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2026年, 第47卷, 第9期 
刊出日期:2026-05-10
  

  • 全选
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  • 王志军, 屈可朋, 肖有才
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 0-0.
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  • 强动载下弹药响应与防护技术
  • 吴磊, 屈可朋, 谭淼, 姚昕
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 1-13. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.001
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    目的 研究复杂载荷下PBX的损伤演化与热点形成,对理解其在生产、储存、运输以及服役全寿命周期中的能量吸收与损伤行为,进一步提升武器弹药的安全性具有重要意义。方法 从损伤演化与热点形成机理、多场耦合加载技术以及多尺度表征技术等3个方面介绍复杂载荷下PBX损伤演化与热点形成的研究进展。首先探讨损伤在炸药晶体、黏结剂及界面中的演化过程;其次,梳理适用于PBX的各种热点机制,并分析多场耦合作用通过改变能量耗散路径对炸药点火的影响;针对不同应变率加载下的多场耦合技术以及损伤与热点演化的多尺度表征手段进行总结。结论 复杂载荷通过重构能量耗散路径,形成以剪切带主导的局域化损伤;现有加载技术难以实现三场独立同步控制,多尺度表征手段之间存在时空分辨率鸿沟;建立多机制耦合点火判据和发展多模态原位同步表征技术是未来的核心挑战。
  • 许宝文, 张丁山, 吕永柱, 张博, 全嘉林
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 14-22. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.002
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    目的 研究不同错位距离和弹径对两弹体错位序贯侵彻混凝土靶过程中第二发弹体速度变化的影响规律,为错位序贯侵彻模式的毁伤效能评估、作战策略优化设计提供理论支撑。方法 建立了两弹体错位序贯侵彻混凝土靶过程中弹体能量损耗及速度变化理论模型,进行理论计算与数值仿真模拟相互对比。结果 在两弹体以600 m/s的初速度侵彻1 m厚C40混凝土靶的工况下,直径50、80和100 mm弹体临界错位距离最大约为8倍、10倍和14倍弹径,第二发弹体速度变化的理论计算结果与仿真结果偏差最大约为6.6%。结论 错位序贯侵彻会减缓第二发弹体的速度下降,有利于增加第二发弹体的侵彻深度,随着两弹体错位距离的增加,第一发弹体侵彻对减缓第二发弹体侵彻速度下降的影响幅度减弱,当错位距离大于临界错位距离时,将不产生影响;第一发弹体的弹径越大,第二发弹体受第一发弹体侵彻影响的临界错位距离越大。
  • 王璐瑶, 李梅, 周鑫, 门建兵, 王哲
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 23-33. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.003
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    目的 针对无人机“轻、小、多、灵”特性导致的传统惰性破片毁伤效能不足的问题,探索兼具动能与化学能毁伤模式的钨锆含能破片对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)无人机蒙皮的毁伤行为与侵彻机理。方法 采用实验与仿真联合分析的方法,开展钨锆含能破片侵彻CFRP靶的研究。实验中,在靶后120 mm处分别设置肥皂靶或铝靶,用于回收碎片云并评估二次毁伤效能;同时,利用高速摄影仪记录破片侵彻过程及碎片云的衍化行为。通过实验结果验证LS-DYNA仿真模型的正确性,进而系统分析CFRP靶厚度、破片冲击速度及纤维铺层方式对毁伤效果的影响规律。结果 实验与仿真结果吻合良好,侵彻孔径与破片剩余速度的相对误差分别为7.32%与2.64%。明确了CFRP靶的穿孔形貌、分层损伤特征及靶后碎片云的构成,证实碎片云二次冲击铝靶时可释放化学能,实现毁伤增强;阐明了侵彻过程中以“压剪耦合连续侵蚀-压剪拉混合破坏-拉伸破坏”为主的三阶段破坏模式,总结了靶后碎片云的形态演化规律。研究表明,钨锆含能破片侵彻CFRP靶时呈“穿而未激活”的准惰性状态,但其产生的靶后碎片云仍具有显著的化学能释放潜力。结论 钨锆含能破片对CFRP靶及靶后结构可实现“动能侵彻-化学能后效增强”的复合毁伤,其关键机制在于靶后形成的“含能碎片云”。本研究为发展含能破片对无人机内部结构的高效毁伤新途径提供了理论与实验依据。
  • 张树霞, 陈白禹, 魏志芳, 张克斌, 郭晓宝, 于泳波
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 34-43. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.004
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    目的 探究枪械击发点火过程中关键结构参数对其点火性能的影响。方法 通过LSDYNA与FLUENT联合仿真,对“击针撞击—底火发火—燃气流场发展”全过程开展数值模拟研究,通过对击发点火系统开展落锤冲击试验验证仿真模型的准确性,并系统分析闭锁间隙δ与击发药面高度H对弹壳内观测点压力特性的影响规律。结果 研究结果显示,不同工况下的试验与仿真压力特征参数误差均小于15%。结论 闭锁间隙对压力启动时间和峰值到达时间的影响表现为正效应,药面高度对压力启动时间和峰值到达时间的影响表现为负效应,闭锁间隙的变化对压力峰值无明显影响。本研究构建的联合仿真方法可为枪械点火系统结构设计与性能评估提供有效的分析手段。
  • 王乐珊, 张斌, 陈建良, 赵丰鹏, 柴传国, 李继承
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 44-57. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.005
