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    1. 碳纤维复合材料结构件自动铺放技术与装备研究进展
    柯映林, 曲巍崴, 李江雄, 程亮, 柯臻铮, 吴剑波, 祝建彬, 杨迪, 杨倩, 蔡志嘉, 王青, 朱伟东, 董辉跃, 徐强, 俞慈君, 王庆涛, 倪佐僖
    机械工程学报    2023, 59 (20): 401-435.   DOI: 10.3901/JME.2023.20.401
    摘要824)      PDF(pc) (2278KB)(14645)    收藏
    现代航空航天飞行器结构中复合材料的应用比例已成为衡量其先进性的重要指标,不断提升复合材料的应用水平是实现航空航天结构轻量化、功能化和智能化的重要途径。然而,复合材料的高端应用是一项复杂的系统工程,涉及材料、力学、设计、制造、控制和计算机等多个领域,整体水平提升需要产-学-研-用多方面协同发展。从航空复合材料结构件自动化铺放应用切入,通过剖析大尺寸双曲度飞机壁板和异形回转体进气道两类典型结构的自动化铺放需求,探讨热固性复合材料结构件自动铺放的主要技术发展方向。进而,从复合材料自动铺放工艺规划技术、自动化铺放装备研制,以及铺放工艺规划软件开发3个方面全面分析和总结国内外研究和应用现状,探讨高端复合材料构件制造面临的核心技术问题。然后,分析指出复合材料结构设计制造一体化能力的形成需要深入分析设计、工艺和制造等要素之间的复杂耦合关系,通过单要素分析多要素协调机制实现工艺优化和制造反馈。最后,提出我国在自动铺放技术装备方面的发展思路,为加速构建我国高端复合材料结构件制造能力提供方向性参考。
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    2. 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)    收藏
    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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    3. 磨料水射流加工技术研究现状及展望
    王军, 景延延, 杜鑫豪, 郑李娟, 王成勇, 陈平
    机械工程学报    2025, 61 (9): 46-77.   DOI: 10.3901/JME.2025.09.046
    摘要731)      PDF(pc) (1287KB)(9138)    收藏
    磨料水射流作为一种“冷柔”加工技术得到越来越广泛的应用,尤其在热敏及新型材料加工领域有很好的应用前景,是解决难加工材料零件制造难题最有效的技术之一。自磨料水射流加工技术问世以来,全球学者开展了大量的研究工作,对高压和超高压磨料水射流技术背后的科学问题取得了较好的理解,也使得磨料水射流加工成为比较成熟的先进制造技术。为了促进以后的研究和研发工作,分析、讨论和总结了磨料水射流加工领域前期的研究工作,涵盖高压水射流和磨料水射流的形成原理以及流场和冲击特性、射流冲击区的流体力学特性和能量传递规律、冲蚀导致的材料微观去除机理和宏观切口形成机理,以及新技术和新工艺,从理论、技术和工艺层面为后期研究提供支持。最后,对磨料水射流技术未来的发展以及研究方向提出作者的见解。
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    4. 构建具身智能新范式:人形机器人技术现状及发展趋势综述
    陶永, 万嘉昊, 王田苗, 熊友军, 王柏村, 张文博, 邓昌义, 陶雨, 杨赓, 魏洪兴
    机械工程学报    2025, 61 (15): 121-147.   DOI: 10.3901/JME.2025.15.121
    摘要1984)      PDF(pc) (922KB)(8892)    收藏
    当前人形机器人技术正在加速演进,已成为全球科技创新与产业升级的新高地。在“人本智造”理念下,人形机器人作为具身智能的重要代表,具有广阔的发展前景。针对人形机器人技术多学科交叉、体系复杂与高度集成的特点,结合该领域的最新研究成果与发展动态,综述人形机器人的技术现状及发展趋势。首先,介绍人形机器人的定义与发展历程,从技术水平、产业格局、政策支持等方面描述国内外现状,对比总结典型技术发展特征与产品特色。重点剖析了核心零部件、环境感知与场景理解、步态控制与灵巧操作、具身智能与大模型、人机共融与交互、操作系统与工具链等关键核心技术,讨论其实现途径与当前研究进展。进而,介绍人形机器人在特殊服役环境、智能制造、家庭及社会服务等领域的典型应用,并探讨其在新兴应用领域的拓展潜力。进一步,围绕技术瓶颈和应用难题,分析当前人形机器人发展面临的主要挑战。最后,针对以人形机器人为代表的具身智能在多模态垂直大模型、高算力仿真训练平台以及安全与伦理等方面的发展趋势进行了展望。希望在总结把握人形机器人前沿技术发展动态的同时,为相关研究人士提供参考与启发,助力推动我国人形机器人技术进步与产业化发展。
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    5. 面向认知赋能的人机协作:进展、挑战和展望
    寇逸群, 杨晔, 刘颉, 胡友民, 李林, 俞百川, 徐家和, 胡中旭, 史铁林
    机械工程学报    2025, 61 (3): 1-22.   DOI: 10.3901/JME.2025.03.001
    摘要1533)      PDF(pc) (612KB)(5707)    收藏
    在工业4.0向工业5.0的发展过程中,以人为本逐渐成为智能制造领域关注的焦点之一。当前的人机协作不仅强调要聚焦于技术的进步与效率的提升,更强调将人类的高阶认知思维与机器的计算能力相结合,实现认知赋能。基于此,梳理人机协作中认知赋能在交互感知、任务规划与执行、技能学习等关键领域的现有研究,揭示了多模态信息整合、任务推理、动态决策与技能知识表征的挑战。进一步,提出通过应用知识图谱构建的相关技术来支持人与其机器认知对齐的方法,以及通过应用知识图谱推理的相关技术来支持复杂环境下人机协作的任务优化和动态决策。在分析现有人机协作认知赋能研究局限性的基础上,展望未来智能制造环境下的深度认知协同的发展方向。
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    6. 足式机器人液压驱动关键技术研究综述
