机械工程学报

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1. 变形轮爪构型无人平台结构优化与运动学分析

刘建峰, 孟庆凯, 舒用杰, 柯志芳, 刘城, 魏巍

机械工程学报 2025, 61 (19): 91-100. DOI: 10.3901/JME.2025.19.091

摘要（318）

PDF（pc）（628KB）（9741）

针对陆空两用无人平台的在复杂楼宇行驶环境中难以穿行且越障能力有限的问题，提出了一种具有大展开比特征的高通过性变形轮爪构型无人平台，可从圆轮状态切换至轮爪状态。然后建立以变形轮变形触发力矩和压力角均值最小为目标的结构参数优化模型，采用二次序列规划法(SQP)对该约束优化问题进行求解。此外，基于对单个变形轮的周期性运动分析，搭建了无人平台整机运动学模型，并通过多体动力学仿真和动作捕捉试验对理论模型进行了验证。结果表明，相较于优化前的初始结构，优化后的变形触发力矩降低了20%，压力角均值下降了38.5%，优化后的触发力矩理论值与仿真结果的误差仅为6.25%。根据优化结果得到的无人平台整机位移与速度曲线与仿真及试验结果的趋势基本一致，变形轮爪式无人平台在展开比为2.0时可越过高度为500 mm的障碍物，为后续高通过性无人平台动力学模型和轨迹优化提供了理论基础。

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2. 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（586）

PDF（pc）（1180KB）（3135）

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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3. 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（734）

PDF（pc）（150365KB）（2737）

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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4. 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（1116）

PDF（pc）（137627KB）（2065）

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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5. 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（818）

PDF（pc）（68528KB）（1753）

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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6. 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（853）

PDF（pc）（417KB）（1691）

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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7. 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（438）

PDF（pc）（389283KB）（1309）

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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8. 锂离子电池低温加热技术研究进展及应用综述

熊瑞, 朱宇华, 张骞慧, 张奎, 梅冰昂, 孙逢春

机械工程学报 2025, 61 (22): 109-132. DOI: 10.3901/JME.2025.22.109

摘要（326）

PDF（pc）（765KB）（1291）

以电动汽车为代表的新能源汽车迎来了前所未有的发展机遇。锂离子电池凭借高比能、低自放电率及长寿命等优点，成为电动汽车动力系统的主流选择。然而，低温下锂离子电池性能显著下降，直接导致电动汽车续航里程缩短，充电时间延长，还可能引发安全隐患，是电动汽车推广的一个核心难题。低温加热作为克服电池低温性能瓶颈的关键方法之一，是当前业界攻关的重点。对锂离子电池低温加热技术最新进展及实车应用现状进行了全面的总结和讨论，涵盖外部加热、内部加热和复合加热三类。全面阐述每种技术的原理、最新进展、优势劣势及潜在的优化空间。此外，对每种技术进行定性比较，并分析当前加热技术在实车上的应用现状。最后，探讨低温加热技术的未来发展前景，聚焦于关键技术突破与机遇，为低温加热技术的下一步研究和实车应用提供全面的视角。

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9. 高扭矩密度轴向磁通双PCB定子电机设计

李臻, 黄浩程, 李思语, 任慧敏, 何志祝, 盛磊

机械工程学报 2025, 61 (19): 249-262. DOI: 10.3901/JME.2025.19.249

摘要（318）

PDF（pc）（2046KB）（1045）

针对新型电机的轻量化、紧凑型、高扭矩密度设计目标，将印制电路板(Printed circuit board，PCB)技术引入定子绕组制造工艺，设计了轴向磁通双PCB定子电机。以单根有效导条为研究对象，建立了电机感应电动势、电磁扭矩及输出功率的解析模型。构建了PCB电机的有限元仿真模型，开展了关键参数优化研究，对串、并联构型双PCB定子电机进行电磁场与温度场仿真分析。基于搭建的试验平台，研究了不同构型下PCB电机的输出性能与温升特性。在额定工况1 500 r/min、3 A条件下，串联双PCB定子电机输出扭矩为130 mN·m，扭矩密度可达2 000 N·m/m³，实测最高温度为180.6 ℃；并联构型下电机输出扭矩为103 mN·m，扭矩密度可达1 584.62 N·m/m³，实测最高温度为110.5 ℃，与同工况下串联构型相比温升更小，可有效改善PCB电机发热问题。