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    目的 探究侵爆型战斗部装药结构动态力学响应特性及其缓冲防护技术,以提升装药的安全性能。方法 系统综述国内外在该领域的相关研究成果,从战斗部构型弹体侵彻/穿甲过程中装药的动态力学响应入手,阐述采用试验研究及数值模拟等手段揭示的装药损伤演化规律;之后重点阐述多孔材料、橡胶、聚四氟乙烯等常用缓冲材料的力学性能与缓冲吸能机制,并详细介绍缓冲垫块、缓冲防护套及二者组合结构的防护结构设计原则与应用效果,总结材料类型、结构尺寸及组合方式等对缓冲防护效能的影响规律。结论 缓冲材料通过阻抗失配、能量耗散与应力重新分布等机制,可有效削弱冲击载荷,降低装药损伤与早爆风险,通过合理的缓冲材料选型和缓冲结构设计,能够显著提升战斗部装药安全性。
  • 张克斌, 赵昌方, 张明阳, 李金, 周才华
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 58-72. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.006
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    系统综述了弹道防护复合材料及其弹道特性的研究进展,探究了其在弹道防护领域的应用潜力与优化路径,为高性能防护材料的优化设计与工程应用提供理论依据与技术支撑。通过系统梳理国内外相关文献,首先阐述了弹道防护的基本原理与关键性能评价指标。继而分类综述了凯夫拉、玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维及超高分子量聚乙烯纤维等典型纤维增强复合材料的弹道性能与发展现状。在此基础上,深入探讨了层叠结构的设计方法与防护机制,涵盖了非金属-非金属、金属-非金属等多种复合形式。最后结合新型材料与结构设计趋势,展望了其未来的发展方向。系统总结了材料体系、理论机理与试验方法,对于推动弹道防护复合材料的优化设计与工程应用具有重要意义。
  • 潘长平, 何超, 韩顺, 耿如明, 王春旭, 厉勇, 赵振宇
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 73-80. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.007
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    目的 为满足脉冲爆震发动机爆震管等先进装备对承载-散热-抗爆一体化的设计需求,以波纹通道夹层圆柱壳为研究对象,旨在系统评估其在极端内爆载荷下的动态响应与抗爆承载能力。方法 通过采用ABAQUS/CONWEP有限元模块,研究芯体高度、壁厚及内外壳体厚度等关键几何参数对结构抗爆性能的影响,并与蜂窝、传统波纹及I型芯体等典型夹层结构进行性能对比。结果 在等质量约束下,增加芯体高度与减小芯体壁厚是提升结构抗爆性能的有效途径。此外,内外壳体的最优厚度分配呈现出显著的载荷依赖性。在本文研究的构型与工况下,以约40 g TNT当量为临界载荷,当内爆强度低于此值时,采用薄内壳的构型(以芯体压溃吸能为主)更具优势;当载荷高于此值时,则需采用厚内壳构型(以结构整体抗弯为主)来保证生存能力。结论 本研究揭示的几何参数影响规律和载荷依赖性设计策略,为波纹通道夹层圆柱壳在极端动态载荷环境下的工程应用,提供了抗爆性能理论依据与量化设计指导。
  • 李卓, 李天震, 万泽周, 卢传浩, 曹勇, 刘靖宇
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 81-90. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.008
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    目的 探究冲击应力波在拼接式陶瓷防弹板边缘斜界面的传播规律和能量分配机制。方法 根据拼接式防弹板的边界特征,分别制备界面角度为0°、5°、10°、15°、20°、30°、45°的试样。基于分离式霍普金森压杆开展动态压缩试验,以冲击波在杆系中的传播为监测对象,建立等比有限元分析模型,并验证该模型的准确性。结果 反射波的应力幅值随界面角度的增加呈上升趋势,最后趋于平稳;透射波的应力幅值和波幅宽度均呈现出非线性下降的趋势。在能量分配方面,当界面角度为5°时,透射和反射能量分别占总能量的12%和52%,剩余能量转化为试样的动能;当角度增加到15°后,反射能量占总能量的95%以上,透射能量占比小于0.3%。此时界面相对滑移量极小,系统吸收能量显著降低。结论 陶瓷块拼接界面能够明显影响应力波传播规律及能量分配特性,通过优化界面角度可实现对能量分配的有效调控,为后续三维防护结构的数值仿真提供准确的试验校准数据。
  • 周旭, 朱根, 万堃, 李翀, 胡宇鹏, 吴松, 周本权, 冯晓伟, 聂少云, 李明海
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 91-97. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.009
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    目的 为考核某装药结构在快速加热环境下受到破片撞击时的响应行为,评估异常事故环境安全性。方法 提出了一种高速破片撞击-快速烤燃复合试验方法,主要包括试验条件制定、加载与测试要求、试验安全防护、反应等级判定等内容。试验中火焰平均温度不低于800 ℃,火烧持续时间为2 min,发射破片速度在(1 830±60) m/s范围内。结果 表明单一力热载荷下,即高速破片撞击和快速烤燃试验结果分别为无反应和燃烧。然而高速破片撞击-快速烤燃复合环境下装药结构的反应烈度等级为爆炸,远高于单一力热载荷的试验结果。最后基于丙烷燃烧器从试验过程的可视化、响应行为的可量化等方面对高速破片撞击-快速烤燃复合试验系统进一步完善。结论 本文建立的高速破片撞击-快速烤燃复合试验方法可为后续验证装药结构在遭遇意外失火的同时遭受高速破片撞击场景下的安全性评估提供支撑。
  • 谭学通, 周鑫, 张亦乐
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 98-106. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.010
