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    1. 智能生成式设计——一种新的机械设计理念
    宁方伟, 鲁嘉星, 王一轩, 马玉山, 黎磊, 李赫然, 石岩
    机械工程学报    2025, 61 (24): 267-284.   DOI: 10.3901/JME.2025.24.267
    摘要1104)      PDF(pc) (137627KB)(2048)    收藏
    随着生成式人工智能的快速发展,机械设计领域迎来新的变革。设计理念正逐渐由传统的“计算机辅助+人工经验”发展为具备高级智能化的“历史设计数据与知识+生成式模型”,具体设计行为由“人工建模”发展为“生成式建模”,机械产品设计驱动由人工经验发展为数据知识。针对这一种发展趋势,提出了新的机械设计理念:智能生成式设计,阐述了智能生成式设计的内容组成、核心运行机制、设计特点、关键技术等。在此基础上,探讨了智能生成式设计在机械产品设计上的应用价值,为机械产品的设计指明新趋势和发展方向。
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    2. 绳驱机器人动力学建模与控制研究综述
    陈彦霖, 邓小恒, 张宪民, 黄沿江
    机械工程学报    2025, 61 (19): 1-17.   DOI: 10.3901/JME.2025.19.001
    摘要849)      PDF(pc) (417KB)(1687)    收藏
    绳驱机器人因其惯量小、质量轻及作业范围广等优势受到了研究人员的广泛关注。然而,绳索固有的柔性和单向传力特性给绳驱机器人的精确控制带来了挑战。为实现其高效、精准的运动控制,需要从绳索张力分布、机器人动力学以及机器人控制等多方面展开深入研究。综述了绳驱机器人领域的研究进展,首先,探讨了零空间法、几何法和最小二乘法等绳驱动机器人张力计算及优化方法,并比较了这些方法的优缺点及适用范围;其次,总结了拉格朗日法、牛顿欧拉法和虚功原理等在绳驱机器人动力学建模上的研究进展,并比较了不同方法在绳驱连续型机械臂动力学建模上的优缺点;再次,总结了绳驱机器人控制的研究进展,并比较了基于模型与无模型的绳驱机器人控制策略;最后,对绳驱机器人的研究现状进行了总结,并对其未来发展趋势提出了展望。
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    3. 动力吸振技术及其创新设计研究进展
    马文硕, 朱昊宽, 杨毅青, 于靖军
    机械工程学报    2025, 61 (21): 2-17.   DOI: 10.3901/JME.2025.21.002
    摘要801)      PDF(pc) (68528KB)(1743)    收藏
    动力吸振作为解决结构振动问题的有效手段之一,其性能瓶颈的突破对航空航天、国防军工等国之重器领域的高端装备可靠性跃升具有重要战略意义。以构型创新为主线,系统梳理了单自由度、组合式单自由度、多自由度、可调谐及非线性五大类型动力吸振器的研究进展。单自由度吸振器结构简单、稳定可靠、便于实现,是当下实际工程中应用最为广泛的结构形式,但其窄频特性短板催生了组合式与多自由度设计;组合式吸振器通过并联/串联拓扑拓展频带,实现了频带拓展与工程实现难度的平衡;多自由度吸振器通过对质量单元多个空间自由度的充分利用,实现了多维或多模态振动的高效抑制;可调谐吸振器结合调谐机构与半主动控制,解决了主振结构动态特性变化工况下的最优适配难题;非线性吸振器则利用靶能量传递机制,在宽频抑振中展现出独特优势。对比分析表明,构型创新通过自由度扩展、参数自适应调整及刚度非线性化,显著提升了吸振器的抑振性能与环境适应性,设计方法也经历了从传统参数优化向构型创新驱动的范式转变。同时,基于柔性元件的刚度单元重构,为构型驱动的性能跃升提供了理论基石。未来,动力吸振器的抑振性能将向更高层次突破:更高幅值抑制率、更优动态适应性、更大抑振带宽以及更多抑振自由度。此外,研究有望推动振动控制技术向“抑振-储能-感知”一体化方向演进,为航空航天、高端制造装备等尖端领域振动抑制提供理论支撑与技术范式。
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    4. 基于数字孪生和强化学习的智能生产线实时调度仿真优化方法
    杨泽浩, 董威, 黄思翰, 阴艳超, 董李扬, 郑祖杰
    机械工程学报    2026, 62 (5): 12-25.   DOI: 10.3901/JME.260224
    摘要772)      PDF(pc) (1004KB)(763)    收藏
    生产调度一直是制造领域的研究热点,是生产线高效运行的节拍器。当前,随着智能制造的深入发展,生产调度智能化逐渐成为领域前沿。智能生产线动态生产过程中面临着生产任务变更、制造资源耦合等多源不确定扰动,如何兼顾生产调度效率和准确性是核心挑战。因此,提出了基于数字孪生和强化学习的智能生产线实时调度仿真优化方法。利用数字孪生技术构建生产要素的几何-功能-状态高保真模型,组装形成层次化、高保真虚拟生产仿真环境;设计改进Q-Learning算法建立生产调度优化智能体,通过三元组状态空间重构、多维度奖励函数及双重探索策略,突破传统算法维数灾难与鲁棒性不足难题;建立分层式执行控制架构实现数字孪生和智能体的深度融合,保障生产仿真过程感知-决策-执行闭环协同。某航天产品总装生产线验证结果表明,其他五种经典调度规则执行距离较本文方法增加6.38%到16.50%,显著提升制造资源协同效率。
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    5. 思维链范式智能运维文本基多模态智能体
    黄金凤, 王成城, 何宏亮, 王旭, 李奇, 杨康定, 王凯, 张飞斌, 秦朝烨, 褚福磊
    机械工程学报    2025, 61 (23): 58-74.   DOI: 10.3901/JME.2025.23.058
    摘要767)      PDF(pc) (76294KB)(473)    收藏
    提出了一种面向机械设备运维的人工智能架构——思维链范式文本基多模态智能体。首先,针对实际工程应用场景中,难以直接构建“监测数据-故障模式”高质量大规模数据集的问题,建立了“监测信号-数学特征-文本描述-故障模式”思维链式数据集构建思想,进而提出了信号-文本数据生成器驱动的信号转文本(Sig2Txt)模型。其次,制作了机械设备运维领域的高质量专业化文本数据集,并基于指令微调技术和通用大语言模型建立了智能运维专业文本大模型。最后,基于大模型智能体技术有机融合上述模型,以人类专家开展设备运维的思维模式为指引,创建了思维链范式智能运维文本基多模态智能体。测试结果表明,该智能体可实现多模态输入数据-运维决策的全流程思维链式解析和映射,在ISO三级振动分析师测试题上的准确率超过70%,达到人类专家级水平。在工程案例和公开数据组成的多模态数据集“热启动”评测中,相比于现有主流大模型,该模型展现出了更优异的性能。更重要的是,得益于所提出的低成本、高质量多模态思维链式大规模数据集的构建体系,以及“文本基”对于知识的包罗万象、高度凝练和易于解释的天然独特优势,该模型具备可观的拓展性和发展潜力。
