Como posso usar a rigidez de dobra de papelão ondulado para determinar as alturas máximas de empilhamento de paletes carregadas com garrafas de vidro?


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Eu estou fazendo um projeto no momento que envolve melhorar a operação de embalagem no trabalho. No momento, estou procurando maneiras de melhorar a seleção de embalagens com base em princípios de engenharia, em vez de adivinhar o trabalho, que é o que está sendo usado atualmente.

Fazemos muitas formas e tamanhos de garrafas e um dos principais problemas que temos são os paletes que entram em colapso devido à fraca seleção de embalagens. O problema principal é mostrado na imagem abaixo - as garrafas no meu esboço mostram uma seção transversal de uma pilha de garrafas.

Bottle stack sketch.

Como você pode ver, o 'vazio' na base da garrafa, que chamamos de 'empurrão', é freqüentemente grande o suficiente para permitir que o gargalo da garrafa inferior se mova uma distância considerável para dentro dela. Isso faz com que o papelão ondulado seja comprimido entre as duas garrafas e, na verdade, é uma situação de carga de viga de 4 pontos, com a orientação das forças invertidas em 180 graus (em relação à sua orientação no padrão de teste).

Eu gostaria de saber como posso relacionar os valores de um teste de rigidez de flexão de 4 pontos (BS ISO 5628: 2012) e usar esses valores para selecionar um grau de papelão corrugado apropriado, com base na situação de carga esperada de 4 pontos para cada garrafa.

Do meu conhecimento limitado de vigas, acho que precisaria:

  • Defina uma carga máxima com base na massa esperada de garrafas acima da ponto em que a carga máxima é esperada (isto é, no pescoço do garrafa mais baixa na pilha.)
  • definir uma deflexão máxima permitida para trabalhar de volta e encontrar uma rigidez que corresponderia a este deflexão.
  • introduzir os comprimentos e posições das forças com base em a geometria da garrafa.

Alguns pontos que eu não consegui abordar:

  • As minhas suposições fundamentais são uma flexão de 4 pontos situação correta? Fazemos garrafas redondas e quadradas que complicam muito a situação de carregamento. Obviamente, no meu modelo, estou considerando apenas uma seção cruzada para relacionar isso a um teste de carregamento de 4 pontos.
  • Existem muitas garrafas em cada camada de um palete. Na minha abordagem eu optaram por simplificar o modelo considerando apenas a massa diretamente acima de uma única garrafa. Não tenho certeza, por exemplo, como significativa a contribuição das forças de atrito do garrafas circundantes é.

EDITAR: Nós não usamos caixas de papelão. Usamos ou almofadas ou bandejas. Em ambos os casos, o carregamento é sempre normal à face plana do cartão. A compressão de bordas nunca ocorre com nossa embalagem.

Eu realmente aprecio qualquer feedback. Obrigado.


Na maioria das vezes, as caixas estão se apoiando nas paredes. Você pode adicionar algumas inserções de papelão para apoiar a placa acima.
ratchet freak

A rigidez do papelão muda com o teor de umidade ou a embalagem estará sempre seca?
Solar Mike

@ aberração de rotina. Editado para maior clareza
Phizzy

@Solar Mike. Uma vez que o palete é montado, é selado dentro de um saco retráctil hermético. O teor inicial de umidade é difícil de determinar, infelizmente. Testes precisariam ser feitos perto do uso ou todas as embalagens precisariam ser mantidas em uma área controlada pelo clima, ambas questões importantes.
Phizzy

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Este tipo de prancha tem rigidez diferente ao longo das ondulações. Na sua foto, a "dobra de 4 pontos" pode, na verdade, ser a deformação da superfície inferior da placa que está em compressão. Pode ser melhor usar duas placas mais finas com as ondulações orientadas a 90 graus umas das outras entre cada camada de garrafas, em vez de uma placa grossa.
alephzero
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