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    目的 探究在不同着靶状态下长杆弹撞击柱形带壳装药引起的冲击起爆响应特性。方法 本文利用ANSYS-LSDYNA动力学仿真软件,对具有不同轴向着角β、径向着角γ的长杆弹撞击柱形带壳装药进行数值模拟仿真计算。采用数值分析方法,计算各工况下炸药装药的${{p}^{2}}t$值,通过比较其${{p}^{2}}t$值大小及其量化差异,以分析不同着靶条件对柱形带壳装药冲击起爆反应的影响。结果 发现在轴向着角$\beta =15{}^\circ $、$\beta =30{}^\circ $时,径向着角$\gamma $对带壳装药冲击起爆效应影响较小;当轴向着角$\beta =60{}^\circ $时,$\Delta {{p}^{2}}t$随$\Delta \gamma $呈指数级增长;同样,径向着角$\gamma =75{}^\circ $时$\Delta {{p}^{2}}t$也随$\Delta \beta $呈指数级增长,其函数形式均为$\delta_{\gamma}=c_{1}+c_{2} \mathrm{e}^{c_{3} \nabla \gamma+c_{4}}$,比较二者无量纲增长函数,径向着角γ的变化对$\Delta {{p}^{2}}t$值影响更为显著。结论 研究结果说明高速穿甲弹侵彻目标时,带有一定大角度的轴向着角β或径向着角γ更易在短时间内引爆柱壳装药。
  • 唐英瑞, 韩用, 郭斌, 何娜, 邹宇
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 107-117. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.011
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    目的 研究子弹撞击下某丁羟三组元推进剂(Al/AP/HTPB)发生燃烧的弹速阈值,基于子弹撞击试验建立有限元模型,模拟并观察不同工况下推进剂燃烧的响应等级,明确此类推进剂燃烧响应阈值及规律,为安全评估提供技术支撑。方法 开展针对目标推进剂的子弹撞击试验,观察不同弹速下推进剂的响应性质、测量空气超压。基于试验结果建立有限元模型,仿真模拟并观察推进剂的响应情况。结果 试验结果表明,弹速超过258.2 m/s时,推进剂发生燃烧响应;弹速为191.8 m/s时,推进剂不反应。有限元模型与试验结果误差较小,仿真结果表明,弹速超过200 m/s时,推进剂发生燃烧响应,但燃烧速度缓慢。结论 当弹速为191.8 m/s时,推进剂不发生反应;当弹速为200 m/s时,推进剂的燃烧速度十分缓慢;基于子弹撞击试验建立的有限元模型与试验中推进剂反应等级相同,可以为此类推进剂的现实应用和特性研究提供参考。
  • 易立, 罗俊杰, 田源灏, 刘帅, 徐豪, 白焘
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 118-124. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.012
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    目的 针对中大型无人机在运输过程中的防护需求,开展组合泡沫动态本构模型拟合及缓冲吸能特性研究,系统评估组合泡沫在跌落过程中对无人机头部、尾翼的碰撞防护效果与脆性部件的冲击保护效果,为无人机高可靠性包装提供设计依据。方法 从无人机包装箱的简化模型跌落试验中获取动态响应数据,对组合泡沫材料本构模型的应变率相关参数进行迭代拟合,基于LS_DYNA建立无人机包装箱有限元模型进行1.5 m跌落仿真分析。结果 拟合标定后的材料本构模型可有效表征组合泡沫的动态响应特性,仿真与试验曲线吻合度较高,能有效管理冲击能量,无人机头部、尾翼关键部位在1.5 m跌落工况下均未与包装箱发生刚性碰撞,关键部件加速度未超过限值。结论 以简化试验的测试结果拟合组合泡沫材料本构模型的方法可有效提高复杂缓冲系统跌落分析的真实性和预测精度。
  • 先进材料
  • 杨子田, 王鹏
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 125-132. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.013
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    目的 为解决大豆蛋白胶黏剂耐水性差、强度不足,难以满足实际应用需求的问题。方法 本文以微晶纤维素为原料,经高碘酸钠氧化制得双醛纤维素(DAC),并将其作为反应型交联剂引入大豆蛋白(SPI)体系,用于制备三层杨木胶合板。通过调控热压温度、压力、时间及DAC添加量,系统考察其对胶合性能的影响,并结合红外光谱(FT-IR)、X射线电子能谱(XPS)、与扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)以及接触角测试等多尺度表征手段,揭示其增强机制。结果 实验发现,在170 ℃、1.0  MPa下热压40  min,且DAC用量为SPI质量的50%时,湿态强度达到2.24 MPa,是Ⅱ类胶合板国家标准(0.7 MPa)的3倍以上,表现出优异的耐水性能。进一步分析表明,热压过程中DAC的醛基与SPI分子中的氨基发生了缩合反应,形成C-N共价键及新酰胺结构,构建出稳定的三维交联网络。结论 该工作为解决SPI胶黏剂耐水性差、强度不足的问题提供了一条切实可行的技术路径。
  • 陈飞乐, 钟天睿, 郑榆, 卢杰宏, 袁腾
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 133-141. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.014