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    6. 可重复使用运载火箭着陆支腿机构技术综述
    田保林, 杨雪聪, 刘佳行, 闫振, 于海涛, 高海波, 邓宗全
    机械工程学报    2026, 62 (1): 18-40.   DOI: 10.3901/JME.260002
    摘要708)      PDF(pc) (150365KB)(2677)    收藏
    着陆支腿机构作为可重复使用运载火箭的关键技术之一,对实现火箭安全回收、降低成本以及推动航天运输可持续发展具有重要意义。系统梳理了可重复使用运载火箭的发展历程,重点围绕支撑机构设计、理论建模、性能分析以及热防护技术等领域开展分析与总结,论述了着陆支腿机构展开、锁定以及缓冲技术的多样化结构,总结了支撑机构的展开与着陆动力学建模方法。同时,结合静态与动态试验技术,系统分析了着陆支腿展开可靠性、承载能力和缓冲性能的试验方法,探讨了支腿结构面对再入热环境的热防护需求与相关技术方案。最后介绍了Space-X和Blue Origin公司在实际工程应用中的典型案例,分析了其在支撑机构设计与技术实践中的经验和创新。基于现有研究成果,总结了未来可重复运载火箭支撑机构的发展方向。
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    7. 数字化驱动的航天系统工程技术发展与应用综述
    王国庆, 熊焕, 侯俊杰, 刘骄剑
    机械工程学报    2026, 62 (7): 1-14.   DOI: 10.3901/JME.260360
    摘要679)      PDF(pc) (683KB)(538)    收藏
    数字化在航天型号产品研制中得到了广泛应用,推动了航天系统工程方法的不断发展。为了进一步明晰数字时代航天系统工程的发展方向,本文对数字化技术驱动的航天系统工程发展与应用展开综述,以期推动数字航天发展。首先,从基于模型的系统工程发展、数智技术赋能和商业航天需求推动三方面分析了数字时代航天系统工程发展呈现的新特征。然后,分析了数字时代典型的全生命周期系统工程理论模型,并从规划论证、研发设计、生产制造、试验测试、服务保障、科研生产管理等研制全过程分析了数字融合技术发展,阐明了通过MBSE、数字孪生、数字主线、人工智能等技术融合应用,建立全周期研制和管理数字化生态的特征。在此基础上,结合航天型号产品研制和管理核心场景变革目标,展望提出数字时代航天系统工程未来技术发展态势,从而推动数字时代航天系统工程理论方法体系完善,为构建航天型号数字化研制和管理模式提供支撑。
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    8. 目录
    机械工程学报    2026, 62 (1): 0-0.  
    摘要651)      PDF(pc) (2866KB)(182)    收藏
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    9. 大型点阵结构增材制造技术与进展
    徐田秋, 符瑞, 罗龙溪, 许瀚文, 毛昊, 刘长猛
    机械工程学报    2026, 62 (3): 2-14.   DOI: 10.3901/JME.260068
    摘要651)      PDF(mobile) (1643KB)(211)    收藏
    大型点阵结构因其具备高孔隙率的结构特性以及抗冲击/减震降噪等功能特性,在现代国防,海洋,建筑等重点工业领域具有广阔的应用前景。目前,制造技术的局限是制约大型点阵结构应用的重要瓶颈。增材制造突破传统制造技术的限制,基于逐层堆积的成形原理,使得三维大型点阵结构一体化成形成为可能。聚焦大型点阵结构增材制造技术与方法,从制造工艺,制造装备以及应用前景三个方面对当前研究现状与特点进行阐述和总结。在制造工艺方面,对比目前国内外相关研究团队开发的大型多材料金属点阵结构制造工艺与先进成果,以桁架类点阵和标准几何类点阵为代表,对比当前制造技术特点。在制造装备方面,从装备结构和装备控制系统两个维度进行归纳总结,汇总目前大型点阵结构制造装备结构形式,同时明晰控制系统的异同。最后对大型点阵结构在增材制造领域未来应用进行展望。旨在系统性阐述大型点阵结构在增材制造领域的进展与未来发展,促进增材制造技术在轻量化结构高效高质量制造方面的工业化应用。
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    10. 迁移拓扑规划的机械设备群体协同智能诊断方法
    杨彬, 李雅宁, 雷亚国, 李响, 曹军义, 武通海
    机械工程学报    2026, 62 (4): 1-11.   DOI: 10.3901/JME.260101
    摘要644)      PDF(pc) (611KB)(558)    收藏
    机械设备群体协同服役是实现网络化协同制造的核心载体,对设备群体进行数据中心化的智能诊断,存在数据流通壁垒、个体差异显著的挑战难题。为突破数据流通壁垒、提升诊断模型的群体适应性,现有研究尝试建立去中心化、分布式的协同诊断架构,然而,在规划设备群体诊断任务时存在盲目性,且在融合各设备节点的局部诊断模型过程中,忽视了个体重要度分布不均的客观事实。对此,提出迁移拓扑规划的群体协同智能诊断方法,首先建立迁移拓扑结构,描述各设备节点之间诊断知识的流出与流入关系;然后综合考虑数据质量、可用数据量、诊断知识可迁移性、通信资源、个体重要度等多重因素,优化求解迁移拓扑规划问题,以确定设备群体诊断知识的流向关系与个体重要度分布;最后建立个体重要度加权的协同诊断架构,训练适用于设备群体的全局诊断模型。通过多台设备的轴承故障数据对提出方法进行验证,结果表明:优化后的迁移拓扑结构,能够有效地反映设备群体诊断知识的最佳流向关系,提高了全局模型的诊断精度与群体适应性。
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    11. 基于叶尖监测的航空发动机故障诊断与预警技术研究综述
    王维民, 刘延振
    机械工程学报    2026, 62 (2): 1-16.   DOI: 10.3901/JME.260035
    摘要621)      PDF(pc) (814KB)(391)    收藏
