中国机械工程最新期刊目录
γ-TiAl合金的加工特性及能场辅助技术研究进展————作者：范滔;姚倡锋;谭靓;
摘要：γ-TiAl合金因其轻量化、高比强度以及优异的高温抗氧化性能，在航空航天领域具有广泛应用潜力。然而，由于其高脆性和低室温塑性，被认为是典型的难加工材料，加工过程中存在高切削力、快速刀具磨损和表面缺陷等挑战。近年来，能场辅助加工技术为解决这些问题提供了新的思路。本综述系统分析了γ-TiAl合金的材料特性、加工特性及表面完整性，并重点探讨了能场辅助加工技术的研究进展，包括其在降低切削力、延长刀具寿命及...
复杂地形环境下无人步履式挖掘机车身姿态规划方法————作者：赵丁选;郭瑞;王硕;闫长长;王子鹤;张天赐;
摘要：步履式挖掘机结构复杂，常用于复杂的非结构化地形作业，底盘稳定性成为影响作业安全的关键因素。为保证车身姿态的平稳，提出了一种基于多目标优化的无人步履式挖掘机车身姿态规划方法。首先基于闭环矢量方程建立底盘7自由度运动学模型，并采用NURBS曲线构造步行腿的运动轨迹；然后以姿态偏差和主动调控所产生的能耗作为优化目标，通过加权系数法定义目标函数，构建了融合多目标、多约束和地形信息的非线性轨迹规划模型最后，...
基于流模型的冗余机器人逆运动学解高精度计算————作者：印峰;黄欣;周佳义;
摘要：为了提高深度神经网络技术计算冗余机器人逆运动学解的精度，降低自碰撞解的出现概率，提出了一种基于条件标准化流模型的求解方法。通过改进LM（Levenberg-Marquardt）算法对条件标准化流模型生成的初始解进行二次优化以提高计算精度；同时，提取自碰撞先验信息训练多层感知机，构造自碰撞解检测器以剔除自碰撞解。结果表明，求解的位置和角度误差分别小于0.01毫米和0.001弧度，自碰撞率低于0.1%...
船用醇柴双燃料发动机推进特性试验研究————作者：宋恩哲;郭宗伟;杨添;卢莉莉;姚崇;辛强之;贾宝富;
摘要：为了探明船用甲醇动力的特性并为建模仿真研究提供校核数据，对一台船用甲醇双燃料发动机进行了推进特性试验，对比了发动机在纯柴油模式以及双燃料模式下的经济性、燃烧性能及排放性能．结果表明甲醇的加入对发动机的等效燃料消耗量影响较小，但同工况下最多可以降低18.22％的单位功成本；甲醇的加入会导致各工况点下的燃烧持续期缩短、平均有效压力降低；双燃料模式下发动机的CO与HC排放均高于柴油模式，双燃料模式的NO...
基于改进EfficientNetV2和UNetTSF的刀具磨损状态识别及预测方法————作者：张曦;朱红;张龙佳;Ahmed Abdeltawab;
摘要：针对刀具在机磨损状态监测问题，为提高刀具磨损预测的准确性，本文提出了一种融合格拉姆角场（GAF）、改进的EfficientNetV2轻量级网络和UNetTSF时序预测模型的新型监测模型GAF-iEfficientNetV2-UNetTSF。该模型采用先分类后预测的策略，首先采集刀具加工过程中的力信号，并使用分段聚合技术实现特征降维，接着利用格拉姆角场分别对三向力信号进行编码，得到三组单通道图像，并...
基于多源信息融合的超大型环件轧制过程几何形状分阶段测量模型和方法研究————作者：汪小凯;郑戈飞;黄康文;刘子强;韩星会;华林;
摘要：在超大型环件的径轴向轧制过程中，不规则的直径增长速度、环心偏移以及圆度误差等异常变形状态，常导致成品质量与精度的降低。为了提升超大型环件轧制过程的测量精度，提出一种基于多源信息融合的超大型环件轧制过程几何形状分阶段测量模型和方法，该方法利用三个激光位移传感器实时反馈信息，结合轧制进给阶段和整圆定径阶段的特点，分阶段精确测量超大型环件的直径增长率、环心偏移以及圆度误差。建立了环件的理论增长速度模型和...
基于CPU-GPU的超音速流场N-S方程数值模拟————作者：卢志伟;张皓茹;刘锡尧;王亚东;张卓凯;张君安;
摘要：为了深入分析超音速流场的特性并提升数值计算效率，设计了一种高效的加速算法。该算法充分利用CPU-GPU异构并行模式，通过异步流方式实现数据传输及处理，显著加速了超音速流场数值模拟的计算过程。结果表明：GPU并行计算速度明显快于CPU串行计算速度，并且其加速比随流场网格规模的增大而呈现明显的提升趋势。GPU并行计算可以有效地提升超音速流场的计算速度，为超音速飞行器的设计、优化和性能评估及其研发提供一...
