2023年, 第0卷, 第17期　
刊出日期：2023-09-14

  

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  改性纳米纤维素/玉米醇溶蛋白可食膜的制备及性能研究

  赵恩靓, 贾文倩, 王一宁, 钱方, 吕艳娜

  . 2023, (17): 1-8. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.001

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  目的 赋予纳米纤维素抗菌性，提高其在食品保鲜中的应用价值。方法 以2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)氧化的纤维素纳米纤丝(TOCNF)为原料，利用没食子酸(GA)对TOCNF进行改性，获得改性后的纤维素纳米纤丝(GA-TOCNF)，并将其与玉米醇溶蛋白(Zein)共混制备可食性薄膜，探究GA-TOCNF和Zein不同比例对所制薄膜性能的影响。结果 当GA-TOCNF与Zein溶液的体积比为1∶2时，制备的没食子酸改性纳米纤维素/玉米醇溶蛋白复合膜(GA-TOCNF/Zein)的拉伸强度为9.04 MPa，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为11.95 mm和13.1 mm。与不添加GA-TOCNF的薄膜相比，GA-TOCNF/Zein的拉伸强度提高了1.89倍。结论 综合评价圣女果质量损失率、可溶性固形物和感官评价等指标可得，玉米醇溶蛋白基复合膜对圣女果的涂膜保藏效果优于不涂膜对照组的保藏效果。
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  1-MCP复合GA3处理对乌龙头贮藏品质的影响

  陈柏, 颉敏华, 吴小华, 王学喜, 王彦淳

  . 2023, (17): 9-17. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.002

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  目的 为探究不同保鲜剂对乌龙头贮藏品质的影响，筛选出适宜的保鲜剂，为乌龙头贮藏保鲜提供参考依据。方法 以“长白”乌龙头为研究对象，分别采用含量为3 μL/L的1-甲基环丙烯(1-MCP)熏蒸12 h、质量浓度为200 mg/L的赤霉素(GA3)溶液浸泡3 min和含量为3 μL/L的1-MCP熏蒸12 h后于质量浓度为200 mg/L的GA3溶液中浸泡3 min，浸泡后晾干，于0 ℃下贮藏，每隔4 d测定乌龙头的感官品质、腐烂指数、呼吸速率、质量损失率、叶绿素含量、色度值、粗纤维含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性和多酚氧化酶(PPO)活性等指标。结果 对照处理于0 ℃下贮藏期仅为12 d，贮藏后期出现感官品质下降、叶绿素流失、PPO和POD活性增高、异味严重的现象，失去商品性。贮藏期间，各保鲜剂处理能显著延缓采后“长白”乌龙头感官品质的下降，抑制呼吸速率、腐烂指数和粗纤维含量的升高，有效保持叶绿素含量和色度a^*值，抑制MDA含量的积累，同时能够抑制贮藏期间乌龙头的POD和PPO活性的上升，提升其抗氧化能力。其中，以1-MCP复合GA3处理后的保鲜效果最佳，保鲜效果优于单一保鲜剂处理。贮藏20 d时，1-MCP复合GA3处理组乌龙头的感官品质为80.2、腐烂指数为0.02、质量损失率为6.44%、叶绿素含量为3.7 mg/g、色度a^*值为−5.1、MDA的含量为4.7 μmol/g、POD活性为37.2 U/g、PPO活性为16.6 U/g。结论 1-MCP复合GA3处理后的保鲜效果最佳，能够抑制乌龙头腐烂，保持其营养品质，贮藏期延长了8 d。
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  1-MCP结合自发气调袋对百香果采后贮藏品质的影响

  吉宁, 刘仁婵, 张妮, 徐锦洋, 张丽敏, 王瑞

  . 2023, (17): 18-24. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.003

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  目的 为了延长百香果的贮藏期，研究不同处理方法对百香果采后保鲜的效果。方法 采用“台农1号”百香果为实验材料，经1-MCP熏蒸处理后装入膜厚为30 μm的PE30袋中，于温度为(8±0.3)℃的环境下贮藏50 d。结果 贮藏到50 d时，未经任何处理的果实坏果率为45.13%，而两者结合贮藏的坏果率仅为19.18%，说明结合处理在延长果实的贮藏期方面有较好效果。此外，使用PE30包装能有效延缓百香果的质量下降和呼吸上升，并延缓果实游离氨基酸和多酚含量的下降。结论 1-MCP熏蒸处理结合PE30袋包装能有效地延长百香果的采后贮藏期，其中PE30包装起主导作用。
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  低压静电场结合包装对采后樱桃番茄品质的影响

  曾敏, 王军

  . 2023, (17): 25-32. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.004

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  目的 研究常温环境下低压静电场(Low Voltage Electrostatic Filed，LVEF)结合不同商业包装处理对樱桃番茄果实贮藏品质的影响，探索基于LVEF处理的樱桃番茄采后常温货架期间适宜的商业包装方式。方法 待测樱桃番茄随机分为LVEF处理组、LVEF+PP组、LVEF+PET组和无任何处理的对照组，在温度为(23±1)℃和相对湿度为75%的同一培养箱中储存16 d，LVEF处理在整个储存期内持续进行，定期测定樱桃番茄在贮藏期间的品质变化。结果 LVEF处理能抑制质量损失率和丙二醛含量的上升，同时减缓亮度、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸和番茄红素含量的下降。在LVEF贮藏环境下，PET包装在采后樱桃番茄的质量、硬度、色度、可溶性固形物和抗坏血酸等质量指标方面优于PP包装和未包装的樱桃番茄。结论 LVEF处理对采后樱桃番茄有一定保鲜效果，且在LVEF贮藏环境下，PET包装樱桃番茄比PP包装的保鲜效果更好。
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  纳他霉素结合ε-聚赖氨酸对火龙果贮藏品质的影响

