中国机械工程

2026年01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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数智赋能共赴新程 岁序常易，华章日新。当新岁的曦光穿透晨雾，2025年已携着“十四五"规划的收官之卷悄然逝去。这一年，是时光长河中跃动的金鳞，既沉淀着过去砥砺奋进的星霜，又闪烁着未来蓝图初展的晨星;既镌刻着千万人步履铿锵的印记，又孕育着新征程破土而...

服役环境影响下的材料载流摩擦学行为研究进展 摘要：综述了服役环境影响下的材料载流摩擦学行为研究进展，重点总结了环境湿度、温度、气体成分，以及横风、气压等因素下的载流摩擦学性能及电弧的动态衍化行为；阐明了不同服役环境下的载流磨损机制以及受影响产生的水、冰、氧化膜等第三介质对摩擦副磨损损...
聚电解质改性聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能 摘要：为了提高聚醚醚酮(PEEK)的摩擦学性能，提出了“先改性，后成形"方法。通过紫外光引发将亲水性3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐（SPMK)接枝到PEEK粉体表面，再热压制备PEEK-SPMK复合材料，分析了PEEK改性后在不同工况...
混合润滑共形接触表面摩擦学特性演变的加速试验方法 摘要：提出一种混合润滑共形接触表面摩擦学特性演变加速试验设计方法。该方法基于“降黏加速”思想，保持粗糙峰接触状态不变，仅通过增加粗糙峰相互作用频率实现摩擦学性能的加速演化。在Plint TE-92摩擦磨损试验机上对所提加速试验设计方法进行了...
温度电场耦合下纳米结构碳膜的摩擦学特性及机理 摘要：在 SiO2 基体上分别制备了纳米结构（非晶及石墨烯纳晶)碳膜，利用自主设计的多物理场耦合往复式摩擦学实验装置，研究了不同纳米结构的碳膜在温度电场耦合作用下的摩擦学特性。室温下，纳米结构碳膜摩擦因数的主要影响因素为电场；摩擦副温度为 ...
基于宏微观摩擦接触模型的湿式摩擦元件温度场失效概率分析 摘要：为精确量化湿式摩擦元件的温度场失效概率问题，先建立热-机械耦合仿真与单对粗糙峰接触模型实时交互的宏微观摩擦模型获取温度，再构建温度场失效概率统计模型。利用核密度估计建立失效参数的概率密度函数，采用蒙特卡罗模拟进行了概率计算。试验结果表...

复杂工况下磨齿机主轴运行模态的分析方法 摘要：针对磨齿机主轴服役状态下振动形式复杂、模态特征难以有效识别的问题，提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解与相关性分析的方法。采用有限元模态分析方法定义频带范围，采用小波阈值分级法保留模态特征信息。采用倒频谱法编辑信号，以识别并剔除...
面向涡轮盘榫槽凹圆弧表面的滚压参数优化 摘要：为解决GH4169高温合金涡轮盘桦槽凹圆弧区域应力集中导致疲劳寿命缩短的问题，研究了滚压参数对加工表面完整性指标和试件疲劳性能的影响规律和机理。研究结果表明，增大滚压力可显著改善表面质量，提高试件的疲劳性能;增加滚压次数可进一步改善表...
基于约束线的瞬轴求解方法 摘要：目前，空间瞬轴的主流求解方法为代数法，但机构稍复杂时代数法难以应用。从机构自由度本质为约束的观点出发，将机构运动副的约束用构件间的约束线来等效，研究了构件约束线数量及几何关系与构件自由度之间的关系。研究了构件约束线的性质与传递规律，证...
气动肌肉驱动六自由度并联平台的高精度位姿控制 摘要：针对气动肌肉输出力特性复杂、六自由度并联平台具有较大参数不确定性和模型不确定性等控制难点，采用反步法设计了基于关节空间的交叉耦合自适应鲁棒控制器，以增强关节协同运动的控制能力。该控制器为两层级联结构，每层包含一个在线参数估计模块和一个...
真空原子氧辐照下 MoS₂/Zn 薄膜的摩擦磨损性能 摘要：采用磁控溅射技术制备了 MoS2/Zn 润滑薄膜，研究了原子氧 MoS2 薄膜摩擦磨损性能的影响规律。结果显示， Zn 的掺入促使 MoS2 沿平行于(O02)晶面的方向择优生长，薄膜结构致密有序，可有效抑制原子氧向薄膜内部侵蚀。转速...
未知环境下机器人打磨自适应变阻抗恒力控制 摘要：为解决未知环境下环境参数的不确定导致的机器人恒力打磨自适应调节能力不足的问题，提出一种未知环境参数实时估计的机器人自适应变阻抗恒力控制方法。该方法将自适应滑模控制作为内环控制，将环境参数估计与自适应变阻抗控制作为外环控制。机器人平台实...
环境随机性与载荷时序性耦合作用下齿轮疲劳损伤的预测 摘要：为准确评估风电齿轮在服役工况下的疲劳损伤，提出一种融合环境随机性与载荷时序性的预测框架，利用非线性损伤修正模型计算并分析了不同风速对齿轮疲劳损伤的影响规律。结果表明，低风速段的齿轮弯曲疲劳损伤由高频低幅循环应力主导，极端载荷累积显著加...
可轮换用动平台三自由度并联机构的拓扑设计及其性能分析 摘要：根据基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法，设计了一种通过轮换使用动平台产生两种输出运动的三自由度并联机构。分析计算了该机构在两种模式下的以下特性：包括方位特征、自由度和耦合度的拓扑特征；符号式位置正反解、工作空间和奇异性的运动...
转子倾斜状态下的指尖密封动态性能 摘要：针对转子倾斜对指尖密封性能的影响，建立了考虑转子倾斜的指尖密封三维有限元模型，提出了相应的泄漏率计算方法。研究了转子倾斜基准位置和倾斜角度对密封位移、接触压力、泄漏间隙及流道的影响规律。研究结果表明：转子倾斜显著增大系统泄漏率，2&#...
高参数 CO₂ 混合气体干气密封湍流润滑双向耦合热力变形特性 摘要：针对高速、高压工况下 CO2 混合气体干气密封实际气体效应、湍流效应及端面热力变形显著的问题，建立了考虑实际气体与湍流效应的 CO2 混合气体干气密封双向耦合热力变形模型，采用有限差分法与有限单元法联立求解，分析了 CO2 混合气体干...
带测量误差的设备非线性退化建模与剩余寿命在线预测 摘要：现有的剩余寿命在线预测方法通常基于贝叶斯理论更新随机退化模型的漂移参数，但未更新扩散参数，为此，提出一种同时更新漂移与扩散参数的新方法。建立了考虑多种退化模式的随机退化模型，并依据首达时间原理推导出寿命及剩余寿命概率密度函数。先采用极...
行星滚柱丝杠副热特性研究现状 摘要：行星滚柱丝杠副在长时间高速重载的工况下会堆积大量热量，使系统内部温度升高，产生热变形，导致其润滑性能变差甚至机构失效。通过行星滚柱丝杠副的结构特点揭示其热特性机理，从热源分析、热特性分析方法、温升与热力耦合、热变形、热误差及其优化等方...

