衬隔板。
0
中，有
I x
h 2
2
b 1
h 2
2
b 2
A y2dA
0
1 2
h 31
1 2
h 3 2
r 3 3
h3
1 2
1
1 2
2
1 8
3
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
瓦楞的形状及特性：从瓦楞纸板横截 面看到的波形就是瓦楞的形状。 瓦楞纸板的抗压强度与瓦楞的形状有 直接关系。 ▲U形：伸张性好，富有弹性。加工 时楞辊磨损慢。不会出现楞辊切断芯纸 的现象。 缺点是粘合剂用量大。
瓦楞纸板的抗压机理 瓦楞纸箱的抗压强度 影响瓦楞纸箱抗压强度的因素 瓦楞纸箱的抗压强度计算 瓦楞纸箱的抗压强度设计举例
一、瓦楞纸板的抗压机理
材料本身 结构的影响
一、瓦楞纸板的抗压机理-材料的影响
面纸——箱板纸：普通箱纸板，牛皮挂面箱纸板，牛 皮箱纸板 普通箱纸板，牛皮挂面箱纸板分三级： 优等品：适于制造重型、贵重、精细及冷藏物品包装 用的瓦楞纸板； 一等品：适于制造一般物品包装用的瓦楞纸板； 合格品：适于制造轻载瓦楞纸板。 牛皮箱纸板分：优等品和一等品，适用于制造重型、 贵重、精细及冷藏物品包装用的瓦楞纸板
瓦楞纸箱强度设计
流通环境对纸箱抗压强度的需求
抗压强度条件
PcK•G•Hh （8） h
式中，——纸箱的抗压强度，N
K ——安全系数
G ——包装件的重量，N
h ——包装件高度，
H ——堆码高度，
确定安全系数一般有两种方法：
▲经验法—储存期少于30天，K = 1.6
储存期30～100天，K = 1.65
储存期在100天以上，K = 2
▲计算法—取决于产品的价值、环境条件、堆码时间、堆码尺 寸、印刷开孔状况、装卸与搬运次数等。
抗压强度
1
计算公式为
K
ai
其中——安全影响因子
例：某产品出口，其纸箱的内 尺寸：500×350×250，产品及 内衬的总质量19，堆码9层，库 存时间10天，库存时最高湿度 75，采用柱形错位堆码，采用 1200*800托盘集装，托盘有间 隙，纸箱有手孔，小面积印刷 。试计算纸箱在贮存期间所需 的抗压强度。
由图可知，瓦楞高度 h = 2r ，瓦楞宽度 b = 4r ，根据惯性矩的 概念可知
Ix
A y2dA
0
其中，A 为横截面积
一、瓦楞纸ห้องสมุดไป่ตู้的抗压机理-结构的影响
一个瓦楞宽度的横截面积为
Ab1b223r
因为 b4r2h ，所以
Ab 1b 22 3rb 12 23
将 A 代入
Ix
A y2dA
环压指数（）=环压强度（）/试样定量（2）
则：环压强度=环压指数*试样定量
纸板耐破度： 耐破指数r(2)=耐破度(2)*100/试样定量Q(2) 则：耐破度 *100（2）
瓦楞纸板耐破度：0.95∑
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
设瓦楞半径 为 r ，面纸厚 度δ1，底衬纸 厚度δ2，芯纸 厚度δ3，
▲微型瓦楞：有F型（楞高0.75）、G型（0.5）、N型（楞高 0.46）、O型（楞高0.3）。
具有瓦楞纸板和硬纸板较佳的物理特性和印刷品质的双重效果。 其优点是： ①耐破度和挠伸性能极佳，且质轻板薄。 ②有优良的堆码强度和衬垫保护作用，并能进行高精度的图案印刷。 ③具有比E型楞更平滑、更好的印刷适应性，加工性能良好，材料成本 低
各种楞型对来自不同方向的压力，其承压能力不同
一、瓦楞纸板的抗压强度的有限元分析
楞型
楞高
样品重量
第一种约束方式
第二种约束方式
克重材料抗压效 屈曲载荷
率
屈曲载荷
克重材料抗压效 率
A
5 28.256g 243N
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
瓦楞纸板的楞型及特性 瓦楞高度以及每30长度上的瓦楞个数，称为瓦楞纸板的楞型。 常用的楞型有：A型（大）、B型（细）、C型（中）、E型（特 细）。 另有国际上普遍使用的楞型有：K型（特大）、F型（超细）以及 微型瓦楞和组合瓦楞。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
▲A型：瓦楞高而宽，富有弹性，缓冲性能好。垂直抗压强度高， 平压强度差。
▲B型：瓦楞低而密，有良好的印刷性能。平压和平行强度高， 缓冲性能差。
▲C型：介于A与B型之间，防振性接近A型，平压性接近B型， 原纸消耗比B型少，是欧美国家采用最多的楞型。
▲E型：是常用中最细的一种楞型，可适应胶版印刷，平压强度 好，垂直抗压强度与平行抗压强度接近，可代替硬纸板用于销售包 装。
一、瓦楞纸板的抗压机理-材料的影响
芯纸——瓦楞原纸：分为优等品、一等品和合格品。
优等品：为国际先进水平；
：瓦楞芯纸优等品中的最高水平；
：瓦楞芯纸优等品中的第二等级；
A：瓦楞芯纸优等品中的第三等级；
一等品：为国际一般水平； 合格品：为国内合格水平；
