在運輸和裝卸過程中受制于運輸環境的影響,不可避免的會有各種各樣的傾斜、晃動等沖擊力,會造成內裝物在箱內的移動,為了避免因內裝物與木包裝箱之間產生相對的位移導致內裝物及包裝破損等質量事故的發生。需要包裝箱有足夠的強度在裝卸、運輸和儲存的過程中,具有很好的抗沖擊性來確保貨物不會在流通過程中損壞。
包裝箱強度是抵抗破壞的能力,是在一定載荷作用下不發生斷裂或顯著的塑性變形,是衡量包裝箱本身承載能力(即抵抗失效能力)的重要指標。其主要研究內容包括材料強度和結構強度兩方面。材料強度指材料在不同影響因素下的各種力學性能指標。影響因素包括材料的化學成分、加工工藝、應力狀態,載荷性質、加載速率、溫度和介質等。
按照材料的性質,材料強度分為脆性材料強度、塑性材料強度和帶裂紋材料的強度。脆性材料受載后斷裂比較突然,幾乎沒有塑性變形,以其強度極限為強度指標。強度極限包括抗拉強度極限和抗壓強度極限。塑性材料在斷裂前有較大塑性變形,它在卸載后不能消失,也稱殘余變形,以其屈服極限為強度指標。對于沒有屈服現象的塑性材料,取與0.2%的塑性變形相對應的應力為名義屈服極限,用0o.2表示。帶裂紋材料的強度常低于材料的強度極限,計算強度時要考慮材料的斷裂韌性(見斷裂力學分析)。
在木制包裝箱設計中是按照內裝物的形狀、重量等性質,來設計木包裝箱的載重強度,木包裝箱的抗沖擊強度有靜強度、沖擊強度和疲勞強度。木包裝箱在靜載荷下的強度,根據材料的性質,分別用屈服極限或強度極限作為計算強度的標準。木包裝箱受沖擊載荷時,屈服極限和強度極限都有所提高。木包裝箱受循環應力作用時的強度,通常以材料的疲勞極限為計算強度的標準。
按照環境條件,材料強度有高溫強度和腐蝕強度等。高溫強度包括蠕變強度和持久強度。此外,木包裝箱受環境介質影響的應力腐蝕斷裂和腐蝕疲勞等材料強度問題。結構強度指機械零件和機械結構的強度。它涉及力學模型簡化、應力分析方法、材料強度、強度準則和安全系數。不同力學模型的強度問題有不同的力學計算方法。材料力學一般研究桿的強度計算,結構力學分析桿系(桁架、剛架等)的內力和變形,其他形狀物體屬于彈塑性力學的研究對象。要解決木包裝箱結構強度問題,除應力分析之外,還要考慮材料強度和強度準則,并研究它們之間的關系。
根據木包裝箱設計及檢驗規范 ,解決木包裝箱結構強度問題的步驟是:①分析計算構件危險點上的應力;②確定危險點的主應力;③選用適當的強度理論計算其相當應力,然后運用強度條件進行強度計算。如今,應用有限元方法進行CAE分析以后,優化木包裝箱設計成為現實的問題,可以先提出一些具體的設計目標(例如要求結構重量最小),然后尋求木包裝箱的結構形式。