2024年, 第0卷, 第7期　
刊出日期：2024-04-19

  

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  聚乙烯醇/橘皮果胶/阿魏酸复合包装膜的制备及性能研究

  林书凝, 何意范, 王军

  . 2024, (7): 1-9. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.001

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  目的 为开发一种具有抗氧化活性和紫外屏蔽性的聚乙烯醇复合包装薄膜，从橘皮中提取果胶，探索聚乙烯醇/橘皮果胶/阿魏酸复合膜的性能。方法 首先用柠檬酸提取橘皮中的果胶，然后以阿魏酸为交联剂，用溶液共混浇筑法制备聚乙烯醇/橘皮果胶/阿魏酸复合薄膜。通过对复合薄膜结构、形貌、热性能、耐水性能、光学性能、力学性能、抗氧化性能的表征，考察不同含量的阿魏酸对复合薄膜的影响。结果 果胶羧基与聚乙烯醇羟基形成酯键，阿魏酸与聚合物形成酯键与氢键，薄膜具有较好的热稳定性和紫外屏蔽能力，加入阿魏酸后薄膜的耐水性能显著提升，拉伸强度和抗氧化活性显著增加。其中，当阿魏酸质量分数为5%时薄膜水溶性降低了38.89%，耐水性能最佳。结论 阿魏酸的加入提高了聚乙烯醇复合薄膜的耐水性能，薄膜具有良好的紫外屏蔽能力和抗氧化活性，是一种十分具有潜力的可持续包装材料。
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  魔芋葡甘聚糖协同碳酸钙增强聚丙烯复合材料的制备

  李美宁, 苏澈, 王芹, 潘少雄, 孙意岚, 庞杰, 翁柏鸿

  . 2024, (7): 10-15. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.002

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  目的 拟在利用天然可降解高分子替代部分聚丙烯(PP)制备一种新型复合材料。方法 采用聚丙烯作为复合材料的基质，向基质中加入魔芋葡甘聚糖(KGM)、碳酸钙(CaCO3)，并按照一定比例通过桌面挤出机混溶挤出制粒，再将半成品颗粒利用注塑机注塑成型制备成PP/KGM/CaCO3复合材料，同时探究KGM、CaCO3对PP/KGM/CaCO3复合材料的冲击性能和拉伸性能的影响。结果通过单因素实验可知，当KGM体积分数为10%、CaCO3体积分数为5%时，PP/KGM/CaCO3复合材料的力学性能最优。结论 该复合材料相互融合程度较好，抗冲击和伸强度较高，安全系数较好，可应用于食品包装和生活用品行业领域。本研究可为KGM的资源化利用提供一定的参考依据。
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  PBAT/P34HB地膜的制备及番茄生产应用

  王昊, 谭台孙啸, 曹颖, 向海容, 孔令娟, 李立

  . 2024, (7): 16-22. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.003

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  目的 为促进植株生长，减少地膜残留对下茬作物产量的影响，选用聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)与聚-3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P34HB)制备地膜，探究其对番茄生长的影响。方法 将PBAT和P34HB以9∶1、8∶2、7∶3质量比共混，通过水冷造粒、吹塑生产3款具有不同力学和阻隔性能的地膜，并应用于番茄作物生产。结果 随着P34HB含量的增加，复合膜的拉伸强度和透湿性增强，9∶1地膜对番茄具有一定增益作用，且单垄残留量约为16片。结论 PBAT/P34HB(9∶1)地膜的性能满足番茄生产，具有增益作用，并减少了地膜残留造成的污染。
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  喷墨打印量子点薄膜制备的影响因素研究

  张婉, 黄琳泓, 胡馨元, 吴优, 闵思源, 黄蓓青

  . 2024, (7): 23-30. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.004

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  目的 为了通过喷墨打印技术很好地实现量子点薄膜图案化，需要调节量子点薄膜制备工艺的各项参数以获得表面均匀、厚度适宜和无咖啡环结构的量子点薄膜。方法 基板和退火是影响量子点薄膜成膜性能的2个重要参数，分别研究基板的清洗、材料和温度以及退火的温度和时间对喷墨打印量子点薄膜成膜性能的影响。结果 选择3种不同类型的溶剂依次清洗可提高基板表面能，有利于墨水的铺展;PVK基板的量子点面薄膜形貌相较于Pedot:Pss更均匀;当基板温度为50 ℃、退火温度为80 ℃或90 ℃、退火时间为15 min时，咖啡环效应最弱，可获得表面均匀、厚度适宜和无咖啡环结构的量子点薄膜。结论 基板的清洗、自身材料以及温度都会影响墨水的铺展性能，从而影响量子点薄膜的成膜性能;控制退火温度与退火时间，以使马兰戈尼流起作用，咖啡环效应被明显抑制，可以获得表面均匀的量子点薄膜。
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  塑料包装材料表面大肠杆菌滋生影响因素研究