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    目的 传统浸渍用三醛胶释放甲醛等有毒气体,对人体以及环境有着巨大的危害,水性聚丙烯酸酯乳液具有挥发性有机物含量低、施工安全等优势,但在装饰纸浸渍领域中的超细粒径、低黏度乳液缺乏系统探索,本研究旨在制备低粒径、低黏度且无挥发性有毒气体的浸渍用水性聚丙烯酸酯乳液。方法 以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯为聚合单体,乙烯基三乙氧基硅烷为交联剂,加入正十二硫醇/3-巯基丙烯酸酯降低乳液粒径,采用种子半连续乳液聚合法制备水性聚丙烯酸酯乳液;利用傅里叶红外光谱、万能材料试验机、激光粒度分析仪、旋转黏度计,考察乳液的稳定性能、力学性能、粒径、黏度等主要性能指标。结果 加入分子量调节剂后,乳液的综合性能得到显著改善。经优化后,乳液的平均粒径降至70 nm以下,黏度同步降低至6.0 mPa·s以内,满足了浸渍工艺对乳液流体行为的基本要求。在聚合稳定性方面,DM体系的残胶率可控制在0.03%,而D-704体系则表现出更优的稳定性,残胶率稳定维持在0.02%~0.04%之间。此外,离心沉淀率测试结果表明,DM体系的沉淀率介于0.60%~1.10%,而D-704体系进一步降至0.45%~0.94%,显示出更佳的储存稳定性。力学性能测试显示,采用D-704改性的乳胶膜拉伸强度最高可达8.36 MPa。结论 3-巯基丙烯酸酯作为分子量调节剂加入乳液后,吸水率由15.68%降低至10.43%,乳胶膜的耐水性得到明显提升,优于DM体系,表明D-704在调控粒径、降低黏度和提高聚合稳定性方面更具优势,同时拉伸强度可达8.36 MPa,黏度低至6 mPa·s,在浸渍过程中有着更好的浸渍效果。为水性树脂在高速、高渗透性浸渍应用中的结构与性能协同调控提供了重要参考,对推动装饰纸等行业向绿色低碳转型具有明确的工程指导意义。
  • 赖柠, 刘孝芳, 万宏昊, 樊敏, 李立
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 142-149. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.015
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    目的 探究不同涂层配方参数对纸基涂布样品耐水耐油、阻湿及阻氧性能的影响规律,以筛选优选配方。方法 采用水性涂布结合热压工艺,通过调控聚羟基脂肪酸(PHA)蜡乳液(Wax)中的PHA含量与聚乙烯醇(PVA)-聚乙烯亚胺(PEI)体系中的偶联剂(HY-Si75) 用量,分别制备了PHA含量为10%~30%的PHA-Wax涂布纸样,以及HY-Si75用量为0.07%~0.28%的硅烷交联PVA-PEI-蒙脱土(MMT)涂布纸样。通过测试水蒸气渗透率(WVP)、氧气透过率(OTR)、可勃吸水(Cobb)值及耐油脂(KIT)等级,综合评价不同配方下涂布纸样品的性能。结果 PHA-Wax显著提升了阻湿、耐水耐油性能,PHA30%使WVP由原纸2.03×10-11 g·cm/(cm2·s·Pa) 降至8.85×10-13 g·cm/(cm2·s·Pa),Cobb值(30 min)降至(9±3.56)g/m2,KIT值为12。PVA-PEI-MMT(HY-Si75 0.14%)体系的OTR低至(2.61±0.09)×10-4 cm3/(m2·d·Pa)。结论 最优配方为PHA30%与PVA-PEI-MMT (HY-Si75 0.14%),两体系分别侧重阻湿、耐水耐油与阻氧性能,可用于后续组装的优选组合,为纸基高阻隔包装材料的工程化开发提供依据。
  • 姬羽西, 杨麒囡, 付志强, 黄利强
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 150-158. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.016
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    目的 制备一种具备微波热转化能力的包装材料,以改善微波加热均匀性并降低食品失水率。方法 本文以聚酰亚胺(PI)为基材,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,球形羰基铁粉(SCIP)为微波热转化组分,对比不同浓度的甘氨酸类改性剂(Gly)、KH-560及CS改性剂对SCIP分散性的影响,选取最优进行改性,并采用溶液浇铸法制备高效热转化吸能复合膜。针对有/无覆膜的冷藏馒头进行微波加热对比实验,通过温度变化与失水率测定评价覆膜对微波加热过程的影响。结果 当Gly用量(质量分数)为3%时,对SCIP的改性效果最佳,可有效解决团聚问题。当质量分数为25%SCIP-Gly和PI混合时,弹性模量为992.7 MPa,较纯PI膜提高了2.49倍;透湿系数为4.99 g/(m2·h),力学性能与阻隔性能良好;有/无覆膜的冷藏馒头在不同加热温度下(20~120 ℃)进行对比实验,发现馒头的内外温差从27.8 ℃降低至8.4 ℃,降低了69.8%;食物失水率由0.409 0%降低至0.024 4%,降低了94.0%。结论 所制备的PI/SCIP-Gly复合膜耐高温,可大幅降低食物失水率,最大程度保持食物口感,在微波加热场景中具有潜在的应用价值,有助于提升食物加热品质。
  • 王永涛, 卢杰宏, 陈任, 郭云峰, 袁腾
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 159-169. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.017
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    目的 将动态亚胺键引入生物基水性聚氨酯(WPU)主链,探索兼具优异自修复性能与较高力学强度的生物基WPU涂层材料,明确其实际应用潜力。方法 以蓖麻油(CO)与山梨醇单油酸酯(SP)作为生物基混合多元醇,通过调节含动态亚胺键扩链剂HBA-AP与1,4-丁二醇(BDO)的投料比例,采用预聚体分散法成功合成了一系列水性聚氨酯乳液;研究过程中重点探究了动态键含量与薄膜力学性能、热分解行为及自修复效率之间的结构-性能关联规律。结果 随着HBA-AP添加量的逐步增加,WPU薄膜的力学性能与热稳定性能均得到显著提升。其中,WPU-20% HBA-AP薄膜的拉伸强度最高可达到19.71 MPa,热失重特征温度T10%T50%分别较WPU-0% HBA-AP提高了11.6 ℃和9.2 ℃。在80 ℃恒温条件下修复12 h后,WPU-20% HBA-AP薄膜的拉伸强度与断裂伸长率最大修复效率分别达到83.97%和81.05%,展现出优良的自修复效率。结论 基于动态亚胺键的可逆交换反应机理,本研究成功制备出兼具高力学强度、良好热稳定性及优异自修复功能的生物基WPU材料。该研究不仅为解决传统涂层因表面微裂纹产生而导致使用寿命缩短的实际问题,提供了一种有效的技术策略,同时也为高性能环保涂层材料的分子结构设计,提供了可靠的实验数据支撑与理论参考。
  • 王思琦, 焦守政, 郝雨薇, 孙志成
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 170-176. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.018
