2024年, 第0卷, 第5期　
刊出日期：2024-03-14

  

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  S波段变频微波方腔干燥PET切片的研究

  唐荣, 刘长军, 廖崇蔚, 温浩宇, 吴波, 王传龙

  . 2024, (5): 1-7. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.001

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  目的 针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料传统干燥方式能耗高、效率低等不足，运用微波干燥材料具有速度快、效率高、易于控制的特点，研究微波深度干燥PET技术并研制实验装置。方法 提出微波变频和变功率加热干燥技术，通过主动调整频率改善微波均匀性，结合微波变功率技术，控制PET材料温度在170~180 ℃，提升PET材料温度均匀性，并防止“热失控”现象的发生。结果 当干燥时间为2 h时，实现了PET深度干燥，能耗率为1.03 kW.h/kg，含水率降低至0.01%以下，达到了后续包装材料注塑加工的要求。结论 微波变频变功率加热技术适用于低含水率PET的深度干燥，比传统干燥方式能耗低并且时间短。
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  导电胶的研究进展

  晏子强, 王永生, 谭彩凤, 呼玉丹, 余媛, 高文静, 陈寅杰, 辛智青

  . 2024, (5): 8-17. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.002

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  目的 综述电子封装中用于代替锡铅焊料的导电胶的研究进展，对导电胶未来研究方向进行展望，为导电胶的应用提供参考。方法 从导电胶的组成、导电机理、类型入手，重点介绍导电胶应用时的关键性能要求与测试方法，并总结近几年在提高导电性、稳定性及降低固化温度、成本等方面的研究进展。结果 对导电胶中基体树脂进行改性并选择合适的导电填料(形状、组成)，可改善导电胶的固化条件，并提高导电胶的导电性能、黏结性能、耐久性，满足苛刻应用环境下对器件连接高可靠性的要求。结论 相比传统铅锡焊料焊接的方式，导电胶具有绿色环保、连接温度低、分辨率高等特点。因此导电胶适用于电子封装与智能包装领域。目前导电胶的研究方向主要为提高导电性、黏结强度以及黏结稳定性。但是在面对固化时间长、耐湿热性弱、成本较高等缺点时，仍需不断优化组成，以满足实际应用要求。
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  纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用

  王丹丹, 沈庆绪

  . 2024, (5): 18-27. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.003

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  目的 探究纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用。方法 通过总结国内外文献，从纳米银颗粒及其导电油墨的制备、印刷工艺、烧结工艺以及在柔性印刷电子技术中的应用几方面总结近年来的研究进展。结果 在油墨制备及使用中，简化制备工艺、降低生产成本、实现绿色环保、低温烧结，同时提高油墨的基材适应性是未来纳米银导电油墨的改进重点。直写技术具有精度高、速度快等优势，正逐渐替代丝网印刷技术成为主流。烧结工艺的研究重点在于实现低温烧结，其中化学烧结工艺简单，但提高导电性是研究重点。其他烧结方式则设备昂贵，环境要求高。结论 作为功能性电子材料，纳米银导电油墨因出色的电性能和印刷适性，正在被广泛应用于柔性印刷电子中。近年来通过对纳米银及其导电油墨的深入研究及技术改进，在纳米银颗粒的制备、低温烧结技术、节能环保加工工艺等方面获得了一定的进展。与此同时，将其作为功能材料应用于制备柔性传感器中，RFID标签天线、柔性电极、超级电容器、太阳能电池等正受到广泛研究与应用。
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  α-Fe2O3@TiO2纳米核壳球的制备及光催化清除乙烯性能研究

  刘卫玲, 梁嘉伟, 罗文翰, 陈国健, 陈克之, 潘宣洲, 肖乃玉, 仲芸芸

  . 2024, (5): 28-37. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.004

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  提高纳米TiO2在可见光下光催化及乙烯清除效果。方法 本文以FeCl3.6H2O和TiF4为原材料，采用水热合成法制备出以α-Fe2O3为核、以TiO2为壳的纳米复合型材料α-Fe2O3@TiO2，通过X射线衍射、紫外可见漫反射吸收光谱及电子顺磁共振等光化学表征及乙烯清除实验，研究其光催化和乙烯清除能力。结果 制备得到的α-Fe2O3粒子具有稳定的棒状结构，粒径长度为100~200 nm，宽度为50~100 nm;TiO2粒子为分散均匀的锐钛型空心球，直径为100~200 nm;合成的α-Fe2O3@TiO2纳米核壳球的禁带宽度降低到1.91 eV;DMPO-.O2⁻和DMPO-.OH的电子信号强度增大;具有优异的乙烯清除能力。结论 本实验制备得到的α-Fe2O3@TiO2纳米核壳球具有良好的光催化效果和乙烯清除能力，有望将其应用在果蔬保鲜中，实现杀菌、氧化分解有机物以及去除异味等功效，以达到延长货架期的目的。
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  外源甜菜碱与褪黑素复合处理对龙眼果实贮藏性能的影响

  张瑞敏, 胡凯雪, 邱秋萍, 刘顺枝, 胡位荣

  . 2024, (5): 38-45. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.005

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  目的 研究不同浓度甜菜碱与褪黑素复合处理对采后龙眼果实冷藏的保鲜效果，以期为龙眼贮藏保鲜新技术提供理论参考。方法 以‘储良’龙眼为实验材料，分别采用0、5、10、15 mmol/L的甜菜碱与300 mmol/L的褪黑素复配制成保鲜剂处理果实。在温度为4 ℃、相对湿度为85%条件下贮藏，研究其冷藏期间质量损失率及可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、抗坏血酸(VC)、丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果 与300 mmol/L褪黑素对照组相比，复合保鲜剂能有效减少龙眼果实水分、TSS、TA、VC和游离脯氨酸含量的损失，使龙眼果肉保持较高的SOD、CAT活性(P<0.05)，而POD活性和MDA含量维持在较低水平。结论 300 mmol/L褪黑素+10 mmol/L甜菜碱处理对龙眼的冷藏保鲜效果最佳。
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  精准控温对鲜切胡萝卜贮藏品质和抗氧化性的影响