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10. 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（435）

PDF（pc）（97768KB）（941）

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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11. 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（525）

PDF（pc）（791KB）（874）

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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12. 扫描电镜内原位微纳米压痕测试装置设计与试验研究

衣春学, 刘仁霖, 张旭, 黄虎, 赵宏伟

机械工程学报 2025, 61 (20): 30-39. DOI: 10.3901/JME.2025.20.030

摘要（310）

PDF（pc）（1164KB）（866）

扫描电镜(Scanning electron microscope，SEM)内的原位压痕测试技术是研究揭示接触载荷作用下材料变形损伤过程与机制的有效手段，但目前该技术基本被国外垄断。为此，设计研发具有自主知识产权的SEM内原位微纳米压痕测试装置，其结构尺寸为130 mm×56 mm×53 mm。详细阐述该装置的结构组成、机电系统框架和测试流程，并对其核心器件进行标定与性能测试。经标定，对应于500 mN载荷与19 μm位移量程，该装置的载荷与位移噪声分别小于0.03 mN和2 nm，满足微纳米压痕测试性能要求。根据参考映射法，对该装置的机架柔度进行校准，校准后可获得与商业化压痕仪器基本重合的载荷-深度曲线。最后，利用立方角压头在SEM内开展锆基非晶合金的原位压痕试验，探究最大压入载荷与加载速率对非晶合金锯齿流变行为与压痕诱导剪切带特征的影响，验证该装置在SEM内开展微纳米压痕测试的实际应用价值。

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13. 光热发电用不锈钢的熔盐缓蚀策略研究进展

李广, 付一川, 喇培清, 石玗

机械工程学报 2025, 61 (20): 49-61. DOI: 10.3901/JME.2025.20.049

摘要（237）

PDF（pc）（729KB）（838）

熔盐具有热容量大、导热性和热稳定性高等优异的热物理性质，作为热能存储介质在核电和光热发电等领域得到了广泛应用，但高温熔盐对金属材料具有严重腐蚀性。基于熔盐对不锈钢的腐蚀评价及机理研究，从熔盐改性和材料表面改性方面介绍了减缓熔盐对不锈钢腐蚀的主要策略。论述热纯化、化学纯化、添加纳米颗粒等熔盐改性方法以及减缓金属腐蚀的评价，分析含铝合金涂层、表面分形纹理、石墨化涂层、纳米颗粒涂层和含铝不锈钢预氧化等材料防护方法及其对减轻熔盐腐蚀的研究进展。最后指出含铝不锈钢的开发对光热发电系统的安全设计、制造和运维的重要性。

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14. 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（805）

PDF（pc）（1004KB）（803）

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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15. 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（445）

PDF（pc）（126273KB）（774）

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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16. 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（578）

PDF（pc）（904KB）（763）

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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17. 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（619）

PDF（pc）（731KB）（714）

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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18. 航空发动机碰摩故障特征及辨识指标构建

周涛, 张维宇, 王浩, 刘斌, 胡明辉, 江志农

机械工程学报 2025, 61 (22): 1-16. DOI: 10.3901/JME.2025.22.001

摘要（380）

PDF（pc）（822KB）（671）

叶片-机匣碰摩是航空发动机典型故障之一，但是由于设备结构复杂，诊断碰摩故障仍是一个难题。综合考虑机匣振动与叶片振动的影响，设置局部不均匀间隙并改进碰摩力施加方式，通过构建模型研究碰摩故障的振动特性，并利用航空发动机故障模拟试验台验证结论。模型仿真及试验结果表明：碰摩故障会使转子振动中转频幅值下降，同时使机匣振动基频幅值上升；转子与机匣振动频谱中，转频的各个谐波会在碰摩故障中受到不同程度的激励；碰摩故障会显著激励机匣振动中的叶片通过频率。根据模型仿真所得结论，基于机匣振动响应构建碰摩故障辨识指标，数值结果说明了指标对不平衡故障有抗干扰的能力且能够准确反映碰摩故障程度的变化。最后，通过航空发动机试验台数据及外场试飞数据验证了所构建指标的有效性。研究成果可为航空发动机叶片-机匣碰摩故障诊断提供参考。

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19. 风浪联合下波浪对漂浮式风力机运动响应及尾流演变规律研究