    俞滨, 李化顺, 黄智鹏, 何小龙, 巴凯先, 史亚鹏, 孔祥东
    机械工程学报    2023, 59 (19): 81-110.   DOI: 10.3901/JME.2023.19.081
    摘要972)      PDF(pc) (2329KB)(5652)    收藏
    足式机器人以自然界亿万年进化而成的哺乳动物、足式爬行动物或昆虫等足式生物为仿生原型,兼具足式生物肢体运动的灵活性和野外多种复杂地形的适应性,特别是与具备高功重比和快速响应能力优势的液压驱动相结合,大幅提升其运动性能和负重能力。首先,介绍足式机器人应用背景及其液压驱动基本原理,分析液压驱动在足式机器人设计与控制中的重要作用,列举现已公开的国内外多种形式液压足式机器人。其次,阐述近年来国内外研究机构针对足式机器人液压驱动单元、液压动力单元和液压控制方法三方面关键技术,取得的研究进展和研究成果。最后,从与仿生学深入融合的角度,提出了液压足式机器人腿部“肌骨”一体化仿生设计、机身“内脏”紧凑式仿生排布与控制“神经”多层级仿生融合的前沿发展趋势。
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    7. 搅拌摩擦沉积增材制造机理及展望:机遇与挑战
    申志康, 李冬晓, 孙中刚, 马良超, 刘小超, 田艳红, 郭伟, 侯文涛, 朴钟宇, 杨新岐, 李文亚
    机械工程学报    2025, 61 (2): 56-85.   DOI: 10.3901/JME.2025.02.056
    摘要1725)      PDF(pc) (1718KB)(5627)    收藏
    航空航天、兵器等重大装备大型关键结构整体化设计和一体化制造已成为轻量化和服役性能的重要保障。增材制造作为实现创新结构的变革技术被广泛关注和应用,但高强铝合金、镁合金等轻质高强金属增材制造仍面临诸多挑战。搅拌摩擦以强塑性非熔化方式为此类合金高质量增材制造提供了新的思路和方法,并基于此形成了固相增材制造技术与装备。搅拌摩擦增材制造技术的突出优势迅速引发了全球范围的广泛关注和研究,但当前该技术的基础理论和沉积材料组织性能等尚待进一步厘清。系统梳理了搅拌摩擦增材制造领域的最新研究进展,全面评述了国内外在搅拌摩擦增材制造产热机制、材料流动行为、打印工具设计、工艺参数和组织性能等方面的研究成果及装备开发和工程应用现状。最后,展望了搅拌摩擦增材制造技术的未来机遇和发展趋势。
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    8. 先进装备表面磁控溅射技术复合防护体系研究进展
    赵立存, 王志远, 刘洋, 姜巍, 刘金娜
    机械工程学报    2025, 61 (10): 36-65.   DOI: 10.3901/JME.2025.10.036
    摘要343)      PDF(pc) (2199KB)(5523)    收藏
    随着科技的发展,先进装备表面防护问题日益突出,尤其针对高精尖零部件表面的防护技术研究更是困扰众多研究人员的关键科学问题之一。现如今众多技术进步都依赖于创造具有增强性能的新型复合材料,其中磁控溅射技术由于对材料表面适配性强,元素选择多样,对于各类先进装备表面防护薄膜制备提供一个新的控制维度。因此,为进一步总结先进装备内部高精尖零部件防护需求,致力于改善装备表面防护难题,综述了磁控溅射薄膜沉积技术的最新进展,一方面,针对磁控溅射薄膜沉积过程变化机理、形成机制进行综述,明确靶材溅射对基体材料的性能影响,进一步分析时空间维度上薄膜沉积的可靠性;另一方面,详细论述各类装备表面防护薄膜的应用特色及成形行为。最后,结合磁控溅射镀膜技术的工艺特性,对磁控溅射薄膜沉积过程中的通量特征进行深入分析,并探讨影响薄膜沉积状态的微观结构、表面特性等因素。综上,本文总结先进装备表面磁控溅射镀膜技术的应用机理,并从磁控溅射镀膜组织结构、力学性能、服役性能的角度出发,结合磁控溅射镀膜技术的典型应用,综述了磁控溅射镀膜技术的发展趋势,以及对应用前景的优势和存在问题进行总结,并对磁控溅射镀膜技术的未来先进薄膜体系进行评估和展望。
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    9. 几何特征演化驱动的多胞结构自支撑拓扑优化设计
    吴紫俊, 肖人彬
    机械工程学报    2025, 61 (17): 300-313.   DOI: 10.3901/JME.2025.17.300
    摘要994)      PDF(pc) (818KB)(5109)    收藏
    多胞结构是一类具有复杂孔洞特征且兼具特定力学性能的跨尺度结构。多胞结构在设计空间中几何特征的复杂拓扑关系,增加了其在制造空间中成形难度。本文为突破多胞结构的自支撑特性设计,提出基于几何特征演化的多胞结构设计方法。从几何特征出发,研究了杆单元的叠加组合方式,分析了杆单元空间位姿、单胞刚度矩阵、单胞密度之间的映射关系,建立了杆单元几何特征驱动的二维与三维单胞模型;结合拓扑优化方法,推导了多胞结构的灵敏度,构建了单胞匹配的多胞结构优化模型;结合胞体中杆单元的空间位姿,分析了单胞间共享杆单元以及单胞内独享杆单元的成形角分布范围,设计了杆单元成形角匹配的搜索算法,建立了具有自支撑特性的制造体素,实现了多胞结构的自支撑设计。最后通过二维悬臂梁与三维支架的优化实例,详细说明了多胞结构制造体素构建过程,并利用增材制造设备的模型切片软件,验证了所提方法的有效性,为多胞结构的自支撑设计提供了新的理论依据和方法途径。
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    10. 航空发动机燃油控制系统故障诊断技术研究进展与挑战
    严如强, 许文纲, 王志颖, 朱启翔, 周峥, 赵志斌, 孙闯, 王诗彬, 陈雪峰, 张军辉, 徐兵
    机械工程学报    2024, 60 (4): 3-31.   DOI: 10.3901/JME.2024.04.003
    摘要1019)      PDF(pc) (944KB)(5037)    收藏