  宾宇淇, 谢佳妮, 王铭宇, 张鹏, 李江阔, 陈晨, 姜爱丽

  . 2024, (5): 46-55. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.006

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  目的 针对传统冷库温度波动大，易导致冷害、冻害的难题，以新鲜胡萝卜为材料，研究在2个贮藏温度(4、15 ℃)下精准控温(±0.1)℃对鲜切胡萝卜贮藏品质和抗氧化性的影响。方法 将鲜切胡萝卜分别置于4 ℃和15 ℃的普通冰箱和精准恒温箱中进行为期15 d和9 d的贮藏，测定贮藏过程中鲜切胡萝卜的外观品质、感官品质、风味物质(鲜切胡萝卜和熟胡萝卜片)、白化指数、硬度、脆性、呼吸强度、总酚含量、ABTS自由基清除能力及微生物生长情况。结果 在2种温度条件下贮藏，与15 ℃相比，在4 ℃下贮藏具有更好的保鲜效果。与冰箱相比，采用恒温箱贮藏能显著(P<0.05)抑制鲜切胡萝卜的白化、呼吸强度及微生物生长，延缓其硬度和脆性的下降，并显著(P<0.05)提高了总酚含量和ABTS自由基清除能力，延缓了鲜切胡萝卜在贮藏过程中或经高温水煮后风味的劣变进程，保持了样品较高的感官品质。结论 与15 ℃相比，在4 ℃下贮藏有利于保持鲜切胡萝卜的品质，采用精准控温贮藏对鲜切胡萝卜具有显著的保鲜效果。
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  不同采收期“卡罗拉”月季切花贮藏效果比较

  马占臣, 赵竞伊, 廖学智, 苏小翔, 贾晓昱, 张鹏, 李春媛, 李江阔

  . 2024, (5): 56-64. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.007

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  目的 为了延长月季切花“卡罗拉”的贮藏期，选取合适的采收期进行贮藏至关重要。方法 分别以提前4 d采收(1级)、提前2~3 d采收(2级)、提前1 d采收(3级)、当天采收(4级)的月季切花“卡罗拉”为试材，于4 ℃下贮藏20 d，定期观察贮藏及瓶插期间鲜切花品质的变化。结果 与其他采收期月季切花相比，2级月季切花乙烯生成速率偏低，贮藏15 d前，2级月季切花在一定程度上呼吸强度较低，丙二醛含量整体呈现较低趋势。在贮藏20 d瓶插8 d时，2级月季切花花朵直径偏大，可维持花朵较高的开放程度，花朵萎蔫指数、腐烂指数、质量损失率仅为40.66%、82.22%、11%，均低于其他采收期的月季切花;色差中L^*值较高，b^*值较低，表明2级月季切花颜色较为鲜亮，有效延缓了黄化现象。结论 经过1 d物流运输及20 d左右的贮藏条件下存放时，提前2~3 d采收(2级)的月季切花可维持较好的品质及观赏价值。
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  微孔气调包装对鲜切菠萝蜜保鲜效果的影响

  赵文汇, 刘欣瑶, 梁金甜, 樊爱萍, 潘艳南, 唐莉, 曾丽萍

  . 2024, (5): 65-73. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.008

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  目的 为探究微孔气调包装(MMAP)对鲜切菠萝蜜的保鲜效果，明确O2体积分数、CO2体积分数和打孔数的最佳处理条件。方法 本研究以菠萝蜜为原料，通过单因素和正交-模糊综合评价法，研究冷藏期间MMAP对鲜切菠萝蜜品质(菌落总数、质量损失率、可溶性固形物(TSS)、色差、可滴定酸(TA)、硬度、VC含量和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度)的影响。结果 与对照相比，MMAP抑制了微生物生长，维持了较高TSS、TA和VC含量，减少了MDA的积累，提高了鲜切菠萝蜜的整体品质，延长货架期至少6 d。筛选出MMAP最佳处理条件:O2体积分数为5%，CO2体积分数为6%，216 cm²的打孔数为15个。结论 MMAP是一种安全、低廉、简单的保鲜技术，可有效抑制鲜切菠萝蜜在贮藏过程中组织软化、营养损失、风味变化等品质裂变问题，具有很大的工业应用潜力。
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  多维技术赋能易腐水果智能包装设计研究

  刘文良, 马雪寒, 熊梅伶

  . 2024, (5): 74-80. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.009

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  目的 寻求易腐水果包装智能设计的创新策略，在更好保护水果的同时延长易腐水果的保鲜期，提升易腐水果的附加值。方法 调研当今市场上樱桃、草莓、猕猴桃、杨梅等易腐水果包装的弊病，明确设计的新方向，以安全为出发点，以新型技术为着力点，结合实例探索易腐水果包装智能设计的策略与方法。结果 将生物基PH响应智能膜运用其中，可以实时监测水果状态。通过创新的包装结构，在盒中设置多孔外壁有效防止了水果因大量乙烯释放造成的腐烂现象的发生。可折叠性的包装结构更加保证了水果在流通环节中的新鲜度，数字化信息技术的渗融使得防伪技术更好甄别产品真假。结论 易腐水果对包装有着相对特殊的要求，宜于从安全性、环保性、人文性角度进行考量，通过功能性包装材料运用、智慧型包装结构创意以及数字化技术赋能等方法与技术，实现包装智能化，为水果保鲜、护形、溯源、防伪等提供帮助，构建多重安全屏障。在强化特定水果品牌意识的同时提升大众的购物体验和健康消费幸福感指数。
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  利用南瓜蒸煮液绿色制备纳米银及其抑菌性能的研究

