中国机械工程

2025年04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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专题策划：航空航天复杂关键构件高性能制造控形与控性研究序言 ...

γ-TiA1合金的加工特性及能场辅助技术研究进展 摘要： γ -TiAl合金密度小、比强度高，具有优异的高温抗氧化性能，在航空航天领域有着广泛的应用潜力,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...
强迫定位装夹对航空复合材料构件几何-物理装配性能的影响与协同保障 摘要：航空用复合材料大尺寸薄壁构件自身成形精度较低、面内翘曲变形大，装配误差累积易在配合连接部位出现不期望的几何间隙与外形超差，在工程中通常采取施加局部装夹力的强迫方式予以被动消减,但此种方法会引发不均衡的装配内应力分布甚至内部损伤等质量问...

基于模糊线性自抗扰的薄壁件机器人铣削切深控制 摘要：弱刚性的大型薄壁零件在机器人减薄加工过程中会出现较大的变形和振动，使得工件表面加工质量下降,剩余壁厚精度难以保证。为此，采用音圈电机驱动的随动支撑头进行振动和变形抑制，并提出了基于模糊线性自抗扰控制(FLADRC)的薄壁件机器人铣削切...
不等前角变螺旋圆弧立铣刀瞬时铣削力建模与系数标定方法 摘要：不等前角变螺旋立铣刀可有效抑制加工颤振，提高加工表面质量，并可有效降低刀具崩刃风险,然而，因各齿刀刃几何参数各异，现有模型已难以实现其切削力的准确预测，为此,提出了不等前角变螺旋圆弧立铣刀的切削力精确建模与系数标定新方法。给出了变螺旋...
基于参数映射的开式整体叶盘流道铣削路径生成方法 摘要：针对整体叶盘类零件流道的粗加工问题，提出了一种变层厚曲面分层的加工策略，并根据整体叶盘类零件流道宽度变化的特点，在任一切削层曲面，利用测地偏移原理确定流道两侧刀具路径边界，确定步长和路径条数，提出了一种沿着流道纵向铣削的走刀路径规划方...
基于离散点云构造径向线的螺旋加工轨迹规划方法 摘要：针对基于离散点云难以直接生成高效准确的连续光滑刀位轨迹的问题，提出了在点云上直接构造径向线的方法,通过径向线插值生成螺旋加工轨迹。对于径向线构造,提出了基于特征描述子边界识别方法，提取边界点作为径向线两端点;以点云上两端点之间最优离散...
航空发动机精锻叶片榫头加工夹具设计 摘要：航空发动机精锻叶片是典型的复杂曲面薄壁零件，对叶片榫头进行铣削加工时，不仅定位困难而且极易产生变形和振动。针对上述问题，提出了精锻叶片多点夹紧的夹具设计方法，并设计了一种低应力硬装夹工装夹具。利用静力学分析对装夹位置进行优化，对仿形元...
纳米碳球切削液的润滑性能及机理研究 摘要：探究了纳米碳球切削液应用于难加工航空齿轮钢(15Crl4Co12Mo5Ni2W)切削中纳米碳球粒子对切削液的润滑增强作用。首先构建了金属切削的切削力模型，分析了切削润滑与切削力的关系；进一步，联合摩擦磨损试验和铣削试验，从摩擦因数、磨...

C/SiC复合材料激光超声复合加工螺纹缺陷控制及拉伸性能分析 摘要：C/SiC复合材料常用于制作高温复合材料紧固件，但在常规加工(CM)下，螺纹特征完整度低且表面存在纤维拔出、基体破碎等损伤微观缺陷，使其难以满足高性能连接的要求。采用激光超声复合切削技术(L-UHM)开展了C/SiC复合材料螺纹特征加...
挤压-切削制备可控厚度的双层梯度结构带材的新工艺及机理 摘要：为解决超细晶材料强度高但延展性低的问题，设计了独特的挤压刀具及挤出通道，使材料在挤压、摩擦和切削的耦合作用下，一步制备厚度可控的双层梯度结构超细晶带材。采用数值模拟与试验相结合的方法对双层梯度结构纯铜带材的成形过程进行分析与研究,探索...
超声辅助纳米流体微量润滑车削钛合金实验研究 摘要：将超声振动切削加工技术与纳米流体微量润滑技术相结合，开展了不同振动方向和切削速度下的钛合金超声辅助纳米流体微量润滑车削实验，分析了金刚石、石墨烯和金刚石/石墨烯复合纳米流体与超声振动的协同作用机理。研究结果显示，不同润滑方式下，施加不...
高体积分数SiCp/A1复合材料电解-机械组合低磨损加工方法研究 摘要：为了解决高体积分数铝基碳化硅(SiCp/AI)复合材料在常规机械加工方法下存在的刀具磨损严重、表面质量差、加工效率低等问题，提出了电解-机械组合的加工方法，开展了高体积分数 60% ）SiCp/Al复合材料的组合加工试验。结果表明，在...
基于细观仿真建模的CFRP纵-扭超声铣削材料去除机理研究 摘要：为揭示碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)纵-扭超声振动铣削材料去除机理，展开了CFRP细观切削仿真研究。分析了纵-扭超声振动铣削运动学特性，建立了CFRP材料三维细观切削模型。仿真对比了传统切削与纵-扭超声振动切削在不同纤维方向角下...