    随着发动机性能要求的不断提升,燃油控制系统服役的工况变得越来越恶劣、边界条件越来越复杂。燃油泵固有压力脉动与管路、活门的流固耦合振动,密封圈腐蚀或老化导致的泄漏,油液污染或润滑油失效而产生的磨损加剧等均会造成燃油控制系统的致命故障。同时,燃油控制系统具有少测点、变工况、强干扰及强非线性等特点,导致该领域对故障诊断技术存在迫切需求,同时也面临巨大挑战。为推动故障诊断技术在燃油控制系统领域的发展,总结燃油控制系统的特点与常见故障,并在此基础上介绍故障诊断技术的主要方法与分类。进一步从液压元件互换性角度,概述基于物理模型、信号处理和人工智能诊断方法在燃油控制系统关键部件中的研究现状。最后指出燃油控制系统故障诊断技术存在的挑战与机遇。
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    11. 基于磨削机理的表面形貌和粗糙度预测模型研究进展
    彭飞, 张彦彬, 崔歆, 刘明政, 梁晓亮, 徐培明, 周宗明, 李长河
    机械工程学报    2025, 61 (13): 327-359.   DOI: 10.3901/JME.2025.13.327
    摘要409)      PDF(pc) (1983KB)(4190)    收藏
    工件表面形貌和粗糙度是磨削加工的重要衡量指标,实现其精准预测对于精密制造的智能化转型升级尤为重要。然而,磨削工件表面创成是一个具有随机性的复杂物理过程,目前基于物理机制的模型预测精度亟待提升。基于此,通过考虑磨削过程的几何学和运动学,详细综述了工件表面形貌的预测模型与方法。首先,综述了包括随机平面方法在内的6种磨粒几何建模方法,探索了磨粒表征参数对拟真性的影响规律。其次,总结磨粒在砂轮表面位姿随机分布的数学模型,探索模型参数对磨粒的突出高度等参数的影响规律,并关联总结磨粒可控排布的砂轮的制备与修整方法。随后,分析了平面磨削、超声辅助磨削等不同磨削工艺的磨粒运动学模型,讨论在不同接触形式下磨粒与工件表面之间的相互作用机理,结合动态有效磨粒模型归纳了表面粗糙度的预测模型。最后,统计分析现有粗糙度模型预测误差,误差范围4.47%~37.65%、平均误差11.59%。为磨削表面形貌和粗糙度的精准预测提供新思路,能够为磨削机理与数据分析相融合的智能预测方法提供借鉴。
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    12. 面向超精密加工的微观材料去除机理研究进展
    陈磊, 刘阳钦, 唐川, 蒋翼隆, 石鹏飞, 钱林茂
    机械工程学报    2023, 59 (23): 229-264.   DOI: 10.3901/JME.2023.23.229
    摘要1164)      PDF(pc) (2549KB)(4050)    收藏
    随着超大规模集成电路、微机电系统、精密光学等高新技术领域对超高精度表面和结构需求的不断增加,超精密加工正成为各国争夺的科技“制高点”。超精密加工的本质是通过微观材料的可控添加、迁移或去除实现超高精度表面或结构加工。将重点综述单点金刚石切削、扫描探针加工、化学机械抛光和超精密磨削等几种以接触模式实现微观材料去除的超精密加工技术的研究进展,并系统总结了加工参数、加工工具、加工环境和加工对象本身物化特性对微观去除的影响机制,以及不同机制主导下的材料微观去除模型及适用范围。最后,总结了未来超精密加工技术发展至原子尺度实现材料可控去除将面临的挑战。
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    13. 面向机械设备通用健康管理的智能运维大模型
    雷亚国, 李熹伟, 李响, 李乃鹏, 杨彬
    机械工程学报    2025, 61 (6): 1-13.   DOI: 10.3901/JME.2025.06.001
    摘要3065)      PDF(pc) (920KB)(3844)    收藏
    近年来,基于深度学习的各类机械设备健康管理模型取得了显著进展。然而,现有模型参数规模小,通常只能接受特定采频、转速、模态的数据,针对齿轮、轴承等特定零部件,执行监测、诊断、预测等特定任务,且难以适应新场景,缺乏持续进化能力。随着高端设备精密性、复杂度的不断提升,工业场景对高通用、易扩展、可进化的“一站式”健康管理服务需求日益迫切。受近年来ChatGPT等语言大模型在数据、任务、场景等方面通用化发展趋势启发,提出了面向机械设备通用健康管理的智能运维大模型。首先,将多模式数据通过角度域重采样和数据分割统一编码为词元序列;然后,输入基于Transformer的基底模型,提取健康信息和退化信息至特定词元;最后,将这些特定词元用于执行下游的监测、诊断、预测等多种任务。在故障数据和长期退化数据上对提出模型的基准性能、多任务协同性能和扩展性能进行了验证,结果表明:提出的智能运维大模型能够在轴承、齿轮等多种对象上联动实现状态监测、故障诊断和寿命预测;诊断与预测多任务能够有效协同,互相促进性能提升,相较于单任务模型表现更为出色;在小样本学习、持续学习等场景下,模型能够实现快速适配部署并持续进化。因此,提出的智能运维大模型具有高通用性、易扩展性、可持续进化等特点,有望为机械设备提供通用化“一站式”健康管理服务。
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    14. 面向装备热防护的碳化物超高温陶瓷研究进展
    肖浚艺, 何鹏飞, 薛琳, 孙川, 梁秀兵, 程江波
    机械工程学报    2025, 61 (10): 1-18.   DOI: 10.3901/JME.2025.10.001
    摘要440)      PDF(pc) (766KB)(3829)    收藏
    新一代空天装备存在迫切的热防护需求,急需发展兼具优异热力学和抗氧化烧蚀性能的超高温陶瓷。其中,热学性能最为突出的碳化物超高温陶瓷体系存在力学和抗氧化性能短板。从碳化物超高温陶瓷的结构和性能特点出发,归纳增韧相引入和微结构仿生等强韧化设计对力学性能的增强效果;介绍调控其结构和性能的增熵化研究,涵盖阳离子固溶、阴离子修饰、高熵化设计;梳理碳化物超高温陶瓷热防护涂层的主要构筑方法,总结现有涂层的抗氧化烧蚀性能与机理;最后,从材料计算设计、强韧化和增熵化协同增强、烧蚀性能机理、大尺寸构件及涂层制备等方面对碳化物超高温陶瓷的主要发展方向进行展望。
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    15. 陶瓷-金属接头残余应力调控研究综述
    李淳, 陈雷, 司晓庆, 亓钧雷, 曹健
    机械工程学报    2024, 60 (22): 21-39.   DOI: 10.3901/JME.2024.22.021
