中国机械工程

2025年10期

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《中国机械工程》由中国科协主管、中国机械工程学会主办，是中国机械工程学会会刊，是中国机械工程领域的权威期刊。曾入选国家期... 展开

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微器件产品装配工艺的智能决策 摘要：针对微器件产品装配工艺规划严重依赖人工经验的问题，提出了基于知识驱动的细粒度微器件装配工艺规划方法，研制了融合产品和系统知识的微器件装配工艺决策软件。该规划方法考虑装配系统资源约束，从工序、工步、工艺参数三个维度规划微器件的装配工艺。...
基于预筛选代理模型和直接操纵自由变形参数化的心涡轮气动优化 摘要：针对向心涡轮三维复杂叶片曲面气动优化过程中存在的几何调控难、控制变量多、寻优效率低等问题，基于直接操纵自由变形方法对向心涡轮流道和叶片多维度几何实施多自由度参数化，并引入预筛选代理模型辅助差分进化算法(Pre-SADE)，结合pyth...
8Cr4Mo4V轴承钢微观裂纹萌生与扩展机制的分子动力学模拟 摘要：为研究8Cr4Mo4V轴承钢中渗碳体对基体力学性能及微裂纹萌生与扩展的影响，采用分子动力学方法系统分析了渗碳体的几何参数（如形状、尺寸、位置)对裂纹萌生和扩展的影响机制，并结合内聚力理论研究了界面裂纹扩展特性。研究结果表明：渗碳体显著...
等离子体处理对45钢力学性能影响的试验及分子动力学模拟研究 摘要：为探明等离子体处理对45钢材料力学性能的影响规律，采用试验与分子动力学模拟相结合的方法，对处理前后45钢材料力学性能的变化进行对比研究。试验结果表明：等离子体处理后，45钢材料硬度和拉伸力学性能明显下降；在 1.5.10min 的处理...
转速和流量对轮缘驱动轴流泵压力脉动的影响 摘要：新型轮缘驱动轴流泵(RDP)在运行过程中存在压力脉动现象，影响泵的运行性能和系统稳定性。采用数值模拟方法分析了不同转速和流量工况下RDP的外特性与内部流动特性。结合本征正交分解(POD)方法，通过时空特征分解提取主要能量模态，研究了转...
干气密封动环表面的螺旋槽纳秒激光制备 摘要：针对GH4169材质的干气密封动环表面开展了纳秒激光加工螺旋槽工艺的试验研究。利用正交试验和单因素法，揭示激光功率、扫描速度、填充间距和重复频率对螺旋槽槽深和槽底粗糙度 Ra 的影响规律，确定合适的激光加工参数组合。结果表明，对GH4...
壁面微缺陷影响下的介观尺度冲击射流流场特性 摘要：为研究射流管阀喷嘴-接受器前置级长期服役后，冲蚀磨损及气穴气蚀现象造成的微缺陷对流场流动规律和流体能量转换特性的影响，利用显微粒子图像测速技术对原始介观尺度近距离射流冲击微缺陷靶板时方腔内的流动结构和涡旋分布进行直接试验观测，探究了微...