  熊子怡, 王小梅, 潘嘹, 卢立新, 唐亚丽, 王军

  . 2024, (7): 31-37. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.005

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  目的 选择大肠杆菌为典型致病菌，分析不同塑料包装材料(聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯)、营养状况与温湿度下包装表面大肠杆菌的滋生情况。方法 通过正交试验法分析各因素对大肠杆菌在包装表面滋生的影响规律。着重研究不同塑料材料表面大肠杆菌生物膜附着的影响因素，通过相关性分析确定模型输入参数;并基于这些参数采用反向传播神经网络(BP神经网络)建立不同塑料材料表面大肠杆菌菌落数的预测模型。结果 温度对大肠杆菌在材料表面的生长影响最大，其次为营养状况，材料和相对湿度的影响相对较小。塑料材料的水接触角、表面能、粗糙度和营养肉汤接触角是影响材料表面大肠杆菌生物膜附着的主要因素，基于这些因素建立的塑料材料表面大肠杆菌菌落数的神经网络预测模型的R²超过0.95，具有极高的预测精度。结论 该研究提出了塑料包装材料表面大肠杆菌滋生的关键环境控制因素，并为食品包装材料的选择提供了参考，从而为提升食品安全提供理论依据。
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  两种不同形状内包装材料生产的人血白蛋白质量可比性研究

  赵书艺, 杨灵通, 才辉, 任和, 张大满, 勾洋梅, 韩祥东, 杨晓东

  . 2024, (7): 38-44. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.006

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  目的 比较2种不同形状的药包材包装的人血白蛋白质量，为制剂企业选择可满足药品生产和使用要求的药包材提供依据，保证药品质量，满足临床需求和使用安全。方法 对2种药包材包装的人血白蛋白在(25±2)℃进行6个月的稳定性考察，观察不同时间点的产品质量指标变化，并对2种药包材包装的人血白蛋白密封性进行分析。结果 加速稳定性考察中，2种内包材生产的人血白蛋白在各考察时间点的质量指标均符合《中华人民共和国药典》(2020年版三部)，关键质量指标趋势变化一致。同时，小规格药包材生产的人血白蛋白pH值、纯度、铝残留量的稳定性更好。2种药包材生产的人血白蛋白经密封性测定均未发现泄漏。结论 2种不同形状的内包装材料生产的人血白蛋白质量均符合要求，且密封性良好，能保障药品的质量安全。同时，小规格药包材包装的人血白蛋白质量指标稳定性更好。
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  注塑级聚乳酸热分解动力学分析

  罗越峰, 温桦浩, 廖正福

  . 2024, (7): 45-52. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.007

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  目的 研究注塑级聚乳酸材料的热分解动力学，准确理解注塑级聚乳酸的耐热稳定性，为开发耐高温阻燃注塑级聚乳酸(PLA)材料提供理论依据。方法 通过非等温热重分析法，采用5、10、15、20、25 ℃/min的升温速率，研究注塑级PLA在氮气气氛中的热分解行为，利用1种微分法和3种积分法进行详细的动力学计算。比较相关系数及标准偏差，选取KAS等温积分法，以相对偏差Ai=|1–αc/αe|为目标函数，利用16种热分解动力学机理模拟计算注塑级PLA热分解最合适的反应机理。结果 得到了注塑级PLA热分解所需的活化能和指前因子，其中Kissinger、Madhusudanan-Krishnan-Ninan(MKN)、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算所得注塑级PLA活化能分别为177.01、174.43、173.01和173.28 kJ/mol。指前因子分别为25.84、26.69~33.75、25.83~32.89和26.38~32.94。结论 确定了随机成核和随后生长反应机理(A1/4)，ln(β/T²)=ln[4.75×10⁹/–ln(1–α)]–2.08×10⁴/T是描述注塑级PLA热分解最合适的反应机理。
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  负载花椒精油的玉米醇溶蛋白-柑橘果胶乳液性能评价

  王鑫洋, 崔媛, 韩相禹, 闫圣坤, 徐怀德, 李梅

  . 2024, (7): 53-62. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.008

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  目的 研发出一款新型的花椒精油Pickering乳液，为花椒精油Pickering乳液的制备和花椒精油应用场景的拓宽提供参考。方法 以花椒精油为油相，玉米醇溶蛋白-柑橘果胶复合纳米粒子为固体颗粒，制备花椒精油Pickering乳液。研究复合纳米粒子质量浓度(20、25、30、35、40 g/L)对Pickering乳液粒径、电位、微观结构、稳定性、流变特性等理化性能和抗氧化性能、抑菌性能等功能活性的影响。结果 随着复合纳米粒子浓度的提高，乳液的粒径呈先降后增趋势，ζ-电位绝对值、包埋率则呈先增后降趋势，当质量浓度为35 g/L的时候，乳液粒径最小为1 900.3 nm、ζ-电位和包埋率最大分别为32.7 mV、95%;此浓度下乳液贮藏稳定性最好，且具有优异的温度稳定性，在酸性(pH=2、3、4)和碱性环境(pH=8、9)下稳定性表现良好;所有乳液均显现出明显的剪切变稀行为，属于假塑性流体;在低频下乳液损耗模量大于储能模量，呈流体状态;相较于花椒精油，负载花椒精油的Pickering乳液的抗氧化性能和抑菌性能得到了显著提高。结论 复合纳米粒子质量浓度为35 g/L时制备的负载花椒精油Pickering乳液具有较好的稳定性、抗氧化和抑菌性能。
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  丁香精油抗菌保鲜剂的制备及对草莓采后保鲜研究

