• 2025年第17卷第1期文章目次
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    • >包装科技前沿
    • 钛/钢多材料增材制造研究进展

      2025, 17(1):1-11. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1001

      摘要 (26) HTML (0) PDF 226.38 M (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述钛/钢的多材料制造研究现状及增材制造技术在其中的应用,总结多种不同中间层对钛/钢界面处易反应合金成分的隔绝作用,并进一步分析中高熵合金作为多材料中间层的可能性。通过分析钛/钢多材料界面的微观组织和相应的力学性能,系统地阐述过渡区内多种金属间化合物的生成机理,研究工艺因素和结构设计对多材料界面缺陷形成和元素扩散行为的影响。增材制造技术在钛/钢多材料连接上的应用,使创建无缺陷且牢固结合的多材料界面成为可能,推动了包装产业向更高效、更环保、更智能的方向发展。

    • 增材制造技术在不同材料和部件上的应用

      2025, 17(1):12-22. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1002

      摘要 (12) HTML (0) PDF 142.66 M (78) 评论 (0) 收藏

      摘要:增材制造作为一种革命性的制造方法,已经在多个领域取得了显著成效。梳理增材制造技术在不同材料和部件上的应用现状,深入剖析其在多领域的前沿研究。在多材料应用方面,探讨了增材制造技术在金属、聚合物和陶瓷等不同材料上的应用。在金属材料方面,激光熔化和电子束熔化等技术为制造高强度、轻量化的金属零件提供了新途径。而在聚合物领域,生物相容性强的材料广泛应用于医疗植入物和生物打印等领域。陶瓷材料的增材制造则为高温、耐腐蚀零部件的制造提供了创新解决方案。增材制造技术应用于不同部件上,如航空航天领域的轻量化零部件制造和医疗器械领域的个性化植入物等。同时,汽车制造、电子设备、包装材料等领域也在增材制造的推动下迎来了更为高效和灵活的生产方式。随着材料科学和制造技术的不断进步,通过多材料、多工艺的融合,增材制造将更加广泛地应用于各个行业,进一步推动制造业的创新和发展。

    • 家电产品运输包装发展动态与趋势

      2025, 17(1):23-30. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1003

      摘要 (9) HTML (0) PDF 79.80 M (81) 评论 (0) 收藏

      摘要:激烈的市场竞争及越来越严格的环保政策,给家电包装业带来了新的要求与挑战。在对我国大型家电公司运输包装现状调研的基础上,分析了行业竞争与环保政策对家电包装业带来的冲击与影响。介绍了家电产品包装优化设计的有效措施,物流自动化对家电产品包装设计的要求,包装标准化的应用案例。最后总结了家电产品运输包装的发展趋势。

    • >数智包装
    • 工程结构有限元分析的应力奇异问题及抑制方法

      2025, 17(1):31-39. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1004

      摘要 (12) HTML (0) PDF 213.24 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工程结构有限元分析产生的应力奇异现象进行了研究,并提出了应力奇异抑制方法。将应力奇异分为结构几何突变应力奇异、约束刚度突变应力奇异、材料性能突变应力奇异问题。利用ANSYS Workbench仿真平台,分别建立了3种典型应力奇异模型,并进行了数值模拟分析。研究结果表明:有限元分析过程中存在应力奇异现象的本质是约束刚度突变问题所造成,通过修正模型及约束等效措施能够抑制应力奇异现象。

    • 超静定储运装置仿真分析及结构优化

      2025, 17(1):40-46. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1005

      摘要 (7) HTML (0) PDF 89.59 M (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于ANSYS Workbench建立了重型装备与储运装置的三维模型、离散化模型、接触模型。以储存与起吊为典型工况,计算了超静定储运装置的刚度和强度状态;基于Mises屈服理论,对储运装置的强度进行评估;通过调整承载部位刚度,优化了储运装置各承载部位力的分配,提高了储运装置钢架节点受力合理性。研究结果表明,有限元方法能够为超静定结构的储运装置提供设计和优化依据。

