Введение к работе
Актуальность темы. Картонная и бумажная тара занимают ведущее место в тароупаковочной отрасли. Из всех видов тароупаковочных материалов более 50 % приходится на долю материалов из волокнистых полуфабрикатов, которые обладают важнейшими преимуществами: возможностью многократной вторичной переработки и максимальной экологичностью.
Важнейшей проблемой отечественных предприятий, выпускающих тарный картон, является оценка качества. Необходимо отметить, что российские предприятия с трудом переходят на мировые стандарты оценки качества целлюлозно-бумажной продукции. Повышение требований, предъявляемых к упаковке, заставляет производителей тары совершенствовать как технологию, так и методы испытания. Прогнозировать поведение гофроящика при использовании без учета жесткости при изгибе затруднительно. Однако данная характеристика практически не контролируется при производстве бумаги и картона на отечественных предприятиях.
Оценка жесткости при изгибе (важнейшей характеристики тарного картона) в настоящее время проводится с использованием в основном статических методов и допущением, что материал работает упруго. В связи с этим учет пластических деформаций при расчете жесткости при изгибе и определения влияния на них технологических факторов является актуальным.
Целью работы является: исследование влияния пластических деформаций, возникающих в образце при испытаниях на измеряемую величину жесткости при изгибе бумаги для гофрирования.
Для реализации данной цели поставлены и решены следующие задачи:
1) уточнить пригодность математического аппарата, учитывающего возникновение пластических деформаций при испытании на изгиб волокнистых материалов, для расчета жесткости при изгибе бумаги для гофрирования;
2) определить влияние геометрического фактора на величину пластических деформаций, возникающих в образце при измерении жесткости при изгибе;
3) исследовать влияние фундаментальных свойств целлюлозного волокна на величину пластических деформаций, возникающих в образце при измерении жесткости при изгибе;
4) исследовать влияние технологических факторов производства бумаги для гофрирования на величину пластических деформаций, возникающих при измерении жесткости при изгибе;
5) провести анализ влияния исследуемых факторов на реальную жесткость при изгибе, рассчитанную с учетом возникающих пластических деформаций.
Научная новизна. Автором диссертационной работы впервые получены следующие научные данные:
1. Развиты научные представления о механическом поведении бумаги для гофрирования при испытании на изгиб, что является теоретической основой для совершенствования методик испытания целлюлозно-бумажных материалов на изгиб и расчета величины жесткости при изгибе;
2. Получены новые данные о величине зон пластической деформации в образце бумаги для гофрирования, в зависимости от структурно-размерных характеристик и технологических параметров.
Практическая ценность. Усовершенствован метод расчета жесткости при изгибе волокнистых целлюлозно-бумажных материалов, который позволит более точно конструировать тару, учитывая пластические деформации.
Разработано программное обеспечение, зарегистрированное в Роспатенте, позволяющее проводить математическую обработку экспериментальных данных, полученных при испытании на изгиб образцов бумаги и картона.
Полученные данные являются основой для совершенствования технологии получения и переработки бумаги для гофрирования, а также направленного регулирования ее потребительских свойств.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на Международных конференциях в г. Караваево (2009, 2010 г.) и в г. Санкт-Петербург (2009, 2010 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях Архангельского государственного технического университета (2008 – 2010 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя: введение; аналитический обзор; методическую часть; экспериментальную часть, включающую пять разделов; общие выводы; приложение. Содержание работы изложено на 159 страницах, включая 70 рисунков и 36 таблиц, библиографию из 138 наименований.