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    目的 构建一种兼具可打印性、可触发显色性和多色显示能力的隐色油墨体系,并评估其应用性能。方法 以隐色红、隐色黄和隐色蓝为染料,采用聚氨酯树脂/乙醇体系制备隐色油墨,并结合Zn2+显色剂,开展流变性能、色度特性、多色打印、显色机理及环境稳定性测试。结果 3种隐色染料初始状态下呈无色或浅色,在Zn2+作用下发生开环显色。所制备油墨具有明显剪切变稀特性,适用于喷墨打印。显色后,3种油墨分别呈现红、黄、蓝等不同色调,具有良好的颜色区分度和多色显示能力。稳定性测试表明,该体系在高湿、高温和紫外条件下均保持较小色差变化,表现出较好的环境稳定性。结论 所构建的隐色油墨体系兼具良好的喷墨打印适配性、显色响应能力、多色显示性能和环境稳定性,在功能印刷、防伪标识和信息显示等领域具有应用潜力。
  • 刘群峰, 梁文姿, 徐长安
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 177-185. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.019
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    目的 本研究旨在探究空气条件下,不同热处理温度对氧化石墨烯(GO)热还原行为的影响,揭示“温度-结构-本征防腐性能”之间的内在关联。方法 在空气环境下,分别于400、600、800 ℃下对GO进行热还原处理。采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜及电化学等多种表征手段,分析温度对GO化学结构、晶体形态、缺陷密度、表面形貌的调控规律及其对本征防腐性能的影响。结果 随着热处理温度升高,GO中的含氧官能团逐步脱除,O/C比显著下降,但碳骨架缺陷增多,表面出现孔洞结构,片层堆叠方式发生变化。在800 ℃条件下,GO发生深度还原与部分氧化的竞争反应,且表面形成大尺寸孔洞与显著起伏。该条件下所得还原氧化石墨烯(rGO-800)表现出最优的本征防腐性能,其阻抗模量达4 133.8 Ω∙cm2,腐蚀电流低至1.694×10-6 A。结论 本研究揭示了热处理过程中“温度-结构-本征防腐性能”之间的内在关联,明确了温度对GO热还原行为的调控机制,为结构可控、性能优化的还原GO材料制备提供了实验依据与理论指导。
  • 牛伟, 谭嘉兴, 于子涵, 丁剑, 陈雨, 张青强, 王园, 李立
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 186-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.020
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    目的 淀粉基生物材料具有良好的生物相容性和可降解性,在功能性活性成分的封装和缓释方面有较大的应用前景,但天然淀粉存在冷水分散性差,溶解度低等问题,极大地限制了其在工业中的应用,因而需对其改性方法进行探索,增加淀粉基生物材料的性能普适性。方法 通过追踪近年来颗粒型冷水可溶多孔淀粉(GCWS‑PS)的制备方法研究和应用进展,重点对物理法、生物酶法和化学合成等前沿制备技术的优势与不足进行分析与总结,探讨GCWS‑PS在功能性食品封装和药物包埋、递送等领域的当前和潜在应用。结果 将天然淀粉经物理、化学、生物酶法等修饰后,所制备得到的GCWS‑PS可在常温常压条件下快速吸水溶解,并形成稳定胶体,具有优异的冷水可溶性、高比表面积和包埋缓释性能。结论 GCWS‑PS制备方法的不断发展和迭代,使淀粉基材料的性能得以改善,普适性更强,拓宽了其在食品、医药和材料等领域的应用范围和工业适用性。
  • 农产品保鲜与食品包装
  • 陈弦, 闫函, 高宇, 彭瑶, 金春, 梁金甜, 樊爱萍, 曾丽萍
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 197-208. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.021
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    目的 草芽在贮存过程中极易衰老,出现失水、黄化、萎蔫等现象,严重影响其食用价值和商业价值,贮藏温度对草芽的成熟和衰老过程有着重要影响。本研究旨在评估常温贮藏和低温贮藏对草芽在品质参数和能量代谢的影响。方法 以建水草芽为实验材料,将其置于聚乙烯(Polyethylene,PE)保鲜袋内后分别于常温(25 ℃)和低温(4 ℃)下贮藏15 d,每隔3 d测定品质及能量代谢相关指标。结果 常温贮藏草芽6 d,其已腐烂变质无法食用(评分<3分),而低温贮藏12 d,草芽的菌落总数、质量损失率、褐变指数、呼吸强度、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量和相对电导率分别为6.00 lg(CFU/g)、5.29%、19.87%、25.70 mg/(kg·h)、0.51 nmol/g和17.89%,均显著低于常温贮藏(P<0.05),延长草芽货架期至12 d。进一步研究发现,低温贮藏延缓了草芽三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate,ATP)含量、二磷酸腺苷(Adenosine diphosphate,ADP)含量与能量电荷(Energy charge,EC)的下降,并增强了氢离子ATP酶(H+-ATPase)、钙离子ATP酶(Ca2+-ATPase)和细胞色素氧化酶(Cytochrome oxidase,CCO)的活性。相关性分析发现,草芽贮藏品质与能量代谢水平紧密相关。结论 低温贮藏可通过调节能量代谢相关酶的活性来维持较高的能量状态,从而增强草芽的耐贮性,这为低温与其他保鲜技术联用保鲜草芽提供理论参考。
  • 高小龙, 唐华龙, 陆奇, 温会涛, 李鹏飞, 王斌, 张雷, 孙德强
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 209-222. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.022