    • 柔性系固包装系统数值模拟关键技术

      2025, 17(1):47-55. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1006

      摘要 (4) HTML (0) PDF 168.19 M (73) 评论 (0) 收藏

      摘要:对重型包装柔性系固系统的数值模拟分析方法进行了研究。利用workbench的 CABLE280单元模拟捆扎系统中的柔索结构,探究了该单元对捆扎物几何形状、绳索预紧力、绳索松弛特性的模拟能力。分析了捆扎物几何形状对绳索模拟精度的影响;设计了柔索松弛特性仿真实验,研究了CABLE280单元对柔索的模拟能力。研究结果表明:CABLE280单元能够模拟绳索的预应力及松弛特性,通过对捆扎物的边缘结构进行几何处理及预应力施加,CABLE280能够用于模拟包装系统的柔索结构。

    • 斜支撑非线性包装系统关键件的破损评价

      2025, 17(1):56-60. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1007

      摘要 (6) HTML (0) PDF 30.19 M (60) 评论 (0) 收藏

      摘要:对双自由度斜支撑非线性包装系统简化模型进行受力分析,得到系统在后峰锯齿波下的运动微分方程。采用Runge-Kutta法求解微分方程,以临界加速度、临界速度为坐标,绘制破损边界曲线和破损边界曲面,探讨系统支撑角等参量对系统关键件破损特性的影响。研究结果表明:随频率比变大,曲线的破损区变小、安全区变大;减小支撑角会使曲线安全区变大,一般控制在70o~90o;无量纲脉冲激励幅值变大使安全区也随之变大;增大系统质量比也会使系统安全区变大。因此,通过控制相关参量可提高系统关键件的抗冲击性。

    • 基于双电子凸轮算法的枕式包装机控制系统

      2025, 17(1):61-70. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1008

      摘要 (3) HTML (0) PDF 148.94 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对枕式包装机三轴协同控制时,刀轴和膜轴、料轴和膜轴出现运动不同步影响包装质量的问题,以自研运动控制器(Motion-Control-V-3.3)为控制核心,设计基于双电子凸轮算法的枕式包装机控制系统。根据凸轮运动规律,建立数学模型,并对5次多项式电子凸轮曲线进行优化,以解决膜轴、料轴、刀轴三轴协调同步问题。同时,对三轴零位进行周期性补偿,以弥补机械误差的影响。实验结果表明,在加工膜长为80~320 mm的薄膜、工作速度小于120 包/min(线速度约9600 mm/min)时,系统误差在±0.5 mm之间,且包装产品没有出现破损情况。本双凸轮控制系统是有效和可行的。

    • >包装新材料
    • 布基线束胶带用高性能丙烯酸酯压敏胶的制备

      2025, 17(1):71-79. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1009

      摘要 (9) HTML (0) PDF 122.24 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:布基线束胶带广泛应用于汽车、电子行业,但国产布基线束胶带应用时普遍存在开胶、开线、剥离残胶等问题。以丙烯腈(AN)为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸异辛酯(2-EHA)为软单体,丙烯酸(AA)和丙烯酸十二烷基酯(LA)为功能单体,乙酸乙酯为溶剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,通过自由基溶液聚合合成了聚丙烯酸酯,并添加增黏树脂(氢化松香甘油酯)和交联剂(乙酰丙酮铝),制备了高性能布基线束压敏胶。通过对聚丙烯酸酯分子链的设计,改变配方组成,调控了压敏胶的黏接强度和表面能,并利用流变、接触角测试等手段,探究了聚合物分子结构与压敏胶黏接性能、表面能及应用性能关系。结果表明,硬单体AN质量分数为10%、软单体(BA与2-EHA质量比为1:4)质量分数为80%、功能单体AA和LA质量分数分别为9.4%和0.6%,氢化松香树脂和乙酰丙酮铝用量分别为总单体质量的6%和0.8%时,所制备丙烯酸酯压敏胶的初黏为10#钢球,180°剥离强度为30 N/25 mm,持黏大于100 h,该压敏胶能有效解决布基线束胶带包线开胶、剥离残胶的问题。