一、瓦楞纸板的抗压机理-材料的影响
原纸环压性能：
预计纸箱质量1，堆码载荷为：（19+1）*（9-1）*9.81=1569N
安全系数： K 1
1
4 .1
a i 0 .6 0 3 .7 0 4 .9 0 .9 0 .8 0 .9 0 .9
则纸箱抗压强度*P堆码=6432.9N
瓦楞纸箱强度设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
瓦楞纸板的层数及特性 ▲单面瓦楞纸板（二层纸板） ▲单瓦楞纸板（三层纸板） ▲双瓦楞纸板（五层纸板） 一般由A型和B型楞组合，也 有型、型、型，广泛用于运输 包装。
▲三瓦楞纸板（七层纸板） 通常楞型组合有型、型、型、 型用于重型产品包装。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
★各种楞型组合可得到高强度的瓦楞纸板，其优点是： ①外层为E型的纸板，有良好的双向强度，减少冲击和翘曲 ②内层为B型的纸板，有足够的刚性和平压强度。 ③中间层为A型的纸板，有良好的弹性，缓冲性能好。
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
▲K型：为特大型瓦楞，楞高一般在6.6～7.0，具有良好的缓冲和耐 冲击、耐捆扎性能，尤其适合制作箱衬隔板。
0
中，有
I x
h 2
2
b 1
h 2
2
b 2
A y2dA
0
1 2
h 31
1 2
h 3 2
r 3 3
h3
1 2
1
1 2
2
1 8
3
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
瓦楞的形状及特性：从瓦楞纸板横截 面看到的波形就是瓦楞的形状。 瓦楞纸板的抗压强度与瓦楞的形状有 直接关系。 ▲U形：伸张性好，富有弹性。加工 时楞辊磨损慢。不会出现楞辊切断芯纸 的现象。 缺点是粘合剂用量大。
瓦楞纸板的抗压机理 瓦楞纸箱的抗压强度 影响瓦楞纸箱抗压强度的因素 瓦楞纸箱的抗压强度计算 瓦楞纸箱的抗压强度设计举例
一、瓦楞纸板的抗压机理
材料本身 结构的影响
一、瓦楞纸板的抗压机理-材料的影响
面纸——箱板纸：普通箱纸板，牛皮挂面箱纸板，牛 皮箱纸板 普通箱纸板，牛皮挂面箱纸板分三级： 优等品：适于制造重型、贵重、精细及冷藏物品包装 用的瓦楞纸板； 一等品：适于制造一般物品包装用的瓦楞纸板； 合格品：适于制造轻载瓦楞纸板。 牛皮箱纸板分：优等品和一等品，适用于制造重型、 贵重、精细及冷藏物品包装用的瓦楞纸板
瓦楞纸箱强度设计
流通环境对纸箱抗压强度的需求
抗压强度条件
PcK•G•Hh （8） h
式中，——纸箱的抗压强度，N
K ——安全系数
G ——包装件的重量，N
h ——包装件高度，
H ——堆码高度，
确定安全系数一般有两种方法：
▲经验法—储存期少于30天，K = 1.6
储存期30～100天，K = 1.65
储存期在100天以上，K = 2
▲计算法—取决于产品的价值、环境条件、堆码时间、堆码尺 寸、印刷开孔状况、装卸与搬运次数等。
抗压强度
1
计算公式为
K
ai
其中——安全影响因子
例：某产品出口，其纸箱的内 尺寸：500×350×250，产品及 内衬的总质量19，堆码9层，库 存时间10天，库存时最高湿度 75，采用柱形错位堆码，采用 1200*800托盘集装，托盘有间 隙，纸箱有手孔，小面积印刷 。试计算纸箱在贮存期间所需 的抗压强度。
由图可知，瓦楞高度 h = 2r ，瓦楞宽度 b = 4r ，根据惯性矩的 概念可知
Ix
A y2dA
0
其中，A 为横截面积
一、瓦楞纸ห้องสมุดไป่ตู้的抗压机理-结构的影响
一个瓦楞宽度的横截面积为
Ab1b223r
因为 b4r2h ，所以
Ab 1b 22 3rb 12 23
将 A 代入
Ix
A y2dA
环压指数（）=环压强度（）/试样定量（2）
则：环压强度=环压指数*试样定量
纸板耐破度： 耐破指数r(2)=耐破度(2)*100/试样定量Q(2) 则：耐破度 *100（2）
瓦楞纸板耐破度：0.95∑
一、瓦楞纸板的抗压机理-结构的影响
设瓦楞半径 为 r ，面纸厚 度δ1，底衬纸 厚度δ2，芯纸 厚度δ3，
▲微型瓦楞：有F型（楞高0.75）、G型（0.5）、N型（楞高 0.46）、O型（楞高0.3）。
具有瓦楞纸板和硬纸板较佳的物理特性和印刷品质的双重效果。 其优点是： ①耐破度和挠伸性能极佳，且质轻板薄。 ②有优良的堆码强度和衬垫保护作用，并能进行高精度的图案印刷。 ③具有比E型楞更平滑、更好的印刷适应性，加工性能良好，材料成本 低
各种楞型对来自不同方向的压力，其承压能力不同
一、瓦楞纸板的抗压强度的有限元分析
楞型
楞高
样品重量
第一种约束方式
第二种约束方式
克重材料抗压效 屈曲载荷
率
屈曲载荷
克重材料抗压效 率
A
5 28.256g 243N