    叶片振动与叶尖间隙是反映航空发动机运行状态的关键参数,蕴含着丰富的故障与健康信息。通过实时监测与深度分析,可实现发动机的故障诊断与早期预警。综述叶片振动接触式测量方法以及叶尖定时和叶尖间隙等非接触式测量方法,介绍近年来国内外相关技术研究的重要成果,主要阐述叶片振动类型及典型故障、监测及辨识方法、故障诊断及预警方法共三个方面。其中,重点探讨这些技术在颤振、喘振和碰摩等典型故障中的应用。最后,从高精度高速采集、机理及演化路径、多源融合测试、故障数据库优化以及机器学习智能诊断五个方面,对基于叶尖监测的航空发动机故障诊断与预警技术的未来发展趋势进行了展望。
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    12. 应用李群封闭光滑特性的机器人跟踪/测量-加工一体化:I系统标定与轨迹生成
    李文龙, 蒋诚, 徐伟, 丁汉
    机械工程学报    2025, 61 (20): 1-15.   DOI: 10.3901/JME.2025.20.001
    摘要616)      PDF(pc) (731KB)(711)    收藏
    蒙皮是构成飞机气动外形的主要零件,具有大尺寸、薄壁(厚度2~6 mm)、型面复杂等技术特点,目前企业普遍采用人工比对划线-手动修切方式去除蒙皮边缘余量,存在人因累积误差大、装配质量难控等问题。视/力引导的高柔性大范围双机器人跟踪/测量-加工一体化为解决这一难题提供了新思路,但双机器人位姿同步标定难、加工位姿光顺难、轨迹精度控制难是制约蒙皮机器人铣削加工应用的主要瓶颈。上述难题可以归纳为空间位姿的同步解耦与位姿误差的定量控制问题,为此应用李群李代数封闭光滑特性重点围绕双机器人位姿同步标定、光顺加工轨迹生成与末端位姿闭环反馈控制开展研究,具体如下:第I部分提出双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定方法,建立机器人-跟踪系统运动模型和系统参数辨识方法,研究蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法;第II 部分研究外部跟踪系统下的末端位姿闭环反馈控制模型,研制机器人末端闭环反馈控制系统,开展双机器人系统同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、典型蒙皮样件机器人铣削加工精度测试,验证所提方法的有效性。
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    13. 制动器增力传动机构研究现状与发展趋势
    冯小明, 万珍平, 孙东升, 龙元香
    机械工程学报    2026, 62 (8): 1-20.   DOI: 10.3901/JME.260284
    摘要603)      PDF(pc) (870KB)(388)    收藏
    随着汽车电动化与智能化进程加速推进,车辆制动器正从单一的纯机械部件逐渐向机电一体的集成式机电部件演变,其性能优劣直接影响着整车的驾乘安全性,增力传动机构作为其核心部件,其特性直接决定了制动器的性能,因此一直以来备受学者关注。系统梳理制动器中常见的杠杆式、斜面滑块式及螺旋式等增力传动机构的工作原理、性能特点及其应用进展并对比分析了各类机构的优势与局限性。随后探讨多目标拓扑优化、接触应力与疲劳寿命预测等关键技术在增力传动机构设计过程中的应用现状,阐明增力传动机构轻量化与强度协同优化的必要性。介绍增力传动机构在电子机械制动(Electro-mechanical brake,EMB)系统中的应用现状,总结球盘式坡面增力与滚珠丝杠机构的技术突破及挑战。最后探讨增力传动机构的未来发展方向:需通过精密加工工艺革新、双层/异型增力结构创新及智能化算法融合,解决高增力比与动态响应、耐久性之间的矛盾,以满足智能驾驶汽车对制动器响应速度与控制精度、制动器可靠性等提出的高要求。
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    14. 复杂工况条件下刀具磨损状态监测与剩余寿命预测研究进展
    王民, 车昌家, 高相胜, 昝涛, 高鹏, 张云飞
    机械工程学报    2025, 61 (19): 299-326.   DOI: 10.3901/JME.2025.19.299
    摘要573)      PDF(pc) (904KB)(757)    收藏
    当前制造企业面临着需要迅速响应市场多样化和不确定性需求的挑战。小批量个性化产品机械加工任务越来越多,传统的刀具磨损状态监测技术与刀具管理模式不再适用于工况条件频繁变化的制造环境。现存的刀具磨损状态监测与剩余寿命预测的文献综述大都聚焦于单一定工况。为弥补上述缺陷,系统地分析归纳了国内外复杂工况条件下刀具磨损状态监测及剩余寿命预测的最新研究成果,并提出了进一步的研究方向。根据国内外学者近年来的研究工作,首先详细地论述了基于传感技术的间接刀具磨损状态监测方法的研究进展。分别从单传感器监测与多传感器联合监测角度综述了信号处理与特征提取、监测模型的选择在复杂工况条件下的应用现状。其次,总结了迁移学习方法在复杂工况条件下刀具磨损状态监测技术中的应用;此外,从基于磨损退化模型、数据驱动模型以及混合模型角度概括了复杂工况条件下剩余寿命预测的研究现状;最后,归纳了复杂工况条件下刀具磨损状态监测及剩余寿命预测的研究重点和发展趋势。对未来的研究工作具有一定的理论参考与启示作用。
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    15. 面向误差补偿的数控机床空间误差建模与辨识方法研究进展
    孙光明, 韩冰, 张大卫, 田文杰, 郭鑫, 赵坚, 何改云, 高卫国, 苏喆
    机械工程学报    2025, 61 (19): 202-228.   DOI: 10.3901/JME.2025.19.202
    摘要568)      PDF(pc) (1180KB)(3106)    收藏
    数控机床空间误差的建模分析与辨识一直是误差补偿的重要步骤。首先,论述了机床空间误差常用建模理论和辨识方法的研究历程及技术发展;其次,机床空间误差建模分析是进行误差补偿的重要前提。对机床空间误差建模理论进行详细的阐述和分析,包括刚体运动学理论、齐次坐标变化理论、D-H变换理论、多体理论、以及旋量理论等方法。再次,误差元素的准确测量和精确识别是实现有效控制的关键。对机床空间误差重点辨识方法的现状与发展趋势进行具体介绍和综合评述,包括激光干涉仪多线法、体对角线法、以及球杆仪、激光跟踪仪测量等方法。最终,综合机床空间误差的建模、检测、辨识三个方面,系统性地分析了现有数控机床空间精度改善中尚需解决的问题,强调了技术创新对于提高测量效率和准确性的重要性;并对未来的发展方向进行展望,对数控机床精度的提升具有一定的指导意义。
