快递包装配送/回收网络优化设计研究

随着快递业的迅速发展,在其给人们的生活带来极大便捷的同时,用量陡增的快递包装也带来了巨大的环境问题。为此,政府出台了一系列政策文件来推动快递行业包装绿色化,旨在建设一个完善的资源回收体系……本论文的创新点有如下两方面。第一,首次系统化阐述了共享循环包装的概念。从材料特性、技术支撑、使用主体及使用方法等方面对其进行解释,并对包装箱的自购及租赁情况进行了仔细分析。第二,首次以循环快递包装箱为研究对象,根据企业不同运营模式进行物流网络规划,建立了快递包装配送/回收物流网络优化模型,并进行了优化计算。具体工作内容如下:(1)结合目前快递业发展现状,总结分析国内外快递包装及包装废弃物回收主体、回收方法及回收流程。(2)基于快递业循环包装共享系统,特别地,以共享循环包装箱为研究对象。根据政策指引以及市场中现有的经营方式。主要从"自主回收、联合回收和委托回收"等方面分别分析了在自购和租赁两种不同的情况下共享循环包装的回收主体、回收方法及回收流程。(3)深入分析国内、外物流网络设计方面相关文献。结合行业发展现状以及实际试点调研情况,针对自营、加盟两种不同运营模式对共享循环快递包装箱进行配送/回收网络优化研究,和建立相应的模型,最后根据试点过程中采集的有效数据,对模型进行算例分析,验证其有效性。     

一种可拆卸回收的快递包装箱结构设计研究

目的 促进快递包装的重复利用,提高废弃快递包装的回收率,从源头改善快递包装的浪费和对环境的污染,在不影响产品保护的同时推动绿色包装的发展。方法 深入分析当前快递包装回收业务中存在的问题,探索如何应用可拆卸设计方法对快递包装箱的结构进行设计,研究如何对快递包装箱进行伸缩调节,以适应不同产品的运输要求,并优化拆卸、更换和组装的工序,摒除当前包装整体废弃的弊端,实现局部回收,提高快递包装的利用率。结果 该可拆卸包装箱在组装、开启、拆卸、收纳等过程中操作方便,在实操测试中用较短的时间即可完成上述工序,并在抗摔测试中能经受住装载与运输过程中的外力碰撞,能对产品起到良好的保护作用。结论 利用可拆卸设计方法对快递包装箱进行结构设计,能方便地对损坏的包装部件进行更换,能有效减少包装废弃物的产生,具有便利性、兼容性与安全性,有利于建立高效通畅的回收与再用系统,减少对资源的浪费和环境的污染,在生态保护与绿色发展等方面具有积极的意义。     

基于组合式模型的易碎品存储运输包装设计

目的 通过使用AHP-FAST-QFD的组合创新模型,可以提供易碎品存储包装的解决思路,以强化其在存储和运输过程中的防护性。方法 首先以用户为出发点,分析用户需求,借用层次分析法定性、定量分析的特性,对用户需求重要度进行权重衡量;其次,利用“黑箱子”功能模型将需求进行抽象性转化为快递包装箱基本功能;再次,通过FAST功能树将基本功能进行分解,得出若干子功能,并将子功能进行工业技术性转换成产品设计要素;最后利用品质屋模型组成设计元素与用户需求的形态矩阵,求得高脚杯快递包装箱产品设计要素优先级。结论 利用AHP、FAST及QFD方法构建易碎品存储运输的包装设计模型,弥补了三个方法单独使用的缺陷,形成一套完整的创新设计方法,并以高脚杯快递包装箱设计为例进行验证,确定该创新方法的实用性。     