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    目的 综述了MXene基抗菌包装材料的最新研究进展,为MXene基抗菌包装材料的制备提供可靠依据和文献支撑。方法 主要介绍MXene的制备方法、抗菌机制及其在可降解型、高阻隔型、高强度型等食品包装领域的研究进展。最后,讨论MXene基抗菌食品包装材料目前面临的挑战,并对未来发展前景进行了展望。结论 MXene的抗菌机制包括物理捕获杀菌、光热作用杀菌及活性氧杀菌等,通过合理设计,MXene基抗菌食品包装材料可以展现出优异的抗菌性能、生物降解性、高阻隔性和力学强度。这些特性使其成为推动下一代食品包装应用发展的理想材料。
  • 自动化与智能化技术
  • 李园杰, 徐雪萌, 陈琳, 刘承龙, 张晶杰, 李亚茹
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 223-230. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.023
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    目的 解决袋装成品粮集装箱内自动码垛时码放位置精度低的问题。方法 本文基于柔性体动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA对集装箱智能装卸装备中码垛装置的码放过程进行等效建模与仿真分析,并通过装备样机进行实验。分析袋体码放过程中由几何非对称引起的转动趋势及其对码放位置偏差的作用机制,重点研究等效合成速度、平板后撤速度和码放下落高度对码放位置精度的影响,并使用灰色关联度分析法评估各参数的相对影响程度。结果 研究结果表明,当平板后撤速度为500 mm/s、码放下落高度为250 mm、等效合成速度为590 mm/s时,袋体码放效果最佳。在所研究参数范围内,等效合成速度灰色关联度最高。结论 等效合成速度是调节码放位置最直接且可控的参数,应以等效合成速度作为主调节参数,协同优化平板后撤速度与码放下落高度,以实现高精度的自动码垛作业。研究结果为该类自动码垛装备的运动参数匹配与精准控制提供技术基础。
  • 耿玉强, 涂郡成, 陶钟泉, 高振清
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 231-237. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.024
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    目的 针对模切机模切压力难以在线直接测量的问题,构建一种基于结构微变形的间接测量方法,实现模切压力的准确获取与实时预测,从而提高模切过程的稳定性和纸板成型质量。方法 以平压平模切机为研究对象,基于应变片传感器和压力胶片,提取不同加载压力下的上平台压力与微应变数据对应数据,并引入BP神经网络与PSO(粒子群优化)算法进行非线性建模与参数优化,从而建立模切压力与上平台微应变的关联模型。结果 上平台微应变与模切压力之间呈显著非线性关系,传统线性方法难以准确表征。构建的PSO-BP模型在训练集和测试集上均表现出良好的预测性能,模型拟合精度明显优于单一传统模型,预测误差较小,能够有效反映不同压力工况下的变化规律。结论 该模型能够准确建立模切压力与上平台微应变之间的映射关系,结果表明通过测量结构变形实现模切压力的间接获取是可行且有效的。
  • 师鹏涛, 俞朝晖, 武郭琪, 刘省珍, 梁丽娟, 李泽华, 张蕊
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 238-245. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.025
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    目的 解决包装材料高速生产中印刷缺陷与防伪特征难以同步在线判定、质量事件无法及时驱动生产调度的问题,为印刷装备提供兼具高精度检测与实时调度能力的工程化解决方案,提升生产质量与交付效率。方法 构建基于改进YOLOv5框架的双任务并行检测模型,融合注意力机制、小目标检测层与孪生比对,并与事件驱动的动态调度闭环集成,打通算法结果到PLC执行指令的毫秒级转化通道。结果 实验结果显示,总体平均精度(阈值区间0.50⁓0.95)为0.694,小目标平均精度为0.519;在误报率为1%时的检出率为0.939,归一化互相关均值为0.868、光谱角为6.07度;端到端时延9.9 ms、帧率为100.8帧/s;平均订单延迟降至1.73 h、班均停机时长降至17.9 min。结论 模型实现了印刷缺陷与防伪特征的同框并行有效检测,事件驱动调度机制有效解决了质量事件与生产调度的协同问题,研究为印刷装备在线质量控制与防伪追溯提供可落地的工程化路径。
  • 张书柏, 李帅, 张军, 定冬旭, 张明洋, 王坤, 元宏霞
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 246-254. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.026
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    目的 为揭示加热温度对热气泡式喷墨过程中墨滴成形质量与喷射稳定性的影响规律,为喷墨打印工艺参数优化提供理论依据。方法 基于修正阿伦尼乌斯模型建立3种墨水的黏度-温度关系模型,并采用Fluent软件对热气泡喷墨过程进行数值模拟,系统分析加热温度在250~400 ℃范围内变化时对喷墨速度与喷射体积的影响。结果 最大喷墨速度与加热温度呈非线性关系,在250~330 °C区间内随温度升高显著增加,而在 330~400 °C区间内增速逐渐减缓;喷墨体积随加热温度升高呈线性增长趋势,其中一种墨水的拟合关系为:V=0.065 2T-12.412。高黏度墨水会导致喷墨体积减小,而加热温度过高易引发卫星滴和拖尾现象,影响喷射稳定性。结论 加热温度对热气泡喷墨行为具有显著影响,合理控制温度可在提高喷射速度的同时避免喷射缺陷,从而提升墨滴成形质量与喷墨稳定性。
  • 孟璐瑶, 饶建平, 涂郡成, 张毓昊, 高振清
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 255-266. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.027