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    16. 面向智能制造的数控加工工艺重用关键技术:系统回顾
    牛帅, 仝晓萌, 蔡茂林, 李毅波, 岳烜德
    机械工程学报    2025, 61 (20): 301-317.   DOI: 10.3901/JME.2025.20.301
    摘要556)      PDF(pc) (1290KB)(632)    收藏
    随着数字化制造技术的迅速发展,企业数据库中已积累大量加工工艺实例。基于“几何相似则工艺相似”的基本原理,通过识别和提取相似的三维几何工艺信息,可有效实现工艺知识的重用,进而提升工艺决策系统的智能化水平,缩短产品开发周期。在数控加工工艺重用技术快速发展的背景下,系统把握其发展现状和未来趋势,为工艺设计人员提供全面的文献综述具有重要的理论和实践意义。研究从三个维度系统分析和总结了数控加工工艺重用技术的最新研究进展:首先,宏观工艺重用层面重点探讨产品整体加工路线的重用方法;其次,微观工艺重用层面聚焦于具体加工环节中工艺知识的精确提取与应用技术;最后,基于机器学习的工艺重用技术则聚焦于非结构化CAD模型数据的处理及其与工艺信息之间复杂的映射关系。这些研究成果不仅对提升工艺设计效率具有重要的理论指导价值,同时在促进工艺知识管理体系的完善方面也具有显著的实践价值。
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    17. 摩擦起电机理、调控与应用研究的现状及展望
    林世权, 张弛, 刘检华
    机械工程学报    2025, 61 (19): 112-125.   DOI: 10.3901/JME.2025.19.112
    摘要509)      PDF(pc) (791KB)(870)    收藏
    摩擦起电现象是一个常见却又神秘的物理效应,具有普遍性、高敏感性,能够产生高电场和强静电力等特点,其应用前景广阔。阐述了摩擦起电的研究体系特点,详细介绍了金属-金属、绝缘体摩擦界面电子和离子转移模型,描述了半导体摩擦界面的摩擦伏特效应,总结了一系列摩擦界面电荷转移量调控手段,并论述了包括摩擦纳米发电机、摩擦电智能传感技术在内的几种摩擦起电应用的原理。最后指出了摩擦起电未来研究将以电荷调控方法为核心、以表界面设计为基础,并呈现出机理研究量子化、调控方法多维化/极端化、器件设计多功能一体化等研究趋势。
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    18. 薄壁复杂结构的机器人打磨路径规划和力位控制技术现状与发展
    顾连睿, 郭国强, 江仁政, 毋天歌, 柯帅, 孔志学, 赵欢
    机械工程学报    2026, 62 (5): 117-132.   DOI: 10.3901/JME.260232
    摘要507)      PDF(pc) (1199KB)(519)    收藏
    在航空航天领域,高速飞行器的结构设计对结构重量与表面防护性能有高要求,为保证精度一般需进行打磨加工。然而人工打磨方式依赖经验且工作环境恶劣,工业机器人凭借其高适用性、强灵活性、低成本和易编程等特性,在提升生产效率和产品质量的同时,降低人力成本和劳动强度。综述了薄壁复杂结构涂层机器人打磨技术的最新研究进展,重点聚焦于打磨路径规划、力位混合控制技术及其协同方法。其中打磨路径规划包括路径生成及离散方法,如等参数线法、等残留高度法等传统算法及智能优化方法;针对力位混合控制技术,讨论了控制方法、控制策略以及控制装置等方面内容;并探讨了力位混合控制与路径规划的协同方法,包括数据共享机制、联合优化算法和模型预测控制,旨在保持目标路径的跟踪的同时,控制力和运动的稳定性。通过协同路径规划与力位混合控制技术,可以有效提高机器人打磨的质量与效率,拓展机器人打磨的工程应用能力。
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    19. 面向车辆运动控制的路面不平度识别综述
    熊璐, 胡旭歌, 吕浩然, 唐辰
    机械工程学报    2026, 62 (8): 139-156.   DOI: 10.3901/JME.260443
    摘要502)      PDF(pc) (542KB)(163)    收藏
    车辆运动控制需要实时的路面不平度信息,据此调整控制策略,确保行驶的安全性、舒适性和效率。路面不平度具有随机性和高度不确定性,传统方法基于振动信号的时域频域分析,难以获得准确并具有预见性的路面不平度识别结果。随着车辆智能化的发展,以视觉和激光雷达为代表的非接触式传感器信息丰富了识别的信息源,人工智能算法的应用进一步提升了辨识的精细度。面向车辆运动控制的路面不平度识别研究,针对接触式、非接触式以及多源信息融合三大技术路线,对发展演进、识别原理、技术难点及应用情况,并结合人工智能的发展趋势,对泛场景、精细化、高可靠的路面不平度感知技术进行展望具有重要意义。
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    20. 认知数字孪生赋能航空装备:新范式与研究前沿
    冯珂, 张紫琳, 倪清, 杨彬, 胡亚安, 孟理华, 雷亚国
    机械工程学报    2026, 62 (12): 1-21.   DOI: 10.3901/JME.260533
    摘要501)      PDF(pc) (993KB)(411)    收藏
    航空装备作为现代军事与民用航空领域的核心设施,其系统高度复杂、服役周期长、可靠性要求严苛,对装备的研制与运维提出了严峻挑战。数字孪生技术为航空装备全生命周期管理提供了有效支撑,但传统数字孪生仍停留在静态表征层面,难以实现对装备复杂动态行为的深度认知、演化预测及干预决策。在此背景下,随着大模型、知识图谱与因果推理等认知技术兴起,认知数字孪生成为新一代的研究焦点。当前,认知数字孪生的成果多局限于局部特定场景,其理论体系亟需完善,缺乏面向航空装备复杂系统的统一架构。鉴于此,梳理了一种面向航空装备全生命周期管理的新型认知数字孪生框架,旨在厘清从状态映射到自主认知的范式跃迁路径。首先,归纳了数字孪生技术从虚实映射向智能认知演进的发展脉络,并分析了该演进趋势在航空领域的应用现状与迫切需求。其次,重点分析了由物理实体层、虚拟实体层、交互连接层与认知嵌入层构成的认知数字孪生框架,及其在全生命周期的认知赋能机制。随后,从实现方法角度归纳了各层级的研究现状和技术路径。针对当前航空装备数字孪生应用面临的关键挑战,结合大模型等新兴技术,展望了以深度理解、自主演化与可信决策为核心特征的认知数字孪生体系发展图景。
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    21. 智能加工中数据使能技术与应用