包装件回弹的理论分析

对包装件的回弹进行了系统的理论分析,得出了包装产品和包装箱回弹时的加速度时间函数、回弹高度,为进一步分析包装件的回弹及缓冲提供了理论依据。     

抗事故包装箱抗冲击性能的相似准则

目的研究跌落情况下抗事故包装箱模型设计的相似准则,建立可在相似冲击载荷情况下推断抗事故包装箱原型的抗事故能力的设计方法。方法以抗事故包装箱内容器底部圆心和半径处的应力作为表征其抗冲击能力的指标,找出影响应力的主要物理量,通过量纲分析,建立原型与模型应力相关的无量纲关系式,确立相应的相似设计准则。结果对原型和模型进行了跌落冲击的数值模拟计算,分析结果表明,基于所建立的相似设计准则,缩比模型的应力响应与原型的响应具有较高的相似性。结论在材料相同、几何形状相似、有效载荷与包装箱有效载荷的质量比相同的情况下,利用相似准则进行分析,抗事故包装箱原型和模型的受载水平基本相同,基于缩比模型进行的试验设计具有可行性。     

基于有限元法的果蔬保鲜包装箱通风孔设计

通过建立不同通风孔设计的果蔬保鲜包装箱有限元模型,模拟分析了其应力分布云图,探讨了果蔬保鲜包装箱通风孔设计的主要参数。分析结果表明,长圆形、靠近纸箱中部且对称分布的偶数个通风孔设计,能有效减少应力集中,避免纸箱压缩强度的大幅下降。为实际应用中果蔬保鲜包装箱通风孔结构设计提供参考。     

相变蓄冷剂对冷链包装温控效果的影响

目的 研究不同相变蓄冷剂对冷链运输包装传热性能和温控时间的影响。方法 通过采用独特的包装结构设计,并根据运输环境温度对蓄冷剂进行不同的预处理,充分利用相变材料在固-液相态转变过程中良好的温控性能。结果 在保温箱体性能参数不变的情况下,其温控时间取决于所用相变材料的相变温度和相变焓值。在极端高温、极端低温和交变温度条件下,采用熔点为5 ℃的相变蓄冷剂,可以将包装的保温时间从1 h延长至80 h以上,而且包装内保持了长时间4~5 ℃的恒温平台;采用熔点为0 ℃的水作为蓄冷剂,包装内则会出现长时间的过冷,温度平台在?1~2 ℃范围内。实验测得的包装保温时间与传热计算所得的理论值相吻合,偏差不大于±10%。结论 采用合适的相变蓄冷剂可以大大延长温控包装的保温时间,并通过对蓄冷剂进行有效的预处理,在各种极端温度环境下均可确保冷藏药品的运输安全。     

可折叠水产品运输保温包装箱结构设计

目的 开发可折叠水产品运输保温包装箱。方法 借鉴纸包装结构设计中的可折叠设计思想, 以塑料中空板为箱体材料, 结合保温材料, 得到可折叠水产品运输保温包装箱结构设计方案, 将其与普通塑料泡沫箱进行物流成本对比分析, 通过抗压试验测定分析不同类型水产品运输保温包装箱的抗压强度。结果 该包装箱实现了空箱储运时可折叠, 降低了物流成本; 箱子抗压强度好, 优于市场上常用的水产品塑料泡沫箱, 同时可通过调整外箱体材料及保温材料来优化包装箱的各方面性能; 在采用该包装箱进行水产品包装时, 需在内包装中增加塑料袋来满足水产品物流运输过程中防水渗漏的要求。结论 该可折叠水产品运输保温包装箱的结构设计方案可行, 力学性能好。     

精密装甲器材包装箱的优化设计及其堆码形式的抗压性能分析

目的对包装箱进行优化设计,并分析其在不同堆码形式下的抗压性能。方法设计精密装甲器材包装箱的规格以及堆码形式的优化方案,并用有限元分析法分析不同堆码形式下包装箱箱体抗压性能。结果优化设计的5种规格的包装箱在单独堆码和混合堆码形式下,其箱体的最大应力和最大变形均小于线形低密度聚乙烯材料的拉伸屈服应力。结论优化设计的5种规格包装箱在不同堆码形式下箱体的抗压性能满足精密装甲器材包装的性能要求。     