  高大响, 杨鹤同

  . 2024, (5): 81-90. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.010

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  目的 以南瓜蒸煮液和AgNO3为原料，烷基糖苷(APG)为表面活性剂，以微波加热绿色制备纳米银溶胶，研究其制备工艺、性能和抑菌效果。方法 以单因子对纳米银的制备进行优化。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)、能量色谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对合成纳米银的特征吸收峰、形貌以及稳定性等进行分析，并考察纳米银对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌性能。结果 纳米银制备适宜的优化工艺条件:在南瓜蒸煮液体积为40 mL情况下，AgNO3的初始质量浓度为1.2 g/L、pH值为13、微波加热时间为60 s。经优化后，所制备的纳米银的UV-vis光谱在406 nm处出现强的特征吸收峰，EDS色谱进一步证实了纳米银的存在。纳米银为球形，平均粒径为13.4 nm，粒径小，分散性和稳定性好。抗菌试验表明，不同质量浓度的纳米银对E.coli和S.aureus均有较强的抑制和杀灭效果，对E.coli的MIC值和MBC值分别为5 mg/L和10 mg/L，对S.aureus的MIC值和MBC值分别为40 mg/L和320 mg/L。结论 该AgNPs对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌具有抗菌能力，在食品包装中具有较好的应用前景。
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  南极磷虾粉真空干燥特性及对其品质的影响

  张帅帅, 郑尧, 郭全友, 杨柳, 李保国

  . 2024, (5): 91-100. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.011

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  目的 探究南极磷虾粉的真空干燥特性及其营养品质变化规律。方法 将磷虾原料在不同真空度(0.04、0.06、0.08 MPa)及温度(75、85、95 ℃)下进行真空干燥。通过测定干基含水率、干燥速率及水分扩散系数，研究其干燥特性。通过测定虾青素含量、TBA和色差，探究其营养品质的差异。结果 在75 ℃下，采用真空度0.06 MPa和0.08 MPa相较于0.04 MPa，其干燥时间分别缩短了15%、21%。在不同真空干燥条件下，磷虾有效水分扩散系数在(3.555 77~6.574 12)×10⁻¹⁰ m²/s之间，Midilli 模型预测值与实验值之间具有较高的拟合度(R²>0.999)，能较准确地反映虾粉真空干燥过程。提高真空度可显著抑制虾青素的分解及脂肪氧化，在75 ℃条件下，采用真空度0.06 MPa和0.08 MPa相较于0.04 MPa，其虾青素含量分别提高了21%、48%。在95 ℃条件下，采用真空度0.08 MPa相较于0.04 MPa，其TBA值降低了47%。L^*、a^*受到温度的影响更明显，在同一温度下∆E随着真空度的上升而降低。结论 在0.08 MPa、75 ℃下，通过真空干燥可以有效抑制虾粉中活性物质的降解，同时保证干燥速率，此研究为南极磷虾粉的真空干燥工艺设计及生产控制提供了理论参考。
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  萝卜等花科蔬菜抗病毒、提高免疫功能等功效的研究进展

  李兰玲, 胡雨倩, 张馨月, 王当丰, 崔方超, 俞张富, 沈荣虎, 励建荣

  . 2024, (5): 101-108. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.012

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  目的 通过对萝卜等十字花科蔬菜在抗病毒、提高免疫力、防癌抗癌和抗菌等功效方面的国内外研究进展进行总结和综述，分析当前该领域的研究现状和潜在发展方向。方法 通过参阅国内外相关文献，从十字花科蔬菜的活性成分和剂量等方面对花科蔬菜的抗病毒、提高免疫力、防癌抗癌及抗菌等功效进行分类和总结。结果 国内外对萝卜等十字花科蔬菜的抗病毒、提高免疫力等生物活性的研究仍处于初步阶段，但整体呈现上升趋势。在作用机制方面，花科蔬菜的生物功效研究仍存在障碍和瓶颈，无法充分阐明其详细的作用机制。花科蔬菜的抗病毒和提高免疫力等活性的开发和应用均面临着缺乏提取纯化方法和负面感官影响等诸多难题。可将花科蔬菜生物活性物质作为多功能食品添加剂，用于提高食品的质量和保健功能，从而提高食品的附加值。结论 综述了萝卜等十字花科蔬菜在抗病毒、提高免疫力、防癌抗癌和抗菌等功效的研究进展，并详细阐述了花科蔬菜的多种功效在食品领域的应用前景，旨在为萝卜等十字花科蔬菜的进一步加工利用和功能食品开发提供理论参考。
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  绿色低碳概念在卷烟包装材料中的应用