    刘海波, 邓平, 迟庆宇, 刘天然, 刘阔, 李特, 黄祖广, 刘行健, 薄其乐, STEVEN Y LIANG, 王永青
    机械工程学报    2026, 62 (2): 407-444.   DOI: 10.3901/JME.260064
    摘要488)      PDF(pc) (2865KB)(574)    收藏
    智能加工作为制造业向高精度与自主化转型的核心方向,其发展高度依赖数据使能技术对多源异构数据的深度解析与智能决策支撑。系统梳理数据使能技术在智能加工领域的研究进展,提出涵盖“在机测量-信号预处理-特征提取-特征融合-数据治理”的全流程使能框架,并重点分析多源传感信息融合、云-雾-边协同计算和工艺知识动态迁移三大关键技术。研究表明,数据使能技术有效增强了加工过程的实时响应与鲁棒性,显著强化了对加工过程可控与质量一致的保障,并在多工业场景中推动了智能化水平的跃升。然而,复杂工艺场景下多物理场耦合建模困难、虚实映射保真度不足、小样本知识迁移效率低等瓶颈仍制约技术应用。针对上述挑战,所提出融合动态联邦学习与因果推理的未来技术路径,为制造业向认知化高阶阶段演进提供系统性研究视角。
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    22. AI赋能的机械传动技术范式重构:瓶颈突破与自主创新体系演进
    王树新, 魏静, 陈思宇, 唐明海
    机械工程学报    2026, 62 (7): 150-168.   DOI: 10.3901/JME.260370
    摘要485)      PDF(pc) (1777KB)(421)    收藏
    作为高端装备的“核心功能单元”,机械传动的技术水平直接决定了航空航天、人形机器人等装备的性能与可靠性,其自主创新能力的提升是国家现代化建设与产业升级的迫切需求。系统梳理了机械传动领域前沿技术的发展现状与趋势,聚焦材料、设计、制造、检测与智能运维五大核心维度,给出当前制约技术深层发展和产业升级的关键瓶颈问题与核心发展挑战。为突破长期存在的技术瓶颈与困境,提出构建以材料、设计、制造、检测与运维全链条协同创新体系为核心的突破路径,通过融合材料基因工程驱动设计、自主构型创新、数字孪生工艺优化及智能运维数据闭环反馈,形成创新驱动生态。以高端化、智能化及绿色化协同演进为特征的技术范式,旨在推动机械传动产业从被动替代到主动引领的战略转型,着力攻克功率密度、动态精度及服役可靠性等关键瓶颈难题,深度融合人工智能与先进材料技术,系统性重构机械传动创新发展的技术体系,为制造业转型升级提供核心技术基础。
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    23. 总装拉动:航天制造迈向规模化定制生产时代
    王国庆, 陈金存, 袁维佳, 刘琦, 胡润芝, 王国栋, 黄思翰
    机械工程学报    2026, 62 (5): 1-11.   DOI: 10.3901/JME.260223
    摘要472)      PDF(pc) (804KB)(307)    收藏
    我国航天制造历经研制生产主导、研制与批产并重的发展阶段,正在进入常态化高密度发射主导的规模化定制阶段,迫切需要探索出一种既能满足国家重大战略需求,又符合我国航天产业特点的制造模式。对航天制造转型发展方向进行分析,提出了航天总装拉动制造模式,并阐述其基本内涵和主要特征,研究提出包括制造总体抓总、高效柔性总装、全链条供应链管控、网络协同制造四方面的实施框架,致力于打造新型航天产品制造体系,实现多层级、多法人制造企业的跨地域、跨网络、跨系统的高效协同,提升航天产品高质量、高效率、低成本交付能力,培育航天制造新质生产力。航天总装拉动制造模式的提出,将会为航天重大任务完成以及航天制造业转型升级提供重要支撑。
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    24. 先进材料增材制造研究与发展
    李桂伟, 曹祺原, 王嘉庆, 赵一航, 吴文征
    机械工程学报    2026, 62 (3): 15-45.   DOI: 10.3901/JME.260069
    摘要470)      PDF(mobile) (1836KB)(226)    收藏
    先进材料是指具有优异性能的新型材料,其特征包括高强度、耐极端温度、高生物相容性等,或者具备自修复、形状记忆和环境响应等特殊功能,已经成为支撑先进制造领域发展的关键基础。但由于先进材料存在高硬度、高熔点、高脆性等特性,采用传统加工方法成形的弊端逐渐显露。基于材料逐层累积成形的增材制造技术尤其适用于先进材料成形复杂三维结构,在产品研发和行业应用方面均取得了显著的进展。因此,综述了先进材料增材制造研究与发展。首先,阐述了先进材料与增材制造的相关概念,分析二者协同的发展前景;其次,基于不同的成形原理,重点介绍了各类先进材料增材制造的发展现状与技术优势;然后系统地梳理了先进材料体系,总结其在增材制造领域的应用现状;随后展示了该技术在工程领域的应用现状;最后探讨了该技术现存问题,并对未来发展方向进行展望。
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    25. 数据机理双模型融合的刀具磨损监测方法
    陈安航, 张海霞, 袁东风, 韩乔剑, 李娜, 曹凤
    机械工程学报    2026, 62 (4): 37-51.   DOI: 10.3901/JME.260104
    摘要468)      PDF(pc) (1041KB)(208)    收藏
    针对刀具磨损监测中数据驱动方法缺乏物理可解释性、机理模型实时性不足的问题,提出一种数据与机理双模型融合的预测算法。首先,构建振动信号多尺度时空特征提取网络,通过融合多尺度卷积神经网络与Transformer,捕捉刀具退化的动态特性;建立铣削过程的有限元仿真模型,基于Usui磨损率方程模拟刀具几何演化;设计强跟踪卡尔曼滤波算法,利用机理仿真结果作为状态转移先验、数据预测值作为观测更新量,实现刀具磨损量的动态最优估计。试验结果表明,与单一模型驱动的预测方法相比,所提的数据机理双模型融合预测算法能显著提高刀具磨损监测的精度与鲁棒性。
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    26. 多载荷激励下轧机四列滚子轴承故障动力学建模及其响应特性研究
    吝水林, 胡博文, 孙建亮, 彭艳
    机械工程学报    2026, 62 (4): 12-24.   DOI: 10.3901/JME.260102
    摘要456)      PDF(pc) (697KB)(235)    收藏
