Digitalizacja tektury falistej

• Autorzy: Garbowski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/54.2022.12.2

Warianty tytułu

EN

Digitization of corrugated board

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Digitalizacja tektury falistej jest zagadnieniem bardzo aktualnym i często podejmowanym przez naukowców w ostatnich dekadach. Jest to niewątpliwie związane z ogólnoświatowym trendem dotyczącym optymalizacji produktu, jak również z optymalnym zużyciem surowców, czyli pośrednio także z ochroną środowiska. W niniejszej pracy pokazano dwie ścieżki postępowania w procesie digitalizacji tektury falistej. W pierwszej wykorzystuje się podstawowe badania laboratoryjne papieru, dodatkowo należy precyzyjnie ukształtować geometrię warstw przekroju, wykorzystując odpowiednie techniki numeryczne i dobrać poprawny model materiałowy do każdej warstwy. Druga ścieżka oparta jest na badaniach samej tektury falistej – w tym przypadku najistotniejszy jest odpowiedni dobór badań laboratoryjnych, tak aby uzyskać wszystkie parametry konstytutywne niezbędne do zbudowania zdigitalizowanego modelu tektury falistej. Celem niniejszej pracy było szczegółowe przeanalizowanie obydwu technik oraz wskazanie wad i zalet związanych z ich stosowaniem.

EN

Digitization of corrugated board is a very current issue and often taken up by scientists in recent decades. This is undoubtedly related to the global trend for product optimization and thus also to the optimal use of raw materials, and indirectly also to environmental protection. This paper shows two ways of proceeding in the process of digitizing corrugated board. In the first of the possible paths, basic laboratory tests of paper are used, additionally, the geometry of the cross-section layers should be precisely while using appropriate numerical techniques and, in the last step, the correct material model for each layer should be selected. The second path is based on testing the corrugated board itself – in this case, the most important thing is, of course, the appropriate selection of laboratory tests in order to obtain all the constitutive parameters necessary to build a digitized model of corrugated board. In this paper, both paths are analyzed in detail, and the advantages and disadvantages associated with the use of both techniques are indicated.

Słowa kluczowe

PL

tektura falista; badania laboratoryjne; metoda elementów skończonych

EN

corrugated board; laboratory tests; finite element method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 12
• Strony: 683--686
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Garbowski Tomasz

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Inżynierii Środowiska i Inżynierii Mechanicznej, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań

Bibliografia

• [1] Andrzejak K., Garbowski T. 2021. “The influence of analog and digital printing on the strength parameters of corrugated board”. Przegląd Papierniczy 77 (11) : 593-599. https://doi.org/10.15199/54.2021.11.2
• [2] Biancolini M.E.2005. “ Evaluation of equivalent stiffness properties of corrugated board”. Comp. Struct. 69 : 322-328.
• [3] Buannic N., Cartraud P., Quesnel T. 2003. “Homogenization of corrugated core sandwich panels”. Comp. Struct. 59 : 299-312.
• [4] Czechowski L., Kmita-Fudalej G., Szewczyk W., Gralewski J., Bieńkowska M. 2021. „Numerical and experimental study of five-layer non-symmetrical paperboard panel stiffness”. Materials 14, 7453.
• [5] Fadiji T., Ambaw A., Coetzee C.J., Berry T.M., Opara U.L. 2018. “Application of finite element analysis to predict the mechanical strength of ventilated corrugated paperboard packaging for handling fresh produce”. Biosyst. Eng. 174 : 260-281.
• [6] http://fematsystems.pl/bse-system/
• [7] Frank B., Cash D. 2022. “Edge crush testing methods and box compression modeling”. Tappi Journal 21 (8) : 418-433.
• [8] Gajewski T., Garbowski T., Staszak N., Kuca M. 2021. „Crushing of Double-Walled Corrugated Board and Its Influence on the Load Capacity of Various Boxes”. Energies 14, 4321. https://doi.org/10.3390/ en14144321
• [9] Garbowski T. 2022. “Optimal corrugated board - what does it mean”. Przegląd Papierniczy 78 (9) : 517-524. https://doi.org/10.15199/54.2022.9.1
• [10] Garbowski T. 2022. “Influence of initial imperfections on edge crush resistance of corrugated board”. Przegląd Papierniczy 78 (6) : 337-341. https://doi.org/10.15199/54.2022.6.1
• [11] Garbowski T., Andrzejak K. 2022.“Relationship between SCT of paper and ECT of single-wall corrugated board”. Przegląd Papierniczy 78 (4) : 210-216. https://doi.org/10.15199/54.2022.4.1
• [12] Garbowski T., Czelusta I., Graczyk Ł. 2018.„Computeraidedestimation of corrugated board box compression strength. Part 1. The influence of flute crash on basic properties of corrugated board”. Przegląd Pa- pierniczy 74 (6) : 381-388. https://doi.org/10.15199/54.2018.6.1
• [13] GarbowskiT.,AndrzejakK.2022.“Frompapertocorrugatedboard- modeling the edge crush test”. Przegląd Papierniczy 78 (5) : 271-277. https://doi.org/10.15199/54.2022.5.1
• [14] Garbowski T., Gajewski T., Mrówczyński D., Jędrzejczak R. 2021. „Crushing of Single-Walled Corrugated Board during Converting: Experimental and Numerical Study”. Energies 14, 3203. https://doi. org/10.3390/en14113203
• [15] Garbowski T., Garbowska L.2018. “Computer aided estimation of corrugated board box compression strength. Part 2. The sensitivity analysis in selected laboratory tests of corrugated board”. Przegląd Papierniczy 74 (8) : 435-440.
• [16] Garbowski T., Garbowska L. 2018.“Computer aided estimation of corrugated board box compression strength. Part 3. Laboratory-numerical procedure for an identification of elastic properties of corrugated board”. Przegląd Papierniczy 74 (9) : 577-585.
• [17] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Numerical Strength Estimate of Corrugated Board Packages. Part 1. Theoretical Assumptions in Numerical Modeling of Paperboard Packages”. Przegląd Papierniczy 70 (4) : 219-222.
• [18] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Numerical Strength Estimate of Corrugated Board Packages. Part 2. Experimental tests and numerical analysis of paperboard packa ges”. Przegląd Papierniczy 70 (5) : 277-281.
• [19] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014.“Homogenization of Corrugated Paperboard. Part 1. Analytical homogenization”. Przegląd Papierniczy 70 (6) : 345-349.
• [20] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Homogenization of Corrugated Paperboard. Part 2. Numerical homogenization”. Przegląd Papierniczy 70 (7) : 390-394.
• [21] Garbowski T., Knitter-Piątkowska A. 2022.„Analytical determination of the bending stiffness of a five-layer corrugated cardboard with imperfections”. Materials 15 (2) : 663. https://doi.org/10.3390/ma15020663
• [22] Garbowski T., Knitter-Piątkowska A., Mrówczyński D. 2021. „Numerical Homogenization of Multi-Layered Corrugated Cardboard with Creasing or Perforation”. Materials 14, 3786. https://doi.org/10.3390/ ma14143786
• [23] Harrysson A., Ristinmaa M. 2008. “Large strain elasto-plastic model of paper and corrugated board”. International Journal of Solids and Structures 45 : 3334-3352.
• [24] Hill R. 1948. “A theory of the yielding and plastic flow in anisotropic metals”. Proc. Royal Soc. 193 : 281-297.
• [25] Hoffman O. 1967. “The brittle strength of orthotropic materials”. Journal of Composite Materials 1 : 200-206.
• [26] Makela P., Ostlund S. 2003.“Orthotropic elasticplastic material model for paper materials.” Int. J. Solids Structures 40 : 5599-5620.
• [27] Marek A., Garbowski T. 2015. “Homogenization of sandwich panels”. Computer Assisted Methods in Engineering and Science 22 (1) : 39-50.
• [28] Mrówczyński D., Knitter-Piątkowska A., Garbowski T. 2022. „Non-local sensitivity analysis and numerical homogenization in optimal design of single-wall corrugated board packaging”. Materials 15 (3) : 720. https://doi.org/10.3390/ma15030720
• [29] Mrówczyński D., Knitter-Piątkowska A., Garbowski T. 2022.„Optimal Design of Double-Walled Corrugated Board Packaging”. Materials 15, 2149. https://doi.org/10.3390/ma15062149
• [30] Mrówczyński D., Knitter-Piątkowska A., Garbowski T. 2022.„Numerical Homogenization of Single-Walled Corrugated Board with Imperfections”. Applied Sciences 12, 9632. doi.org/10.3390/app12199632
• [31] Park J., Chang S., Jung H.M. 2020.“Numerical prediction of equivalent mechanical properties of corrugated paperboard by 3D finite element analysis”. Appl. Sci. 10, 7973.
• [32] Park J., Park M., Choi D.S., Jung H.M., Hwang S.W. 2020. “Finite element-based simulation for edgewise compression behavior of corrugated paperboard for packing of agricultural products”. Appl. Sci. 10, 6716.
• [33] Pidl R., Fehér L., Böröcz P. 2022. “The Effect of Side Wall Cutout Sizes on Corrugated Box Compression Strength in the Function of Length-to-Width Ratios—An Experimental Study”. Appl. Sci. 12, 6939. https:// doi.org/10.3390/app12146939
• [34] Suarez B., Muneta M.L.M., Sanz-Bobi J.D., Romero G. 2021. “Application of homogenization approaches to the numerical analysis of seating made of multi-wall corrugated cardboard”. Compos. Struct. 262, 113642.
• [35] Tsai S.W., Wu E.M. 1971. “A general theory of strength for anisotropic materials”. Journal of Composite Materials 5 : 58-80.
• [36] Xia Q.S., Boyce M.C., Parks D.M. 2002. “A constitutive model for the anisotropic elasticplastic deformation of paper and paperboard”. International Journal of Solids and Structures 39 : 4053-4071.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).