    摘要421)      PDF(pc) (927KB)(3741)    收藏
    陶瓷材料具有强度高、耐腐蚀性能好等优点,其与金属的连接结构可以满足航空航天、核能与化工等领域对结构的轻量化、高温与耐腐蚀日益提高的要求。但由于陶瓷与金属的热膨胀系数不匹配,焊接降温过程中会在接头内产生残余应力,削弱接头的连接质量。综述复合钎料法、中间层法与陶瓷表面结构设计法三种常用的陶瓷-金属接头残余应力调控方法的研究现状,并介绍超快激光与闪连两种新型局部加热陶瓷-金属焊接新方法的研究进展,讨论适用于陶瓷-金属接头残余应力测量方法及原理,并总结了陶瓷-金属接头残余应力分布测量的研究现状,最终展望了陶瓷-金属接头残余应力调控与测量未来的发展趋势。
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    16. 基于光学频率梳的高精度测距技术研究进展
    贾琳华, 郑继辉, 张福民, 曲兴华
    机械工程学报    2023, 59 (20): 244-260.   DOI: 10.3901/JME.2023.20.244
    摘要508)      PDF(pc) (1451KB)(3691)    收藏
    精密测量技术是先进制造的重要支撑,其中精密激光测量技术在几何量测量特别是在线和高精度测量中应用最为广泛。针对先进制造更高的要求,新的激光测量技术不断发展,如基于光学频率梳的测距技术,其以宽光谱、窄脉宽、高频率稳定性的光频梳作为光源,通过相干探测可实现高精度和宽范围的绝对距离测量。同时,微纳制造工艺的提升以及光电子集成技术的发展,为进一步满足现场测量环境下高稳定性、仪器集成化和在线测量的需求提供了可能。围绕先进制造中高精度测距的需求,综述了光频梳测距方案的基本原理、性能指标与应用发展现状。首先,阐述了光学频率梳的基本特性和新型微腔孤子光频梳的相关研究;然后,详细介绍了光频梳频域、时域测距技术的测量原理和研究进展,包括色散干涉法、合成波长法、参考臂扫描法、重复频率扫描法和双光梳异步光学采样法等;最后,分析并比较了现有技术的发展进程及其优化方向,并对相关仪器化研制和现场应用进行了总结与展望。
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    17. 激光粉末床熔融增材制造过程智能监控研究进展与挑战
    赵志斌, 王晨希, 张兴武, 陈雪峰, 李应红
    机械工程学报    2023, 59 (19): 253-276.   DOI: 10.3901/JME.2023.19.253
    摘要711)      PDF(pc) (1591KB)(3637)    收藏
    激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion, LPBF)增材制造逐渐成为难加工金属构件快速、低成本、高性能、短周期制造的“潜力股”,被认为是使用最为广泛的金属增材制造技术之一,已经在航空、航天等工业领域得到大面积应用。然而,增材制造过程与成形质量的稳定一致性是行业面临的挑战性难题,已经成为LPBF增材制造技术迈向规模生产的“拦路虎”。目前的LPBF增材制造监控系统主要在“测”,即实现各类过程信息的测量,其质量评判与调控技术成熟度不够,难以实现行之有效的过程监控,而结合先进传感技术以及人工智能方法的智能监控有望成为LPBF增材制造规模生产的“一把利刃”。从LPBF缺陷类型、制造过程信息感知、过程质量智能评判、工艺参数优化与质量调控四个方面综述激光粉末床熔融增材制造智能监控研究进展和发展现状,指出发展面向LPBF增材制造规模生产的成熟智能监控系统面临的挑战。最后讨论应对这些挑战的解决途径和未来展望。
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    18. 纳秒激光连接技术研究进展及展望
    潘瑞, 董志森, 陈树君
    机械工程学报    2025, 61 (17): 171-192.   DOI: 10.3901/JME.2025.17.171
    摘要308)      PDF(pc) (978KB)(3594)    收藏
    纳秒激光连接(Nanosecond laser welding,NLW)是近些年的研究热点之一,与连续激光相比,纳秒激光具有较高的加工精度、较低的热影响区、较高的峰值功率以及加工区灵活可控等特点,被认为是薄元件、热敏元件、微电子封装器件等小型高性能零部件的重要加工手段之一。首先从发表论文和专利申请方面分析了纳秒激光连接的研究现状,其次重点阐述了纳秒激光连接焊缝成形机制、金属以及非金属纳秒激光连接及其影响因素、纳秒激光连接的模拟与仿真等;随后总结了纳秒激光连接的应用;最后讨论了该领域存在的一些问题及发展方向。
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    19. 智能制造测量机器人关键技术研究综述
    王耀南, 谢核, 邓晶丹, 毛建旭, 李文龙, 张辉
    机械工程学报    2024, 60 (16): 1-18.   DOI: 10.3901/JME.2024.16.001
    摘要1861)      PDF(pc) (852KB)(3492)    收藏
    复杂曲面构件是航空航天、海洋舰船等领域高端装备的核心组成部分,其测量精度对保障高端装备制造品质具有不可替代的基础支撑作用。为克服传统手工、专机等制造方式的局限性,三维视觉引导的机器人系统为复杂曲面构件的高端化智能化加工提供新思路,并逐渐成为机器人化智能制造领域的研究热点。综述围绕机器人三维测量方法,首先根据传感器类型和应用场景,对不同制造场景的测量方案特点进行全面归纳,以帮助研究人员快速全面地认识和理解该领域。然后按照测量流程,将关键核心技术归纳为系统标定、测量规划、点云融合、特征识别等,综述各类别近十年的主要研究成果,分析现有研究存在的不足。最后总结机器人测量面临的技术挑战,并从应用场景、测量需求、测量手段等方面对未来的发展趋势进行了展望。
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    20. 面向航空航天复杂载荷条件的材料热-力学属性表征方法研究进展
    付佳伟, 蔡亚辉, 李霓, 齐乐华
    机械工程学报    2024, 60 (24): 75-103.   DOI: 10.3901/JME.2024.24.075