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    目的 针对印刷装备橡皮滚筒在高速动态工况下的振动抑制与轻量化需求,提出一种CNN-SIMP混合拓扑优化方法,通过卷积神经网络代理模型替代传统有限元迭代,实现动态响应驱动的快速优化设计。方法 以第4~6阶固有频率加权提升为优化目标,以简谐载荷作用下最大等效应力和体积分数为约束,建立橡皮滚筒动态拓扑优化模型;将优化迭代中的三维密度场周向投影为64×64的二维等效密度图,构建CNN代理模型快速预测模态频率与应力响应,并结合周期性三维有限元校核抑制误差累积。结果 优化后,滚筒质量降低了7.398%,最大等效应力降低了28.59%,最大总变形量降低了67.15%;相较于传统SIMP方法,计算效率提升了6.2倍,且优化后结构在主要传力路径与动态响应特性方面表现出良好一致性。结论 CNN-SIMP混合算法能够在保证优化结果可靠性的同时显著提高动态拓扑优化效率,实现橡皮滚筒结构轻量化与动态性能的协同优化,可为印刷装备关键旋转部件的低振动设计提供有效参考。
  • 谭仕威, 卢志敏, 吴关雨, 贾桥东, 于水源, 姜宇, 吴建军, 史志芳, 邹凡
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 267-274. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.028
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    目的 针对细支卷烟高速包装过程中因商标纸模切胶线形状差异导致黏结质量不佳的问题,探究模切胶线形状的差异对黏结质量的影响,以获取更佳的上机包装适应性。方法 通过定制6种不同模切工艺的商标纸,系统分析其动态接触角、渗透特性、存胶量及剥离强度等指标,并在ZB416A型包装机组上进行上机验证。结果 采用鱼鳞型胶线的小盒商标纸在动态接触角降幅、渗透速度、存胶能力及剥离强度方面均优于点状胶线,上机剔除量显著降低。结论 鱼鳞型胶线能更有效地破坏纸张表面致密层,促进胶液渗透与机械互锁现象,提升了黏结强度,一定程度上弥补了压痕挺度过大导致的黏结缺陷,为高速细支卷烟包装工艺优化提供理论依据。
  • 臧浩科, 张逸寒, 李渤浩, 苏洪军, 鲍峰伟, 韩少龙
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 275-285. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.029
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    目的 实现烟草料液配制产线中,桶体包装文本在曲面形变、反光、低对比度及污损遮挡等复杂干扰条件下的高精度、高鲁棒性和实时检测,为包装信息自动识别与生产过程追溯提供可靠的前端检测支撑。方法 针对桶体包装文本在曲面形变、反光干扰、低对比度及局部污损条件下易出现主方向失配、边界断裂和漏检的问题,提出几何感知多分支特征融合模型Vim-DFUMNet。该模型围绕几何对齐、全局建模和多尺度协同融合3类关键需求展开设计。通过PRSS缓解曲面投影导致的主方向偏移,P-VimNet增强弯曲文本的长程依赖建模能力,以及DFUM协调高层语义信息与低层边界细节,从而提升复杂工业场景下桶体包装文本的连续表征能力、边界完整性与检测稳定性。基于自建工业桶体包装数据集开展对比实验、消融实验与可视化分析。数据集原始采集样本600张,经增强扩充至1 500张,按6∶2∶2划分为训练集、验证集和测试集。结果 该方法在测试集上取得95.0%的精确率、92.4%的召回率、93.7%的F1值和46FPS的检测速度。相比基线DBNet++,精确率、召回率和F1值分别提升7.2%、9.2%和8.3%。相比TextMamba,F1值进一步提升2.2%。结论 所提方法能够在曲面形变、反光断裂、低对比度及局部污损等复杂工业干扰条件下有效提升桶体包装文本的几何对齐能力、边界完整性和检测稳定性,并在保持实时性的同时,为桶体包装信息自动采集、在线检测与生产过程追溯提供技术支持。
  • 于明伟
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 286-295. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.030
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    目的 针对超分辨率模型普遍存在的高复杂度和计算开销问题,提高重建精度与效率。方法 在Dual Aggregation Transformer(DAT)基础上提出增强型图像超分辨率模型(Enhanced DAT,EDAT),融合图像细节增强与动态上采样。通过边缘注意力与图像锐化增强模块提升局部边缘和全局细节表达能力;动态上采样替代传统上采样,在保证重建性能的同时显著降低模型复杂度和参数量。结果 在4倍图像超分辨率任务中,EDAT在Set5和Set14上均优于DAT、CAT、Swin2SR、SwinIR和SRCNN;消融实验显示,在模型复杂度降低约65%的情况下,重建均方根误差(RMSE)仍较DAT提升约1.5%。结论 EDAT在不增加额外输入的前提下,实现了重建精度与计算效率的平衡,适合计算资源受限和实时性要求高的应用场景。
  • 绿色包装与循环经济
  • 张涵玥, 肖颖喆, 方景丽, 程宇航, 段东军, 张钲航, 滑广军
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 296-305. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.031
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    目的 为推动包装绿色化与可循环化,解决快递包装废弃物难降解、难回收问题,为快递箱可持续发展提供创新方案。方法 基于循环设计等设计方法对可循环快递箱进行结构功能一体化设计,创新设计滑轨式可拆卸铰链结构,通过铰链与箱板滑槽配合实现模块化和平板化。通过实验测试了PLA板材的力学性能,并对铰链进行折叠疲劳测试、对整箱进行了抗压与跌落测试。对铰链及整箱结构进行了静力学仿真分析。结果 实验结果表明,PLA板材弯具备良好的塑性变形能力;铰链通过了20 000次折叠无损坏;整箱平均抗压溃力约为3 362.6 N,约为同尺寸瓦楞纸箱的1.8倍,且能通过六面三棱三角跌落测试。有限元仿真显示,铰链在折叠与展开状态下的应力分布均匀,最大应力约为60 MPa;整箱在3 500 N压力下最大应力为44.2 MPa,无剧烈应力集中,结构设计合理。结论 本研究成功实现了PLA材料与可折叠功能的结合,建立了从材料测试、结构设计到性能验证的完整体系,对有限元方法在包装工程中的应用进行了实践,形成“设计-实验-仿真-评估-讨论”的闭环研究框架,为绿色包装发展提供了理论依据和技术支持,对快递箱设计与应用向可持续发展转型提供了一定的参考价值。