  李雪, 张建栋, 廖宇, 张恒伟, 窦海成, 马永峰

  . 2024, (5): 109-117. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.013

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  目的 绿色低碳卷烟材料的应用是助力烟草工业企业向节能减碳型企业转型的重要途径，也是向消费者传达绿色低碳概念的“纽带”。方法 介绍烟草工业企业在降重减碳、降解材料减排、循环减排、印刷工艺减排以及智能化绿色设计减排5个方面的应用。结果 用减重、材料替换和V槽工艺减少生物基碳使用，利用丰富的可降解资源减少木材使用，用环保材料替代不可降解材料，让烟箱和香烟固弃物循环再利用，优化纸张效果替代印刷工序和油墨，通过数字化平台打造让设计高效、碳足迹可视、绿色低碳概念，从设计源头到产品输出渗透到卷烟包装材料中的各个环节。结论 未来，还需聚焦于纸基功能材料和其他行业在“双碳”目标中的新举措，纳米纤维素、木质纤维素、非木材纤维和可食性材料的开发与应用，碳交易、碳信用、碳捕捉材料等应用，以及不断在科技创新和基础研究中融入AI概念，不断解放科研人员去做创意性工作，提升创新效率。
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  无铝内衬纸复合涂层对阻隔性能的影响研究

  吴春梅, 翁聪泽, 李茜, 鲁仲学, 舒芳誉, 黄朝章, 张国强

  . 2024, (5): 118-125. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.014

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  目的 研究无铝内衬纸使用不同类型油墨及涂布层数的组合，得到阻隔性能优良的样品，推动无铝内衬纸的生产应用。方法 采用扫描电子显微镜、水蒸气透过率测试仪、透气性测试仪测试内衬纸的表面微观结构、透湿率和透气性，考察对比不同来源内衬原纸、单层多层涂布无铝内衬纸的阻隔性能，并与其他类型内衬纸性能做比对分析。结果 无铝内衬纸在原纸基础上涂布多层油墨，可显著提升产品的阻隔性能。单层涂布透湿率最大降低了59.80%，透气性最大降低了98.37%;三层涂布后透湿率趋于稳定，降幅为79.70%，而随涂布层数的增加，阻气效果提升不明显。结论 纸张涂布多层油墨能获得阻隔性能优良的无铝内衬纸，其阻隔性能与常规直镀内衬纸相近。
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  基于遗传粒子群动态聚类算法的物流柔性分拣系统品规分配

  杜佳奇, 杨旭东, 孙栋, 张磊, 王晋冰

  . 2024, (5): 126-134. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.015

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  目的 针对目前烟草物流配送中心条烟分拣量大，不同条烟品规的分配对订单的总处理时间影响较大的问题，研究平衡各个分拣区品规的分配，提高分拣效率。方法 建立以各分区品规相似系数和最小为目标函数的数学模型，并采用改进的遗传粒子群动态聚类(GAPSO-K)算法进行求解。首先，结合各品规分拣量对品规相似系数进行改进，并将其作为适应度函数;然后在粒子群算法中对惯性权重因子进行改进，使其值可以进行自适应改变;最后，在粒子群动态聚类算法中引入遗传算法中的交叉变异扩大解的搜索范围，基于Matlab对文中的其他算法进行求解对比，求得结果在EM-plant中进行仿真验证。结果 结合某烟草物流配送中心数据仿真验证，利用GAPSO-K算法处理订单的时间为234.5 s，较传统时间大幅度较少，有效提升了柔性物流分拣效率。结论 采用该算法可充分发挥2种算法的优良性，具有更好的收敛性及寻优性，为柔性物流品规分配提供了新思路。
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  卷烟包装外观缺陷数据集构建及深度学习检测技术研究

  宗国浩, 张明琰, 王锐, 王泽宇, 王迪, 王永胜, 郑超群, 冯伟华

  . 2024, (5): 135-143. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.016

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  目的 为了提升烟包缺陷检测的准确率，构建卷烟包装外观缺陷识别基准数据集，并开展主流深度学习模型在卷烟包装外观缺陷智能检测中的应用研究。方法 首先，从生产运行中的ZB45型细支烟硬盒包装机组采集缺陷图像，经过人工审核与筛选后获取典型的缺陷数据。然后，根据缺陷的特征与成因，将缺陷数据划分为23个类别，并逐一进行目标检测框标注。最终，形成了包含13 000余张缺陷图像的卷烟包装外观缺陷识别基准数据集，并针对烟包缺陷识别、缺陷分类、目标检测、模型迁移4项任务开展实验。结果 结果表明，数据集能够满足高准确率深度学习模型的训练需求;通过模型迁移，能够利用该数据集大幅提高不同牌号卷烟的缺陷检测效果;DenseNet模型在烟包缺陷识别与缺陷分类任务上表现较好，准确率分别达到93.70%和95.43%，YOLOv5模型在缺陷目标检测任务上mAP@0.5值达到了96.61%。结论 该数据集能够作为烟包缺陷检测领域的基准数据集，研究成果将进一步支撑卷烟包装领域的数据应用与数字化转型。
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  基于改进YOLOv5的条烟识别研究

  刘云飞, 杨旭东, 孙栋

  . 2024, (5): 144-150. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.017

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  目的 针对当下烟草物流中心条烟分拣机及人工分拣时会产生错烟等问题。从兼顾实时性、识别精度出发，基于YOLOv5s算法提出一种收敛速度更快、准确率更高的条烟识别模型。方法 首先在YOLOv5s网络架构中融入CA注意力模块来更好地提取特征，提高模型获取目标位置的准确度;其次将原网络中的最近邻插值上采样算子改为轻量级通用上采样算子CARAFE，获得更大的感受野;然后在骨干网络中嵌入Ghost模块，对网络进行轻量化处理;最后在烟草物流中心搭建条烟图像采集系统，建立条烟图像数据集。结果 相较于YOLOv5s，本文提出的优化算法计算量减少了45.8%，mAP@0.5值达到了99.3%，在条烟纠错系统上识别率约为99.9%。结论 本文提出的优化算法能够高精度满足高速条烟分拣识别需求。
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  小盒商标纸在线压痕装置的设计与应用

