2.3 包裝材料
    包裝材料指的是用于制造包裝容器和構(gòu)成產(chǎn)品包裝的材料的總稱，它的種類包括木材、紙與紙板、玻璃、陶瓷、金屬、塑料、纖維織物、復(fù)合材料以及諸如粘合劑、涂覆材料等各種輔助包裝材料，其中紙與紙板、塑料、金屬、玻璃成為包裝工業(yè)的四大材料支柱。
    包裝材料學(xué)研究用于包裝的各種原材料的種類、性能、應(yīng)用范圍及加工工藝過程。在包裝材料的研制、開發(fā)和加工工藝過程中，包含著許多復(fù)雜而又深刻的力學(xué)問題。例如，雙向拉伸塑料薄膜加工過程中，拉伸工藝選擇、熱處理定型及溫度、雙向張力、拉伸速度等控制對薄膜的機械力學(xué)性能、阻隔性及透明性等均具有決定性的影響。
    各類包裝材料加工工藝中的力學(xué)問題可參見有關(guān)材料科學(xué)著作，這里不作詳述。
     緩沖包裝材料是包裝材料中應(yīng)用最為廣泛的一類材料，主要有發(fā)泡塑料、瓦楞紙板、蜂窩紙板、模塑制品、氣泡薄膜、纖維、碎屑狀材料、橡膠等。這類材料主要用于運輸包裝，緩沖特性是其最為重要的性能，它一方面減弱產(chǎn)品對外界激勵的響應(yīng)，另一方面又耗散外界激勵的能量。表征材料的緩沖特性最經(jīng)典的方法是采用靜態(tài)或動態(tài)材料本構(gòu)關(guān)系。1952年Jansen提出基于變形能的緩沖系數(shù)概念來表征緩沖包裝材料的性能，后來又?jǐn)U展為動態(tài)緩沖系數(shù)概念。1961年Franklin和Hatae提出了最大加速度———靜應(yīng)力曲線。緩沖系數(shù)在緩沖包裝設(shè)計方面有著重要應(yīng)用，但要測取這些曲線，試驗工作量十分巨大。McDaniel和Oykide,Cost率先對緩沖包裝材料的性能進(jìn)行了理論分析，胡強等對泡沫塑料襯墊提出了29個參數(shù)的非線性粘彈性模型，高德考慮溫度、多次沖擊、層數(shù)、變形種類等因素，提出了瓦楞紙板緩沖的理論模型，并進(jìn)行了參數(shù)識別。梁艷春將結(jié)構(gòu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、模糊自適應(yīng)控制技術(shù)以及進(jìn)化計算應(yīng)用于具有三次非線性和雙曲正切非線性的緩沖包裝材料模型識別問題，較好地獲得了其非線性特征。
    緩沖材料過去一直以發(fā)泡塑料為主，隨著環(huán)境保護(hù)要求的發(fā)展，一批環(huán)保型緩沖材料已廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品包裝，如植物纖維材料、蜂窩紙板、多層瓦楞紙板和紙漿模塑制品等。這類新型緩沖材料的研制開發(fā)和緩沖特征的表征正在成為包裝力學(xué)研究的重點領(lǐng)域。
2.4 包裝容器
     包裝容器可分為各類紙盒、瓦楞紙箱、塑料容器、玻璃容器、金屬容器和木容器等。瓦楞紙箱由于其重量輕、成本低、易加工印刷、易折疊、無公害等突出優(yōu)點，目前已成為最為重要的運輸包裝容器，廣泛應(yīng)用于食品、飲料、水果、家電、日用百貨、玻璃及陶瓷制品等的包裝。瓦楞紙箱的抗壓性能是評價瓦楞紙箱的重要指標(biāo)。試驗研究表明，瓦楞紙箱的抗壓強度與紙箱周長、長寬比、高度、原紙環(huán)壓強度、瓦楞楞型、瓦楞紙板種類、堆碼時間、溫濕度等有著較為復(fù)雜的關(guān)系，同時與開孔位置、印刷面積、制造技術(shù)等也有關(guān)。根據(jù)試驗總結(jié)而得到的瓦楞紙箱抗壓強度經(jīng)驗公式很多,，如Kellicutt公式、Maltenfort公式、Wolf公式、Makee公式、APM公司計算方法等，其中Kellicutt公式最為人們重視�；�于這些公式的計算結(jié)果與實測還存在著較大差距。目前還沒有理論公式來預(yù)測紙箱的抗壓強度。玻璃瓶罐是又一類廣泛使用的包裝容器。對影響玻璃瓶罐結(jié)構(gòu)強度（抗張強度、內(nèi)壓強度、熱沖擊強度、機械沖擊強度、倒轉(zhuǎn)強度、垂直載荷強度、水沖強度、跌落強度等）的因素前人已作過廣泛的試驗研究與理論分析。我們知道，瓶重、大、易破碎是玻璃瓶罐的一致命弱點。降低壁厚、減輕瓶重、提高強度是當(dāng)前玻璃容器生產(chǎn)中引人注目的重要技術(shù)改革，是現(xiàn)代輕量瓶研制和生產(chǎn)的主要課題。為了提高玻璃瓶罐的強度和防止玻璃瓶罐由于表面劃傷而降低強度，一方面玻璃瓶罐要有正確的造型設(shè)計，另一方面要對瓶罐表面進(jìn)行增強處理。雖然目前有許多種玻璃瓶罐表面強化方法，但對這類強化的細(xì)微觀力學(xué)機理研究幾乎還是空白。
    塑料瓶因具有許多優(yōu)異的性能而被廣泛應(yīng)用于液體食品和藥品包裝上，大有取代普通玻璃瓶的趨勢。目前包裝上應(yīng)用的塑料瓶品種PE,PP,PVC,PET,PS和PC等。通過改進(jìn)材料和制瓶成型工藝提高其阻隔性，通過提高拉伸倍率在提高瓶體強度和氣密性的同時降低瓶體重量，是塑料瓶發(fā)展的方向.