    四列滚子轴承作为轧机的关键部件,在恶劣服役环境下发生故障可能引发轧机振动加剧、产品表面质量下降甚至生产事故。针对现有动力学方法局限于通用单列轴承,且模型关键参数依赖实验室数据而无法保障模型的准确性和有效性,提出多载荷激励下轧机四列滚子轴承故障动力学建模及响应特性研究方法。通过构建辊系整体和轴承局部激励载荷模型,准确表征轧制过程中的力学行为与动态激励。在此基础上,提出轧机轴承故障动力学建模方法,揭示故障特征与系统响应之间的内在机制。为进一步验证模型与方法的有效性,搭建工业测试平台并进行试验验证,对比分析理论结果和实测数据。结果表明,接触载荷和加速度信号会在滚动元件经过故障区域时先后产生两次冲击,其中首次冲击后因与故障前壁持续接触导致载荷小幅回弹,二次冲击则引发内外滚道接触载荷交替变化及高频振动。随着碰撞能量衰减,系统最终转为以低频本征振动为主导的响应状态。此外,在轧制产品厚度为3.2 mm的SPA-H钢时,上工作辊因滚动体故障在稳态轧制阶段仍产生显著冲击响应和位移波动,导致辊缝失稳,而下工作辊则保持平稳运行状态。
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    27. 基于TCN-Transformer的工业机器人自动异常检测
    蒋沁诚, 陶建峰, 汪世杰, 王洋洋, 刘成良
    机械工程学报    2026, 62 (9): 1-13.   DOI: 10.3901/JME.260405
    摘要453)      PDF(pc) (1222KB)(330)    收藏
    针对工业机器人出厂检测场景自动化异常检测的需求,提出一种基于TCN-Transformer的工业机器人自动异常检测方法。设计基于TCN-Transformer的工业机器人动力学建模方法,将工业机器人各关节实时角度、角速度和角加速度输入TCN-Transformer模型进行逆动力学求解生成自适应实时工况的各关节标准电流信号,将其与实时电流信号进行相似度量实现自适应异常检测。构建云边协同的工业机器人自动异常检测系统,对生产测试区的工业机器人自动获取信息、采集实时数据和自动异常检测。并进行工业机器人多工况实验、关节异常注入实验和系统压力测试,验证了该动力学建模方法自适应生成标准数据有较高的准确性,该异常检测方法能够定位异常关节并与异常程度有较高的一致性,该系统能够为大批量工业机器人集群提供稳定准确高效的自动异常检测。
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    28. 运载火箭机构动力学分析方法综述
    林撼昕, 刘才山
    机械工程学报    2026, 62 (1): 41-58.   DOI: 10.3901/JME.260003
    摘要436)      PDF(pc) (126273KB)(772)    收藏
    近年来,运载火箭正向重型运载、可重复使用、多功能模块化、高可靠性、商业化发射等方向发展,对运载火箭上执行特定功能的各类机构提出更高要求,亟需发展更加精确的运载火箭机构动力学分析方法。为全面梳理运载火箭机构动力学分析方法的发展现状,从运载火箭机构动力学分析的特点出发,系统介绍运载火箭机构动力学分析中普遍使用的四类基础理论,详细介绍连接分离机构、着陆缓冲机构和气动控制机构三类运载火箭典型机构的动力学分析方法,最后对运载火箭机构动力学分析方法的未来研究工作进行展望。
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    29. 工业大模型驱动的航空智能制造AI孪生控制方法体系
    许鸿伟, 刘丽兰, 张洁, 秦威, 邢宏文, 汪玮, 刘思仁, 吕佑龙
    机械工程学报    2026, 62 (5): 61-73.   DOI: 10.3901/JME.260228
    摘要434)      PDF(pc) (1305KB)(282)    收藏
    针对航空智能制造中数据-知识协同效率低、装配偏差溯源困难、工艺参数优化滞后及虚实交互验证不足等关键问题,本研究提出一种以工业大模型为认知引擎的AI孪生控制方法体系,构建覆盖“感知-诊断-决策-验证”的数字孪生闭环控制框架。通过知识图谱网络化关联建模,实现多源异构数据的语义融合与动态推理,打造航空制造工业大模型语料库,形成具备自主演化能力的专业知识底座;开发面向多场景智能决策闭环的工业大模型算法库,利用贝叶斯因果推断解析装配偏差的多层级耦合诱因,结合增量集成学习实现多源耦合偏差的动态演化预测,基于迁移强化学习突破跨场景参数优化瓶颈;最终通过数字孪生技术构建虚实双向驱动的验证闭环。以某型号民用客机机身壁板装配为验证对象的结果表明,所提方法能够显著提升长桁自动装配精度,长桁一次装调成功率较传统方法提升24%;实现钻铆质量实时检测,连续钻铆缺陷识别准确率达98%。该研究通过构建与演化领域知识底座,深度驱动了从偏差因果溯源到孪生验证的全流程闭环,实现了制造决策从经验驱动到模型认知驱动的范式跃迁。
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    30. 主动外倾前束悬架系统协同优化设计方法
    章新杰, 汪路航, 郭孔辉, 刘阳, 金耿瑞, 姚全
    机械工程学报    2026, 62 (8): 21-32.   DOI: 10.3901/JME.260273
    摘要433)      PDF(pc) (672KB)(210)    收藏
    汽车新四化要求线控底盘更智能化和敏捷化,主动外倾前束悬架系统(Active camber and toe suspension system,ACTS)通过主动调节车轮定位参数可有效提高车辆机动性和稳定性。当前,可控悬架系统多采用串行式开发,机械和控制设计分步进行导致难以获取系统全局最优解,未能充分发挥悬架机械和控制潜力。提出主动外倾前束悬架系统协同优化设计方法,从系统全局角度获取主动外倾与前束悬架多执行器协调作动的机械和控制的综合最优解。在设计阶段并行协同优化主动外倾前束悬架机械子系统与控制子系统,解决机电系统适配问题,提升ACTS汽车动力学性能;建立同时描述外倾与前束可变运动学特性的多元回归模型,综合优化执行器作动量和运动学特性,解决多执行器作动的机构运动协调问题;构建相平面车辆状态监测方法和主动外倾前束协调控制,优化车辆相平面自稳定区域边界和控制器参数,确定了控制器介入时机和作动量。仿真试验表明:在108 km/h、路面附着系数0.85的双移线工况下,建议的ACTS协同优化方法使整车横摆角速度峰值下降37.3%,质心侧偏角峰值下降49.3%,提高了极限工况下的操纵稳定性。
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    31. 多稳态机构/结构研究进展
    李博, 尹彦琦, 吴业辉, 张毅, 马付雷, 白瑞玉, 姚家强, 陈贵敏