  付文存, 赵佳伟, 张林静, 陈文彬, 王煜丹

  . 2024, (7): 63-73. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.009

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  目的 通过模仿袋装干燥剂制备一种精油保鲜剂，以延长草莓采后的货架期。方法 通过含镁介孔二氧化硅分子筛(Mg-MCM-41)对丁香精油(CEO)进行负载，并评估常温下它对草莓的保鲜效果。结果 CEO被成功负载在Mg-MCM-41载体上，CEO的热稳定性得到提高;mMg-MCM-41∶mCEO=1∶2的CMA保鲜剂对DPPH和ABTS自由基的抗氧化能力分别为63.5%、95.6%;5 mg CMA对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉菌的抑制率均在99%以上，释放速率符合一级动力学模型;相较于空白组，保鲜剂具有较好的保鲜效果，能维持草莓的可溶固形物含量、硬度、可滴定酸含量和抗坏血酸含量，抑制微生物的增长繁殖，从而提高草莓的感官品质。结论 CMA组草莓的保鲜效果最佳，在25 ℃条件下草莓的货架期延长了2 d。
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  切花月季保鲜技术最新研究进展

  廖学智, 闫世强, 洪镜芬, 苏小翔, 贾晓昱, 张鹏, 张鹤, 齐欣

  . 2024, (7): 74-81. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.010

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  目的 本文综述切花月季的贮藏与瓶插保鲜技术的应用与进展以及未来发展方向，以期为后续研究提供理论基础。方法 分析切花月季的市场需求，概述物理和化学保鲜技术，包括控温贮藏、调湿贮藏、化学保鲜剂等。结果 合适的物理和化学保鲜技术能有效延长切花月季的贮藏和瓶插期。但单一技术效果有限，存在成本、处理时间等问题。结论 综合应用多种保鲜技术及探索新型保鲜剂是切花月季保鲜研究的未来发展方向。
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  鲜食葡萄电商悬固包装薄膜的力学性能分析与优化设计研究

  张涵涵, 梁欣, 魏婧怡, 赵通, 姚刚, 阎瑞香

  . 2024, (7): 82-88. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.011

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  目的 针对电商物流包装存在操作繁琐、透气透湿不足、寄递中暴力分拣的问题以及葡萄易落粒损伤的特点，设计一种针对鲜食葡萄的透气透湿性适宜的简便化包装。方法 采用激光打孔调整TPU薄膜透气透湿性，通过力学性能测试选出适宜厚度与孔隙排列方式，根据跌落试验确认TPU薄膜包裹葡萄的最佳凹陷程度，并验证悬固包装的有效性。结果 厚度为0.08 mm、孔隙排列方式为Z形的TPU薄膜有优良的力学性能与透气透湿性，打孔后薄膜水蒸气透过率极显著提高(P<0.01)，并且0.08 mm的Z形TPU薄膜凹陷3 cm的悬固包装在610 mm的高度跌落不触底，对葡萄的保护效果良好。纸浆模塑盒可承受400 N以上的力，循环压缩20次后仍有很好的支撑性，通过跌落测试可得悬固包装葡萄的表面损伤指数比袋中袋更小。结论 综合来看，该悬固包装操作方便，打孔后透气透湿性显著提高，与包装箱匹配使用能满足堆码与运输要求，是一种符合包装运输要求的鲜食葡萄电商包装方式，本研究为果蔬类产品的电商包装结构设计提供了新思路。
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  基于参数化建模的控温包装传热仿真系统开发

  方伟, 潘嘹, 王军, 周厚晨, 卢立新, 陈曦

  . 2024, (7): 89-95. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.012

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  目的 开发控温包装传热仿真系统Tpackage，通过参数化建模和传热仿真，对控温包装的保温效果进行有效分析。方法 以典型控温包装为研究对象，基于OpenCASCADE、QT与VTK设计控温包装参数化建模模块;分析包装内外热量传递规律，开发控温包装传热求解器模块。集成2个模块实现控温包装的参数化建模和传热过程的数值模拟。结果 使用Tpakcage在30、40 ℃ 2个环境温度下对2套控温包装系统(TC1、TC2)进行传热仿真，并采用Comsol进行同条件模拟，产品测温点到达8 ℃所经过时间的最大误差分别为7.04%(TC1-30 ℃)、9.87%(TC1-40 ℃)、8.82%(TC2-30 ℃)、9.73%(TC2-40 ℃);在30 ℃条件下进行实际验证实验，通过Tpackage进行同条件对比验证，产品测温点到达8 ℃所用时间的最大误差为9.47%。结论 Tpackage能够实现典型控温包装的参数化建模，并有效评估控温包装的温度场分布。该研究可为控温包装优化设计提供参考，提高控温包装设计效率。
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  轻度失水对软枣猕猴桃机械伤和品质的影响

  于昕玉, 王庆萱, 王金燕, 魏宝东, 程顺昌, 孙阳, 李斌

  . 2024, (7): 96-103. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.013

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  目的 探究轻度失水对软枣猕猴桃果实机械伤和品质的影响。方法 以软枣猕猴桃为材料，通过比较失水对运输模拟振动后果实机械伤的影响，以不失水模拟运输振动为对照，测定了处理后软枣猕猴桃果实贮藏过程中感官品质、营养品质、膜脂过氧化和活性氧代谢的变化情况。结果 与对照组相比，4%轻度失水处理有利于保持果实感官品质，使其腐烂率降低了10%、总酚含量提高了18.2%，抑制了其组织内丙二醛(MDA)含量和相对电导率的升高，保持贮藏过程中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性。结论 4%轻度失水可能是通过降低了果实硬度从而降低腐烂率，保持较高活性氧清除能力，抑制成熟进程，从而利于缓解软枣猕猴桃果实采后运输机械伤发生，保持果实品质。
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  基于热泵的大豆低温干燥储存系统设计