    摘要382)      PDF(pc) (1666KB)(3422)    收藏
    高温、冲击复杂载荷条件下材料结构的热-力耦合行为关系着高超声速飞行器等航空航天关键装备的结构安全和服役寿命,如何实现材料结构复杂热-力学属性的准确表征,一直以来受到业界学者们的高度关注。当前,国内外已发展出众多热-力学属性试验测试技术和表征方法,相关研究成果为关键部件的选材、结构设计、安全校核和行为预测提供了重要技术支撑。概述了航空航天装备材料结构在冲击、高温极端条件下的热-力学响应,系统总结了基于均匀状态假设的经典动态/高温力学属性测试方法技术特点和应用范围,就目前快速发展的多种全场测量技术、高速成像技术和参数反演识别方法进行了综述,着重阐述了基于全场测量数据的反演识别方法在材料动态/高温力学属性表征方面的应用现状,并给出材料属性参数表征在航空航天装备部件极端工况力学行为模拟预测和结构改进方面的应用实例,最后对多场耦合条件下材料热-力学属性先进测试表征方法的未来发展趋势进行展望。
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    21. 全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制研究综述
    张雷, 徐同良, 李嗣阳, 程树辉, 丁晓林, 王震坡, 孙逢春
    机械工程学报    2023, 59 (20): 261-280.   DOI: 10.3901/JME.2023.20.261
    摘要1309)      PDF(pc) (882KB)(3327)    收藏
    全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制能够有效提高车辆的安全性与乘坐舒适性。以整车安全性与乘坐舒适性为目标,围绕车辆操纵稳定性控制、底盘容错控制、车身姿态控制与车辆平顺性控制四个方面,全面综述全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制关键技术与研究进展。针对操纵稳定性,介绍了驱动防滑与制动防抱死等车辆纵向稳定性控制方法,系统对比分析了单线控子系统和多线控子系统在车辆横摆与侧倾稳定性控制上的优缺点;概述分布式电驱动系统和线控转向系统失效时的底盘容错控制方法,详细讨论利用底盘协同控制降低线控子系统失效影响的可行性及主要控制方法;总结利用单/多线控子系统进行车身俯仰姿态与平顺性控制的方法,指出应兼顾车身姿态与平顺性控制,以提高车辆乘坐舒适性控制方法在复杂行驶工况下的有效性;最后,展望全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制技术发展趋势。
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    22. 大空间刚柔耦合机器人关键技术研究现状及发展趋势
    訾斌, 赵嘉浩, 王威, 杜敬利, 杨桂林
    机械工程学报    2024, 60 (23): 21-42.   DOI: 10.3901/JME.2024.23.021
    摘要808)      PDF(pc) (748KB)(3202)    收藏
    大空间复杂环境下的自动化、智能化作业在高端制造、航空航天、大型工程等国家重点领域至关重要,是国家制造业创新技术水平的体现。大空间刚柔耦合机器人主要面向大范围空间下的复杂作业需求,兼具刚性和柔性传动特性,有着大空间广域范围下的高运动灵活度与系统自适应性,其发展则依赖于机构学、材料学、力学与智能控制等多学科的交叉融合。针对大空间刚柔耦合机器人的核心理论与关键技术,对大空间刚柔耦合机器人的驱动形式与机构设计、系统建模与性能分析、运动规划与高效控制等方面的研究成果进行了综述,归纳了大空间刚柔耦合机器人的典型工程应用,并对其基础理论与关键技术的未来发展趋势进行了总结与展望。
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    23. 价值链协同中的数据机理融合研究综述与展望
    卢成宇, 洪兆溪, 张志峰, 顾大强, 聂婕, 冯毅雄, 谭建荣
    机械工程学报    2025, 61 (13): 1-19.   DOI: 10.3901/JME.2025.13.001
    摘要974)      PDF(pc) (421KB)(3144)    收藏
    价值链协同是工业5.0的重要组成部分,是实现工业5.0中以人为本、可持续、弹性化生产理念的关键。数据和机理作为新一代信息技术与价值链融合的重要技术支撑,已经成为了价值链协同管理中的关键要素。然而,当前价值链协同仍存在数据孤岛和业务壁垒等问题,阻碍了价值链上企业的信息共享和价值共创,成为了当前制造业向工业5.0转型的巨大挑战。为了给数据机理融合在价值链协同的应用提供理论支撑,本文总结了价值链协同理论与数据机理融合方法的研究进展;同时探索了数据机理融合在产品设计协同、生产调度协同、制造装配协同、装备运维协同、生产服务协同等5个部分的工程应用。最后,讨论了数据机理融合在价值链协同中面临的挑战,展望了未来的发展方向。期望相关工作能为相关学者进一步开展价值链协同中的数据机理融合的理论技术研究和工程应用提供参考与启发。
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    24. 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)    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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    25. 点阵结构设计制造与疲劳性能研究进展
    高壮, 刘雨欣, 朱明亮, 轩福贞
    机械工程学报    2025, 61 (3): 347-375.   DOI: 10.3901/JME.2025.03.347
    摘要633)      PDF(pc) (3490KB)(3087)    收藏
    轻量化设计是航空航天、汽车、医疗等行业的重要需求,在降低能耗、提高性能等方面具有显著优势,增材制造技术通过逐层添加材料可以实现复杂结构的制造,点阵结构与增材制造技术相结合已成为高性能轻量化结构设计与制造的新思路。然而,增材制造点阵结构在服役过程中往往会受到循环载荷,发生疲劳破坏,结构轻量化与抗疲劳的协同仍是制约新一代航空航天等结构研发的难题。介绍了轻量化设计与制造方法,总结了点阵结构设计与制造技术,综述增材制造点阵结构疲劳性能研究进展,指出设计/制造一体化是增材制造点阵结构抗疲劳的可行路线。