  黎晓媚, 何雪梅, 李静, 戴涛涛, 王艳华, 李丽, 孙健, 杜丽清

  . 2023, (17): 33-40. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.005

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  目的 探究纳他霉素与ε-聚赖氨酸复配对火龙果贮藏品质的协同作用，为火龙果保鲜技术提供参考。方法 以红肉火龙果为材料，采用3个复配浓度(纳他霉素与ε-聚赖氨酸的复配比例为1∶1，质量浓度分别为400、800、1 200 mg/L，分别记作处理1、处理2、处理3)处理火龙果，于温度(25±2)℃、相对湿度(75±5)%下贮藏，对火龙果的感官指标、内容物和抗氧化酶活性的变化进行分析。结果 贮藏0~12 d，与对照组相比，3个处理组的质量损失率明显降低，降低幅度为45.50%~57.06%(P＜0.05);腐烂率明显降低，降低幅度为16.31%~38.30%;硬度和L^*的降低幅度分别为8.88%~21.02%、4.25%~6.24%;可溶性固形物(TSS)含量和呼吸强度的降低幅度分别为3.13%~11.79%、2.41%~46.76%。在贮藏10 d期间，丙二醛(MDA)含量显著降低(19.47%~33.98%);超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性分别显著增加了1.09%~27.59%、1.11%~32.77%。在贮藏8 d内，过氧化氢酶(CAT)活性增加了11.52%~36.19%;在贮藏12 d时，抗坏血酸过氧化氢酶(APX)活性显著提高了1.73%~23.98%。结论 3种处理均可延缓火龙果质量损失率和腐烂率的上升，减缓果皮L^*和硬度的下降速度，降低呼吸强度和MDA含量，提高SOD、CAT、POD、APX活性。其中，处理1(即400 mg/L ε-PL+400 mg/L Natamycin)更好地维持了火龙果的商业品质。
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  预处理及解冻方法对马铃薯冻融品质的影响

  杜慧慧, 李可兴, 刘采云, 李黛妍, 周彬, 阿布都.沙拉穆, 玉米提.依沙克, 李保国

  . 2023, (17): 41-49. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.006

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  目的 提高马铃薯冻融后的品质，为PEF预处理在蔬菜冷冻领域的应用提供理论依据。方法 探讨预处理方法(脉冲电场、热处理)和解冻方法(常温解冻、水里解冻、冰箱解冻)对马铃薯冷冻–解冻过程及品质的影响，分析冰晶成核温度、融化温度、汁液损失比、色泽、硬度等理化指标，并通过低场核磁共振仪分析冻融后样品不同状态下水分间的迁移情况。结果 热烫和高压脉冲电场(Pulsed Electric Field，简称 PEF)预处理均可显著降低冷冻时间、提高冰晶成核温度。PEF预处理样品在最大冰晶体形成带的滞留时间相较于对照组样品降低了26.3%。在不同解冻方式下，PEF预处理和热烫预处理均可降低马铃薯冻融后的汁液损失。在常温下解冻，对照组、热烫组、PEF预处理组的汁液损失率分别为24.12%、17.39%、15.53%。PEF预处理和热烫预处理可减缓食品在冻融过程中的颜色和硬度的变化进程。结论 PEF预处理可以改善冻融后马铃薯的品质，可为PEF在果蔬冷冻领域的应用提供理论参考。
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  不同温度下樱桃番茄有氧呼吸速率的测定及其应用

  尹兴, 黄震, 崔久刚, 冯洁, 张洋

  . 2023, (17): 50-58. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.007

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  目的 研究不同温度下樱桃番茄的呼吸速率，并用模型参数进行表征。方法 有氧条件下采用密闭系统，在温度为0～30 ℃内测定樱桃番茄在不同时间的气体体积分数，计算O2的消耗速率和CO2的生成速率。对樱桃番茄的呼吸过程用Michaelis-Menten模型的进行数学拟合。25 ℃下，应用呼吸速率模型选择樱桃番茄的最佳包装材料。结果 结果表明，樱桃番茄的呼吸速率符合Michaelis-Menten模型，决定系数R2均大于0.9，回归较好。樱桃番茄的呼吸动力学温度依赖性可以用Arrhenius方程进行表征，决定系数R2>0.99。同时应用Michaelis-Menten模型验证PE1和PE2 2种材料，得出PE1袋更适合作为樱桃番茄的包装材料。结论 Michaelis-Menten模型对樱桃番茄保鲜有重要意义。
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  基于CFD技术的预冷参数对盒装荔枝微环境温湿度的影响

  郭嘉明, 蒋易宏, 林济诚, 张霄丹, 蔡威, 林国鹏, 刘东峰, 曾志雄, 吕恩利

  . 2023, (17): 59-65. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.008

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  目的 深入研究外环境参数对荔枝包装盒内环境的影响，获得荔枝包装盒内外环境温度湿度规律。方法 建立盒装荔枝果实和外流场的三维模型。结合荔枝果实和包装物理特性，对预冷过程中包装荔枝果实内外环境温湿度变化进行数值分析，获得包装内流场的分布情况。结果 在达到二分之一冷却时间之前，提高风速可以缩短预冷时间，并且能够加快荔枝果实的传热;在达到二分之一冷却时间之后，风速超过6 m/s后，荔枝果实温度变化不显著，相邻风速间果实温度标准差的差值较小，标准差趋于稳定;包装内相对湿度主要受荔枝果实温度的影响;预冷初始阶段选择较低环境温度，有利于加快荔枝果实与空气的传热，促进果实温度的降低，但是荔枝果实间的温度差异随着环境温度降低而增大。结论 在预冷期间，外环境参数温度和风速对包装内环境温湿度有较大的影响。
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  纳米复合食品接触材料研究进展