  方启, 张良, 李昊玥, 周汉涛

  . 2024, (7): 104-111. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.014

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  目的 针对环境温湿度变化以及大豆种子呼吸作用在储存室内引起的结顶、结块现象，造成储存过程中出现霉变或发芽等问题，基于热泵系统为大豆育种样本设计一套低温干燥储存系统。方法 通过数学模型计算各部件负荷，利用CFD模拟仿真技术选择合适的气流组织形式，然后对设计的系统送风温湿度稳定性、储存室内送风均匀性以及温度均匀性进行试验分析。结果 基于单侧送风+对侧回风气流组织设计的系统，在工作过程中，送风温度波动范围为±1 ℃，相对湿度波动范围为±4%，室内最大温度偏差为1.8 ℃，室内送风速度小于2 m/s。结论 基于合理的选型设计计算以及送风组织布置，结合育种样本长期储存的环境需求，设计了能够提供理想环境的控制系统，均匀的温度场以及气流分布在确保了样本储存质量的同时，有效降低了人工倒仓成本。这一设计能够为育种研究提供可靠的技术支持，对推动农业发展产生积极影响。
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  干燥温度对NaHSO3处理后延胡索品质的影响

  李华林, 王丽霞, 崔龙, 王娴, 冯文豪, 陈云堂, 李庆鹏

  . 2024, (7): 112-118. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.015

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  目的 研究不同干燥温度(40、50、60、70、80 ℃)对NaHSO3处理后干燥9 h后，延胡索贮藏前最适宜的干燥条件。方法 利用高效液相色谱仪(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)、电子眼等方法测定延胡索成分品质变化。结果 在干燥时间为9 h条件下，干燥温度为80 ℃时，总灰分含量显著增加至3.47%，盐酸黄连碱、盐酸小檗碱含量分别达到0.04%、0.03%;延胡索甲素、延胡索乙素含量在70 ℃时最高，分别为0.13%、0.35%;脱氢紫堇碱在60 ℃时含量最高，为0.42%;干燥温度为50 ℃时，醇溶出物含量最高，为21.84%;随着干燥温度的升高，原阿片碱、盐酸巴马汀受温度影响均不显著，而延胡索样品褐变越严重。结论 延胡索贮藏前最适宜干燥温度为40~60 ℃，水分含量低于6%。适宜的干燥温度，能最大限度地保障延胡索后期保鲜贮藏期间的品质，延长延胡索货架期，进而为延胡索保持较好的品质提供理论支撑。
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  食品接触用多层复合包装中迁移物质的非靶向筛查和风险评价

  金莉莉, 邹凯, 黄颖琦, 钱江山, 眭洁, 商贵芹, 罗世鹏, 刘桂华

  . 2024, (7): 119-129. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.016

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  目的 以食品接触用纸/铝/塑复合包装为研究对象，结合应用非靶向高通量筛查技术和安全风险评价方法，全面研究这类多层复合包装在接触食品过程中的迁移风险。方法 采用顶空气相色谱-串联质谱、气相色谱-四极杆飞行时间质谱和液相色谱-四级杆飞行时间质谱全面筛查食品接触用纸/铝/塑复合包装在不同迁移条件下的挥发性、半挥发性和非挥发性迁移物质，基于商业数据库、实验室自建库及行业信息解析物质化学结构及可能来源，利用内标半定量迁移水平，结合国内外食品接触材料法规和安全风险评估方法进行符合性评价及风险评价。结果 20批纸/铝/塑复合食品包装在体积分数为4%的乙酸模拟物中未发现迁移风险，在体积分数为95%的乙醇模拟物中共计检出35种物质，可能源于溶剂、抗氧剂、爽滑剂、低聚物、抗氧剂氧化/降解产物等物质。其中，33种物质经法规评估及毒理学评估，显示风险较低;其余2类聚烯烃低聚物因结构难以确定、缺乏毒理学研究建议持续关注毒理学研究进展及国内外法律法规动态。结论 通过结合应用非靶向高通量筛查技术和安全风险评估方法研究表明，在通常的使用条件下，纸/铝/塑多层复合包装用于盛装果汁等水性食品时不存在安全风险，但接触高乙醇含量或油脂类食品时建议关注聚烯烃类低聚物的迁移安全性。
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  基于表面增强拉曼光谱技术测定聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚的迁移量

  胡均鹏, 奚晓翔, 陈荣桥, 梁明, 冼燕萍, 吴玉銮, 侯向昶, 戴航

  . 2024, (7): 130-136. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.017

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  目的 基于Ag纳米粒子(Ag nanoparticles，AgNPs)的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy，SERS)技术，建立测定聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚迁移量的方法。方法 参照GB 31604.1—2015、GB 5009.156—2016，对聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚的迁移行为进行研究，将获得的迁移液经0.22 μm滤膜过滤后，与AgNPs混合，然后进行SERS测试，并采用高效液相色谱法(High performance liquid chromatography，HPLC)进行验证。结果 所制备的AgNPs分布均匀、重现性好，针对4,4′-联苯二酚的最低检测质量浓度可达1 mg/L。在质量浓度范围1~50 mg/L内，1 278 cm⁻¹处的峰强度与4,4′-联苯二酚的浓度具有良好的线性关系，相关系数为0.990 4。在聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚的回收率为88.6%~92.8%，相对偏差为4.02%~6.50%，且与HPLC方法的结果基本一致。结论 该方法具有快速、准确、操作简单等优点，可为食品接触材料及制品中的4,4′-联苯二酚检测提供技术参考。
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  奶粉罐合规性管理分析