    • 多层A楞瓦楞纸板面内冲击响应特性研究

      2025, 17(1):80-87. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1010

      摘要 (14) HTML (0) PDF 122.38 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用显式动力有限元法对多层A楞瓦楞纸板的面内动力学响应与能量吸收特性进行数值研究,建立多层A楞瓦楞纸板的有限元模型,讨论不同冲击速度和相对密度对多层瓦楞结构变形模式、致密化应变、平台应力和质量比吸能的影响。研究结果表明:冲击速度和相对密度越大,面内变形模式越均匀,致密化应变越大,多层A楞瓦楞纸板具有更强的平台应力和能量吸收能力。基于能量效率法和一维冲击波理论给出动态致密化应变和平台应力的经验公式,以表征多层瓦楞结构面内冲击的动态承载能力。基于简化的本构关系,绘制出动态能量吸收图,拟合得到相对密度方程和应变率方程。数值算例表明:在给定条件下,运用相对密度方程和应变率方程可以优化材质选择和结构设计,最大限度发挥包装材料缓冲作用。

    • 改性可发性聚苯乙烯共混发泡材料缓冲性能研究

      2025, 17(1):88-93. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1011

      摘要 (10) HTML (0) PDF 43.90 M (77) 评论 (0) 收藏

      摘要:改性可发性聚苯乙烯(GPO)共混发泡材料是一种新型的缓冲包装材料。以GPO材料为研究对象,进行了静态压缩试验,利用MATLAB软件对实验数据进行了处理,获得了应力-应变曲线与缓冲系数-最大应力曲线,并基于最小缓冲系数和最大应力对某锂离子蓄电池产品进行了缓冲衬垫设计,对比几种缓冲材料的设计方案。研究结果表明,在230~320 kPa应力区间,GPO泡沫材料具有最优的缓冲性能,最小缓冲系数为2.6左右,GPO材料适合作为重型产品的缓冲包装。本研究对储运空间的合理利用和物流包装方案的改进具有重要意义。

    • 高黏附水凝胶的制备及其在传感领域的应用

      2025, 17(1):94-105. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1012

      摘要 (7) HTML (0) PDF 226.60 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统水凝胶作为柔性应变传感器应用时过分依赖黏合剂而导致信号检测不精确等问题,制备了一种高黏附性的聚丙烯酸/2-丙烯酸胺-2-甲基丙磺酸/甲基丙烯酸羟乙酯(p(AA-AMPS-HEMA))水凝胶,并应用于柔性应变传感器。研究结果表明,该水凝胶不仅展现了卓越的力学性能(拉伸应力为195.02 kPa,拉伸应变为1193.55%)和出色的黏附力(对猪皮黏附强度可达38.94 kPa),还具备稳定灵敏的传感特性。进一步将其组装应用于柔性应变传感器,该传感器能够准确捕捉并监测到手指弯曲、手腕活动以及膝盖弯曲等人体多项运动。该水凝胶在智能传感领域展现出较好的应用前景。

    • 聚异丙基丙烯酰胺/明胶热致变色水凝胶的制备及在智能窗的应用

      2025, 17(1):106-112. DOI: 10.20269/j.cnki.1674-7100.2025.1013

      摘要 (9) HTML (0) PDF 56.73 M (64) 评论 (0) 收藏

      摘要:以异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和明胶(gelatin)为基体原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,采用光引发聚合和盐析效应有机结合制备聚异丙基丙烯酰胺/明胶(PNIPAM/ Gelatin)热致变色水凝胶。采用扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机、电化学工作站和紫外分光光度计等手段对制备的变色水凝胶的力学性能、电导率和变色行为进行分析。结果表明:随着NIPAM含量的减少,水凝胶力学性能先上升后下降;水凝胶透明度随温度会发生明显的变化,当温度上升时,水凝胶透明度下降,当温度下降时,水凝胶透明度提升。PNIPAM/ Gelatin热致变色水凝胶在智能窗领域具有很好的应用前景。

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