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    26. 液压元件及系统智能化发展现状及趋势思考
    焦宗夏, 吴帅, 李洋, 张超, 靳红涛, 舒圣, 位仁磊, 李仁洁, 王易, 张昊园, 张亚东
    机械工程学报    2023, 59 (20): 357-384.   DOI: 10.3901/JME.2023.20.357
    摘要899)      PDF(pc) (1297KB)(3074)    收藏
    第四次工业革命利用信息化技术促进产业变革,将带我们进入智能化时代。由于液压系统作为核心动力和控制部分,广泛应用于先进制造、航空航天、海洋等重大装备,工业装备的智能化必然会要求液压元件及系统实现智能化。所以,近年来智能液压一直是液压领域的研究热点,推动液压领域进入智能时代,也给液压系统的研究带来新的活力,但也遇到了新的挑战,包括对智能液压系统的理解不一致,缺乏系统综合的研究,成碎片化的点突破等。分析智能液压系统的内涵与演进历程,阐述智能液压系统的架构体系,总结出智能液压系统具有的智能感知、智能调控、智能运维三大特征,并从这三个方面综述国内外的研究进展,揭示智能液压存在的问题和挑战;最后讨论应对挑战的研究路径和发展趋势。
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    27. 车用动力电池标准体系研究与分析
    杨世春, 卢宇, 周思达, 刘仕强, 王芳, 陈飞
    机械工程学报    2023, 59 (22): 3-19.   DOI: 10.3901/JME.2023.22.003
    摘要774)      PDF(pc) (594KB)(3049)    收藏
    发展新能源汽车是我国应对国家能源战略需求、实现 2060 年碳中和目标的重大战略选择。动力电池是新能源汽车能源动力系统的核心,影响整车动力性、经济性、安全性、使用年限等关键性能。动力电池测试与评价标准体系保障了量产化动力电池的整体性能、安全性等,梳理动力电池标准对于促进行业技术突破、产业升级等具有重要意义。详细比较国内外动力电池标准,分析包含动力电池要求的新能源汽车标准,针对动力电池着重阐释与比较国内外标准基础通用性能、安全性能、电性能、循环寿命等方面,全面剖析 GB、 ISO、 IEC 和 GTR 标准的具体内容,比较电池单体到系统的强制标准和推荐标准测试内容,特别针对国内 GB 38031、 GB/T 31467 和 EVS-GTR 第一版标准测试内容分析比较测试方法,重点归纳国内外动力电池测评标准体系发展历史与技术增量。我国现行有效的标准实现与国际标准全面接轨,重心转向电池系统的性能测试与检验。锂离子电池在电动汽车领域的大规模应用与动力电池标准的更新促进,为动力电池检测、新能源汽车测评领域从业人员提供参考。
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    28. 线驱柔性机械臂在电力行业应用现状与关键技术综述
    佃松宜, 马丛俊, 向国菲
    机械工程学报    2025, 61 (9): 211-230.   DOI: 10.3901/JME.2025.09.211
    摘要618)      PDF(pc) (1907KB)(2955)    收藏
    线驱柔性机械臂作为电力机器人的一种作业工具,在电力行业关键设备运维检修领域发挥了重要作用。总结了线驱柔性机械臂在变电和以核电为主的发电领域中的应用现状,综述了电力场景下所应用的线驱柔性机械臂的关键技术,分析了线驱柔性机械臂的结构设计、建模控制、传感检测、运动规划和人机交互的研究现状与存在的问题。最后,分别从线驱柔性机械臂在电力行业和其他工业领域关键设备运维检修的发展趋势进行总结与展望。
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    29. 半导体基片超精密磨削技术的研究现状与发展趋势
    郭东明, 康仁科
    机械工程学报    2023, 59 (19): 299-329.   DOI: 10.3901/JME.2023.19.299
    摘要1141)      PDF(pc) (2392KB)(2934)    收藏
    单晶硅、碳化硅、氧化镓、氮化镓等半导体基片广泛应用于集成电路、功率器件和微传感器等半导体器件的制造。超精密磨削是半导体基片平整化加工和背面减薄加工的核心工艺技术,对半导体器件的加工效率及加工质量具有重要的影响。为了满足半导体器件的使用性能,半导体材料的种类逐渐增多,半导体基片的加工要求不断提高,对半导体基片超精密磨削技术不断提出新的挑战。为了实现半导体基片的高效率高质量磨削加工,需要对半导体基片超精密磨削理论、工艺、工具和装备全面深入的理解。围绕半导体基片超精密磨削加工的表面材料去除机理、表面质量及控制方法、高效低损伤磨削工艺和超精密磨削装备的国内外研究现状进行了系统的论述与总结,分析了目前半导体基片超精密磨削技术面临的难题及未来的发展趋势,为后续半导体基片超精密磨削技术的研究提供指导。
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    30. 锂离子电池热-电特性耦合建模与可视化研究
    熊瑞, 张凯旋, 李海龙
    机械工程学报    2025, 61 (2): 268-280.   DOI: 10.3901/JME.2025.02.268
    摘要494)      PDF(pc) (799KB)(2919)    收藏
    锂离子电池电化学反应和产热过程复杂,影响因素繁多,其精确的数学建模和内部状态可视化是动力电池系统管理的基础。考虑电池外形特点和微观几何结构,建立了动力电池电化学和热特性的耦合机理模型;分析模型参数体系,提出了拆解测量和测试数据驱动辨识相结合的耦合机理模型参数获取方法;建立锂离子电池电化学反应过程的数值解析方程,应用颗粒内部锂离子扩散机理实现了固相锂离子浓度可视化,解释了温度和倍率对容量的耦合影响。完善扩展了动力电池系统的测试平台,开展了模型验证和评价试验,结果表明,端电压预测误差低于50 mV,温度估计误差低于2 ℃。