  申艳毅, 徐尚, 彭喜洋

  . 2024, (7): 137-147. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.018

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  目的 对食品接触材料细分领域中的奶粉罐进行分析，给奶粉罐生产及应用企业合规性管理提供指导。方法 从奶粉罐罐身、顶底盖、塑料盖勺等组成材料进行分析，研究中国、欧盟、美国等食品接触材料法规现状及其对奶粉罐的安全要求，并给出合规性管理建议。结果 国内外食品接触材料法规在体系建设和标准要求等方面存在差异，GB 4806系列标准正在制修订中且管控要求更加严格，奶粉罐中高关注物质增加，给相关企业合规性管理带来了挑战。非靶向筛查技术在食品接触材料领域的研究和应用，为奶粉罐合规性管理提供了参考。结论 奶粉罐相关企业应密切关注国内外食品接触材料法规要求及变化，识别新标准及新关注物质给奶粉罐合规性管理带来的影响，结合食品安全符合性测试、符合性声明传递以及非靶向筛查技术等方法应用，提升奶粉罐合规性管理水平。
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  考虑动态需求的生鲜商品物流配送优化方法研究

  王勇, 罗双, 苟梦圆, 罗思妤

  . 2024, (7): 148-158. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.019

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  目的 针对生鲜商品配送过程中客户需求的变化，协调静态与动态客户需求之间的关系，合理规划路径，并降低物流总成本。方法 首先考虑客户生鲜需求的多样化温控区间、随机订单请求时间及动态需求量等因素，构建物流总成本最小化的整数规划模型。然后，设计基于高斯混合聚类的改进蚁群算法求解该模型，并提出动态需求处理策略，用于路径的再优化。其次，通过与粒子群算法、遗传算法和鲸鱼优化算法进行对比分析，验证文中设计算法的有效性。最后，以重庆市某生鲜配送网络为例，对比分析优化前后的运营指标，并探讨生鲜商品价值损失水平与物流总成本之间的关系。结果 经优化后，物流总成本下降了22.35%，其中惩罚成本、价值损失、配送成本和温控成本分别下降了39.84%、61.84%、29.80%、57.00%。结论 文中所提的模型、算法和动态需求处理策略可以合理规划配送路径，有效降低了总成本，为考虑动态需求的生鲜配送网络优化提供了参考。
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  基于层间垫平的囊匣三维装箱优化设计

  李国志, 李莹欣, 雒波波, 刘迪, 谭思可, 李文凤

  . 2024, (7): 159-165. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.020

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  目的 为提高囊匣的装载率及装箱效率，研究层间垫平的强异构类的三维装箱问题，实现快速计算囊匣装箱方案和衬垫方案并指示装箱。方法 基于囊匣实际装箱需求，以衬垫体积最小为目标，设计基于贪心策略与改进的装箱顺序策略的两步优化启发式算法，对装箱与衬垫方案进行优化;并根据不同放置方向，设计不同的输出效果以指示装箱。结果 与装箱优化前数据进行对比实验证明，该算法推荐的装箱方案与衬垫方案可以减少木箱的使用数量与体积，减少垫平用衬垫体积7.21%，装箱时间缩短了约一半。结论 文中设计的混合启发式算法能为囊匣装箱问题找到合适的装箱与衬垫方案，减少衬垫的使用，提高装载率以及装箱效率。
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  木托盘RFID标签安装方式有限元分析及试验研究

  唐英, 毛讯辉, 孙汝

  . 2024, (7): 166-174. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.021

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  目的 采用仿真和试验手段并用的方法，研究RFID标签在木质平托盘上的适用安装方式及其对使用性能的影响。方法 进行Ansys有限元仿真，分析木质平托盘承载和冲击试验中采用螺钉紧固及黏结剂粘贴方式安装的RFID标签所受应力。作为对比，在实验室进行实物试验，测量RFID标签表面应力，并测试标签读写性能。结果 在托盘承载和冲击试验中，从RFID标签各构件及标签连接件的受力分析看，2种安装方式下的RFID标签均未出现脱落和物理性损坏。冲击试验后的RFID标签能够通过读写功能测试。有限元仿真与实物试验的应力分析结果相互吻合，验证了结果的正确性。结论 RFID标签采用螺钉紧固和黏结剂粘贴的安装方式都能满足使用要求，且螺钉连接的耐用性更好。研究结果为RFID标签在木质平托盘的安装方式选择提供了理论依据。
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  基于RFID的成箱服装信息检测系统可靠性设计

  朱伟伟, 杨朝, 俞立群, 夏克尔?赛塔尔, 徐阳

  . 2024, (7): 175-179. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.022

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  目的 解决目前服装企业存在的服装量大、品种多、整箱货运盘货难度大等问题。方法 将RFID技术与服装信息管理相结合，设计整箱服装信息自动化采集系统，通过对系统RFID阅读器天线数量及位置进行优化设计，同时改进RFID标签多叉树防碰撞算法，以提高服装信息检测系统识别的可靠性。结果 通过计算分析，构建了阅读器“M”形四天线空间分布全覆盖检测模型，同时配合服装检测系统的识别软件完成了批量服装电子标签可靠性检测，对最大服装包装箱的检测准确率达到了100%。在系统的检测速度为60 m/min时，每分钟的理论识别量可达到2 600件。结论 有效提高了服装信息检测系统的可靠性和采集效率。
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  基于改进YOLOv5s的白酒瓶盖瑕疵检测