  李宇飞, 李建军, 卢良海, 李欢, 覃树良, 陈炎强, 彭品, 刘瑱

  . 2024, (5): 151-156. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.018

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  目的 解决中支双铝包小盒商标纸因模切压痕不稳定出现的烟包小盒侧边弹开翻折、烟包变形等问题。方法 设计小盒商标纸在线压痕装置，该装置包括机架、传动轴、辗送轮、压痕件、导纸轮、对压轮、压痕避让部和托纸轮，同时开展正交试验，获取压痕件半径、刃缘弧长和包装机作业速度最佳参数组合。结果 应用在线压痕装置后，小盒商标纸压痕挺度的平均绝对误差由6.0减小至1.9，次品烟包频率由37.6包/班次降低至8.4包/班次，改进后比改进前降低了77.7%。结论 设计的小盒商标纸在线压痕装置可使商标纸挺度处于适宜水平，降低了该类缺陷烟包频率，提高了烟包包装质量。该技术可为提高双铝包包装机的产品质量、作业效率及稳定性提供支持。
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  GDX2000Y细支包装设备烟条成型进烟装置的开发与应用

  马江, 桑丛, 余俊毅, 聂鑫, 李军, 吕小波, 张凌

  . 2024, (5): 157-163. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.019

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  目的 解决GDX2000Y细支包装设备在生产过程中存在的成型入口处发生烟包输送阻塞的问题。方法 通过对GDX2000Y细支包装设备烟条成型部分进行分析及改造，设计并运用进烟装置，在原设备双联推杆推动“烟包叠”的基础上增加进烟装置，对剔除工位后的烟包进行整理及输送，减少了烟条成型过程中烟包相互挤压变形及排列不整齐现象。结果 以细支“玉溪初心”为测试对象，GDX2000Y运行速度为50条/min，装置运用后稳定可靠，烟条成型工位阻塞次数由8.47次/d减少至0.87次/d，机组运行效率提升了9.31%，废品率降低了0.21%。结论 装置投入使用后，解决了细支包装设备在高速生产过程中烟包阻塞的问题，保证了产品质量及设备运行稳定性，效率提升显著。
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  基于CFD的YJ17卷烟机风室流场分析与优化设计

  张金, 常亚宁, 高卫军, 卫剑, 梁志军, 杨光露

  . 2024, (5): 164-172. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.020

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  目的 针对ZJ17卷接机YJ17供丝系统中烟丝堵塞、竹节烟和烟支标偏大的现象进行改进。方法 采用流体仿真分析软件Solidworks Simulation模拟分析、正交实验及试验验证的方法，设计优化YJ17供丝系统的风室装置，通过模拟仿真不同正压风入口形状、数量、位置对设备运行效率、产品质量的影响，找到三者最优的参数组合。模拟分析发现，在正压风入口形状为圆形，正压风入口数量为3个，正压风入口距离气室边缘的距离为15 mm时，风室气流分布更均匀，同时烟丝在离开抛丝辊后受到的下吹风力最大，可使烟丝快速到达吸丝带。结果 气室经改进后烟丝堵塞次数降低了39.3%，SD值(20支烟支质量标偏)降低了25%，有效提升了设备的运行效率和卷烟产品的质量。结论 基于仿真及正交实验结果，优化了风速出风口位置和直径，气室的流场分析结果可为烟丝吸丝成型及风室结构优化提供一定技术支持。
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  顶空固相微萃取气质联用法分析包装印刷品关键气味成分

  朱翔, 汪宣, 梁德民, 沈建敏, 费婷, 徐继俊, 胡征, 徐文君

  . 2024, (5): 173-179. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.021

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  目的 采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)结合气质联用(GC-MS)技术分析5款包装印刷品中对气味贡献较大的成分。方法 通过考察不同类型的萃取头、平衡时间、萃取时间和萃取温度对挥发性/半挥发性成分的数量及含量的影响，建立一种包装印刷品气味成分检测方法。结合解卷积+匹配度法+保留指数法对检测出的化合物进行定性识别，通过归一化法和内标法对气味成分的含量进行分析，并结合化合物的气味阈值，筛选关键气味成分。结果 得到了最佳的分析条件，采用50/30 μm聚二乙烯苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷固相微萃取头，平衡时间为30 min，萃取时间为30 min，萃取温度为80 °C，解吸时间为10 min。在上述最优条件下，5款包装印刷品被鉴别出43种关键性气味成分，包括醛类、酮类、醇类、芳香烃类、杂环类、酯类、醚类、胺类等八大类。结论 该方法可为后续包装印刷品气味分析、异味预警、新产品开发、工艺技术改进等提供技术支撑。
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  基于气固耦合散粮旋流输送弯管流场特性研究

  尚坤, 李永祥, 宋海豪, 徐雪萌, 贾长学

  . 2024, (5): 180-187. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.022

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  目的 降低粮食颗粒输送中对弯管的磨损程度。方法 引入旋流输送，设计一种侧向补气起旋装置。侧向起旋装置中心轴线与主管道中心轴线的夹角分别为45°、55°、65°，主管道多相流速度固定为20 m/s，侧向起旋装置气流速度分别为20、30、40 m/s。基于散粮气力输送试验平台结合Fluent软件进行分析，采用CFD-DEM对粮食颗粒在弯管内输送情况进行仿真，并对比压降、颗粒分布、螺旋迹线等指标。结果 发现侧起旋装置与主管道夹角为55°，侧起旋装置气流速度为30 m/s时，颗粒螺旋前进，明显减小与管壁的磨损，输送效果最优，经试验验证，与仿真结果一致。结论 文中设计的装置明显降低了粮食颗粒输送中对弯管的磨损，运输效果良好。
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  基于双模态有限时间滑模的永磁同步电机抗扰动控制