军用卡扣式可拆装包装箱应用研究

目的 基于对当前军品包装发展情况的分析,为满足未来战争快速保障对军品包装的更高需求,设计一款实用性更强、可重复使用的军用卡扣式可拆装包装箱。方法 将军用卡扣式可拆装包装箱与现行军用木箱的性能进行比较,对现行军用木箱存在的不足和卡扣式包装箱的经济效益进行分析,构建成本计算模型,重点提出卡扣式包装箱的技术方案,并对包装箱进行试验验证,提出在军事领域的应用范围。结果 与现行军用木箱相比,军用卡扣式可拆装包装箱采用卡扣连接件活动组装方式,具有拆装便捷、空箱储运空间小、承载能力强等特点,且基本性能经过试验检测,满足军队使用要求和相关国家军用标准;可实现复用次数不小于20次的循环使用,有效降低了军品包装的成本。结论 军用卡扣式可拆装包装箱在使用性能、经济成本、适用范围等方面有明显优势,具有显著军事经济效益,可在我军军事物流领域大规模推广使用。     

低温非热平衡圆柱温度分布特性的数值分析与实验

为研究复杂传热条件下,低温非热平衡圆柱表面温度分布特性及相关控制手段,本文以单纯顶部送风为基础,建立了附加局部送风、附加辐射屏两种传热条件下的非热平衡圆柱体的传热模型,通过数值模拟方法分析了该柱体的径向温度梯度、体温度不均匀度、面温度不均匀度等温度特性,并通过实验验证了数值模拟结果的准确性。在此基础上定量分析了不同传热方式和运行参数对温度特性的影响规律,从传热方式、结构设计、运行参数三个角度,提供了控制柱体温度特性的方案。结果发现:相比于只有单纯顶部送风,设置局部喷口送风可使柱体平均温度的降幅提升5.1％,柱体温度不均匀度降幅提升38.3％,同时降低了柱体面温度不均匀度,并将柱体温度梯度控制在近导热面侧;附加低温辐射屏后,对流和辐射的耦合传热可使柱体平均温度降幅减少23％,柱体温度不均匀度降幅提升57.5％,同时降低了柱体面温度不均匀度。     

带温度补偿基于薄壁圆筒结构的光纤光栅压力传感器

阐述了一种带温度补偿、基于薄壁圆筒结构的高量程光纤光栅（FBG）压力传感器.薄壁圆筒直接作为弹性体,在压力作用下产生轴向位移来拉动压力敏感光纤以实现压力传感;通过被动温度补偿和残留温度效应主动实时修正来共同消除薄壁圆筒和压力敏感FBG的温度漂移;同时,对带温度补偿的FBG压力传感器的温度稳定性进行了讨论,给出了理想情况下该系统可达到的最优温度稳定性及决定因素.研究结果表明：基于30CrMiSiA材料管道结构的FBG压力传感器可以进行压力传感,其重复性为0.505 2%;回程误差为4.006%;线性度为0.285 5%;传感器精度为±2.639 8%;基于温度补偿进行温度去敏也有很好的效果,在-30～100℃范围内,该系统的温度稳定性因子为9.079 6%;随着实验温度范围减小至0～60℃,系统温度稳定性因子也减小至4.0%.     

基于ANSYS保温包装球壳模型的建立

将实际保温箱尝试用不同球壳模型表达,实现了三维热传递模型向一维模型的转换,借助ANSYS热分析,进行数值模拟,分析了转换模型的保温时间及其与实际保温箱的相对误差。结果表明,当箱体一个内表面接近正方形,内尺寸最大值与最小值的比值小于2时,采用与实际保温箱内体积相等、厚度相等转化而来的球壳模型,最能真实反映实际保温箱的传热过程,这为保温包装优化设计、降低包装成本提供了依据。     

内燃机燃烧测试分析系统的设计与开发

开发一套基于PC机的内燃机燃烧测试分析系统,并对气缸压力的采集,数据的匀化、光顺处理,动态上止点位置的确定等做介绍。利用测量的气缸压力曲线和能量守恒原理,在LabVIEW软件平台上编写出内燃机燃烧放热率计算程序,研究主要经验参数对放热率及缸内平均温度的影响。结果表明:采用Woschni传热公式计算的放热率曲线值高于采用Eichelberg传热公式和Sitkei传热公式计算的放热率曲线值。扫气系数φs的变化对气缸内平均温度有显著影响,φs=0.99时的缸内平均温度明显高于φs=0.95时的缸内平均温度,两者最高温度相差81.4 K。     