  王军, 万书东, 程勇

  . 2024, (7): 180-188. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.023

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  目的 瓶装白酒生产过程中，瓶盖表面瑕疵会影响产品外观质量。针对白酒瓶盖表面瑕疵检测效率低和目标检测效果差的问题，提出一种基于YOLOv5s的改进算法DTS-YOLO。方法 首先，在主干网络中引入可变形卷积，以提高模型对极端长宽比瑕疵的检测精度。其次，引入Transformer编码块，使网络聚焦于提取图像的全局信息。最后，在颈部网络构建C3SE-Lite模块，将C3模块嵌入SE注意力模块的同时引入Ghost卷积，减少参数量的同时，增强对瓶盖瑕疵的检测能力。结果 实验结果表明，本文所提方法相较于基础网络，参数量减少了10%，平均精度均值达95%，平均检测速度达30帧/s。结论 本文方法有效实现了白酒瓶盖表面瑕疵快速、准确地检测，可广泛应用于瓶装白酒生产过程中瓶盖表面检测。
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  基于改进YOLOv5s的药盒钢印日期识别方法

  黄杨乐天, 刘宜胜, 王俊茹

  . 2024, (7): 189-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.024

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  目的 药盒的钢印日期与背景对比度低，字符轮廓不明显，识别易受环境光线干扰，对此提出一种基于机器视觉的识别方法。方法 使用改进YOLOv5s模型，首先对采集的药盒数据集进行透视变换校正，并进行数据增强。通过在模型的骨干网络中融合位置注意力机制(CA)，减少冗余信息的干扰;颈部网络根据加权双向特征金字塔网络(BiFPN)引入权重，更好地平衡不同尺寸图层的特征信息;引入动态聚焦损失函数(WIoU)，降低高质量样本对训练的干预，提高模型的泛化能力。结果 在自建钢印字符数据集上的实验结果表明，改进网络对药盒钢印日期识别的平均精度值达到了99.41%，比原始模型提升了2.38%，帧率为80.01帧/s。结论 改进后的YOLOv5模型对药盒钢印日期的检测精度优于原有网络，对可以满足药盒生产线的实时性要求。
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  基于同伦延拓的冗余机械臂逆运动学优化算法研究

  张国庆, 李宗道, 吴剑雄, 顾浩宇, 李清都

  . 2024, (7): 197-204. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.025

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  目的 针对偏置冗余机械臂的逆运动学，采用传统数值法存在依赖初始值、奇异位姿收敛性差等问题，提出一种改进数值法。方法 首先将非线性方程组转化为同伦方程组，引入同伦延拓算法能够有效避免依赖初始值的问题，同时能够获取逆运动学解空间。然后考虑奇异位姿，将同伦方程组转化为最小二乘问题，采用Levenberg Marquardt算法对同伦方程组进行路径追踪，以获取逆运动学解空间。最后将关节极限避免问题映射为解空间优化问题，引入二进制改进粒子群优化算法，获得最优逆运动学解。结果 实验结果表明，相较于传统数值法，文中所提数值法针对逆运动学求解具有更高的收敛率、更快的收敛速度，同时二进制改进粒子群算法能够有效避免关节极限问题。结论 采用文中所提数值法求解逆运动学的精度较高，能够满足实时性要求，对于机械臂用于包装作业具有一定的理论意义和工程应用价值。
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  卫星式柔印机中心压印滚筒螺旋流道冷却性能研究

  王洁, 刘健, 刘善慧, 苏舟, 林晓婷, 侯和平, 许小静

  . 2024, (7): 205-213. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.026

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  目的 探究卫星式柔印机在印刷过程中，中心压印滚筒内部冷却水流道结构对其冷却效果的影响。方法 以双层中心压印滚筒为研究对象，采用数值模拟方法分析螺旋流道内冷却水的速度场和外滚筒的温度场，并与无螺旋流道的中心压印滚筒进行对比;探究流道截面形状对滚筒表面轴向温差的影响规律。结果 有螺旋流道的滚筒的表面温度整体较低，且轴向温差(4.2 ℃)更小。在相同的入口流速条件下，横截面高宽比大的螺旋流道滚筒表面轴向温差更小。在入口冷却水流速为2.5 m/s的条件下，横截面高宽比为0.6的螺旋流道对应的滚筒表面轴向温差为2.46 ℃。结论 采用高宽比较大的矩形截面螺旋流道，有利于缩小中心压印滚筒表面的轴向温差，从而改善滚筒的冷却效果。
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  基于TRIZ理论的输送带断带保护装置创新设计