  原晓喻, 冯静园, 葛贝宁, 张馨雨, 张莹莹, 姜芳凯, 颜建伟

  . 2023, (17): 66-76. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.009

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  目的 为全面推进食品包装的功能化、智能化、绿色生态一体化发展，对纳米复合食品接触材料的发展现状进行深入的探究。方法 首先，概述纳米复合食品接触材料的多样性发展，并剖释纳米技术对食品接触材料的机械强度、气体阻隔、抗菌保鲜、活性智能监控和生物降解等性能的影响;紧接着，深入分析实际工况下(环境温度、接触时长、食物酸碱度等)食品接触材料中纳米物质的迁移行为规律;最后，纳米材料的毒理性作为食品接触材料安全评估的重点关注因素，还探讨纳米物质对人体细胞和组织器官等的潜在毒性。结论 现代纳米技术改善了柔性高分子聚合物的性能，实现纳米复合食品接触材料的多功能化，在肉类、面包、果蔬等食品包装中具有重要的应用前景，也为食品包装工业的发展提供重要的参考价值。
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  纸质食品包装制品中挥发性MOSH组分SPME-HSGC-MS追踪检测

  薛美贵, 柴欣生, 李伟, 李小东, 陈润权

  . 2023, (17): 77-84. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.010

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  目的 对一次性纸质食品包装制品(盒、袋、桶、杯等)中挥发性饱和烃矿物油(MOSH)组分的含有情况进行检测分析，以确定纸质食品包装材料及制品中各挥发性MOSH组分向外挥发的性能以及对所包装食品(食品模拟物)的潜在危害性。方法 将样品裁切(5 mm×5 mm)后，取适量样品采用固相微萃取法进行萃取富集，然后使用顶空气相色谱-质谱进行检测，通过NIST质谱库检索、特征离子碎片检索以及标准样品比较相结合的方法进行定性。同时，为确定各样品中挥发性MOSH组分的迁移性能，在时隔6个月之后，对以上样品采用同样的方法进行取样、检测、分析。最后，根据2次检测的结果，判断市售一次性纸质食品包装材料及制品中挥发性MOSH组分的迁移性，以确定其对食品安全性的影响情况。结果 结果表明，所测的16种样品中均含有挥发性MOSH组分，并且其含量随着时间而降低;同时发现，没有印刷图文或印刷图文面积极小的纸质包装制品中挥发性MOSH组分向外迁移的速度较低。结论 SPME-HSGC-MS适用于纸质包装材料或制品中挥发性(半挥发性)MOSH组分的检测与分析。为降低由纸质食品包装材料及制品中挥发性MOSH组分对人体产生的危害性，建议纸质包装材料或制品制作完成后，在不增加仓储压力的情况下，放置一段时间，并加大其存储空间的通风，再用于食品包装。
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  静电纺丝纳米纤维摩擦电材料的最新进展

  宋旭玲, 彭伟卿, 张叶, 许贝, 罗懿, 栗剑锋, 赵辉, 段青山

  . 2023, (17): 85-95. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.011

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  目的 静电纺丝纳米纤维因具有可定制的微纳结构、高的比表面积和孔隙率等优点，在摩擦纳米发电机(TENG)领域应用广泛，归纳总结静电纺丝纳米纤维的最新进展对TENG发展具有重要意义。方法 本文系统介绍静电纺丝纳米纤维摩擦电材料的发展和特点，重点描述基于静电纺丝纳米纤维摩擦电材料的TENG在不同场景中的应用。结果 静电纺丝纳米纤维材料因制备方便、电性能好及可扩展性好等独特优势，在TENG中应用广泛。结论 利用静电纺丝纳米纤维作为TENG摩擦电材料，在能量收集、自供电传感器及可穿戴电子等方面具有很大应用前景，未来可拓展到智能包装与印刷等领域。
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  全组分木质活性炭球的制备及其乙烯吸附性能研究

  赵敏敏, 刘鑫, 黄煜琪, 马晓军, 于丽丽, 孙彬青, 李冬娜

  . 2023, (17): 96-103. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.012

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  目的 制备全组分木质活性炭球，应用于乙烯吸附，筛选出乙烯吸附效果最好的活性炭球制备工艺。方法 以木材液化物为原料，探究不同的固化时间对制备的全组分木质活性炭球微观形貌的影响，利用场发射扫描电子显微镜观察其微观结构，通过氮气吸附-解析等温线计算样品孔径分布及其比表面积;使用气相色谱仪，结合乙烯吸附标准曲线，分析时间及吸附剂用量对4种活性炭球吸附乙烯性能的影响。结果 随着固化时间的增加，碳球表面趋于光滑、内部结构越来越致密，石墨化程度逐渐提高，比表面积和孔容逐渐减小。当固化时间为0.5 h时，比表面积高达2 073 m²/g，乙烯吸附量高达197.99 mg/g，约3 h达到吸附平衡。结论 全组分木质活性炭球能有效吸附乙烯气体，固化时间太长，活性炭球内部孔隙减少，不利于吸附乙烯气体。活性炭球孔容越大，乙烯吸附效果越好。
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  纸张性能和纤维分子结构、纤维形态的相关性研究