静子面动压槽深分布对双流环密封瓦浮起和温升特性影响研究————作者：张孟丽;江锦波;彭旭东;洪军;许永利;孟祥铠;
摘要：为改善经典双流环密封瓦因偏心间隙引起的温度周向非均匀分布问题，提出了一种在密封瓦的空侧和氢侧密封面上开设槽深沿周向变化的变深槽密封瓦新结构，基于考虑流固热交换的共轭传热模型数值求解了双流环密封瓦的间隙流场和温度场分布，在给定偏心率和基于径向力平衡两种条件下对比分析了光滑面、等深槽和变深槽密封瓦的浮起和温升特性，探讨了静子面开槽及其槽深变深比的影响规律和作用机理。结果表明，静子面变深槽密封瓦能突破传...
基于专利规避设计的疲劳驾驶预警系统扩展概念设计————作者：武春龙;姚迈;王兴旺;栾鑫;
摘要：疲劳驾驶预警系统是减少交通事故发生并加速智能交通建设的重要一环。本文以优化和扩展现有系统的功能为出发点，针对系统在不同的时序性功能也可能会有不同的情况，本文从概念设计阶段将疲劳驾驶预警系统、TRIZ理论与专利规避相结合，通过改善九屏幕法分别以过去、现在、未来的角度对目标系统的功能进行分析，融合成一种基于专利规避的疲劳驾驶预警系统扩展概念设计方案。此方案在专利规避层面成功规避原有的专利方案，在概念设...
新型可变形串联管道检测机器人：设计、建模及实验————作者：张益鑫;苗忆南;易智恒;万文静;王兴坚;曾松;王少萍;
摘要：面向油-气管道日常维护和检测的重大需求，本文提出了一种具有自适应变形能力的模块化管道检测机器人RoboChain-I。与多数轮式管道机器人不同，机器人采用细胞启发的模块化仿生设计，具备更灵活的关节冗余转动自由度，可根据管道形状及管径变化主动变形。单体模块采用双轮独立驱动，前后各设置一对俯仰、偏航作动机构，模块间由可被动伸缩的弹簧阻尼支撑结构或可控电磁吸附分离的刚性结构连接，提高了机器人复杂管道通过...
针对地铁车辆晃动的轨道几何不平顺敏感波长分析————作者：齐英杰;李伟;刘增华;周亚波;温泽峰;
摘要：我国某地铁线路直线电机车辆服役多年后在直线段出现车体横向低频晃动现象，影响了车辆运行平稳性和舒适性。针对车辆横向晃动问题，调查了线路轨道几何不平顺与车辆平稳性指标的关联关系，利用多体动力学软件SIMPACK建立了直线电机车辆动力学模型，研究了轨道几何不平顺对车辆动力学性能的影响，分析了轨道几何不平顺敏感波长范围。结果表明：（1）车辆在直线段高速运行时车体横向出现2 Hz左右低频晃动，与晃动线路存在...
连续可调行星齿轮超材料非线性动力学————作者：莫帅;黄轩;刘文斌;张伟;
摘要：力学可调超材料由于出色的调控性能与重大的应用前景受到广泛关注，本文设计了一种基于行星齿轮的连续稳态可调力学超材料。首先，研究了超材料优异的力学可调特性，表明所设计的超材料具有广泛的可编程刚度和显著可调的带隙，并分析可调性与结构参数的配置关系。然后，建立行星齿轮超材料的刚柔耦合非线性动力学模型，通过数值模拟研究行星齿轮超材料在动态调节过程中的动力学特性，探讨耦合激励下系统动力学参数对其分岔特性和稳定...
一种改进YOLOv5s算法的风机叶片表面缺陷检测方法————作者：王俊;高贵兵;
摘要：为了提高风电机组叶片健康监测技术的智能化、高效化、便捷化发展，基于目标识别技术，提出一种基于YOLOv5s改进的风电叶片表面缺陷检测方法。首先将YOLOv5s的原始骨干网络用渐进特征金字塔网络（Asymptotic Feature Pyramid Network，AFPN）替换，增强网络的学习能力；其次将CBAM（Convolutional Block Attention Module）注意力机制...