  张会林, 王帅, 张建平

  . 2024, (5): 188-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.023

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  目的 解决包装机工作过程中，因永磁同步电机的动态响应慢和抗扰动能力弱导致包装机精度不高的问题。方法 设计一种双模态有限时间滑模控制器，实现系统有限时间收敛。将双模态函数引入趋近律增益，不仅能实现“大误差大增益，小误差小增益”，而且趋近律增益切换为小增益的时间可调，从而使电机获得更快的响应速度和更小的抖振。同时，设计有限时间扰动观测器对扰动进行观测，并进行前馈补偿，以此来提高系统的抗扰性能。结果 实验结果表明，文中方法相较于另外2种对照方法，可以使电机的动态响应分别提升27%、37%，控制性能分别提升40%、70%，相较于超螺旋扰动观测器，可以使电机的抗扰性能提升58%。结论 所提控制策略可以明显提高系统的动态响应、控制性能、抗扰性能，使得永磁同步电机更符合包装机的要求。
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  小麦颗粒弯管流动特性数值模拟研究

  王博士, 李永祥, 张永宇, 姜棚仁, 徐雪萌

  . 2024, (5): 197-204. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.024

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  目的 为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法 以欧拉-欧拉双流体模型为基础，结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型，采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行数值模拟，分析小麦颗粒在流经弯管过程中及弯管后直管中的小麦颗粒密度分布、气固两相速度、小麦颗粒与壁面剪切力和颗粒相湍动能。结果 经过仿真分析和实验验证，小麦颗粒在流经弯管过程中，其颗粒相体积分数、气固两相速度、颗粒和壁面剪切力以及颗粒相湍动能4个方面随着流入弯管的角度变化而改变;由于颗粒-颗粒、颗粒-管壁之间的碰撞摩擦，小麦颗粒在流出弯管后随着输送距离的增大其各项参数逐渐减缓。结论 采用FLUENT软件进行仿真得到了弯管内小麦颗粒的流动特性，并通过实验验证了仿真的可靠性。此次研究结合气固两相理论，为弯管气力输送设计的研发和优化提供了理论基础。
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  砖块打包机摩擦焊接臂的振动特性分析

  张景亮, 邓海顺, 陈然

  . 2024, (5): 205-211. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.025

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  目的 减小共振疲劳对摩擦焊接机构的影响，提高砖块打包机的可靠性、性能及使用寿命。方法 建立摩擦焊接机构模型，分析不同振动频率下的摩擦振动臂位移振幅与应力振幅。以理想焊接温度为基础，焊接时间为参数，确定振动频率与马达转速。结果 在所测试的频率范围内，随着振动频率不断增加，Z方向位移振幅较大于X、Y方向，Y方向应力振幅较大于X、Z方向，3个方向位移振幅与应力振幅均呈上升趋势。振动频率为440 Hz时，焊接时间至少需要2.0 s;振动频率为450 Hz和460 Hz时，焊接时间至少需要1.9 s。摩擦振动臂底端温度分布基本一致且均达到理想焊接温度，最终选取振动频率为450 Hz，马达转速设定为27 000 r/min。结论 最终确定的转速不仅需要满足共振疲劳影响最小化，还需结合砖块打包机实际焊接温度及效率因素，以此提高砖块打包机的可靠性与使用寿命。
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  基于RFID的中药材物流仓储智能化管理系统设计与应用

  祝培源, 张改梅, 孙柏青, 鲁建东, 刘辉, 宋晓利, 石佳子, 林乐豪

  . 2024, (5): 212-219. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.026

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  目的 针对中药材物流仓储中的自动化程度低、效率低和数据不准确等问题，对其进行数字化和智能化管理，以提高效率和数据准确性。方法 结合中药材的流通环境，基于无线射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、物联网技术和温湿度检测技术，设计并开发中药材物流仓储智能化管理系统，并提出一种改进基于碰撞位的汉明重数分组查询树算法(HCQT)。结果 算法消除了空闲时隙，减少了碰撞时隙，使得中药材RFID系统信息采集传输更高效。实现了中药材在物流仓储各环节的管理功能，以及温湿度、物流仓储数据的实时智能更新，并应用于环境实时监测。结论 系统实现了对中药材物流仓储的自动化管理，提高了工作效率，在大量智能包装的物流系统中具有良好的应用前景。
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  改进樽海鞘算法求解带时间窗的应急选址路径问题

  徐帆, 马良, 张惠珍, 陈曦

  . 2024, (5): 220-229. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.027

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  目的 为使应急物资及时高效地送到灾区, 针对多目标应急选址−路径问题，在考虑灾区的时间窗及物资运输过程中道路安全的情况下，以最小化经济成本、最小化时间惩罚成本及最大化道路安全性为目标，构建多目标优化模型。同时，设计改进的樽海鞘算法求解问题，以验证模型的可行性和算法的有效性。方法 根据模型的特征对樽海鞘算法进行改进，运用随机生成和贪心算法相结合的方式生成初始解，利用交叉算子和邻域搜索算子改进原始算法的位置更新操作，引入非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的精英保留策略，以提高算法的性能。结果 经过多个算例测试，该算法能快速获得一簇Pareto解，与基本樽海鞘算法进行对比后可知，改进后的算法性能更优越。结论 对于灾后及时响应的应急选址路径问题，采用改进的樽海鞘算法具有一定优越性，并在多个目标权衡的情况下，可供决策者根据目标的偏好找到较满意的解，对于研究应急选址路径问题具有一定的参考价值。
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  面向仓库货架的商品智能拣选机器人设计