  李昊津, 卫灵君, 王亚玲, 孙昊, 张万璐

  . 2023, (17): 104-112. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.013

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  目的 通过对纸浆纤维进行不同的碎浆机械作用，研究纤维分子结构、纤维形态与纸张强度性能三者的相关关系。方法 在不同碎浆时间条件下，测量纸张的抗张指数、零距抗张强度、Z向抗张强度等拉伸相关力学性能，并通过生物显微镜、扫描电镜观察纸张内部的纤维形态，采用傅里叶红外光谱和X射线衍射分析纸张中官能团、氢键和结晶度等分子结构的变化规律，从而探究纤维分子结构、纤维形态对纸样性能的影响趋势。结果 随着碎浆时间的增加，纤维结晶度、分子间氢键和纸样拉伸性能均呈现出了先上升后下降的趋势，在14 min时纤维结晶度、分子间氢键含量和纸张的抗张指数均达到最大值，分别为79.63%、43.64%和45.25 N.m/g。结论 一定碎浆时间范围内，纸张的拉伸性能和纤维分子结构(结晶度、分子间氢键等)随纤维尺寸的减小和帚化率的提高呈现出先上升后下降的趋势。
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  天然纤维素增强聚乳酸复合材料性能研究进展

  詹伟招, 罗文翰, 刘庭源, 刘超, 李华超, 刘佳仪, 蔡民华, 王玉飞

  . 2023, (17): 113-121. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.014

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  目的 生物源高分子材料聚乳酸(PLA)具有优良的力学性能、加工性能和生物降解性，为了降低成本同时获得更优产品性能以扩大产品用途，将其与来源广泛的天然纤维素共混是一种绿色有效的途径。方法 本文从复合材料力学性能、热性能与降解性能等方面进行梳理，综述近年来天然纤维增强聚乳酸复合材料的研究，并提出发展趋势。结论 考察了不同类型、比例和形态的天然纤维与不同的纤维改性技术用于多功能应用的PLA基复合材料的制备和改进，降低成本的同时获得更优产品性能以扩大产品用途。
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  大豆蛋白胶黏剂及其胶合板防霉研究进展

  林玥彤, 晏玉婷, 付靖轩, 庞久寅

  . 2023, (17): 122-131. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.015

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  目的 改进大豆蛋白胶易霉变、储存时间短，将其作为胶黏剂使用制备的板材性能低等缺点，提高胶合板的使用寿命，使板材的适用范围和领域得以拓宽。方法 通过综述大豆蛋白胶和胶合板易发霉原因，以及近年来国内外在针对大豆蛋白胶和胶合板防霉性能方面的研究进展，分析其改性原理以及仍存在的问题，介绍原子转移自由基聚合(ATRP)法目前在豆胶改性中的应用。结论 采用ATRP法对大豆蛋白胶黏剂进行防霉接枝改性，可在保证胶合强度的同时延长胶合板使用时间，为今后制备具有优良防霉性能的大豆蛋白胶合板以及工业化推广提供新思路。
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  荧光水凝胶在信息防伪中的研究进展

  文博, 李蔚, 陈挺, 何宏伟, 王志琴

  . 2023, (17): 132-142. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.016

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  目的 概述荧光水凝胶在防伪方面的研究情况，挖掘其作为新型防伪器件的应用潜能。方法 根据引入的荧光发射源类型不同进行分类，依次从制备、功能响应机理、应用3个方面综述荧光水凝胶的研究进展。查阅大量相关的文献，对荧光水凝胶在信息防伪领域的最新进展进行归纳与总结。结果 荧光水凝胶根据引入的荧光发射源不同分为6类:碳点、镧系元素、有机荧光剂、聚集诱导染料、多个发射源和其他类型。通过调节尺寸和颜色的变化，实现加密/解密过程，提高了信息安全级别。结论 荧光水凝胶是一种具有独特刺激响应性的功能材料，在信息安全领域的深入探究具有重大意义。
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  基于混合整数规划的工厂产品托盘打包及装箱问题研究

  张晶蓉, 贺占文, 周艳杰, 李玉民

  . 2023, (17): 143-151. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.017

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  目的 针对工厂产品的托盘打包及装箱问题，提出一种优化产品在托盘上的布局以及托盘与产品整体在集装箱中的布局方法，以最大化集装箱的空间利用。方法 在满足现实约束的条件下，以最大化产品装载体积为目标建立混合整数规划模型。考虑问题的复杂性，本文将所研究的问题分解为2个子问题，并建立两阶段装载模型进行求解。第1阶段，建立二维集装箱装载模型，确定多种托盘类型在集装箱底面的平面布局;第2阶段，建立三维托盘装载模型，确定产品在托盘上的立体布局。鉴于精确求解该问题耗时较大，本文针对2个子问题设计两阶段启发式算法求解。为验证模型及算法的有效性，采用2组不同规模大小的算例进行测试。结果 算例结果表明，在小、大2种规模算例中，装载率平均差值分别为0和−0.5%，计算时间相差较大，本文提出的模型及算法在合理的时间内获得了最优解或近似最优解。结论 本研究能够为工厂产品的托盘打包及装箱提供快速高效的解决方案。
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  基于改进LSTM的航运物流路径轨迹修复研究

