中國機械工程最新期刊目錄

γ-TiAl合金的加工特性及能場輔助技術研究進展————作者：范滔;姚倡鋒;譚靚;

摘要：γ-TiAl合金因其輕量化、高比強度以及優異的高溫抗氧化性能，在航空航天領域具有廣泛應用潛力。然而，由于其高脆性和低室溫塑性，被認為是典型的難加工材料，加工過程中存在高切削力、快速刀具磨損和表面缺陷等挑戰。近年來，能場輔助加工技術為解決這些問題提供了新的思路。本綜述系統分析了γ-TiAl合金的材料特性、加工特性及表面完整性，并重點探討了能場輔助加工技術的研究進展，包括其在降低切削力、延長刀具壽命及...

復雜地形環境下無人步履式挖掘機車身姿態規劃方法————作者：趙丁選;郭瑞;王碩;閆長長;王子鶴;張天賜;

摘要：步履式挖掘機結構復雜，常用于復雜的非結構化地形作業，底盤穩定性成為影響作業安全的關鍵因素。為保證車身姿態的平穩，提出了一種基于多目標優化的無人步履式挖掘機車身姿態規劃方法。首先基于閉環矢量方程建立底盤7自由度運動學模型，并采用NURBS曲線構造步行腿的運動軌跡；然后以姿態偏差和主動調控所產生的能耗作為優化目標，通過加權系數法定義目標函數，構建了融合多目標、多約束和地形信息的非線性軌跡規劃模型最后，...

基于流模型的冗余機器人逆運動學解高精度計算————作者：印峰;黃欣;周佳義;

摘要：為了提高深度神經網絡技術計算冗余機器人逆運動學解的精度，降低自碰撞解的出現概率，提出了一種基于條件標準化流模型的求解方法。通過改進LM（Levenberg-Marquardt）算法對條件標準化流模型生成的初始解進行二次優化以提高計算精度；同時，提取自碰撞先驗信息訓練多層感知機，構造自碰撞解檢測器以剔除自碰撞解。結果表明，求解的位置和角度誤差分別小于0.01毫米和0.001弧度，自碰撞率低于0.1%...

船用醇柴雙燃料發動機推進特性試驗研究————作者：宋恩哲;郭宗偉;楊添;盧莉莉;姚崇;辛強之;賈寶富;

摘要：為了探明船用甲醇動力的特性并為建模仿真研究提供校核數據，對一臺船用甲醇雙燃料發動機進行了推進特性試驗，對比了發動機在純柴油模式以及雙燃料模式下的經濟性、燃燒性能及排放性能．結果表明甲醇的加入對發動機的等效燃料消耗量影響較小，但同工況下最多可以降低18.22％的單位功成本；甲醇的加入會導致各工況點下的燃燒持續期縮短、平均有效壓力降低；雙燃料模式下發動機的CO與HC排放均高于柴油模式，雙燃料模式的NO...

基于改進EfficientNetV2和UNetTSF的刀具磨損狀態識別及預測方法————作者：張曦;朱紅;張龍佳;Ahmed Abdeltawab;

摘要：針對刀具在機磨損狀態監測問題，為提高刀具磨損預測的準確性，本文提出了一種融合格拉姆角場（GAF）、改進的EfficientNetV2輕量級網絡和UNetTSF時序預測模型的新型監測模型GAF-iEfficientNetV2-UNetTSF。該模型采用先分類后預測的策略，首先采集刀具加工過程中的力信號，并使用分段聚合技術實現特征降維，接著利用格拉姆角場分別對三向力信號進行編碼，得到三組單通道圖像，并...

基于多源信息融合的超大型環件軋制過程幾何形狀分階段測量模型和方法研究————作者：汪小凱;鄭戈飛;黃康文;劉子強;韓星會;華林;

摘要：在超大型環件的徑軸向軋制過程中，不規則的直徑增長速度、環心偏移以及圓度誤差等異常變形狀態，常導致成品質量與精度的降低。為了提升超大型環件軋制過程的測量精度，提出一種基于多源信息融合的超大型環件軋制過程幾何形狀分階段測量模型和方法，該方法利用三個激光位移傳感器實時反饋信息，結合軋制進給階段和整圓定徑階段的特點，分階段精確測量超大型環件的直徑增長率、環心偏移以及圓度誤差。建立了環件的理論增長速度模型和...

基于CPU-GPU的超音速流場N-S方程數值模擬————作者：盧志偉;張皓茹;劉錫堯;王亞東;張卓凱;張君安;

摘要：為了深入分析超音速流場的特性并提升數值計算效率，設計了一種高效的加速算法。該算法充分利用CPU-GPU異構并行模式，通過異步流方式實現數據傳輸及處理，顯著加速了超音速流場數值模擬的計算過程。結果表明：GPU并行計算速度明顯快于CPU串行計算速度，并且其加速比隨流場網格規模的增大而呈現明顯的提升趨勢。GPU并行計算可以有效地提升超音速流場的計算速度，為超音速飛行器的設計、優化和性能評估及其研發提供一...