锥度球头刀四轴铣削TC4残余应力梯度分布反解 摘要：商用航空发动机大型复合材料风扇叶片前缘金属加强边的内外型面精加工采用定制化锥度球头刀四轴铣削方式完成，该阶段引入的加工残余应力常常引起过大的弯扭变形而导致零件尺寸超差。针对锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4,提出了一种基于薄板加工变形测试...
热机载荷下GH4169G车削-喷丸加工表面完整性的演化机理 摘要：以航空发动机用镍基高温合金GH4169G为研究对象，开展服役条件下车削-喷丸复合加工表面完整性演化机理研究。通过模拟服役环境的热机载荷试验，分析了热载荷、机械载荷以及热机载荷对表面完整性的作用形式，建立了表面完整性控制的热机载荷模型和...
400℃高周疲劳下TC17超声冲击强化表面状态演化规律研究 摘要：以TC17钛合金为研究对象，通过超声冲击强化工艺试验、表面状态测试分析和 400°C 高周疲劳试验，分析了超声冲击强化表面粗糙度、表面几何形貌、表层残余应力、表层显微硬度和表层微观组织等表面状态特征在 400°C ...
砂布轮抛光航空发动机叶片温度仿真与试验研究 摘要：在ANSYS软件中使用矩形热源加载的方法仿真得到了砂布轮抛光叶片过程瞬时温度场，研究了抛光过程中叶片表面和沿叶片厚度方向的温度分布，并探究了工艺参数对抛光温度的影响规律。结果表明：随着抛光加工的进行，抛光温度分布逐渐趋于稳定，当抛光温...

全向运动仿生腿运动学及动力学建模与实验 摘要：介绍了一种新型3自由度串并混联型腿部机构——全向运动仿生腿，并对该腿部机构进行数学建模。基于全向运动仿生腿的特殊构型和运动形式，提出了一种多方法联合的运动学建模方法，根据不同部分的特点分别应用旋量法和几何法进行单独运动学建模，再结合影...
基于多保真度代理模型的混凝土泵车臂架销轴轻量化设计 摘要：销轴作为混凝土泵车臂架系统中关键的连接和支撑部件，如何在保证安全的前提下实现结构轻量化是设计过程中值得关注的问题。基于控制参数构建了空心哑铃销轴的参数化有限元模型；通过高、低保真度模型的相互扰动和高、低保真数据的合理算时分配，建立了精...
交变激励下钢轨表面裂纹的磁场畸变量重构 摘要：交流电磁场交变激励下磁场畸变响应(畸变量)与钢轨滚动接触疲劳裂纹形态参数的关系尚不明确，提出了一种函数化重构交流电磁场磁场畸变响应的方法。在对某重载铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹表面开口长度、椭圆比和内部倾角等形态参数的全寿命周期取样观测基...
基于虚拟激励法的地铁车辆排障器疲劳失效研究及拓扑优化 摘要：排障器是地铁车辆重要的安全保障装置。通过线路试验及理论研究对排障器失效原因进行调查分析发现，排障器的一阶固有模态 (95.7Hz) 与小半径曲线钢轨波磨的通过频率 95Hz 接近，从而导致排障器共振，这是排障器过早发生疲劳失效的主要原...
基于频域前馈自适应算法的车内噪声主动控制仿真与试验分析 摘要：针对目前广泛应用于车内噪声主动控制领域的时域前馈自适应算法(TFxLMS)存在计算量大、收敛速度慢、稳定性差等问题，基于快速傅里叶变换与分块计算思想提出了一种频域前馈自适应算法（FFxLMS)。通过数值仿真比较了FFxLMS算法和TF...
连续多稳态齿轮元胞机械超结构及其力学性能 摘要：为拓展机械超结构形式、优化机械超结构动态调节能力，设计出一种微观齿轮单元结构，在二维平面内周期性排列形成超结构。从结构设计原理和稳定性方面对该超结构进行了分析，表明所设计的超结构能够实现力学性能连续、稳定调节。通过有限元模拟的方法分析...
基于YOLOv5s的精密视觉检测系统快速调焦方法 摘要：针对视觉检测系统在测量时因受生产精度、装配误差等外界因素影响，图像存在离焦模糊的问题，提出了一种基于YOLOv5s的精密视觉检测系统快速调焦方法，该方法采用粗精结合调焦策略。首先利用训练的YOLOv5s模型搜索清晰成像的景深区间，准确...
基于知情构造理论的单材料柔性机构拓扑优化 摘要：针对柔性机构在拓扑优化过程中因设计子域数增加而使设计域外径与内径的子域交接点产生材料分布进而导致拓扑结构设计子域内优化空间过少影响结构整体性能的问题，基于知情构造理论提出了单材料柔性机构拓扑优化模型，该模型通过材料属性的描述以及属性参...

制造发展的新趋势 编者按2024年8月，时任国际生产工程院（CIRP）主席的教授在第73届CIRP大会上以《制造变革性发展的新时代》为题作开幕致辞，致辞以传承性的历史纵深感与前瞻性的技术洞察力引发制造领域研究人员的广泛共鸣。致辞不仅追溯了古代东西方文明对“物...
制造变革性发展的新时代 附文尊敬的各位来宾、女士们、先生们、亲爱的同事们和朋友们：我怀着喜悦的心情热烈欢迎各位来到风光旖旎的塞萨洛尼基参加第73届国际生产工程院（CIRP）全体大会。能够站在这里，见证来自各国学术界和工业界的杰出人士齐聚一堂，我深感荣幸。你们...

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