  白响恩, 方明权, 徐笑锋, 肖英杰, 吴永明

  . 2023, (17): 152-159. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.018

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  目的 提高航运物流路径轨迹信息的挖掘精度和安全效率。方法 对宁波舟山港条帚门水域窄口航道船舶的类型、数量、长度进行统计分析，对货运船AIS物流路径轨迹异常进行识别与修复。考虑船舶实际航行的环境因素，提出一种新的数据纠偏方法。考虑船舶属性与环境因素，以通航宽度和三自由度运动学的转向能力识别异常数据，然后运用Bi-LSTM法对筛选后航运物流路径进行轨迹修复。结果 所提筛选方法不需要轨迹聚类或建立额外的模型进行判别，筛选数据量占总数量的34.26%，修复后的AIS货船物轨迹数据量在原有基础上提升了115.34%。结论 使用文中方法可以有效纠偏和修复异常航运物流路径轨迹数据，为航运物流轨迹数据挖掘提供一定的基础方法。
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  基于英式拍卖的RMFS货位指派研究

  李秀, 程广华, 王雪菲, 何茵楠

  . 2023, (17): 160-166. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.019

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  目的 构建英式拍卖模型，以待指派商品品项(SKU)群的最低周转率为媒介，通过逐步提升最低周转率来实现待指派SKU与待指派区域货位数量的匹配。方法 针对移动机器人拣货系统(RMFS)中的货位指派，提出基于英式拍卖机制的货位指派方法，提升仓库拣货效率。结果 与随机指派相比，在不同仓库规模、订单规模、订单偏度的RMFS中采用英式拍卖货位指派机制，机器人行走路程下降比率在大型仓库中达30.17%，中型仓库的下降比率为27.31%，小型仓库的下降比率为24.13%。结论 采用英式拍卖机制在RFMS中进行货位指派可大幅度提高工作效率。
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  4X框架木箱结构内力计算方法研究

  黄林峰, 滑广军, 卢富德, 肖楚桓, 黄益阳

  . 2023, (17): 167-173. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.020

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  目的 以重型包装运输用木质框架结构为研究对象，解决木质框架结构内力求解困难的问题。方法 利用解析法，以4X框架结构为例，分别以经验简化静定桁架与无简化超静定桁架进行求解;基于ANSYS软件建立经验简化静定桁架、无简化超静定桁架、梁模型、梁杆组合模型及实体模型，并进行对比分析。结果 有限元求解结果与解析法结果具有高度的一致性;经验简化静定桁架的最大轴力超过无简化超静定桁架的最大轴力15%;梁模型、梁杆组合模型及实体模型的计算结果与无简化超静定桁架的计算结果一致。结论 经验法对框架结构的简化往往会导致比较大的误差，可能导致过包装设计或欠包装设计。梁杆组合模型和实体模型建模过程比较复杂，选用梁单元对木箱用框架结构进行数值计算分析，不仅计算精度高，分析处理快捷，而且对复杂工况具有较好的适应性。
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  气调包装机气体置换结构优化与内部三维流场模拟

  鱼灏, 瞿前进, 康宁波

  . 2023, (17): 174-180. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.021

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  目的 针对现有的气体置换装置存在工作过程中气体置换精度不高、置换率低、内部流场复杂紊乱等问题，对DF-520型气调包装机气体置换装置结构进行了改进以及内部流场数值模拟。方法 运用FLUENT软件在进口压力为20 kPa，混配O2体积分数为2%、CO2体积分数为28%、N2体积分数为70%的边界条件下对新旧2种换气装置进行数值模拟和对比分析，进一步通过样机试验对比分析2种模型的气体置换率和气体置换精度。结果 数值模拟结果表明，与旧构型相比，新构型置换腔内部气体流速较平均、强流区面积小、漩涡区少、气体流向一致性高、气体置换速度快;样机试验结果表明，新旧构型气体置换装置平均气体置换率分别为99.2%和95.6%，新构型目标气体体积分数标准差、平均相对偏差以及变异系数更小。结论 本研究表明，优化后的气体置换装置气流分布更稳定，置换精度达到设计要求，工作效率更高，适用于气调包装机的包装工作，能为后续研究提供思路。
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  药用玻璃包装自动装盒系统设计与实现

  赵航, 任亚恒, 程煜, 安旸

  . 2023, (17): 181-188. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.022

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  目的 针对现阶段药用玻璃包装产业升级对数字化、自动化、智能化的设备的迫切需求，提出一种药用玻璃瓶(西林瓶、安瓿瓶、口服液制剂瓶等)自动装盒方法，以降低劳动强度，提高产品质量。方法 以安瓿瓶为例，在充分分析具体需求的基础上，借助计算机辅助设计技术和仿真技术，采用“自顶向下”的设计方法，完成系统三维模型机械设计和运动仿真。利用PLC工业控制技术，建立能够兼容不同规格产品的生产线的控制模型，实现系统智能控制，并完成样机的试制。结果 在国内几家大型药用玻璃包装生产企业成功应用后，所研制的药用玻璃瓶自动装盒系统能够有效减少因传统装盒方法对瓶身造成的划伤和污染，包装人员成本减少了40%，产品合格率提高了5%。结论 所研制的药用玻璃瓶自动装盒系统可显著提高产品的质量、降低劳动成本，加快了行业自动化、智能化进程。
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  基于改进YOLOv5的轻量级芯片封装缺陷检测方法

  赖武刚, 李家楠, 林凡强

  . 2023, (17): 189-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.023

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  目的 针对芯片封装缺陷检测过程中检测精度低与模型难部署的问题，提出YOLOv5-SPM检测网络，旨在提高检测精度并实现模型轻量化。方法 首先，通过在特征提取模块后增加通道注意力机制，提高缺陷通道的关注度，减少冗余特征的干扰，进而提升目标的检测精度。其次，在主干网络与颈部网络连接处使用快速特征金字塔结构，更好地融合了自建芯片数据集的多尺度特征信息。最后，将主干网络的特征提取模块更换为MobileNetV3，将常规卷积更换为深度卷积和点卷积，有效降低了模型尺寸和计算量。结果 经过改进后的新网络YOLOv5s-SPM在模型参数下降29.5%的情况下，平均精度较原网络提高了0.6%，准确率提高了3.2%。结论 新网络相较于传统网络在芯片缺陷检测任务中实现了模型精度与速度的统一提高，同时由于模型参数减小了29.5%，更适合部署在资源有限的工业嵌入式设备上。
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  基于改进YOLOv5的试剂卡印刷缺陷检测算法