Numerical simulation of laminar flow of oil and heat transfer near a circular cylinder with arched guide plates

We have investigated the intensification of the heat transfer from a cylinder in an oil medium due to the setting of arched guide plates on the basis of the numerical solution of the Navier-Stokes and energy equations with the help of multiblock computer-aided technologies realized in the VP2/3 package. Calculations have been made for the laminar nonstationary cross flow around a heated cylinder in a viscous medium with a strong temperature dependence of its thermophysical characteristics. Comparison has been made between the numerical forecasts of the drag, local heat transfer, thermohydraulic efficiency, and total Nusselt number for a cylinder with plates and for a single cylinder. Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 81, No. 4, pp. 705–711, July–August, 2008.     

CFRP拉挤过程非稳态温度场数值模拟与FBG实时检测

碳纤维增强聚合物基复合材料的拉挤成型过程是动态的,其固化度与温度变化为强耦合关系。温度场是工艺过程控制关键之一。根据固化动力学和传热学理论,建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型。通过差示扫描量热仪（DSC）分析计算出模型中固化动力学参数。采用有限元与有限差分相结合的方法,依据ANSYS求解耦合场的间接耦合法,编制了计算程序,对拉挤工艺不同工况CFRP内部非稳态温度场进行数值模拟。采用专门设计制作的铝毛细管封装的布拉格光栅光纤(FBG),排除了非温度应变的干扰。通过试验确定了FBG温度传感特性表征及FBG温度灵敏度系数值,保障了CFRP内部温度场实时动态检测的准确度。模拟与实验结果基本吻合,为取代传统试凑性实验,优化CFRP拉挤工艺提供了科学快捷的理论依据。      

卫星式柔印机中心压印滚筒螺旋流道冷却性能研究

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。     

一种智能空调内机包装机的设计

目的设计一种由PLC控制的空调内机包装机,实现机器替代人工的目标。方法通过分析空调内机的包装生产过程,采用Solid Work软件分别建立空调内机定位、取泡沫垫、泡沫垫供给、包装箱供给和装箱等的三维模型,并对组成各机构的零部件进行机械设计。利用西门子S7-200 SMART PLC控制各个机构的步进电机和气缸的协调运作,实现空调内机的全自动包装。结果该包装机能对3种不同规格的空调内机进行全自动的包装。结论该包装机解决了空调内机全自动包装的难题,实现了机器替代人工的目标,提高了生产效率,并且该包装机能对多种不同规格的空调内机进行包装,具有广阔的应用前景。     

多向不规则波浪作用下大尺度墩柱上爬高的数值研究

基于规则波对墩柱作用的理论,采用传递函数的方法,建立了多向不规则波浪对大尺度墩柱作用的计算模型。同时进行了物理模型实验,对数值计算结果进行了验证。实验结果和数值计算结果基本一致。结果表明多向不规则波浪与圆柱作用时,波浪的方向分布对圆柱周围的爬高具有明显的影响。研究成果可为实际工程设计时提供参考依据。     

筒子纱包装自动撑口套袋系统的设计与实现

目的 为提高包装效率,根据纺织企业筒子纱编织袋包装工艺要求,设计并实现西门子PLC S7-1200作为控制器的筒子纱编织袋包装自动撑口套袋系统.方法 在系统的机械结构设计方面,设计撵袋吸运子系统和自动撑口套袋子系统,子系统由若干机械装置组成;在控制系统方面,对控制系统的硬件和软件进行设计,由可编程逻辑控制器PLC进行整体控制,通过驱动直流电机、气缸电磁阀及真空发生器等执行元件实现动作,并由西门子触摸屏进行组态,实现生产过程的监控和手自动模式切换.结果 样机稳定性测试,每组100次,进行10组,结果表明运行相对稳定,成功率达到了99.3％.结论 该系统整体运行稳定,包装效率较人工得到了较大提高.