  张金燕, 吴蓬勃, 王拓, 王帆

  . 2024, (5): 230-239. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.028

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  目的 为降低仓储拣选作业的劳动强度、提高拣选准确率，设计一款可代替人工拣货的拣选机器人。方法 基于PaddlePaddle的PP-ShiTu图像识别系统，实现货架商品的精确识别和种类的快速更新;针对低成本机械臂的视觉抓取问题，提出基于“无标定3D视觉+AGV运动控制”的货架商品抓取引导方法;采用二维码自主导航和智能升降系统实现了货架商品的搬运和立体抓取。结果 实验证明，所设计的拣选机器人实现了货架商品的精确抓取和搬运，测试准确率达到了92.25%。结论 基于该方法构建的智能拣选机器人，可以完成仓库货架商品的拣选和搬运。
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  基于神经网络的塑料打包带高光谱模式识别

  韩林杰, 姜红, 田陆川, 赵静远, 刘业林, 牛奕, 张永强

  . 2024, (5): 240-246. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.029

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  目的 建立一种快速、准确、无损的塑料打包带的检验及分类方法。方法 利用高光谱在波长为350~990 nm的条件下采集52个不同来源的塑料打包带样品的高光谱数据，并对样品进行Savitzky-Golay平滑处理，同时结合主成分分析对样品进行降维。将提取到的主成分进行K-Means聚类，以聚类结果为依据建立径向基函数神经网络(RBFNN)与BP神经网络模型(BPNN)。结果 打包带样品的高光谱谱图在400~500 nm、600~700 nm处有较大区别。实验共提取了5个初始特征值大于1的主成分，可以解释96.633%的原始数据。通过K-means聚类将塑料打包带样品分为6类，Calinski-Harabasz指数为28.76，RBFNN分类准确率为86.7%;BPNN分类准确率为98.1%，BPNN的分类效果更好。结论 研究表明神经网络在高光谱谱图分类处理上具有较高的准确度，同时也验证了高光谱在区分检验塑料打包带类物证的可行性与科学性，为公安机关提供了一种新的检验方法。
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  基于密度的凹版专色叠印色光谱预测模型的研究及应用

  张宜洋, 郭凌华, 武城运, 海敬溥, 王荣欣, 陈睿

  . 2024, (5): 247-253. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.030

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  目的 建立一种基于密度与光谱反射率关系的专色叠印色光谱预测模型。方法 首先建立前景色、后景色密度与其光谱反射率关系;基于此建立叠印色光谱反射率的计算方法;其次对模型进行优化，完成专色叠印色光谱预测模型的建立;再通过凹版印刷实打样30张专色叠印色样张，基于Malab利用色差以及拟合决定系数R²对预测模型进行验证;最后在相同工艺条件下实打样专色叠印色样张进行预测，通过色差完成对模型的精度检验。结果 验证表明，不同专色叠印色在同一网点面积率下与其对应的前景色、后景色密度之间存在较强相关关系，其拟合决定系数R²均大于0.9;模型精度检验中，73.7%的模型预测值与样张实测值色差为0~2.5个CIE1976色差单位，大部分色块色差为0~2个CIE1976色差单位，占总频率的60.54%，整体平均色差为1.92个CIE1976色差单位。结论 本文所建模型具有较高的预测精度，能基本满足对颜色预测的需求。
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  闭式跨临界CO2热泵烘干系统最优工况研究

  王涛, 马家豪, 金听祥

  . 2024, (5): 254-262. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.031

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  目的 对跨临界CO2热泵驱动的闭式干燥系统展开理论研究，得到CO2闭式热泵中最优工况的计算方法和原理。方法 通过建立CO2循环与空气循环热力学耦合的数学模型，计算干燥循环中空气的温度、焓值、相对湿度、含湿量，以及跨临界CO2热泵系统中工质的温度、压力、焓值等参数。通过调整冷凝干燥后空气温度，以热泵烘干系统的COP为评价依据，探究空气循环与CO2热泵循环的耦合机理。结果 获得了CO2循环系统最优排气压力随闭式空气循环系统在不同工况下的变化规律，并基于所建立的计算程序，获得了典型工艺参数下的热泵系统的热力学参数，为关键设备(风机、换热器、压缩机等)选型及系统控制方法提供了理论依据。结论 研究表明，在CO2热泵冷却器出口状态为临界状态时，系统的COP达到最优。
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  基于时间窗和多仓温控的生鲜商品配送车辆路径优化问题

  王勇, 王静媛, 苟梦圆, 罗思妤

  . 2024, (5): 263-275. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.032

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  目的 针对当前生鲜商品配送效率低和成本高等问题，采用车仓温度可控的多仓车辆作为配送装备，并结合时间窗等约束，研究基于时间窗和多仓温控的生鲜商品配送车辆路径优化问题。方法 建立最小化物流运营成本和车辆使用数量的双目标模型，然后设计基于Clarke-Wright节约算法的非支配排序遗传算法(CW-NSGA-Ⅱ)求解该模型。利用CW节约算法生成初始配送路径，以提高初始解的质量，并设计精英迭代策略，以提高算法的寻优性能。结果 基于改进的Solomon算例，将文中所提算法与多目标粒子群算法、多目标蚁群算法、多目标遗传算法进行了对比，验证了CW-NSGA-Ⅱ算法的求解性能。结合实例，对多仓车辆使用数量、温控成本和运营成本等指标进行对比分析，结果表明，经优化后多仓车辆使用数量减少了35.7%，温控成本减少了39.2%，物流运营总成本减少了47.7%。结论 文中所提模型和算法能够有效优化配送路径，降低运营成本，为构建高效率、低成本的生鲜配送网络提供了理论支持和决策参考。
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  基于取送作业能耗分析的高架低温库货位与尺寸优化