  刘国庆, 方成刚, 黄德军, 龙超

  . 2023, (17): 197-205. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.024

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  目的 针对试剂卡生产企业采用人工分选印刷缺陷的试剂卡存在效率低、成本高、易漏检的问题，提出一种基于深度神经网络YOLOv5s的改进试剂卡印刷缺陷检测算法YOLOv5s-EF。方法 通过图像预处理算法获得高质量的缺陷图像数据集，在YOLOv5s的主干特征提取网络中添加高效通道注意力(Efficient Channel Attention, ECA)机制，增强特征图中重要特征的表示能力;引入焦点损失函数(Focal Loss)来缓解正负样本不均衡的影响;结合印刷区域的定位结果，二次精确定位并构建方位特征向量，提出一种特征向量相似度匹配方法。结果 实验结果表明，本文提出的试剂卡印刷缺陷检测算法在测试集上的检测平均准确度可以达到97.3%，速度为22.6帧/s。结论 相较于其他网络模型，本文提出的方法可以实现对多种印刷缺陷的识别与定位，模型具有较好的检测速度和鲁棒性，有利于提高企业生产的智能化水平。
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  大幅面高速重载模切机动平台传动肘杆分析及设计

  韦树远, 关景果, 陈光, 首云飞, 李鹏, 王太勇, 吕伟

  . 2023, (17): 206-212. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.025

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  目的 利用Ansys有限元软件，对模切机肘杆进行分析及优化设计，实现高速重载模切机动平台高精度、高可靠性、高速平稳运行。方法 采用Adams动力学分析方法，对传动肘杆运动的位移、速度和加速度进行分析，得到其曲线，分析其是否满足重载高速运动工况下模切机的运动规律;利用牛顿-欧拉方法求解复杂多刚体运动系统动力学问题，求出下肘杆受力的数值解，利用有限元分析软件对动平台传动肘杆进行有限元分析，得到在加载一定压力下的应力、应变的云图，并与数值解进行对比分析，判断下肘杆机构是否满足重载的需求。结果 得到了肘杆部件的应力云图和变形云图，及其各个零件的最大应力，应力最大值为469.1 MPa。结论 利用有限元分析的手段，从理论上指导模切压力试验平台的结构优化设计，提高了设计的准确性，缩短了产品的试制周期。
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  周期可变下考虑多车型的库存路径优化研究

  肖青, 宁志敏, 王燕玲, 唐丽敏

  . 2023, (17): 213-219. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.026

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  目的 研究基于供应商管理库存模式下，由一个供应商和多个零售商组成的二级供应链配送系统的库存路径优化问题，确定计划期内各配送周期的长度、数量，对供应链中库存策略与配送方案问题进行协调优化，使系统总成本最低。方法 考虑的成本包括库存持有成本、缺货成本和配送成本。为降低供应链系统的总成本，提出全新的周期可变策略。结果 采用遗传算法求解得出最佳方案。将不同策略的算例结果进行对比分析，结果表明周期可变策略与周期固定策略相比，系统总成本最低节约比例为1.7%，最高节约比例为42.3%。结论 通过对计划期内各配送周期的长度及数量进行划分调整可以有效地节约系统总成本，同时，采用多车型的配送方案明显优于采用同车型的配送方案。
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  改进麻雀算法求解带模糊需求的低碳路径优化

  黄琴, 张惠珍, 魏欣, 邓歆乐

  . 2023, (17): 220-228. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.027

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  目的 针对低碳背景下带模糊需求的低碳多式联运规划问题(Low-carbon Multimodal Transportation Planning Problem with Fuzzy Demand, LCMTPP-FD)，以成本最小化构建数学模型。同时，结合现有的强制碳排放、碳税、碳交易和碳补偿等政策对LCMTPP-FD进行模型转换，研究不同低碳政策对物流成本和碳排放量的影响。方法 主要根据模型的特征，设计一种t分布麻雀搜索算法，对不同低碳政策下的模型进行求解，将迭代次数作为t分布的自由度来提高麻雀算法的性能。结果 将改进算法及多个模型应用于实际运输案例中，改进的麻雀算法能在较短时间内获得最优解，并且在强制碳排放下碳排放量最少为9 522.28，在碳交易和碳补偿政策下成本分别降低了11.41%、17.24%。结论 改进的麻雀搜索算法具有较好的收敛性和搜索能力。强制碳排放能有效地降低碳排放量，碳交易和碳补偿能有效降低企业成本，适合于低碳运输的推广。
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  面向批量订单包装的物流箱规格优化问题研究

  柳雅真, 王利强

  . 2023, (17): 229-236. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.028

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  目的 针对面向仓储物流环境下多型号多批量产品的订单包装问题，提出一种预制物流箱规格优化模型及算法。方法 对产品订单建立订单分包规则，确定分包方案，以订单包装材料总成本最小为优化目标建立物流箱规格优化模型。针对该模型提出一种改进模拟退火算法，通过贪婪策略求解最优分包方案，降低模型计算复杂度，设计一种新型解更新算子，以提高算法寻优能力，设计一种自适应步长策略，以平衡算法前期全局搜索与后期局部搜索的能力。结果 通过实例证明，文中提出的算法相较于其他算法，具有更强的求解能力，与实例企业仓储包装现状相比，同批订单降低了17%的包装材料成本。结论 该方法可用于解决产品种类多、尺寸差异大、动态更新等应用场景下的系列运输包装纸箱规格优化问题，为企业物流运输管理提供了一种有效的包装优化思路和解决方法。
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  基于公铁联运的多温蓄冷箱全程冷链集配优化