    机械工程学报    2025, 61 (21): 18-37.   DOI: 10.3901/JME.2025.21.018
    摘要430)      PDF(pc) (389283KB)(1303)    收藏
    多稳态特性是一种特殊的非线性力学现象。当一个系统具有多稳态特性,则意味着它存在多个稳定平衡态(能量取得局部极小值的状态),在这些状态下,即使受到外界小的扰动系统也能够在无能量输入条件下实现状态自保持。多稳态可表现出丰富多样的力学特性/行为,如负刚度、自平衡、抗扰动等,在航空航天、智能机器人、生物医学等领域逐渐展现出巨大的应用价值,近年来吸引了大量的研究人员。回顾了这些年多稳态机构与结构的典型研究成果:首先从柔顺机构、折纸结构、剪纸结构、软材料以及张拉整体结构等五个方面总结了不同多稳态设计的机构/结构原理、构型特征和设计方法;然后,对多稳态机构/结构在多种应用场景下的典型应用进行归纳介绍;最后对未来多稳态机构/结构的发展趋势进行了展望,旨在为多稳态机构/结构的设计提升与应用拓宽提供新的思路。
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    32. 运载火箭分离与推冲机构综述
    郭晓霏, 李伟豪, 杨飞, 岳洪浩, 邓宗全
    机械工程学报    2026, 62 (1): 96-124.   DOI: 10.3901/JME.260006
    摘要428)      PDF(pc) (97768KB)(941)    收藏
    作为运载火箭多功能化体系的核心执行单元之一,分离与推冲机构的动作可靠性与分离精度直接影响航天发射任务的成败。随着各国航天任务复杂度与火箭运载能力的提升,分离与推冲机构在承载能力、响应速度及环境适应性等方面面临更为严苛的技术要求,系统梳理了国内外运载火箭分离与推冲机构的应用与发展现状,详细介绍了多类作动形式下各分离与推冲机构工作原理与特点,回顾了运载火箭分离与推冲机构的动态特性、冲击响应以及可靠性领域的发展,并介绍了部分典型机构的仿真分析技术,最后展望了运载火箭分离与推冲机构产品的发展趋势,旨在为新一代运载火箭分离推冲系统的创新设计与产品系统性发展提供参考。
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    33. 运载火箭非火工分离机构复用可靠性研究综述与展望
    撒国栋, 王栋, 刘振宇, 孙嘉诚, 侯明杰, 李志男, 谭建荣
    机械工程学报    2026, 62 (1): 59-78.   DOI: 10.3901/JME.260004
    摘要427)      PDF(pc) (61186KB)(405)    收藏
    在运载火箭执行任务过程中,分离机构作为关键部件,承担着有效分离火箭各级结构的任务,其可靠性直接关系到整个火箭任务的成败。近年来,随着一次性运载火箭朝向可重复使用的发展趋势,非火工分离机构因具有高可靠性和安全性等特点正得到逐步推广与应用,亟需开展复用可靠性分析以期发挥其复用性优势。详细介绍了分离机构的定义、种类与工作原理,系统性地回顾了现有机构与结构可靠性研究的方法与意义,深入探讨了现有的失效模式辨识方法与可靠性分析方法在复用型非火工分离机构上应用的不足,并展望了非火工分离机构复用可靠性研究的未来发展趋势,旨在为复用型非火工分离机构系统可靠性分析理论研究与技术创新提供参考。
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    34. 应用李群封闭光滑特性的机器人跟踪/测量-加工一体化:II闭环控制与试验验证
    李文龙, 蒋诚, 徐伟, 丁汉
    机械工程学报    2025, 61 (20): 16-29.   DOI: 10.3901/JME.2025.20.016
    摘要425)      PDF(pc) (1969KB)(401)    收藏
    第I部分研究了机器人-跟踪系统运动学建模与系统参数辨识方法,建立双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定模型,提出蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法,机器人跟踪/测量-加工系统已具备较好的初始几何精度,生成可执行的机器人铣削加工轨迹。但加工机器人大范围运动时受运动学参数误差、关节转角误差、弱刚度变形、关节摩擦H、切削振动等几何非几何因素综合影响,轨迹精度一般在毫米级,未经反馈补偿的机器人加工系统难以精确加工蒙皮轮廓。为此第II部分进一步建立高精度外部跟踪系统下机器人末端位姿闭环反馈控制模型,研制机器人末端闭环反馈控制硬软件系统,并以外部跟踪系统±10 μm级精度为基础对机器人末端位姿进行实时跟踪与反馈补偿,最后通过双机器人同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、蒙皮样件机器人加工精度测试等进行实际验证。
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    35. 赋能运载火箭多功能化发展的机构技术与挑战
    张宏剑, 石玉红, 顾春辉, 徐方舟, 乐晨, 彭波, 郭嘉
    机械工程学报    2026, 62 (1): 2-17.   DOI: 10.3901/JME.260001
    摘要404)      PDF(pc) (42550KB)(601)    收藏
    随着航天技术的快速发展,运载火箭多功能化已成为未来航天运输系统的重要发展方向。研究聚焦于赋能运载火箭多功能化发展的机构技术,系统阐述了其内涵、关键技术及面临的挑战。首先,分析了运载火箭多功能化的需求背景及发展趋势,提出了机构技术是实现多功能化的核心支撑。其次,梳理了相关机构技术伴随我国运载火箭发展的历程以及不同阶段机构专业发展特点,提出了运载火箭机构进入系统集成化发展新阶段。然后,为探究机构技术未来发展,想定了两级重复使用运载火箭登月任务场景,剖析了全任务剖面中着陆机构、气动机构、伺服机构、变形机构、分离机构以及新型机构的发展新需求。最后,探讨了机构技术在方案创新设计、性能系统验证、服役可靠性评估以及智能化发展等方面面临的新机遇与新挑战。研究表明,机构技术的突破将有力提升运载火箭的任务适应性和经济性,推动航天运输系统向更高效、更可靠、更经济的方向发展。
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    36. 面向网络不可靠的智能汽车纵侧向运动控制研究综述
    郭烈, 关龙新, 葛平淑, 吴晓建
    机械工程学报    2026, 62 (8): 298-316.   DOI: 10.3901/JME.260448
