一、包裝功能 a 保護功能：即保護商品使用價值，這是包裝的首要功能。 b 方便功能：主要體現在方便儲運，方便使用和方便銷售。 c 促銷功能：主要表現在包裝件的外觀方面，造型和裝潢是否符合新潮流將起主要作用。 二、包裝結構設計原則 a 科學性 科學性原則就是應用先進正確的設計方法，應用恰當合適的結構材料及加工工藝，使設計標準化、系列化和通用化，符合有關法規，產品適應批量機械化自動生產。 b 可靠性 可靠性原則就是包裝結構設計應具有足夠的強度、剛度和穩定性，在流通過程能承受住外界各種因素作用和影響。 c 美觀性 美觀性就是要包裝結構設計達到造型和裝潢設計中的美學要求，其中包括結構形態六要素和結構形式六法則。 d 經濟性 它是包裝結構設計的重要原則，要求合理選擇材料、減少原材料成本、降低原材料消耗，要求設計程序合理、提高工作效率、減低成本等。 包裝結構設計基本因素 一、內裝物 a 內裝物的物理性質固態、液態、粉狀、和氣態。 b 內裝物的化學性質易損性、變形性、耐水性、耐濕性、防銹性和抗霉性等。 c 內裝物應用領域食品、醫藥、電子、化工等。 二、包裝容器設計的材料 現代包裝工業中重要的包裝材料有紙、紙板、塑料、金屬、玻璃、陶瓷及各種復合材料等。 a 材料的物理性質:透明、厚度、阻隔性等。 b 材料的化學性質：化學穩定性、安全性、防腐、防銹特性等。 c 材料的機械性質：強度、彈性模量等。 d 材料的成型工藝：流變性、可塑性等。 e 材料的可裝飾性：印刷適性、光滑度等。 三、流通環境條件 a 物理因素:沖擊振動和堆碼靜壓等 b 生物化學因素：溫度、濕度、雨水、輻射、有害氣體、微生物等。 c 人為因素：野蠻裝卸和假冒偷換等在設計時就要考慮包裝件在上述流通環境下所采取的措施和所第六節 包裝結構設計力學原理包裝結構設計中包含了許多力學基本原理，如容器的抗壓強度、剛度和穩定性計算；應力集中問題；壓力容器的強度計算；金屬結構的彎曲、沖壓成型中的力學問題等等。本節對力學的這些基本理論和應用進行簡單的介紹，在今后還應結合具體學習內容進一步學習。 1、材料拉伸力學性能 以工程應用最為廣泛、力學性能最有代表性的低碳鋼為例，其拉伸試驗圖如下： 其分為四個主要階段： 1)、彈性階段：oa 段，當外力撤除時，變形完全恢復。 2)、屈服階段：ac 段，此時有晶體滑移現象，暫時失去抵抗變形的能力，并產生塑性變 形。 3)、強化階段：cd 段，產生不可恢復的塑性變形。 4)、局部變形：de 段，頸縮直到斷裂。 當結構設計時，一般要求受力材料在彈性范圍內。但當沖壓加工等生產過程中則應利用材料塑性變形的特性。 一、材料的力學性質 容器的力學性質不僅與結構有關，而且還與材料的力學性能密切相差，所以必須研究材料的力學性能。力學性能是通過試驗方法來測定上，一般通過拉伸與壓縮試驗來進行測試。 2、材料其它力學性能 材料的蠕變性能：在一定溫度與應力(低于屈服點)下，材料隨時間 緩慢地發生塑性變形的現象。金屬材料在高溫下才有蠕變現象，而聚合物在常溫下也會發生。應力松馳：在規定溫度與初始變形的條件下，材料的應力隨時間而逐漸減小的現象稱作應力松馳。材料在交變應力作用下的疲勞極限：在運輸過程中包裝件在振動與沖擊的反復作用下，在受到的應力遠低于屈服極限時，經過一段時間后會遭到破壞。所以在結構設計時要考慮到疲勞極限，減少應力集中，提高產品表面的光潔度等。材料硬度：硬度有多種度量方法，一般是采用壓痕法，即表示材料在一個小的體積范圍內抵抗塑性變形的能力。材料的斷裂韌度：反映材料抵抗裂紋擴展的能力，由試驗測試得出。 3、材料設計指標與應用 強度指標：反映材料抵抗塑性變形的能力指標，如屈服極限、強度極限、疲勞極限、蠕變極限等，是強度計算的主要依據。剛度指標：反映材料抵抗彈性變形的能力的指標，如彈性模量、切變模量等，在涉及構件彈性變形的問題時，如剛度、靜不定和穩定問題的計算都要用到這些指標。塑性指標：表示材料可產生塑性變形量的程度，如斷面收縮率等，這是材料沖壓成型設計的基礎。韌度指標：反映材料強度和塑性的綜合表現，是能量指標。反映材料在變形或斷裂過程中吸收能量的能力。是選擇材料的一個重要指標。 二、材料的強度計算 材料在拉壓、扭轉、彎曲等基本變形情況下，當所受最大應力超過材料的強度極限時就可能破壞，所以設計時要進行相應的強度校核： 常用的強度理論有： 最大拉應力理論：只要構件承受的最大拉應力達到材料的極限應力值時就會引起材料的破壞。 最大伸長線應變理論：只要材料最大線應變達到某一個極限應變值時，就會引起材料的脆性斷裂。 最大切應力理論：只要構件中最大切應力達到某一個極限切應力值時，就會引起材料的塑性屈服。 形狀改變比能理論：只要構件的形狀改變比能達到某一極限值，就會發生塑性屈服 。 薄壁壓力容器強度計算在金屬容器結構設計中，當具有較大的內壓時(如噴霧罐等)，必須進行強度計算，從而選擇合適的材料及厚度等參數，計算如下： 三、結構的剛度問題 在包裝結構設計中要考慮的一個很重要的問題就是結構的剛度問題，包裝容器如紙箱、紙合、金屬罐、塑料容器等都必須具有一定的剛度，即結構抵抗變形的能力，這樣才能較好的保護好產品和包裝結構本身。 不同的結構有不同的剛度計算方法，在設計時應根據具體情況加以選擇。一般來說，提高構件剛度的方法主要有： 選擇彈性模量較大的材料。 提高材料厚度與抗彎截面模量 在結構上增加加強筯(如鋼桶、罐、塑料容器等) 四、結構的穩定性計算 當細長桿件或薄壁結構(如木箱結構中的立柱、瓦楞紙箱板等)受到壓力作用時，即使受到的應力遠低于材料的強度極限，也會由于失去平衡而突然快速變形，甚至破壞，這種現象稱作失穩。對細長桿，臨界壓力可由歐拉公式確定： 對中小柔度桿則應采用經驗公式，可參考一般的材料力學教材。 提高結構穩定性的主要措施有： 減小壓桿的長度。 選擇合理的截面形狀，盡量增加截面慣性矩的大小。 增大桿或板端部約束。 選擇彈性模量較大的材料

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