  黄虹, 谢如鹤, 罗嵩, 陈欢, 章桂永

  . 2023, (17): 237-245. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.029

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  目的 针对多品种、高频次、小批量、高时效及高附加值等特点的消费者订单需求，借助自主研发设计的多温蓄冷箱，提出基于公铁联运的多温蓄冷箱全程冷链集配模式，并展开实证研究。方法 以总成本最小化为目标，构建基于公铁联运的多温蓄冷箱全程运输及配送优化模型，对比全程机械式冷藏汽车多温共配模式，采用遗传算法优化求解，并对配送时效和高铁运价进行灵敏性分析。结果 基于公铁联运的多温蓄冷箱全程冷链集配相较于全程机械式冷藏汽车多温共配的总成本减少了38%，其中，制冷成本、碳排放成本及时间惩罚成本明显减少;以正常配送时间约束为参照，延长或缩短时间窗，基于公铁联运的多温蓄冷箱全程冷链集配的时间惩罚成本比全程机械式冷藏汽车多温共配的减少了61%~83%。与铁路整车货运价格相比，高铁货运价格在上浮不超过220%的情况下，基于公铁联运的多温蓄冷箱全程冷链集配模式相较于全程机械式冷藏汽车多温共配模式在经济效益和社会效益两方面更具优势。结论 公铁联运的多温蓄冷箱全程冷链集配能为企业降本增效、节能减排，为运输主体提供新思路，为整合闲置运力提供一种新型的运营模式。
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  基于TRIZ的不干胶标签生产工艺低碳化研究

  金琳, 肖颖, 冯雨静, 周锟鹏

  . 2023, (17): 246-253. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.030

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  目的 研究不干胶标签生产工艺的低碳化，不仅可降低产品碳足迹，提升产品的市场竞争力，还有助于印刷包装产业早日实现“碳达峰”和“碳中和”目标。方法 分析纸质酒类不干胶标签生产中的碳足迹，首次采用TRIZ创新方法对标签生产过程进行基于流程的问题分析、问题模型分析、物理矛盾求解，并挖掘不干胶标签生产过程低碳的创新解，最后从成本、可操作性、可用性、减碳效果等方面对创新解进行评估。结果 通过TRIZ创新方法找到了不干胶标签工艺低碳优化的3个创新方案和1个最优方案。结论 通过调整面纸印刷工序和硅油涂布对象，改变硅油和胶水涂布的方式，可以减少涂布量和烘干次数，从而实现减少生产过程碳排放的目的，同时证明了TRIZ创新方法在生产工艺低碳化研究方面的有效性。
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  多层PET/PE复合膜的大尺度间歇热封工艺能耗研究

  张怡辉, 刘言松, 王琳, 刘磊, 宋文杰

  . 2023, (17): 254-260. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.031

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  目的 分析热封设备连续加热热封工艺的能耗模型，优化设计适合大尺度热封设备的间歇加热热封工艺。方法 首先通过电热特性试验了解镍铬合金的升降温规律，拟合得到镍铬合金的升降温模型。其次分析连续加热热封工艺能耗模型，提出适用于大尺度热封设备的间歇加热热封工艺流程，并建立能耗模型。结果 以多层聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯(PET/PE)复合膜为热封对象，以最小能耗为优化目标，计算得到最优的热封工艺流程。结论 大尺度热封设备采用间歇加热热封工艺加工可以有效减少能量损耗。
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  基于实测路谱的振动环境分析与模拟方法研究

  夏斯璇, 郭涛, 林康, 钱静

  . 2023, (17): 261-268. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.032

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  目的 开展无锡市内快递运输车辆的随机振动行为分析和缓冲衬垫损伤的实验室模拟再现，旨在指导包装系统随机振动加速试验，实现包装结构科学设计。方法 实地采集无锡市内中型厢式卡车运输过程中车厢不同位置的激励振动信号与包装系统响应信号;基于实测路谱处理得到实验室等比例加速、分频段加速测试谱;最后以多层瓦楞衬垫为研究对象，分别采用标准谱、等比例加速谱、分频段加速谱进行实验室加速模拟试验，对比实地运输中瓦楞衬垫损伤情况，验证各加速模拟测试方法的损伤等效性。结果 实测路谱与标准谱在形状与量级上均存在差异;基于实测路谱的等比例加速和分频段加速模拟试验衬垫损伤率误差分别为20.2%、10.1%，远小于标准谱加速模拟测试的误差(110.1%);相较于等比例加速试验方法，分频段加速试验试验时间缩短了19 min(29.7%)。结论 验证了基于实测路谱的分频段加速模拟测试的损伤等效性与快速性，该方法对实现防护包装的精准设计具有指导意义。
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  正方形自填充蜂窝结构异面平台应力的研究