魏赏赏, 李智寒, 高宪花, 王新, 刘惠文, 许昌

机械工程学报 2025, 61 (20): 154-164. DOI: 10.3901/JME.2025.20.154

摘要（242）

PDF（pc）（1377KB）（652）

漂浮式风力机(Floating offshore wind turbines, FOWTs)受到风浪复杂海洋环境的影响，因此厘清风浪联合下FOWTs运动响应及其尾流演变规律具有重要意义。为此，以立柱式风力机为研究对象，研究了风浪联合下FOWTs纵摇运动响应以及尾流演变规律。结果表明，波浪的非线性特性对机组运动相位具有较大影响，五阶Stokes波下机组较一阶Airy波出现4.75%的相位滞后。并且通过谱分析发现，波浪频率为FOWTs气动力的主要影响频率，其次是风轮自身转动频率，最后为塔筒干涉频率。在尾流方面，波浪的存在加速气动尾流恢复，使得下叶尖涡抬升从而导致尾流中心线上移，尾流空间分布呈现非对称性。相比静水工况，1阶波下7D处轮毂中心速度提升5.86%，9D处轮毂中心速度提升30.29%，且5阶Stokes波下尾流恢复快于1阶Airy波。

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20. 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（562）

PDF（pc）（1290KB）（638）

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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21. 空间增材制造技术研究现状与展望

郑洋, 赵岑芽, 熊瑞泽, 牛伟, 程芳, 刘伟, 臧立彬

机械工程学报 2025, 61 (23): 217-239. DOI: 10.3901/JME.2025.23.217

摘要（345）

PDF（pc）（274158KB）（638）

空间增材制造(In-space additive manufacturing,ISAM)是实现深空探索、太空资源高效利用以及地外行星长期居住的关键技术。与常规的地面增材制造相比，高真空、强辐射、微低重力、极端温度变化等复杂太空环境给ISAM的发展与应用带来了诸多困难，亟须在设备兼容性、工艺控制以及原材料选用等方面取得创新与突破。目前，ISAM研究主要集中在两个前沿领域：在轨制造与地外行星表面建造；在研技术涵盖材料挤出、直接能量沉积、粉末床熔融、立体光刻、计算轴向光刻等多种成型工艺。综述了国内外ISAM技术的研究进展与发展趋势，对比了与空间环境相关的增材制造技术原理及工艺特点，总结了典型微低重力验证平台及试验方法，梳理了面向真实空间环境的增材制造研究案例，分析了ISAM技术发展所面临的重大挑战及潜在机遇，展望了ISAM技术未来的重要研究方向。

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22. 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（409）

PDF（pc）（42550KB）（607）

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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23. 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（704）

PDF（pc）（683KB）（591）

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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24. 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（501）

PDF（pc）（2865KB）（581）

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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25. 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（651）

PDF（pc）（611KB）（563）

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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26. 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（634）

PDF（pc）（993KB）（552）

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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27. 面向灵巧操作的多功能三指软体机械手

孙先涛, 钟明升, 高崇, 王骜, 陈伟海

机械工程学报 2025, 61 (21): 143-151. DOI: 10.3901/JME.2025.21.143

摘要（343）

PDF（pc）（73523KB）（531）

软体机械手凭借其柔顺性、自适应性和安全性等固有特性，在机器人抓取与操作领域展现出传统刚性机构无法比拟的优势。提出一种新型多功能气动三指软体机械手，可实现易损物体的自适应安全抓取和灵巧操作。该机械手采用双自由度气动协同驱动设计，各手指由弯曲驱动器和侧摆驱动器构成：前者创新性地采用倾斜气动网络结构，相较于传统垂直网络结构，其弯曲角度和接触力得到较大提升(19.5%和20.1%)；后者通过仿生设计实现类人手指的±16.5°侧向摆动。基于超弹性材料的Mooney-Rivlin本构模型，建立了包含运动学与准静力学的耦合数学模型，精确预测软体手指在加压空气下的弯曲角度和接触力(理论与仿真结果误差分别小于2%和9.2%)。通过有限元仿真研究了软体手指的机械性能，揭示腔室倾斜角对弯曲角度和接触力的影响规律。最后，通过3D打印和成型技术制造软体机械手样机，实验表明该机械手能够抓取不同尺寸、形状、材质和重量的物体，并能执行诸如旋转开启瓶盖等灵巧的操作任务，验证了结构设计与控制策略的有效性。