基于轮胎侧偏的差动转向机理研究 摘要：基于轮胎侧偏的差动转向适合于无转向机构分布式驱动车辆的低速、大转向半径场景，为深入研究该差动转向的机理，建立了7自由度无转向机构分布式驱动电动汽车整车模型及PAC2002轮胎模型，分析了差动转向的形成机理并结合轮胎纵侧耦合特性提出一种...
磁悬浮列车首次穿越失效可靠性研究 摘要：为了得到磁悬浮列车首次穿越失效特性，建立了随机参激和随机外激作用下常导电磁悬浮列车的动力学模型，在Hamilton理论框架下建立首次穿越可靠性函数，采用Crank-Nicolson差分法对后向Kolmogorov方程进行数值求解，探究...
滚压加工AISI4340钢螺纹根部疲劳性能的提高 摘要：采用滚压加工提高AISI4340钢螺栓螺纹疲劳性能，以螺栓疲劳寿命为评价指标，通过正交试验优选滚压参数，并分析未滚压、欠滚压、优滚压和过滚压时螺纹的表面完整性与疲劳寿命，以阐明螺纹疲劳机制。结果表明，滚压参数对AISI4340钢螺纹疲...
基于旋转磁力-风致振动的混合式压电振子发电性能 摘要：针对传统单一风致振动式压电振子能量收集效率低的问题，提出了一种基于旋转磁力-风致振动的混合式压电振子。以井下综采工作面的风能为研究背景，设计了混合式压电振子模型，建立磁力耦合模型，分析了不同磁矩时压电振子的磁力变化特性；对所设计压电振...
船用汽轮机极端变工况流场扰动及稳定运行特性 摘要：为辨识船用汽轮机极端变工况下流场扰动机理，确保其安全稳定运行，建立了高功率密度汽轮机全尺寸三维通流及结构模型，引入高精度多层网格划分技术，结合欧拉多相流模型与湍流模型，提出了适用于汽轮机大范围变工况的内部稳态和瞬态流场数值计算方法。开...
双列反向台阶型机械密封空化流动与冷却机理 摘要：基于计算流体动力学建立了考虑空化效应的双列反向瑞利台阶型机械密封热流体动力润滑（THD)数值模型，并研究了THD特性和空化流动规律。研究结果表明，在双列反向瑞利台阶中发生大面积空化现象，形成低温区域，进而对液膜端面和密封环体产生了显著...
执行器约束下基于轨迹学习的核正则化最优迭代学习控制 摘要：针对非重复性轨迹跟踪和执行器可能超限的问题，提出了一种基于先前轨迹学习的核正则化最优迭代学习控制算法(KROILC)，在迭代过程中利用输入输出的测量值，使用基于核的正则化方法估计系统的脉冲响应，展示了脉冲响应估计领域几种常用核的零均值...
空间薄膜天线变形/姿态耦合动力学与控制 摘要：针对空间薄膜天线自旋过程中柔性体多尺度耦合动力学建模与控制难题，提出了一种薄膜天线混合建模与姿态解耦控制策略。采用绝对节点坐标法的薄板单元与圆截面梁单元建立了薄膜-空心撑杆混合单元动力学模型。引入薄膜非线性本构描述薄膜天线作动过程中张...
管道内缺陷影响下的内检测器密封盘振动疲劳研究 摘要：管道内检测器在经过管道缺陷时会加剧其密封盘的振动和疲劳损伤，影响检测可靠性并引发检测安全事故。借助ABAQUS软件研究了密封盘在管道内缺陷处的界面接触振动特性，重点探讨了接触振动的行为演化、衰减函数、疲劳脆弱点位置与疲劳寿命之间的内在...
模块化多胞元永磁推力轴承的承载特性 摘要：永磁推力轴承具有转速高、噪声小和无摩擦等优势，但承载能力较低，同时现有的结构不具有通用性。提出了一种模块化多胞元结构的永磁推力轴承，以4块永磁体为一个胞元，通过改变胞元的数量和排列方式实现了多种嵌套和交叉结构的轴承。基于有限元软件构建...
电动涡旋压缩机柱销防自转机构载荷优化 摘要：针对电动涡旋压缩机柱销防自转机构因接触载荷较大导致的容易磨损甚至断裂的问题，研究了改善柱销防自转机构载荷的方法。通过分析动涡盘受到的自转力矩，研究了气体力和旋转背压油作用力引起的自转力矩随转速的变化规律，建立了自转力矩作用下含间隙柱销...
SiC硬脆材料纳米切削的亚表层损伤与塑性去除机理探析 摘要：采用分子动力学法与微观切削实验法对SiC塑性去除机理展开研究。研究发现，切削弹性期的SiC受挤压诱导产生的晶格高畸变效应导致原子矢量位移出现与切削运动方向相反的回流运动趋势，而切削中期弹塑性变形区的原子矢量位移出现涡流运动趋势。研究结...
一种压电换能器等效电路参数的实时测量方法 摘要：现有压电换能器等效电路参数测量方法较复杂且容易影响换能器的正常工作，难以做到对换能器等效电路参数的实时测量。在分析换能器相频特性的基础上提出了一种基于最小二乘法拟合的压电换能器等效电路参数实时测量方法，并设计了相应的测量系统。该方法通...
基于深度学习的KDP晶体三维已加工表面形貌预测 摘要：以单点金刚石车削加工磷酸二氢钾( KH2PO4 ，KDP)的已加工表面形貌为研究对象，采用连续小波变换和功率谱密度方法提取已加工KDP晶体三维形貌的低频、中频、高频的波长和幅值作为样本集，将切削参数作为关键变量，建立双向长短期神经网络...
基于强化学习自适应鲁棒控制的异构双阀协调控制策略研究 摘要：采用小流量伺服阀和大流量比例阀并联驱动同一个执行元件的异构双阀电液伺服系统具有成本低、流量大、精度高的优势，但当系统参数发生变化或受到内外扰动时，其控制性能和稳定性会急剧下降。为此提出一种融合强化学习SAC（softactor-cri...

基于母板滑动策略的大理石板材排样算法 摘要：为了解决大理石板的下料问题，确保成品矩形板材的纹理和色差一致，同时提高材料的利用率，采取轮廓提取算法对大理石母板可排样区域进行轮廓提取，提出了基于母板滑动策略的矩形件排样方法。采用齐头切约束下的最低水平线算法构建样件域，提出融合人工蜂...
不确定服役环境下废旧零部件损伤-质量状态映射模型 摘要：服役环境的不确定性使得废旧零部件的质量评估变得复杂。提出了一种基于Dirichlet分布的损伤-质量状态映射模型，该模型通过分析废旧零部件失效行为来确定主要失效特征，采用多项分布对零部件损伤量数据进行数学抽象，选取Dirichlet分...