  孙德强, 葛凤, 张超, 崔燕燕, 本金翠, 常露, 高璐璐, 王倩

  . 2023, (17): 269-275. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.033

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  目的 为了促进正方形自填充蜂窝的合理使用，研究其异面平台应力随冲击速度、壁厚边长比和自填充级数的变化规律。方法 利用ANSYS/LS-DYNA建立基于胞元阵列的正方形自填充蜂窝异面冲击分析的有限元模型。对自填充级数为0的正方形蜂窝进行异面压缩试验和相应的仿真分析，证明有限元模型的可靠性。基于简化的超折叠单元理论，建立蜂窝准静态平台应力的理论模型，并证明理论模型的可靠性。结果 正方形自填充蜂窝在大的壁厚边长比和冲击速度下拥有更高的动态平台应力;在自填充级数由0变为1时，动态平台应力增长率最大。结论 在其他因素不变的情况下，正方形自填充蜂窝的异面动态平台应力与冲击速度的平方呈线性关系，与壁厚边长比呈幂指函数关系，其增长率随自填充级数逐级递减。基于数值模拟结果，得到了不同自填充级数下正方形自填充蜂窝异面动态平台应力的经验公式。
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  碳钢用双吗啉甲基脲基复配气相缓蚀剂及其缓蚀性能

  闫丽艳, 丁瑶, 李文强, 詹天荣

  . 2023, (17): 276-283. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.034

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  目的 制备一种用于碳钢保护的绿色高效复配气相缓蚀剂。方法 以双吗啉甲基脲、尿素、十二烷基磺酸钠为三因素，采用45^#钢为研究对象，通过极化曲线和电化学阻抗实验确定三水平，设计L9(3³)正交实验，筛选出最优配方并制成气相防锈纸，采用X射线光电子能谱和接触角测量研究复方VCI在碳钢表面的吸附情况。结果 筛选出了最佳的三元配方:3 g/L双吗啉甲基脲+2 g/L尿素+0.25 g/L十二烷基磺酸钠;以此为基础制成防锈纸，其挂片实验的缓蚀效率高达94.05%。经该防锈纸防护的金属表面接触角与被原纸保护的金属表面接触角相比增大了约11°，呈现出更高的疏水性。结论 以最优气相缓蚀剂配方为基础制成的气相防锈纸具有明显的气相防锈保护作用。
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  绿色气相缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

  钟道灿, 卢立新, 叶桓, 潘嘹

  . 2023, (17): 284-290. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.035

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  目的 为解决单组分绿色气相缓蚀剂缓蚀性能差的问题，复配一种绿色复合气相缓蚀剂，探究其对碳钢和黄铜金属试样的缓蚀作用。方法 采用腐蚀质量损失、接触角、电化学等试验测试分析复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜的缓蚀效果与成膜耐久性。结果 复合气相缓蚀剂对10号钢、H62黄铜的缓蚀效率分别为84.71%、91.67%，缓蚀性能显著优于单组分气相缓蚀剂;复合气相缓蚀剂在10号钢、H62黄铜表面均形成了缓蚀膜，H62黄铜表面形成的缓蚀膜较10号钢的更具耐久性。结论 与单组分气相缓蚀剂相比，该复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜均具备良好的缓蚀作用，为绿色气相缓蚀剂的防锈包装应用提供支撑。
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  我国弹药包装防护设计研究现状

  刘正涛, 胡建华, 张报云, 莫非, 吴厦

  . 2023, (17): 291-297. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.036

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  目的 综述弹药包装防护的现状，为提升弹药包装技术水平指明方向。方法 简述弹药在储存环境、运输/装卸环境中可能受到的危害形式，综述弹药包装在防振动/冲击、防潮控湿、防静电、防电磁、防殉爆等方面的研究现状和未来的发展方向。结论 明确指出弹药包装多功能防护发展对提高弹药使用寿命、使用质量和使用安全性具有重要意义。
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  乏燃料运输容器事故工况密封分析研究

  刘广东

  . 2023, (17): 298-303. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.037

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  目的 为防止放射性物质泄漏，要求乏燃料运输容器在事故工况下保证容器的密封。通过对乏燃料运输容器比例容器事故工况密封分析研究，为乏燃料运输容器密封分析提供依据。方法 为验证假想事故工况乏燃料运输容器的密封性，采用LS-DYNA分析软件，开展乏燃料运输容器比例容器9 m跌落分析，提取密封螺栓跌落过程中的载荷时程和密封面分离量，并在比例容器跌落试验后开展气密性能试验。结果 跌落分析结果表明，比例容器内、外盖在跌落过程中，密封螺栓应力满足限值要求;内、外盖密封面最大分离量小于密封结构有效回弹量。同时跌落后容器的气密性检查试验结果表明其密封性能良好。结论 乏燃料运输容器比例容器的跌落密封分析和气密性试验结果表明，在事故工况下乏燃料运输容器货包能够保证密封要求，该分析方法可用于乏燃料运输容器事故工况的密封分析。
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  可抛投移动机器人跌落分析及电池变形优化

  郑宏远, 袁靖, 金坤锋

  . 2023, (17): 304-312. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.038

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  目的 对可抛投移动机器人进行跌落仿真并优化电池保护结构。方法 为了承受至少跌落6 m的强大冲击力，选取EVA及碳纤维材料对抛投机器人进行抗摔设计。基于Ls-Dyna对抛投机器人的3种工况进行跌落仿真，探究机器人各部件的受力情况以及损伤的原因。同时着重对机器人的电池及其箱体结构进行跌落仿真，分析电池失效的原因，并提出整改方案。结果 表明了整体抗摔设计的有效性，没有超出设计材料的屈服点。同时，得出了电池失效的根本原因是电池材质较软以及保护结构包络面积不够，优化后的机器人的电池变形量减小了60%，电池失效得到了根本性改善。结论 经过仿真和实际抛投验证，所提优化方法可用于指导抛投和抗摔类机器人的抗摔设计。