    有限元仿真技術(shù)應(yīng)用于制瓶成型工藝過程，對于提高塑料瓶的設(shè)計和制造水平、改進(jìn)工藝參數(shù)和過程有著十分重要的作用。
2.5 緩沖包裝設(shè)計方法
    緩沖包裝設(shè)計指根據(jù)產(chǎn)品脆值、運輸環(huán)境條件和緩沖材料的特性等，運用緩沖包裝理論設(shè)計防震緩沖結(jié)構(gòu).80年代提出的緩沖包裝設(shè)計的五步法和六步法至今仍廣為應(yīng)用，這一方法屬定值設(shè)計范疇。實際上，流通環(huán)境條件、產(chǎn)品脆值、緩沖材料性能、緩沖結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)等都具有隨機特征，用概率描述緩沖包裝保護(hù)產(chǎn)品的能力更科學(xué)也更合理。為此，1977年王志偉在引入緩沖包裝失效概率、可靠指標(biāo)、狀態(tài)函數(shù)等概念后，提出了基于概率理論的緩沖包裝概率設(shè)計方法，并提出了最適度緩沖包裝的概念，為進(jìn)行最經(jīng)濟、最適度緩沖包裝設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)］。吳為漢等探討了物流過程中的包裝可靠性問題�，F(xiàn)代計算技術(shù)與計算機技術(shù)應(yīng)用于緩沖包裝設(shè)計有著廣闊的前景。利用計算機，我們可以對緩沖包裝系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值分析和仿真實驗，使緩沖包裝設(shè)計、分析、優(yōu)化一體化。目前，國內(nèi)外在這方面的工作不多，大量的文獻(xiàn)還僅停留在包裝容器的計算機輔助設(shè)計。
    綜上所述，包裝力學(xué)作為包裝工程學(xué)科的一個重要分支學(xué)科，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，其研究領(lǐng)域不斷拓廣，研究內(nèi)容不斷深入，現(xiàn)已初步形成了自己獨特的體系，它主要研究以下幾個方面的內(nèi)容。
（1） 包裝件的流通環(huán)境條件。對包裝件在裝卸搬運、運輸、貯存等流通基本環(huán)節(jié)中可能遇到的環(huán)境條件（包括運輸條件、氣候條件、生物化學(xué)條件等）作出調(diào)研、測試、評價、描述與標(biāo)準(zhǔn)化；
（2） 包裝動力學(xué)的理論基礎(chǔ)。對各類包裝系統(tǒng)建立動力學(xué)模型，發(fā)展各種數(shù)值求解方法和相關(guān)理論；
（3） 脆值及其評價方法。理論和試驗研究各類包裝產(chǎn)品在不同環(huán)境激勵下的脆值確定方法和邊界破損理論；
（4） 包裝材料的力學(xué)特性。理論和試驗研究各類包裝材料的靜動力特性、本構(gòu)關(guān)系，發(fā)展緩沖材料緩沖特性的表征方法和實驗技術(shù)；
（5） 各類運輸包裝容器。研究運輸包裝容器的結(jié)構(gòu)強度及其制造工藝中的相關(guān)力學(xué)問題；
（6） 緩沖包裝設(shè)計。研究緩沖包裝設(shè)計方法，發(fā)展產(chǎn)品緩沖包裝設(shè)計、分析、優(yōu)化一體化技術(shù)。
3 結(jié)語
    包裝工業(yè)正在由傳統(tǒng)向現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，新的包裝材料、技術(shù)、裝備的涌現(xiàn)，豐富了現(xiàn)代包裝力學(xué)的研究內(nèi)容，現(xiàn)代力學(xué)的發(fā)展也為解決包裝工程中的相關(guān)力學(xué)問題提供了條件。總體而言，現(xiàn)代包裝力學(xué)發(fā)展時間不長，研究領(lǐng)域有待進(jìn)一步擴展，研究內(nèi)容也有待深化，現(xiàn)代計算技術(shù)、分析技術(shù)、試驗技術(shù)在包裝工程中的應(yīng)用還處于起步階段。我國包裝工業(yè)的現(xiàn)代化需要力學(xué)學(xué)科的參與，同時也為力學(xué)學(xué)科自身的發(fā)展提供了更為廣闊的天地。希望更多的力學(xué)工作者介入有關(guān)領(lǐng)域的研究，為我國包裝工業(yè)的長足發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。