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28. 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（522）

PDF（pc）（1199KB）（526）

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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29. 基于漏磁检测-电磁超声多物理融合传感器技术研究

唐琴, 高斌, 薛淞文, 范永昭, 魏云锦, 谌梁

机械工程学报 2025, 61 (22): 17-27. DOI: 10.3901/JME.2025.22.017

摘要（281）

PDF（pc）（680KB）（516）

为了克服单一无损检测方法的局限性，提出一种漏磁检测和电磁超声检测方法融合的传感结构，用于实现钢试样中表面及内部缺陷的同步检测。所提出的复合传感结构充分利用漏磁检测和电磁超声换能器的磁路特性。通过轭铁与永磁体的相互配合，在被测试样内部形成水平磁化场，用于检测试样表面和近表面的缺陷；其次，漏磁检测的磁化结构提供的局部垂直磁场与EMAT激励线圈相互作用，在试样中激励出超声波，用于检测试样中的内部缺陷。漏磁检测的激励源是准静态，超声波信号是2 MHz的脉冲激励源，二者之间的巨大频率差异，使得两种信号之间没有显著的干扰。仿真与试验均表明，所提出的传感结构能克服电磁超声中的近声场检测盲区和漏磁检测中的深度限制，可同时实现大厚度铁磁性试样中表面缺陷和内部盲孔缺陷的有效检出与分类。

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30. 公差分析中的非理想表面模型技术研究现状与展望

郄一帆, 艾泽凯, 刘检华, ANWER Nabil

机械工程学报 2026, 62 (1): 329-346. DOI: 10.3901/JME.260024

摘要（312）

PDF（pc）（101789KB）（506）

由于实际加工的零件表面不可避免地与设计的理想表面存在差异，因此如何快速准确地建立能够描述这种差异的几何误差模型，一直是公差分析的难题。当前几何误差模型通常将几何误差简化为理想表面的刚性平移和旋转，忽略了表面形貌对零件之间相对位置关系的影响，进而制约了公差分析结果的精确性。非理想表面模型(Skin model shapes, SMS)作为一种基于离散数学的几何误差模型，能够在公差分析中更加真实地反映零件表面包括表面形貌等在内的几何误差，因此SMS一出现就得到了学者们的广泛关注。但是，当前SMS的研究还缺乏系统性，其重要性也未达成共识。系统性回顾了SMS的起源，在此基础上进一步明确了SMS的特征和内涵，并提出了非理想表面模型技术的技术体系，提炼出SMS的非理想表面定义、几何误差分布规律与多物理场作用机理等三个技术问题，以及特征表面操作方法、几何误差生成方法与多物理场表征方法等三项关键技术，然后重点分析了非理想表面模型技术现有几何误差生成方法及其典型应用；并指出了当前非理想表面模型技术在理论层面、技术层面和应用层面面临的三大核心挑战，最后给出了非理想表面模型技术未来发展的三个方向。

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31. 高速减速器传动效率计算模型与试验

侯圣文, 周长江, 夏宁伟, 董凡

机械工程学报 2025, 61 (19): 54-62. DOI: 10.3901/JME.2025.19.054

摘要（342）

PDF（pc）（729KB）（489）

高速减速器是新能源车辆的核心传动部件，其功率损失及传动效率直接影响整车动力性和可靠性。考虑齿轮啮合、搅油风阻和轴承功耗等因素对系统传动效率的影响，提出一种飞溅润滑高速减速器的传动效率计算模型。基于齿轮动力学与弹流动压润滑状态下摩擦系数模型，计算齿轮啮合功率损失；基于气-液两相流模型计算搅油风阻功率损失，设计并开展输入转速达16 000 r/min的减速器传动效率试验，验证模型的正确性。在此基础上，研究主要工况参数、齿形参数和润滑参数对减速器传动效率的影响规律。结果表明，高速工况下减速器搅油风阻显著，且出现润滑劣化，导致传动效率下降，效率极值点对应的转速随转矩增大而升高。此外，齿形参数和润滑条件对传动效率影响显著，优化压力角和齿顶高系数、设计合适的浸油深度和热平衡温度，有助于降低系统功耗及提高传动效率。

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32. 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（772）