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    31. 面向减振降噪应用的声学超构材料研究进展
    肖勇, 王洋, 赵宏刚, 郁殿龙, 温激鸿
    机械工程学报    2023, 59 (19): 277-298.   DOI: 10.3901/JME.2023.19.277
    摘要1066)      PDF(pc) (1619KB)(2794)    收藏
    声学超构材料是由阵列化的人工微结构单元构筑的复合声学材料/结构。通过对声学超构材料中的微结构单元及其排布方式进行调控设计,可以实现对声波/弹性波(可视为固体中的声波)的人为高效操控,使其表现出超常的减振降噪性能及优势。当前,声学超构材料研究已成为机械工程、声学、力学、材料学、物理学等多学科交叉领域关注的热点方向。针对机械工程领域关注的装备振动与噪声控制技术背景,重点综述面向减振降噪应用的声学超构材料研究进展,分别从减振、隔声、吸声等功能应用需求出发,回顾国内外相关声学超构材料的研究进展,并指出当前研究不足,展望未来发展趋势,为推动声学超构材料在减振降噪领域的应用提供借鉴和参考。
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    32. 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)    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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    33. 基于工程损伤理论的高温装备可靠性评估与运维管理
    张显程, 谷行行, 刘宇, 王润梓, 宋鲁凯, 谢里阳, 赵丙峰, 夏侯唐凡, 李勇, 孙莉, 温建锋, 涂善东
    机械工程学报    2024, 60 (13): 154-172.   DOI: 10.3901/JME.2024.13.154
    摘要429)      PDF(pc) (1015KB)(2717)    收藏
    在航空航天、核电、能源化工等重要工程领域,高温装备服役于极端恶劣的工作环境,可靠性问题日益突出,如何确保其长寿命高可靠性服役是研究热点问题。一方面,高温复杂装备由众多零部件构成,部件失效模式多样以及不同部件失效模式耦合相关给可靠性评估带来极大的困难;另一方面,装备服役过程中载荷工况复杂多变,关键高温部件在多损伤交互作用下的性能退化行为具有明显不确定性,造成装备运维精细化管理难度大。基于工程损伤理论,围绕高温装备可靠性评估与运维管理两个方面进行了深入探讨,总结和梳理了高温装备可靠性研究的分析流程、主要研究手段、当前研究成果及需要解决的问题。
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    34. 高强铝合金薄壁构件超低温成形制造研究进展
    刘伟, 程旺军, 苑世剑
    机械工程学报    2025, 61 (14): 1-19.   DOI: 10.3901/JME.2025.14.001
    摘要914)      PDF(pc) (2876KB)(2645)    收藏
    新概念、长寿命、可重复使用航空航天器对传统高强铝合金薄壁构件的制造工艺和服役性能提出更高要求,如何实现该类复杂构件的高性能成形制造是当前亟待解决的难题。分析高强铝合金薄壁件整体成形技术存在的巨大挑战,在发现铝合金超低温“双增效应”的基础上,概述高强铝合金超低温成形技术的提出背景,综述分析近年来国内外学者在铝合金超低温变形双增效应与微观机制、超低温宏微观变形原位测试方法、超低温成形工艺与关键技术、超低温成形装备与典型应用等方面的研究进展,展望铝合金超低温成形技术未来的发展方向,为制造高性能航空航天器、电动汽车以及新能源储运装备等铝合金整体复杂曲面构件提供新途径。
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    35. 钢轨波磨检测原理、方法及装置研究进展
    肖宏, 王阳, 刘秀波, 崔旭浩, 张智海, 金锋
    机械工程学报    2025, 61 (10): 191-214.   DOI: 10.3901/JME.2025.10.191
    摘要348)      PDF(pc) (845KB)(2634)    收藏
    对钢轨波磨的检测原理进行系统梳理,总结其优缺点与适用范围,阐述依据不同检测原理的检测方法,综述常见的波磨静态和动态检测装置及新一代检测、监测装置的研发进展,并展望波磨检测的研究方向。研究结果表明:钢轨波磨检测原理可分为弦测法、惯性基准法、信号重构法、机器视觉法与时序建模法五类。弦测法具有传递函数不为1的固有缺陷,波长越短幅值振荡越剧烈,可使用组合弦模型测量波磨。惯性基准法依据惯性原理,传感器可安装在轴箱、构架及车体等多个位置,低速下惯性传感器的响应越来越小,噪声与趋势项成分逐渐占据主导。信号重构法利用数字信号处理技术分解轴箱加速度、构架加速度、轮轨噪声及车内噪声信号等多源数据,从中提取关于波磨的有效信息。机器视觉法基于图像处理和模式识别技术,使计算机能够感知、理解和解释钢轨图像中的内容,主要包括基于图像处理、基于激光摄像和基于三维点云重构三种方法测量波磨。时序建模法将波磨识别转换为分类或回归问题,通过机器学习、深度学习技术建立波磨与振动、噪声等响应的映射关系,从而实现对波磨的检测。钢轨波磨的检测、监测装置朝着智能化、集成化和小型化的便携测量方向发展。
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    36. 面向人本智造的人体运动数字孪生研究与应用进展
    王柏村, 宋词, 苑艺修, 周慧颖, 鲍劲松, 黄思翰, 刘蔚然, 刘庭煜, 阮兵, 陶飞, 谢海波, 杨华勇
    机械工程学报    2025, 61 (15): 21-39.   DOI: 10.3901/JME.2025.15.021
    摘要501)      PDF(pc) (492KB)(2629)    收藏