磁悬浮列车随机非线性最优控制研究————作者：刘伟渭;余玺;李阔;唐爽权;
摘要：磁悬浮列车受到随机参激和随机外激作用时，会发生失稳并导致首次穿越失效。为了提高磁悬浮系统的稳定性，考虑气动升力和悬浮力的非线性特征，建立基于Hamilton理论的受控磁悬浮系统随机微分方程。以可靠度最大、平均首次穿越时间最长和最大Lyapunov指数最小为目标，建立最优控制策略的动态规划方程。研究结果表明：考虑PD控制和最优控制联合作用的磁悬浮系统，提高了磁悬浮系统的条件可靠性，延长了平均首次穿越...
连续体机器人设计与导向路径损失补偿策略————作者：杨明星;沈佳乐;高鹏;张兴;王俊翔;
摘要：针对目前连续体机器人运动学建模精度低、轴向刚度不足，以及控制误差大等问题，提出一种新型绳驱连续体机器人及其导向路径的驱动误差补偿策略。设计了一种具有灵活柔性支撑的切口柔性连续体，以及提升轴向刚度的刚性壳体接头的柔性臂结构。建立机器人的运动学模型，获得柔性臂末端的工作空间，并进行弯曲仿真证实了运动学建模的准确性。分析弯曲误差产生的原因，推导出套管传递损失和绳索穿过圆盘孔前后张力传递模型，提出了一种对...
基于多尺度域生成网络的冷水机组故障诊断————作者：高学金;王璇;姜渴鑫;高慧慧;齐咏生;
摘要：针对领域泛化方法依赖于多个源域数据进行模型训练，但是冷水机组的多工况运行数据获取困难的问题，提出一种基于多尺度域生成网络 (Multi-scale domain generative network， MSDGN) 的冷水机组故障诊断方法。首先，利用多尺度编解码卷积神经网络提取源域数据的多尺度特征，引入可学习权重参数动态调整各尺度特征的重要性以增强扩展域的多样性；然后，利用焦损失加强对语义不一致样...
高端旋转机械剩余使用寿命预测及不确定性量化评估方法————作者：崔硕;刘秀丽;李相杰;吴国新;
摘要：由于高端旋转机电设备的结构及工作条件的复杂性，针对其开展剩余使用寿命（Remaining Useful Life， RUL）预测的方法不仅需要具备较高的预测准确度，还希望可以提供预测结果的不确定性以更好地指导运维计划的开展。为此，本文提出基于变分深度高斯过程（Variational Deep Gaussian Process， VDGP）的RUL预测方法，提升预测结果的准确度并准确量化其不确定性：...
多轴联动的超精密车削对心误差补偿技术研究————作者：袁家斌;郭曦鹏;李蓉;尹韶辉;
摘要：针对非球面加工面形误差无法有效补偿的问题，提出了XZB三轴联动超精密加工方法，比较了XZB三轴和XZ两轴联动非球面车削加工方式，分析了车刀对心误差、车刀半径误差以及刀尖对B轴回转中心误差对工件面形精度的影响，并提出相应的补偿方法。开展了凸非球面镀镍模具车削加工实验，采用XZB三轴联动车削加工方式，凸非球面模具PV值由0.6774μm改善为0.0749μm。实验结果表明，相较于XZ两轴联动车削加工方...
动力学模态解耦的工业机器人加工颤振规避方法————作者：郭万金;利乾辉;田玉祥;曹雏清;赵立军;徐明坤;刘孝恒;侯旭栋;
摘要：针对机器人加工过程的颤振规避问题，提出一种动力学模态解耦的工业机器人加工颤振规避方法。首先，建立某一确定位置下不同姿态的机器人动力学微分方程；其次，分别对再生型颤振和振型耦合型颤振进行稳定性分析，将机器人可达姿态判别为稳定姿态或颤振姿态；再次，分别推导机器人再生型颤振和振型耦合型颤振的稳定性判据，得到不发生再生型颤振和振型耦合型颤振的姿态。依据机器人再生型颤振和振型耦合型颤振的稳定性判据，选择稳定...
激光创成微结构几何精度与润湿性能关联机制研究————作者：倪敬;卢蝶;蒙臻;林少荣;王阳;傅云;
摘要：为了探明微结构创成精度与润湿性能的关联机制，针对M42高速钢在高载荷工具领域对表面抗粘附与长效润滑的迫切需求，选取了纳秒、皮秒和飞秒三种激光加工工艺，开展了创成微结构几何(尺寸和形貌)精度和润湿性能相关性研究。通过白光干涉仪分析了激光脉宽对微结构几何精度的影响，通过测量液滴接触角评价了微结构几何精度对润湿性能的影响。结果表明：不同脉宽激光制备的微结构底部形貌存在显著差异，纳秒、皮秒、飞秒激光制备下...