靜子面動壓槽深分布對雙流環密封瓦浮起和溫升特性影響研究————作者：張孟麗;江錦波;彭旭東;洪軍;許永利;孟祥鎧;

摘要：為改善經典雙流環密封瓦因偏心間隙引起的溫度周向非均勻分布問題，提出了一種在密封瓦的空側和氫側密封面上開設槽深沿周向變化的變深槽密封瓦新結構，基于考慮流固熱交換的共軛傳熱模型數值求解了雙流環密封瓦的間隙流場和溫度場分布，在給定偏心率和基于徑向力平衡兩種條件下對比分析了光滑面、等深槽和變深槽密封瓦的浮起和溫升特性，探討了靜子面開槽及其槽深變深比的影響規律和作用機理。結果表明，靜子面變深槽密封瓦能突破傳...

基于專利規避設計的疲勞駕駛預警系統擴展概念設計————作者：武春龍;姚邁;王興旺;欒鑫;

摘要：疲勞駕駛預警系統是減少交通事故發生并加速智能交通建設的重要一環。本文以優化和擴展現有系統的功能為出發點，針對系統在不同的時序性功能也可能會有不同的情況，本文從概念設計階段將疲勞駕駛預警系統、TRIZ理論與專利規避相結合，通過改善九屏幕法分別以過去、現在、未來的角度對目標系統的功能進行分析，融合成一種基于專利規避的疲勞駕駛預警系統擴展概念設計方案。此方案在專利規避層面成功規避原有的專利方案，在概念設...

新型可變形串聯管道檢測機器人：設計、建模及實驗————作者：張益鑫;苗憶南;易智恒;萬文靜;王興堅;曾松;王少萍;

摘要：面向油-氣管道日常維護和檢測的重大需求，本文提出了一種具有自適應變形能力的模塊化管道檢測機器人RoboChain-I。與多數輪式管道機器人不同，機器人采用細胞啟發的模塊化仿生設計，具備更靈活的關節冗余轉動自由度，可根據管道形狀及管徑變化主動變形。單體模塊采用雙輪獨立驅動，前后各設置一對俯仰、偏航作動機構，模塊間由可被動伸縮的彈簧阻尼支撐結構或可控電磁吸附分離的剛性結構連接，提高了機器人復雜管道通過...

針對地鐵車輛晃動的軌道幾何不平順敏感波長分析————作者：齊英杰;李偉;劉增華;周亞波;溫澤峰;

摘要：我國某地鐵線路直線電機車輛服役多年后在直線段出現車體橫向低頻晃動現象，影響了車輛運行平穩性和舒適性。針對車輛橫向晃動問題，調查了線路軌道幾何不平順與車輛平穩性指標的關聯關系，利用多體動力學軟件SIMPACK建立了直線電機車輛動力學模型，研究了軌道幾何不平順對車輛動力學性能的影響，分析了軌道幾何不平順敏感波長范圍。結果表明：（1）車輛在直線段高速運行時車體橫向出現2 Hz左右低頻晃動，與晃動線路存在...

連續可調行星齒輪超材料非線性動力學————作者：莫帥;黃軒;劉文斌;張偉;

摘要：力學可調超材料由于出色的調控性能與重大的應用前景受到廣泛關注，本文設計了一種基于行星齒輪的連續穩態可調力學超材料。首先，研究了超材料優異的力學可調特性，表明所設計的超材料具有廣泛的可編程剛度和顯著可調的帶隙，并分析可調性與結構參數的配置關系。然后，建立行星齒輪超材料的剛柔耦合非線性動力學模型，通過數值模擬研究行星齒輪超材料在動態調節過程中的動力學特性，探討耦合激勵下系統動力學參數對其分岔特性和穩定...

一種改進YOLOv5s算法的風機葉片表面缺陷檢測方法————作者：王俊;高貴兵;

摘要：為了提高風電機組葉片健康監測技術的智能化、高效化、便捷化發展，基于目標識別技術，提出一種基于YOLOv5s改進的風電葉片表面缺陷檢測方法。首先將YOLOv5s的原始骨干網絡用漸進特征金字塔網絡（Asymptotic Feature Pyramid Network，AFPN）替換，增強網絡的學習能力；其次將CBAM（Convolutional Block Attention Module）注意力機制...