  • 孔鑫, 夏美君
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 306-320. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.032
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    目的 针对即时物流中客户心理感知偏差与车辆动态碳排放量化不足的问题,构建一种兼顾低成本、低客户不满意度与绿色低碳的卡车与无人机协同配送路径优化模型,以寻求城市配送中服务质量与环境效益之间的最优平衡。方法 首先,根据客户位置的可达性,将客户划分为3种服务类型,以明确协同服务原则。其次,综合考虑车辆载重、软硬时间窗约束、客户不满意度及碳排放等因素,以配送总成本、客户不满意度和碳排放最小化为目标,建立多目标优化模型。通过引入冲突检测修复机制并融合局部搜索策略,对NSGA-Ⅱ算法进行改进,增强算法的全局寻优能力。最后,通过性能检验、算法模型对比、敏感性分析及真实场景实证分析,验证模型与算法的有效性。结果 该算法求解质量更高,能有效处理协同配送的复杂约束。相比传统卡车配送模式,协同配送方案在配送总成本、客户不满意度与碳排放方面分别下降了7.07%、19.47%、24.84%,真实场景分析进一步验证了模型的有效性。结论 研究验证了协同配送模型与改进NSGA-Ⅱ算法在即时物流场景下的适用性,能够有效实现降低客户不满意度,在实现末端配送降本增效的同时,兼顾了低碳环保与用户体验的协同提升。
  • 装备防护
  • 任凯, 刘洋, 吴宗娅, 李涛涛, 杨芮, 付建平
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 321-328. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.033
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    目的 揭示陶瓷破片侵彻生物目标过程中的空腔演化规律,建立空腔容积预测模型,为低附带毁伤战斗部设计提供理论支撑。方法 采用弹道肥皂作为生物目标模拟物,开展弹道枪侵彻试验与有限元数值模拟,获取直径4~8 mm陶瓷破片在150~950 m/s速度下侵彻肥皂靶标的动态过程,基于无量纲分析构建空腔容积的数学表征。结果 陶瓷破片侵彻后形成圆锥状空腔,空腔容积随破片直径和侵彻速度的增大而单调增长;建立了最大空腔容积与破片直径、侵彻速度之间的定量关系式,经试验验证吻合良好,模型预测误差小于6%。结论 所建关系式可准确描述陶瓷破片侵彻肥皂靶标的空腔容积变化规律,可为低附带毁伤战斗部设计与目标毁伤评估提供理论依据。
  • 刘亮, 徐名扬, 史敬伟, 王江波
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 329-334. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.034
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    目的 旨在明确SLM制备的316L不锈钢的力学性能,建立适用于该材料的动态本构关系。方法 采用SLM制备的316L不锈钢进行拉伸试样与压缩试样,对哑铃形拉伸试样开展了准静态拉伸实验,并对圆柱形压缩试样实施了动态压缩实验,系统评估了其在多种应变率下的力学性能。结果 基于实验数据,计算得出在准静态和动态加载下的应力-应变曲线,显示出明显的应变率强化效应并拟合得到了适用于该材料的Johnson-Cook本构模型,该模型能够较好地描述SLM成形316L不锈钢的静/动态力学行为。结论 本研究发现SLM工艺能提升316L不锈钢的力学性能,并且成功建立了适用于该材料的动态本构关系。本研究可为SLM制备316L不锈钢在防护工程应用提供实验依据与理论参考。
  • 高晓颖, 郭全庆, 孟保利, 朱欣怡, 胡生双, 赵鹏
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 335-341. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.035
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    目的 为了控制复杂零件表面阳极氧化的膜层分布均匀性,用定量计算替代人工试错。方法 以机身框零件阳极氧化为研究对象,通过有限元仿真软件Elsyca Anodizing Manager建立模型,并进行仿真模拟,采用窃取和遮蔽的方案调整机身框表面的阳极氧化膜厚均匀性,系统研究了窃取和遮蔽的尺寸和位置对机身框零件表面电流分布和阳极氧化膜层分布的影响,从而确定机身框阳极氧化工装结构与尺寸,通过后续实际生产对有限元仿真进行验证。结果 当工装窃取直径为10 mm,窃取到零件的距离为20 mm,遮蔽到零件距离为20 mm时,机身框零件表面阳极氧化膜层厚度满足8~12 μm的交付要求。结论 利用该工装进行阳极氧化实验,阳极氧化膜层厚度分布与仿真结果的差距在5%以内,说明仿真结果可靠,同时,工装设计周期缩短了80%。
  • 刘路超, 姜增辉, 牟强, 张小龙, 石莉
    包装工程(技术栏目). 2026, 47(9): 342-349. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2026.09.036
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    目的 研究DP16射钉参数对钢/铝异质板材连接性能的影响规律,建立拉脱力预测模型。方法 首先,建立DP16射钉侵彻连接DP980高强钢和6082-T6铝合金板材的仿真模型,由此实现射钉完全侵入钢/铝异质板的仿真,并通过完全侵入后的模型开展射钉拉脱力仿真研究,以拉脱试验验证拉脱力仿真模型的可靠性。其次,利用仿真模型研究射钉主要结构参数对拉脱力的影响规律。最后,结合粒子群优化算法(PSO)与径向基神经网络(RBF)建立了拉脱力预测模型。结果 射钉的钉杆直径、钉尖角度与拉脱力呈正相关,钉身纹理角度为45°时拉脱力相对更大,具有较优的综合连接性能。实现了基于PSO-RBF的拉脱力预测。结论 射钉的钉杆直径是影响拉脱力的主导因素,连接钢/铝异质板DP16射钉的拉脱力预测模型精度较高,可为射钉连接异质板紧固性能的进一步研究提供参考。