基于端到端深度学习模型TOPO-U型网的结构拓扑优化方法 摘要：针对结构拓扑优化中的“灰度单元”问题和“计算成本”挑战，提出一种基于端到端深度学习模型TOPO-U-Net的结构拓扑优化方法，该模型包括高低阶特征提取模块、深度可分卷积、组归一化，并设计了一种基于中间密度单元偏移函数的评价方法。实验结...
基于多源传感信息融合的智能刀柄及系统的设计 摘要：为有效监测加工过程中的物理特征，准确判断异常工况，优化加工工艺，设计了基于多源传感信息融合的智能刀柄及系统。基于力敏感元件、刀柄结构模态与刀柄振动等有限元分析，构建了多源传感智能刀柄系统；结合温度传递的时间序列神经网络建模等方法，实现...
密度梯度的IWP点阵结构力-能协同响应 摘要：三周期极小曲面点阵结构是一种基于数学曲面的轻量化结构，广泛应用于增材制造领域，其中IWP(I-wrapped package)因轻质高强度适用于航天轻量化设计，且因力学性能可调控具有医用潜力。设计了一系列相对密度相同的IWP点阵结构，...
基于轻量化高分辨率网络的双目视觉定位与测量 摘要：针对基于特征点检测的双目视觉测量效率低、神经网络计算复杂度高等问题，提出了基于轻量化高分辨率网络(HRNet)的双目视觉定位与测量方法。轻量化HRNet以HRNet为基准，先替换卷积模块、缩减参数量，再引入Transformer提取全...
高端旋转机械剩余使用寿命预测及其不确定性量化评估方法 摘要：针对高端旋转机械剩余使用寿命预测中的准确性和不确定性量化问题，提出了基于变分深度高斯过程(VDGP)的预测方法。通过构建深度高斯过程更新模型实现不确定性的递推量化，并采用诱导点和变分推断提高大数据的处理能力。C-MAPSS和风机行星齿...

边缘场景下计及驾驶员认知处理过程的驾驶风险场模型构建 摘要：人-车共驾过程中，驾驶员的情绪变化会导致认知变化，进而改变车辆风险场，为此构建了一种考虑驾驶员认知-情绪状态的人因风险场模型。首先通过驾驶模拟器实验收集并分析车辆行驶数据和驾驶员生理信号;随后标定人因风险场中的驾驶员因子;最后通过六自...
复杂地形环境下无人步履式挖掘机的车身姿态规划方法 摘要：非结构化地形作业中，无人步履式挖掘机的姿态规划对底盘稳定性与作业安全起着至关重要的作用。针对车身姿态控制问题，提出一种基于多目标优化的姿态规划方法。建立底盘的七自由度运动学模型，并利用NURBS曲线生成步行腿轨迹。以姿态偏差和能耗为优...
煤矿掘进工作面锚网自动绑扎装置研究 摘要：为提高锚网绑扎效率及质量，设计了一种锚网自动绑扎装置。基于发明问题解决理论对手持执行器、动力驱动装置、软轴传动机构进行了结构设计，并建立了锚网自动绑扎装置的三维模型。建立了无刷直流电机可换向调速控制系统模型，电机响应速度、输出扭矩均满...

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