  李锐, 张静, 李铭, 宋金昭

  . 2024, (5): 276-285. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.033

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  目的 减少高架低温库内作业的碳排放，构建出入库效率最大、货架稳定性最高和取送作业能耗最小的货位优化模型。方法 从货品存放顺序出发，采用整数编码设计遗传模拟退火算法进行求解，依据案例实际需求及面积选取了3种尺寸的备选方案，并通过MATLAB仿真对比分析各算法的结果，利用BIM建模可视化3种方案的优化结果。结果 采用整数编码设计的遗传模拟退火算法较模拟退火算法、遗传算法分别约早41代、148代收敛到最优解，计算效率分别高出21.01%、13.24%，GASA适合解决同种货品集中放置的低温库货位优化问题，建议低温库尺寸长宽比为2.25∶1。结论 优化后的货位与尺寸能够有效地降低库内作业的碳排放，保证安全的同时提高出入库效率。
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  单晶硅片循环包装设计与可靠性分析

  李志强, 王杰, 赵怡怡, 王哲, 刘迪

  . 2024, (5): 286-291. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.034

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  目的 以某公司M10型单晶硅片为研究对象，基于缓冲包装六步法及4R1D原则设计安全经济的单晶硅片循环包装方案。方法 使用Creo软件建立3D模型，利用ANSYS LS-DYNA进行堆码跌落仿真，结合跌落试验结果验证包装的可靠性。结果 动态跌落仿真在角跌落工况下，跌落角产生最大应力为34.42 MPa，小于包装箱许用应力40 MPa;产品最大响应加速度为38.71g，发生在棱跌落工况，小于产品脆值50g。试验与仿真平均误差为8.30%，在450 mm跌落高度下。使用此循环包装方案，产品整体破损率降低了8.02%。结论 此循环包装的安全性、便利性和经济性优于现有一次性包装的。
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  餐饮外卖绿色包装解决方案

  张涛, 黄培坤, 田瑾, 杨碧聪, 胡正阳, 李忠庆, 王利

  . 2024, (5): 292-300. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.035

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  目的 给餐饮外卖包装的绿色化转型提供帮助。方法 简述餐饮外卖包装的考量因素、关注点和选取准则;对常见外卖包装形式进行总结并提出绿色化包装的进阶建议;分析现有的绿色包装案例。结果 餐饮外卖绿色包装要依据餐品特性综合考量包装的性能、环保、外观和价格，不同品类的餐品绿色进阶方式不同。结论 餐品的不同导致包装形式也多种多样，且包装要展示餐品特性、满足环保要求，因此餐饮外卖包装的发展趋势为多元化、个性化和绿色化。
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  纸浆模塑品缓冲性能影响因素的仿真研究

  巩桂芬, 苏亭亭, 闫心怡, 杨楠, 谭思可

  . 2024, (5): 301-308. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.036

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  目的 研究形状、结构参数对纸浆模塑品承载和缓冲性能的影响，为纸浆模塑品缓冲结构设计提供更多参考。方法 通过拉伸试验得到材料物理性能参数。对不同形状单元进行静态压缩试验和有限元模拟，对比验证仿真的可靠性。利用Ansys Workbench/LS-DYNA对3种不同形状单元以及3个结构因素的四棱台进行动态冲击模拟，评价其承载性能，并从能量吸收方面评价缓冲性能。结果 不同形状单元中，圆台的承载和缓冲性能最佳;随着斜度增大，极限载荷和吸能性能整体呈下降趋势，1°时四棱台单元极限载荷最大，4°次之，1°~4°时吸能性能较好且变化相对稳定;随着长宽比增大，极限载荷和能量吸收整体均呈现下降趋势;极限载荷随着高度增加而减少，高度在10~25 mm时能量吸收不断减少，在25~40 mm时不断增加，在30~40 mm时单位体积吸能较稳定。结论 在设计缓冲结构时，尽可能选择圆台状单元，斜度在1°时最佳，4°次之，长宽比在1~1.5最佳，高度在30~40 mm较好。
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  发泡聚乙烯最大加速度-静应力曲线快速获取方法研究

  宋卫生, 薛阳

  . 2024, (5): 309-314. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.037

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  目的 研究快速、准确预测最大加速度-静应力曲线的方法。方法 首先利用落锤冲击试验机获取了5个不同高度下，5种不同厚度的发泡聚乙烯的最大加速度-静应力曲线。在此基础上，分析对比文中3种不同的改进拟合法与已有的动应力与动能量多项式拟合法的区别。结果 研究发现，当不区分高度的情况下，以最大加速度因子为函数值，以跌落高度、衬垫厚度、静应力为变量进行拟合时，其代表预测精度R²的平均为0.835，相比动应力与动能量多项式拟合法的0.299 6要高。但曲线右侧的预测精度偏低。引入以静应力为变量的多项式作为修正因子后，R²的平均值为0.934。预测精度有所提高，右侧的预测偏差减小，但仍存在。在区分高度的情况下，以带有修正因子的公式进行预测时，R²的平均值为0.984，曲线向右侧预测偏差逐渐增大的现象明显改善。结论 区分高度情况下，利用带修正因子的预测公式可以快速且较准确地预测最大加速度-静应力曲线，可以为冲击防护设计及相关软件的开发提供一定的帮助。