    在工业4.0迈向工业5.0的过程中,以人为本的智能制造(人本智造)是智能制造的创新发展范式,旨在以人的福祉为核心价值,重塑人在生产制造过程中的主体地位,推进未来工业迈向以人为本、可持续性、韧性。对人体运动行为进行分析,是理解人的运动意图,推动人本智造创新发展的关键。以面向人本智造的人体运动数字孪生研究为切入点,梳理人体运动建模、人体运动感知、人体运动分析等使能技术及其研究进展。重点围绕单元级、产线级、车间级三个维度,讨论人体运动数字孪生在人本智造领域的典型应用。最后,对面向人本智造的人体运动数字孪生进行展望。
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    37. 激光增材制造筒段内筋结构熔池热动力学行为
    石新宇, 历彦泽, 陈铭源, 顾冬冬
    机械工程学报    2025, 61 (9): 89-100.   DOI: 10.3901/JME.2025.09.089
    摘要532)      PDF(pc) (1128KB)(2535)    收藏
    航空航天领域中筒体构件内部加强筋结构的设计与制造可为其实现轻量化及力学性能提升,结合内壁激光增材制造的复合制造技术能有效实现筒段内部复杂筋体结构成形及高度方向尺寸拓展。本研究通过激光增材沉积AlMgScZr合金,在径向上对旋压成形的2219铝合金筒体内筋实现了增高,并开展了熔池热力学行为仿真分析与实验验证,研究了在倾斜筋体表面上的沉积过程中,工艺参数对熔池温度场、速度场、三维尺寸的影响规律,揭示了激光能量输入、入射粉流和热力学边界条件与熔体运动及熔池表面形貌演变的作用机制。当激光功率由1 000 W增至1 600 W时,熔池三维尺寸定量(长1.298 mm、宽1.580 mm和深0.091 mm)持续增加至(长3.856 mm、宽3.556 mm和深0.725 mm)熔池长度增加27.18%(3.856 mm);随传热方式转变及质量输入减小,沉积增长率逐渐减小(由60.92%减至27.14%)。熔体运动行为受马兰戈尼力与入射粉末冲击力的共同作用,长度方向质量输入作用于熔池前端,熔体向后运动;宽度方向上引起熔体回流。沉积方向上,熔池下半区表面熔体速率为0.021m/s且矢量为负,熔池表面凹陷;上半区表面速度分矢量为正(0.005 7 m/s),熔池表面凸起,沉积材料在上半区偏聚。随基体表面倾角增大,激光能量密度下降,在倾角为30°时熔体热动力情况达到较为稳定的平衡状态;增加至45°时能量密度过低,熔体流动性降低,沉积效率与成形性降低。
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    38. 基于数字孪生的机电液系统PHM关键技术综述
    石健, 刘冬, 王少萍
    机械工程学报    2024, 60 (4): 66-81.   DOI: 10.3901/JME.2024.04.066
    摘要897)      PDF(pc) (915KB)(2519)    收藏
    数字孪生(Digital twin,DT)技术与预测和健康管理(Prognostics and health management,PHM)技术是智能制造领域中的两个热点研究方向。在对PHM技术现状总结分析的基础上,归纳当前制约PHM技术发展和应用的关键性问题如下:设备故障机理研究不透彻、全生命周期数据不完备、健康状态监测方法不足、多层级状态信息综合不足以及不确定性管理问题。并阐述数字孪生技术在解决这些问题过程中的独特优势,提出将基于第一性原理的多维数字孪生模型构建、虚实空间的多维数据映射、孪生体技术状态一致性度量与模型的高效迭代修正以及基于多域特征的系统健康评估、预测与维护决策作为关键技术构建DT-PHM研究架构。随着技术不断推进与发展,两项技术深度融合,基于数字孪生的复杂系统健康管理技术必将成为未来装备全生命周期视情维修和预测性维修的关键技术之一。
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    39. 仿生微纳结构减阻表面及其制造技术研究综述
    崔线线, 杜晗恒, 陈华伟
    机械工程学报    2025, 61 (9): 1-22.   DOI: 10.3901/JME.2025.09.001
    摘要1231)      PDF(pc) (3075KB)(2490)    收藏
    减阻表面在航空、航天、航海等众多领域因发挥着减少能耗的重要作用而受到越来越多的关注,如何实现高效减阻具有重要意义。自然界中的动植物经过上亿年的自然选择形成了许多具有低阻特性的表皮结构,模仿鲨鱼等低阻生物制备的仿生微纳结构表面为高效减阻提供了新思路。本综述系统总结了仿生微纳结构减阻表面的研究进展,梳理了鲨鱼和其他鱼类启发的减阻表面的形貌特征及减阻机制,阐述了高能束流加工技术、表面刻蚀加工技术、超精密机械加工技术、3D打印技术、生物复制成形技术等减阻表面的制造技术,并简述了现有仿生减阻表面在航天、体育赛事、管道输送等方面的实际应用情况。最后,基于研究进展、制造技术和实际应用的分析,总结了仿生微纳结构减阻表面的突出优势,并凝练了仿生微纳结构减阻表面制造技术所面临的现状和挑战。
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    40. 智能电动汽车线控制动关键技术与研究进展
    张奇祥, 王金湘, 张伊晗, 张荣林, 靳立强, 殷国栋
    机械工程学报    2024, 60 (10): 339-365.   DOI: 10.3901/JME.2024.10.339
    摘要1156)      PDF(pc) (722KB)(2341)    收藏
    智能电动汽车要求制动系统能够实现主动制动和制动能量回收等功能,传统制动系统不能满足上述需求。线控制动系统具有结构紧凑、响应迅速、控制精确、兼容性强等优势,是实现自动驾驶的理想执行机构,已成为当前的研究热点。为系统、及时地掌握该领域的发展态势,综述智能电动汽车线控制动系统的关键技术与研究进展。介绍线控制动系统的类型及其特点,明确线控制动系统结构方案的发展趋势和研究重点,归纳线控制动系统的典型产品及其特性,提出智能电动汽车线控制动系统的总体控制架构。在此基础上,对线控制动系统的测试与建模、动力缸压力控制、轮缸压力控制、轮缸压力估算、电磁阀控制、夹紧力控制、踏板感模拟控制、传感器故障诊断和个性化控制等关键技术进行梳理。概述基于线控制动系统的制动防抱死、自适应巡航及自动紧急制动等车辆纵向运动控制方法。最后,对智能电动汽车线控制动系统研究所面临的问题及未来的发展趋势进行分析和展望。
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