    摘要404)      PDF(pc) (598KB)(90)    收藏
    配备有各种车载通信网络的智能汽车纵侧向运动控制系统本质上是一类网络化控制系统(Networked control systems,NCSs)。在网络技术迅速发展以及车辆行驶环境愈加复杂的背景下,智能汽车纵侧向运动控制系统面临系统强耦合非线性、网络诱导时滞、数据包丢失、网络通信拥塞及恶意攻击等问题,这势必会导致系统稳定性下降,控制性能恶化。因此,如何构建智能汽车非线性动力学系统模型、设计网络安全通信协议以及开展网络安全控制策略研究是当前智能汽车面向网络不可靠下进行安全稳定控制的关键。鉴于此,围绕“智能汽车的纵侧向动力学建模”,“智能汽车的纵侧向控制方法”,“智能汽车的时滞及事件触发控制”以及“智能汽车的网络安全控制”这四个方面总结现有方法的不足并对未来的研究方向进行展望。分析表明,综合考虑车辆动力学固有非线性特性及网络风险随机因素构建具有完备非线性特性的智能汽车纵侧向非线性动力学模型是进行纵侧向运动系统性能分析和控制器设计的关键基础;替代传统的纵侧向解耦控制策略,发展全面考虑动力学耦合、网络时滞及通信拥塞影响的纵侧向耦合控制器以及发展面向网络恶意攻击下的纵侧向安全控制策略是未来智能汽车运动控制的主要研究方向。
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    37. 馈能式半主动悬架非概率可靠性分析及优化
    高翔, 张祥, 牛军川, 贺磊, 王忠龙, 吴虎
    机械工程学报    2026, 62 (1): 374-383.   DOI: 10.3901/JME.260027
    摘要397)      PDF(pc) (16929KB)(95)    收藏
    为探究馈能式磁流变半主动悬架关键参数摄动时的隔振能力和馈能特性,建立参数摄动半主动悬架动力学模型,采用区间变量分析法研究悬架时域和频域隔振能力。基于最短距离法建立悬架非概率可靠度计算模型,研究关键参数摄动对悬架非概率可靠度的影响规律;通过灰色关联分析法确定关键参数摄动对悬架非概率可靠度的影响程度。基于动态规划理论构造兼顾隔振能力和馈能特性的平衡性能指标,研究关键参数摄动对平衡性能指标的影响;求解平衡性能指标的Nash平衡点,得到综合性能最优的悬架关键参数,与通过多目标优化获得的关键参数进行对比验证。研究表明:流道间隙h对系统非概率可靠度影响最显著;调节阻尼器结构参数可有效改善悬架的综合性能。
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    38. 准双曲面齿轮研齿表面微观形貌预测方法
    侯津博, 欧阳芳婷, 唐进元, 丁撼
    机械工程学报    2025, 61 (24): 1-11.   DOI: 10.3901/JME.2025.24.001
    摘要391)      PDF(pc) (53180KB)(394)    收藏
    为探究研齿工艺参数与表面加工质量的关联规律,解决研齿齿面微观几何形貌主动计算预测难题,提出一种准双曲面齿轮研齿表面微观形貌预测方法。首先建立准双曲面齿轮研齿啮合运动模型进行齿面接触分析,在综合考虑研齿加工特点及研磨液对表面微观形貌创成规律的基础上,推导研齿磨粒切削深度公式,然后在初始轮廓上进行材料去除计算,预测研齿后齿面高度参数。再对预测结果采用快速傅里叶变换法进行表面重构,建立考虑初始形貌与随机磨损机制的研齿表面微观形貌预测模型。通过与某汽车驱动桥的主减速器齿轮的研齿试验结果比对,证明该模型可以有效预测准双曲面齿轮研齿表面微观形貌。最后设计不同研齿加工参数组合,讨论了其对表面粗糙度的变化规律。
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    39. 基于深度强化学习和模型预测控制的混合动力电动汽车实时能量管理策略
    刘辉, 马小康, 韩立金, 项昌乐
    机械工程学报    2026, 62 (6): 302-313.   DOI: 10.3901/JME.260194
    摘要391)      PDF(pc) (804KB)(155)    收藏
    为应对混合动力电动汽车(Hybrid electric vehicle,HEV)能量管理在实时性和适应性之间难以协调的挑战,提出一种结合深度强化学习(Deep reinforcement learning, DRL)和模型预测控制(Model predictive control, MPC)的实时分层能量管理策略(Energy management strategy, EMS)。在上层,利用深度Q网络(Deep Q-network, DQN)构建一种能量管理策略控制器,以便在汽车出发前快速规划电池荷电状态(State of charge, SOC)参考轨迹。在下层,首先利用长短期记忆网络(Long short-term memory, LSTM)构建一种速度预测器,进行未来一定时域范围内的速度序列预测,接着设计一个MPC控制器通过跟踪SOC参考轨迹完成最优功率流分配;然后将所提策略与动态规划(Dynamic programming,DP)、基于规则的策略在不同测试工况下进行综合性能比较,仿真结果表明,所提策略的燃料经济性达到了DP策略的90%以上,同时展现出了良好的实时应用潜力,最后通过硬件在环(Hardware-in-the-Loop,HIL)试验验证了所提策略在实际应用中的潜力。
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    40. 焊接变形对大型薄板结构承载能力的影响研究
    梁伟, 李希贤, 邓德安
    机械工程学报    2026, 62 (2): 170-180.   DOI: 10.3901/JME.260045
    摘要384)      PDF(pc) (1494KB)(115)    收藏
    焊接变形不仅直接影响结构件尺寸精度、降低产品外观品质,而且还会影响焊接结构的服役能力。为了定量地研究焊接变形对薄板焊接结构承载能力的影响,基于通用有限元软件平台ABAQUS,建立了用于模拟焊接温度场、焊接变形及残余应力的热-弹-塑性有限元法,并利用该方法对典型焊接接头的固有变形进行了计算。随后,基于固有应变理论,在ABAQUS平台上开发了用于大型薄板结构焊接变形高效高精度预测的弹性有限元预测方法。该方法将焊接结构中各个典型焊接接头的固有变形转化为相应的固有应变分量,并进行弹性有限元分析,估算出整体结构的总变形。最后,对焊接变形后的结构施加压缩载荷,研究了焊接变形对承载能力的影响。研究结果表明,焊接变形会明显降低结构的弹性稳定性和承载能力。与无焊接变形的结构相比,焊接变形使结构更容易在外载荷下发生屈曲变形。
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