PDF（pc）（76294KB）（485）

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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33. 锂离子电池内部温度检测与估计研究进展

陈瑞, 董明, 任明, 张崇兴, 王若谷

机械工程学报 2026, 62 (2): 367-384. DOI: 10.3901/JME.260061

摘要（360）

PDF（pc）（1463KB）（476）

随着新能源发电规模的持续扩大，储能需求显著增长。以锂离子电池为代表的电化学储能技术，凭借其高能量密度和长循环寿命等优势，已成为电化学储能领域的主导技术。然而，近年来大规模锂离子电池储能电站的安全问题日益突出，热失控及火灾事故频发。锂离子电池内部温度是反映其工作状态的关键指标，可为早期热失控提供精准预警。目前，电池管理系统(Battery management system,BMS)主要通过布置在电池表面的温度传感器进行温度监测，但该方法存在测量误差和响应滞后等问题。首先对锂离子电池内部温度升高时的微观结构变化和热失控机制进行了介绍，然后从嵌入温度传感器内部测温、基于电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)内部温度估计以及基于机器学习算法的内部温度预测三个方面展开分析与综述，通过比较三种方法的优缺点，系统梳理了其研究进展，并展望了未来发展方向。研究结果为BMS实现锂离子电池温度精准预测提供了理论参考，同时也为锂离子电池热失控预警研究提供了新的思路和基础。

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34. 基于广义Udwadia-Kalaba方程的移动机器人横纵向耦合轨迹跟踪控制

张佳乐, 李志勇, 张传伟, 魏孟, 焦生杰

机械工程学报 2025, 61 (19): 78-90. DOI: 10.3901/JME.2025.19.078

摘要（241）

PDF（pc）（776KB）（471）

在运动控制领域，移动机器人系统通常需要满足一系列等式(包括完整性和非完整性)与不等式约束，以完成目标任务。然而，目前的研究主要集中在移动机器人轨迹跟踪性能方面，缺乏对其运动过程中横纵耦合控制的深入研究。为此，提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba方程的横纵耦合约束跟随控制方法。首先，针对纵向跟踪任务，设计基于伺服等式约束理论的纵向轨迹跟踪控制器，并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了其稳定性。其次，根据不等式约束信息，分别建立了y方向的固定约束以及直线和圆轨迹的边界约束。在此基础上，提出了一种能够满足边界不等式约束的横纵耦合控制器τ。最后，通过Matlab仿真软件对所提方法进行了数值仿真验证。仿真结果表明，与传统的PD控制和模型预测控制相比，所提控制器在满足不等式约束的同时，能高效完成目标任务，具有更快的收敛速度和优越的控制性能。同时，基于ROS移动机器人物理实验平台对所提控制方法的实际有效性进行验证，实现了不等式约束条件下的定点、直线及圆形轨迹跟踪控制，为移动机器人横纵耦合控制领域提供了新的研究思路。

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35. 响应面法协同优化3D打印氧化铝多孔陶瓷的气孔率和抗弯强度

刘富初, 王妙, 张驰, 林学雄

机械工程学报 2025, 61 (19): 386-396. DOI: 10.3901/JME.2025.19.386

摘要（224）

PDF（pc）（1895KB）（463）

氧化铝多孔陶瓷在过滤领域具有广泛应用，其气孔率和抗弯强度通常呈负相关性，而高效过滤材料需兼具高气孔率与高强度。采用浆料挤出3D打印技术，以填充率、打印层高和打印速度三个关键工艺参数进行响应面试验，分析打印参数间交互作用对氧化铝多孔陶瓷气孔率和抗弯强度的影响，并建立二阶非线性数学关联方程。结果表明，填充率与其他工艺参数的交互作用对气孔率和抗弯强度影响最显著，其次为打印速度和打印层高。当挤出头内径为0.41 mm、填充率为50%、层高为挤出头内径的67%、打印速度为1 100 mm/min时，氧化铝多孔陶瓷的气孔率为69.28%，抗弯强度为9.04 MPa，在X、Y和Z方向的收缩率分别为3.86%、4.21%、5.63%，侧面粗糙度为18.16 μm。研究结果可为优化3D打印多孔陶瓷的成形工艺提供理论依据，并为高气孔率、高强度过滤陶瓷的设计与制备提供参考。

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36. 基于一体化模型的铝合金MIG增材单道形貌、传热及流动行为研究

