中国机械工程

2025年09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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基于多维复向特征融合与CNN-GRU的转子不平衡量识别方法 摘要：现有的无试重不平衡量识别算法采用优化算法框架，通过大量迭代运算以逐步逼近最优解，这类策略普遍收敛速度迟缓且易陷入局部极值。为此，利用神经网络直接学习并解析不平衡振动响应与不平衡量之间的复杂映射关系，进而实现不平衡量的高精度识别。通过转...
航空燃油管路焊缝分区域建模及其对管路力学特性影响研究 摘要：飞机燃油管路包含弯管、分支管和焊缝等多种结构，在外部载荷及内部流体耦合作用下表现出复杂的流固耦合力学行为。通过金相检测和微拉伸试验获取了焊接区域的微观结构参数，构建出具有不同局部结构的高精度燃油焊接管路有限元模型。模态试验结果表明，试...
针对地铁车辆晃动的轨道几何不平顺敏感波长分析 摘要：针对直线电机地铁车辆横向晃动问题，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...
基于内聚力模型的某型挂钩悬挂失效分析 摘要：针对某型挂钩在进行挂载试验时阻铁镉镀层脱落造成阻铁下滑而导致悬挂物悬挂姿态发生偏转甚至有掉落风险的问题展开研究。基于内聚力模型建立了预设垂直裂纹和界面裂纹的挂钩挂载有限元模型，通过裂纹损伤因子判定裂纹失效形式，并构建了止动臂/阻铁的局...
基于CPU-GPU的超音速流场N-S方程数值模拟 摘要：为深入分析超音速流场的特性并提高数值计算效率，设计了一种高效的加速算法。该算法充分利用中央处理器-图形处理器(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...
一种运动可解耦的Stewart型并联机构的正运动学及奇异性 摘要：六自由度并联机构的正运动学方程非线性且强耦合，一般不具有符号式正解，不利于机器人的实时反馈控制。设计了一种在结构上弱耦合但在运动上可解耦的“7-4”式SteWart型并联机构，解析求解了正运动学方程和杆长协调方程，并开展了奇异性研究。...
基于电液类比原理的水导激光水压脉动衰减器滤波特性 摘要：供液系统低频压力脉动 (0～500Hz) 导致的水束不稳定是水导激光（WJGL）中急需解决的问题。设计了一种利用柔性衬里耦合振动及Herschel-Quincke管(HQ管)反相位相消原理实现双重滤波的水压脉动衰减器。采用一维解析法及...
磁流变液环境下密封副非线性磨损行为研究 摘要：为研究磁流变液摩擦动力学行为对密封副磨损机理的影响，建立表面粗糙度与铁粉耦合效应下的动态密封磨损模型，利用ANSYS对其进行微观接触力学仿真分析，并通过自制往复式动态密封磨损试验装置测试不同表面粗糙度活塞杆样本在两种介质下的摩擦磨损性...
高刚度空间套筒展开机构级间锁紧技术研究 摘要：针对目前套筒机构应用于分体式空间望远镜展开中难以实现高刚度锁紧的问题，提出一种用于长焦距甚大口径空间望远镜次镜套筒式支撑的展开机构级间锁紧方案。通过建立胀紧瓣与套筒内壁的接触模型，探究了锁紧过程中胀紧瓣与套筒间法向接触情况以及载荷分布...
Si₃N₄ 耐高温全陶瓷向心关节轴承磨损性能研究 摘要：针对高温工况下 Si3N4 耐高温全陶瓷向心关节轴承的接触特性和磨损性能进行研究。基于热力耦合有限元仿真方式对关节轴承内外圈温度场进行分析，利用自研的高温关节轴承试验机开展磨损试验，通过扫描电子显微镜和能谱仪对内外圈不同接触区域的磨损...
黏土环境下六足机器人抬腿阻滞力学模型研究 摘要：六足机器人在黏土环境下行走时常发生沉陷且脱困受阻，对其行走稳定性及能耗等方面均产生了负面影响。考虑黏土的黏附特性及抗剪特性，建立了六足机器人在发生沉陷时的抬腿阻滞力学模型，揭示了足端沉陷量与抬腿阻滞力之间的相关性。设计并搭建了足地力学...
基于Paris模型的滚动轴承全周期疲劳寿命预测 摘要：为预测滚动轴承疲劳寿命，根据轴承裂纹扩展方式建立了修正临界平面，将裂纹由二维扩展转化为三维扩展。将Smith-Watson-Topper-疲劳指标参数(SWT-FIP)法与应力-疲劳寿命(S-N)曲线相结合，基于修正临界平面法和修正P...