  张万明, 张鹏程, 宫翔, 李国芹, 高澄森

  . 2024, (7): 214-221. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.027

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  目的 在运输物品过程中，输送带因长时间使用可能会发生断裂现象，目前断带保护装置无法及时进行保护，因此需要对断带保护装置进行改进。方法 应用TRIZ理论中的功能模型分析和因果链分析方法对整个系统进行分析，应用76条标准解、发明原理和分离原理等工具解决问题。结果 基于TRIZ理论对问题进行求解，得到了新型输送带断带保护装置的结构方案，该方案可以有效缩短断带保护所需时间，有效提高断带保护的精准性，从而保护生命财产的安全。结论 通过TRIZ理论对输送带断带保护装置进行创新设计，使新型输送带断带保护装置达到了快速反应、制动精准和结构简单的要求。
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  基于卷积神经网络的超分辨率失真控制图像重构研究

  舒忠, 郑波儿

  . 2024, (7): 222-233. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.028

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  目的 解决超分辨率图像重构模型中存在的功能单元之间关联性差，图像色度特征提取完整性不强、超分辨率重构失真控制和采样过程残差控制偏弱等问题。方法 通过在卷积神经网络模型引入双激活函数，提高模型中各功能单元之间的兼容连接性；引用密集连接卷积神经网络构建超分辨率失真控制单元，分别实现对4个色度分量进行卷积补偿运算；将残差插值函数应用于上采样单元中，使用深度反投影网络规则实现超分辨率色度特征插值运算。结果 设计的模型集联了内部多个卷积核，实现了超分辨率色度失真补偿，使用了统一的处理权值，确保了整个模型内部组成单元的有机融合。结论 相关实验结果验证了本文图像重构模型具有良好可靠性、稳定性和高效性。
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  磁性金属吸波剂的高温氧化问题及其对策研究进展

  管笑颂, 沈勋, 廖嘉伟

  . 2024, (7): 234-245. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.029

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  目的 针对磁性金属吸波剂由组成元素化学性质活泼导致的高温氧化和电磁性能恶化问题展开现状调研和讨论，解析磁性金属吸波剂高温氧化的机理，并提出相应的解决策略。方法 从氧气在金属吸波剂中的吸附、反应和传质过程出发，讨论高温氧化对吸波剂电磁性能的影响规律，系统总结并评述表面包覆隔绝氧气、生成致密金属氧化膜和抑制氧原子扩散3种策略对吸波剂抗高温氧化的作用机制。结论 表面包覆策略通过引入有机高分子、无机化合物或磁性金属等包覆物质，以隔绝氧气，从而抑制磁性金属吸波剂的高温氧化。其中，无机化合物包覆体系最具潜力，但尚未达到理想的超薄致密状态。生成致密氧化膜策略通过溶质元素的选择性氧化，形成保护膜，能够有效抑制氧化进程，但引入较高含量的非铁磁性溶质元素容易降低磁导率、恶化吸波性能。抑制氧原子扩散策略通过形成晶界氧化物来有效减缓氧化，目前其实现手段有限且不够成熟。在耐温磁性吸波剂的研制中应综合考虑使用温度、基体材料、目标吸波频段和期望吸波性能等，采用合适的抗氧化策略。
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  多胞薄壁铝合金方管载荷特性与多目标优化研究

  李耀宙, 张冰冰, 薛仲卿, 范志强

  . 2024, (7): 246-253. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.030

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  目的 通过引入边长系数γ，得到构型不同的W型和C型多胞薄壁方管结构，改善多胞薄壁方管的吸能效率。方法 本文利用实验和数值方法对2种类型方管进行研究，材料选用6060T4铝合金，深入分析边长系数γ和壁厚t对结构的载荷特性、能量吸收及变形模式的影响。然后采用非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-Ⅱ)求解，针对结构的峰值载荷(Pc)和比吸能(Sa)进行多目标优化。结果 数值仿真所得载荷曲线与实验结果一致，折叠波数均为7个，边长系数γ对2类结构的载荷和变形有显著影响。结论 本文所得结果为改善多胞薄壁方管结构的缓冲吸能及冲击防护提供了数据支持。
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  基于3D-DIC技术的老化UHMWPE无纬布准静态拉伸性能研究

  罗小豪, 李国成, 张晓宇, 王哲, 张佳瑶, 王铎

  . 2024, (7): 254-259. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.031

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  目的 通过研究老化后的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)无纬布力学特性，了解防弹衣在自然环境下的抗老化性能，为防弹装备使用和存储提供科学指导。方法 采用三维数字图像相关技术(3D-DIC)和万能材料试验机开展了其准静态拉伸力学性能测试。结果 十年自然老化后的UHMWPE无纬布应力应变曲线仍呈近似线性特征，但平均拉伸模量仅为18.0 GPa。结合试验过程中的全场应变变化过程，分析了UHMWPE无纬布试件的变形特性，发现拉伸过程中应变在分析区域内的分布较均匀。结论 十年自然老化后的UHMWPE无纬布软质防弹衣平均拉伸模量明显降低，防弹性能无法满足使用要求。
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  放射源运输容器力学设计和试验验证

  陈磊, 庄大杰, 孟东原, 焦力敏, 孙谦, 王长武, 李国强

  . 2024, (7): 260-266. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.032

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  目的 设计一种用于运输工业辐照用特殊形式放射源的运输容器，通过试验验证运输容器的安全性能。方法 根据《放射性物品安全运输规程》和《放射性物质安全运输条例》中B(U)型货包的规定进行设计，设计的运输容器主要包括屏蔽容器、吊篮、防护罩及运输托架4部分组成，并对运输容器进行正常运输工况和运输事故工况下的3次跌落试验。结果 试验对容器外防护罩和保温层造成部分损坏，但防火层完整，不影响包装的密封和屏蔽功能，试验结果表明运输容器满足标准要求。结论 运输容器在正常运输工况和运输事故工况下的跌落测试后，包装的屏蔽和密封仍然有效，即该运输容器在规定的正常运输工况和运输事故工况下能保证放射源的运输安全。
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  软包装锂电池铝塑膜各向异性及应力模型研究