赵文勇, 魏艳红, 胥国祥, 胡庆贤, 王耀伟

机械工程学报 2025, 61 (22): 97-108. DOI: 10.3901/JME.2025.22.097

摘要（219）

PDF（pc）（547KB）（442）

深入理解工艺参数条件与复杂物理现象及成形质量之间的内在影响机理是获得结构合理、性能可靠、无缺陷的高质量电弧增材构件的重要前提。本研究综合考虑电弧传热、熔滴过渡、金属蒸发、熔池自由表面变形、熔池金属对流、金属熔化与凝固及焊枪与基板相对移动等多物理过程，构建铝合金电弧增材制造电弧-熔滴-熔池一体化三维瞬态数值模型。模型中，采用流体体积分数法追踪气液自由界面，基于“局部热力学平衡-扩散近似”模型考虑鞘层复杂热效应，采用移动参考系处理焊枪与基板的相对运动，并从熔滴过渡及熔覆层形貌两方面验证了模型的准确性。基于建立的模型，模拟分析焊接电流和熔覆速度对铝合金电弧增材单道成形形貌演变、液态金属传热和流体动力学行为的影响机理。结果表明：随着焊接电流的增加，熔覆层截面形貌由圆弧状向扁平状转变，熔池金属温度梯度和流速升高，但流动类型变化较小；随着熔覆速度的增加，熔覆层截面形貌由扁平状向圆弧状转变，熔池深度和内部金属温度梯度降低，同时液态金属整体向熔池后方流动的流动行为转变加快。

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37. 目录

机械工程学报 2026, 62 (9): 0-0.

摘要（74）

PDF（pc）（391KB）（438）

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38. 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（505）

PDF（pc）（1777KB）（437）

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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39. 预热温度对电弧增材镁合金与基板结合质量的影响

李杰, 范霁康, 蔡佰豪, 段林烨, 杨东青, 王克鸿

机械工程学报 2025, 61 (22): 88-96. DOI: 10.3901/JME.2025.22.088

摘要（218）

PDF（pc）（561KB）（436）

为探索预热温度对电弧增材镁合金与基板结合质量的影响，分别在基板保持室温（25℃）、预热（100℃、200℃、300℃、400℃）条件下借助电弧增材工艺制备出了AZ91镁合金样件，对样件的宏观成形与基板结合位置及其底部区域的组织和力学性能进行深入分析。研究发现，所得样件构件表面光滑，但随预热温度的升高构件两端出现轻微塌陷，显微组织均呈现出等轴晶的特征，主要由α-Mg、β-Mg₁₇Al₁₂和η-Al₈Mn₅组成。室温（25℃）条件下，沉积层与基板结合不良，存在裂纹和气孔缺陷，两者剪切强度仅为53.4 MPa；预热后，沉积层与基板结合情况得到显著改善，400℃时，剪切强度提升至144.7 MPa。平均硬度随预热温度升高由76.9 HV降至60.9 HV。同时，电弧增材制造得到的镁合金底部区域样件拉伸性能均优于传统压铸态镁合金，随着预热温度的升高，抗拉强度先增加后降低，断后伸长率线性增加。

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40. 电火花辅助切削中切屑形成机理及演变过程研究

刘翔宇, 李常平, 徐默然, 陈洁林, 李树健, 李鹏南

机械工程学报 2025, 61 (19): 407-419. DOI: 10.3901/JME.2025.19.407

摘要（342）

PDF（pc）（969KB）（435）

电火花辅助切削技术作为一种钛合金等难加工材料的高效精密加工方法，对于降低切削载荷、提高加工质量有着显著的成效。但当前对于电火花辅助切削钛合金加工切屑形成过程及形态演变行为研究相对较少。因此运用有限元仿真技术与实验相结合的研究方法，开展了电火花辅助切削的切屑形成过程及形态特征研究，探究了不同加工条件下的电火花辅助切削切屑形成规律。研究表明，电火花辅助切削通过改变材料表面温度场，改善了去除层在切削过程中的应力分布不均问题，降低了切削力与切屑锯齿化程度。相较传统切削，电火花辅助切削钛合金切屑锯齿化程度由0.372减至0.195，绝热剪切带宽度由1.7 μm增加至4.3 μm。该研究为热辅助切削加工的材料去除机理提供了重要的理论支撑。

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