深孔零件轴线直线度误差的在线测量与评定技术研究 摘要：为实现深孔零件轴线直线度误差的精准在线测量，融合电涡流位移传感器、电磁超声换能器、旋转编码器和激光干涉仪构建了一种多传感器集成式在线测量系统。通过分析空间样点集的排列分布状态，提出了基于正余弦分布特性的粗大误差过滤法，并利用卡尔曼滤波...
基于共振解调新方法的滚动轴承故障诊断 摘要：为实现滚动轴承微弱特征提取与故障诊断，提出了一种基于子带重构重排-双树复小波包变换（SRR-DTCWPT)与峰值频率提取的共振解调新方法。基于SRR-DTCWPT的频带划分方法较为精细，并且在保持DTCWPT近似平移不变性和谱能量泄漏...
基于贝叶斯优化多尺度DenseNet的离心泵声信号故障诊断方法 摘要：由于一维特征向量不能保留时间特征信息，而神经网络对图像识别具有良好效果，因此尝试用离心泵故障声信号构建的图像数据集开展离心泵故障诊断，提出贝叶斯优化多尺度DenseNet的离心泵声信号故障诊断方法。将一维时间序列声信号经过格拉姆角场转...
快速单曝光高动态范围高反光金属表面缺陷辨识算法研究 摘要：基于细节增强手段以及循环一致性生成对抗网络(CycleGAN)提出了一种快速单曝光高动态范围(HDR)的高反光金属表面缺陷辨识算法。将输入的低动态范围图像转换为HSV颜色空间，经导向滤波处理后得到亮度层和细节层；利用CycleGAN网...
基于改进樽海鞘群算法的机械臂多目标轨迹规划研究 摘要：提出了一种基于改进樽海鞘群算法(SSA)的机械臂多目标轨迹规划模型，以同时优化效率、能耗和冲击三个目标。利用人工势场法(APF)进行路径规划，得到机械臂抓取物料的最短、无碰撞路径，并提取关键运动序列，建立多目标函数。针对多目标樽海鞘群...
以热图像为输人的基于ResNet的机床主轴热误差建模方法 摘要：为了获得高精度高泛化的机床热误差模型，提出了以热图像为输入的基于ResNet的数控机床主轴热误差建模方法。构建以热误差取整为标签的热图像数据集，训练以热图像为输入的热误差ResNet分类预测模型。在此基础上，针对机床热误差时序序列的回...

面向高端装备的金属激光增材制造技术发展与应用 摘要：综述了金属激光增材制造技术在高端装备制造中的创新应用与发展，介绍了其基本原理与优势，涵盖实现复杂结构的一体化制造、材料与结构的优化设计，以及部件的性能提升；探讨了激光增材制造技术在新材料开发、新工艺创新、新结构设计和新功能集成等方面为...
FDM全彩色3D打印机颜色匹配标定算法研究 摘要：对所开发的全彩色熔融沉积建模(FDM)3D打印机混色效果进行试验分析，验证了所设计的混色喷头的混色均匀性。在此基础上提出了基于FDM3D打印聚乳酸(PLA)丝材和BP神经网络的RGB-CMYKW颜色匹配标定算法。将CMYW四色丝材按照...
基于多尺度模拟的选区激光熔化金属件疲劳性能预测 摘要：为研究金属选区激光熔化(SLM)工艺参数、成形件微结构及疲劳性能之间的关系，建立了“工艺-微结构-性能”三元多尺度数值模型。为了分析不同工艺参数下温度场、速度场和气孔缺陷的演化过程，研究了考虑反冲力等多物理场耦合现象的介观熔池动力学过...

基于R-GRA的云制造协同服务主体评价研究 摘要：针对传统云制造模式下协同服务主体评价过程中存在的评价指标选取不全面、评价信息处理不合理等问题，提出了一种基于粗数-灰色关联度分析(R-GRA)的云制造协同服务主体评价新方法。首先，综合考虑云制造服务主体的生产能力、经济能力、组织能力、...
基于改进YOLOv5s的风电叶片表面缺陷检测方法 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，依据目标识别技术提出一种基于改进YOLOv5s算法的风电叶片表面缺陷检测方法。首先将YOLOv5s算法的原始骨干网络用渐进特征金字塔网络(AFPN)替换，增强了网络的学习能...

自锁状态下钳剪抓一体属具接触性能研究 摘要：为了提高钳剪抓一体多功能属具中功能转换机构自锁性能的可靠性，研究了该机构在自锁状态下的接触性能，并基于测试条件设计了该机构的原始样机和测试样机，然后进行了测试研究。设计了功能转换机构的样机，提出了一种基于滑块-滑槽的自锁机构。在充分考...
移动载荷作用下输电线路的动力响应分析 摘要：针对巡检设备对输电线路振动激励大、振动机理不明确的问题，通过研究移动载荷对输电线的动力学特性，探究其动力响应及振动规律。提出了一种三维动态非线性柔索模型，并对巡检机器人进行了动力学建模;采用联合拉格朗日-里兹法对移动载荷输电线耦合系统...
新型可变形串联管道检测机器人：设计、建模及实验 摘要：面向油-气管道日常维护和检测的重大需求，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，该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...
基于ResGNNet多模态融合的油气管道缺陷等级磁记忆定量识别 摘要：针对油气管道磁记忆信号特征自动提取及缺陷等级定量识别难题，提出一种结合残差神经网络和图神经网络的多模态融合模型即ResGNNet模型。采用金属磁记忆检测仪采集L245N管线钢不同深度缺陷的磁记忆原始信号。为实现特征的自动提取，保留原始...

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