磁懸浮列車隨機非線性最優控制研究————作者：劉偉渭;余璽;李闊;唐爽權;

摘要：磁懸浮列車受到隨機參激和隨機外激作用時，會發生失穩并導致首次穿越失效。為了提高磁懸浮系統的穩定性，考慮氣動升力和懸浮力的非線性特征，建立基于Hamilton理論的受控磁懸浮系統隨機微分方程。以可靠度最大、平均首次穿越時間最長和最大Lyapunov指數最小為目標，建立最優控制策略的動態規劃方程。研究結果表明：考慮PD控制和最優控制聯合作用的磁懸浮系統，提高了磁懸浮系統的條件可靠性，延長了平均首次穿越...

連續體機器人設計與導向路徑損失補償策略————作者：楊明星;沈佳樂;高鵬;張興;王俊翔;

摘要：針對目前連續體機器人運動學建模精度低、軸向剛度不足，以及控制誤差大等問題，提出一種新型繩驅連續體機器人及其導向路徑的驅動誤差補償策略。設計了一種具有靈活柔性支撐的切口柔性連續體，以及提升軸向剛度的剛性殼體接頭的柔性臂結構。建立機器人的運動學模型，獲得柔性臂末端的工作空間，并進行彎曲仿真證實了運動學建模的準確性。分析彎曲誤差產生的原因，推導出套管傳遞損失和繩索穿過圓盤孔前后張力傳遞模型，提出了一種對...

基于多尺度域生成網絡的冷水機組故障診斷————作者：高學金;王璇;姜渴鑫;高慧慧;齊詠生;

摘要：針對領域泛化方法依賴于多個源域數據進行模型訓練，但是冷水機組的多工況運行數據獲取困難的問題，提出一種基于多尺度域生成網絡 (Multi-scale domain generative network， MSDGN) 的冷水機組故障診斷方法。首先，利用多尺度編解碼卷積神經網絡提取源域數據的多尺度特征，引入可學習權重參數動態調整各尺度特征的重要性以增強擴展域的多樣性；然后，利用焦損失加強對語義不一致樣...

高端旋轉機械剩余使用壽命預測及不確定性量化評估方法————作者：崔碩;劉秀麗;李相杰;吳國新;

摘要：由于高端旋轉機電設備的結構及工作條件的復雜性，針對其開展剩余使用壽命（Remaining Useful Life， RUL）預測的方法不僅需要具備較高的預測準確度，還希望可以提供預測結果的不確定性以更好地指導運維計劃的開展。為此，本文提出基于變分深度高斯過程（Variational Deep Gaussian Process， VDGP）的RUL預測方法，提升預測結果的準確度并準確量化其不確定性：...

多軸聯動的超精密車削對心誤差補償技術研究————作者：袁家斌;郭曦鵬;李蓉;尹韶輝;

摘要：針對非球面加工面形誤差無法有效補償的問題，提出了XZB三軸聯動超精密加工方法，比較了XZB三軸和XZ兩軸聯動非球面車削加工方式，分析了車刀對心誤差、車刀半徑誤差以及刀尖對B軸回轉中心誤差對工件面形精度的影響，并提出相應的補償方法。開展了凸非球面鍍鎳模具車削加工實驗，采用XZB三軸聯動車削加工方式，凸非球面模具PV值由0.6774μm改善為0.0749μm。實驗結果表明，相較于XZ兩軸聯動車削加工方...

動力學模態解耦的工業機器人加工顫振規避方法————作者：郭萬金;利乾輝;田玉祥;曹雛清;趙立軍;徐明坤;劉孝恒;侯旭棟;

摘要：針對機器人加工過程的顫振規避問題，提出一種動力學模態解耦的工業機器人加工顫振規避方法。首先，建立某一確定位置下不同姿態的機器人動力學微分方程；其次，分別對再生型顫振和振型耦合型顫振進行穩定性分析，將機器人可達姿態判別為穩定姿態或顫振姿態；再次，分別推導機器人再生型顫振和振型耦合型顫振的穩定性判據，得到不發生再生型顫振和振型耦合型顫振的姿態。依據機器人再生型顫振和振型耦合型顫振的穩定性判據，選擇穩定...

激光創成微結構幾何精度與潤濕性能關聯機制研究————作者：倪敬;盧蝶;蒙臻;林少榮;王陽;傅云;

摘要：為了探明微結構創成精度與潤濕性能的關聯機制，針對M42高速鋼在高載荷工具領域對表面抗粘附與長效潤滑的迫切需求，選取了納秒、皮秒和飛秒三種激光加工工藝，開展了創成微結構幾何(尺寸和形貌)精度和潤濕性能相關性研究。通過白光干涉儀分析了激光脈寬對微結構幾何精度的影響，通過測量液滴接觸角評價了微結構幾何精度對潤濕性能的影響。結果表明：不同脈寬激光制備的微結構底部形貌存在顯著差異，納秒、皮秒、飛秒激光制備下...

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