  张灵新, 陈伟, 李小许, 王秀宾, 李昂, 杜金全, 白万真

  . 2024, (7): 267-273. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.033

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  目的 研究铝塑膜的性能各向异性，并构建其与各层基材性能关系的数学模型。方法 通过拉伸试验系统研究铝塑膜各层基材的各向异性特征及应力应变行为，采用层状复合材料的混合定律，构建铝塑膜的强度与基材强度的关系模型。结果 聚丙烯膜强度各向异性指数最低为1.5，尼龙膜延伸率各向异性指数最低为−0.8，铝箔的强度和延伸率各向异性指数分别为4.0和−8.7，铝塑膜复合膜的强度和延伸率各向异性指数与铝箔接近，是影响铝塑膜各向异性的关键基材。结论 基于混合定律采用线性回归分析方法构建的铝塑膜应力模型与实际测试结果吻合良好，在工程领域可以用作铝塑膜基材选型的参考。
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  真空平板玻璃托盘集装包装系统设计与跌落测试验证

  孙德强, 宋雅玲, 王力, 周聪, 郝乾崇, 李想, 汉小楠

  . 2024, (7): 274-280. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.034

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  目的 对真空平板玻璃进行托盘集装包装系统设计，并进行跌落仿真测试，验证包装方案的可靠性。方法 提出运输包装设计五步法。第1步产品及流通环境调研，得到相关信息;第2步包装方案设计及建模，选用瓦楞纸板、胶合板、EVA泡沫和捆扎带等包装材料，利用SolidWorks软件进行三维建模，建立各跌落工况下的几何模型;第3步有限元模型建立，对各包材选用合适的材料模型，并利用试验测得相关性能参数，在所建几何模型的基础上进行接触设置、网格划分和载荷设置;第4步有限元模型可靠性验证，对模型进行实际试验和相应仿真测试，两者结果对比分析;第5步多工况下仿真测试，涉及跌落、冲击、振动等。结果 展示最具代表性的角、面和棱跌落仿真测试与相应试验结果，最大误差小于10%，验证了有限元模型的可靠性。进一步展示了跌落下各块玻璃的响应加速度，其中峰值加速度远小于真空平板玻璃脆值所允许的加速度，满足防护要求。结论 基于上述运输包装设计五步法，所提出的包装方案满足跌落防护要求，也证实了基于该五步法进行包装防护设计的可行性。
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  浮放运输货物在冲击载荷下倾覆风险研究

  王永旭, 朱大鹏, 周燕

  . 2024, (7): 281-288. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.035

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  目的 对浮放运输货物在车辆冲击载荷下摇摆特性进行分析和其倾覆风险评价。方法 将浮放运输的货物或包装件简化为刚性质量块，载运车辆建模为具有一定水平加速度载荷的刚性支座，推导出刚性质量块在加速度载荷下的摇摆运动控制方程，通过试验设计测取车辆减速制动工况下冲击载荷波形，建立冲击载荷波数学表达式，采用理论分析方法在近似线性化范围内分析冲击载荷下刚性质量块的动态摇摆特性与倾覆风险。结果 刚性质量块在正向加速度载荷下进入摇摆，响应初始摇摆角度小于0并且倾覆是发生在自由振动状态下;绘制了刚性质量块在半正弦波冲击载荷下最小倾覆加速度频谱，存在一条边界线将频谱划分为安全区和倾覆区;刚性质量块的宽高比和稳定性呈正相关。结论 通过转变为刚性质量块摇摆响应系统问题线性近似研究了浮放运输货物的摇摆特性和倾覆风险。
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  基于SolidWorks和Ansys的铁路卷状货物横向限位运输座架设计

  袁舜, 潘帅, 刘毛毛, 田志强

  . 2024, (7): 289-294. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.07.036

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  目的 针对卷状货物在铁路运输途中常发生横向窜动，造成货物损伤、危及行车安全等问题，基于当前主流运输座架和技术经验，设计一款安全可靠、适用多种车型、可叠放回送、可循环使用、适合多种规格卷状货物、带有横向限位装置的运输座架。方法 根据《铁路货物装载加固规则》，制定最不利工况下的卷状货物装载加固方案;依据《钢结构设计标准》及敞车、平车的结构，确定运输座架的结构和材料;通过SolidWorks-Ansys对运输座架进行建模和有限元分析，得到卷钢座架变形及应力的变化情况。结果 通过分析可知，运输座架会受到垂向力、纵向力，其最薄弱部分的应力分别为355.14、341.99 MPa，位移变形量分别为0.55、1.069 mm，符合规定;在最不利工况下，横向限位挡件的最大应力为28.89 MPa，最大变形量为0.04 mm，符合规定。结论 设计的铁路横向限位运输座架安全可靠，可有效防止货物发生横向窜动;叠装回送，可实现重去重回。该设计填补了现有运输座架对卷状货物无法进行横向刚性加固的空白，对当下卷状货物运输发展具有较大的促进作用。