集成流体与温度控制的液滴型数字PCR微流控芯片设计与应用 摘要：数字聚合酶链式反应(dPCR)因高灵敏度、高准确度以及绝对定量的特点，成为分子生物学和临床诊断领域的重要工具，但仍面临集成度不高、样本使用量大及流体控制难等问题。设计了一种集成快速阀门系统和自动加热系统的液滴型dPCR微流控芯片，同时...
膝踝关节外骨骼人机匹配性设计与优化 摘要：针对现有外骨骼与人体腿部协调性差的问题，设计了一种基于人机匹配性的膝踝关节外骨骼。通过动作捕捉系统采集下肢关节运动的时空数据，结合生理膝关节滚滑运动特性，设计了能够适应人体膝关节运动瞬心的J字形运动轨迹的四杆机构，提出了模拟膝关节运动...
双驱动器仿肺软体机器人建模与变形分析 摘要：针对图像引导放射治疗带来的额外辐射剂量问题，以环节动物的肌肉静水结构为启发设计了一种双驱动器仿肺软体机器人，体外模拟人体肺部的呼吸变形。对仿肺软体机器人进行了三维建模和有限元仿真，由仿真结果可知，加装轴向驱动器能增加仿肺软体机器人变形...

Ti/A1双金属薄壁件激光辅助旋压成形规律 摘要：针对Ti/Al双金属薄壁锥形件室温成形几何精度和力学性能较差的问题，提出使用激光辅助剪切旋压成形的方法来改善工件性能。对变形前沿的温度场进行分析，建立了激光功率需求随时间的变化模型。理论分析表明，通过控制激光功率增长曲线可以实现温度场...
连退机组直火加热工艺与控制技术的开发 摘要：基于高斯分布的直接火焰冲击热流密度模型，结合直接火焰冲击加热烧嘴的特性、烧嘴的布置情况及其与带钢的位置关系，将空烧补偿热量以类侧墙辐射的方式作用到带钢上，建立了带钢横向线热流量分布模型。根据此模型分析边部烧嘴天然气流量折减变化对带钢横...
基于河冰细观结构的超声辅助切削仿真分析及验证实验 摘要：以松花江河冰为研究对象，从河冰细观结构研究入手，结合超声辅助切削验证实验，对超声辅助切割冰块的效果以及提高生产效率的可行性进行分析。仿真结果表明，对于晶体复杂的天然河冰，超声辅助切削能减小约 38% 的切削力。验证实验表明，超声辅助切...
联合收获机割台纵向高度-横向倾角协同仿形系统设计与试验 摘要：为提高联合收获机割台纵向高度与横向倾角的协同仿形能力，并提高仿形装置的检测灵敏度，设计了一种割台协同仿形系统。系统由曲臂式仿形检测装置、割台升降与调平液压系统、PLC控制单元、HMI显示屏及手动调控模块等组成。通过对比分析直臂式与曲臂...
大型风洞双转轴机构精密重载减速器研制及应用 摘要：为减小堵塞度，严格控制某大型连续式跨声速风洞双转轴机构装备尺寸，研制出一种用于大负载双转轴机构的小体积、高扭矩、高传动精度的减速单元。通过对比分析渐开线行星、摆线针轮、谐波及蜗轮蜗杆传动等常用精密减速方式，提出了成熟摆线针轮RV传动与...
基于AMESim-PID-Kriging的通航发动机空燃比控制可靠性分析方法 摘要：为解决通航活塞发动机空燃比控制可靠性的精度和效率问题，提出一种融合AMESim-PID联合仿真和自适应Kriging模型的可靠性分析方法。依据工作原理推导活塞发动机进气、排气、燃烧系统物理模型，建立基于AMESim平台的参数化仿真模型...
大型民用飞机机身对接区双面均衡夹紧装置设计 摘要：为提高机身对接区装配效率，拟采用一体化的挤胶制孔装配工艺，该工艺需实现对接区的均衡夹紧，保证密封胶的均匀挤出并有效抑制孔加工导致的层间间隙。以某大型民用飞机机身对接区典型工况特征为例，设计了一种双面均衡夹紧装置，通过有限元仿真量化表征...
百吨级双桥刚性矿用自卸车功率分流型混动系统设计及控制策略研究 摘要：针对露天矿自卸车传统机械式传动系统与串联式电传动系统存在的动力性不足、燃油经济性不佳等问题，提出了一种适用于百吨级双桥刚性矿用自卸车（简称“矿卡”)的功率分流(PS)型混合动力系统及其确定性规则动力切换控制策略。利用MATLAB/Si...
基于时空风险场的智能车辆轨迹规划 摘要：为描述及规避智能车辆行驶时面临的不同维度风险，提出了一种基于时空风险场的双层轨迹规划方法。将交通要素划分为抽象要素和具象要素，分别建立基于高斯分布函数的抽象要素时空风险场和基于空间向量的具象要素时空风险场，以表征智能车辆在纵向、横向和...