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中国机械工程

中国机械工程

2024年01期

《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。曾入选国家期刊方阵“双高”期刊，获三届国家期刊奖、三届全国百强科技期刊。

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| 履践致远与时偕行

| 履践致远与时偕行

2023已走入历史，2024正崭新开启。过去的一年，是风雨兼程、前行不辍的一段征程。在百年未有之大变局的演进过程中，科技创新这个“关键变量”又为强国建设的宏伟画卷增添了瑰丽色彩。中国科技人在基础研究领域取得重大原创成果，关键技术攻关实现新的突破：“中国天眼”发现纳赫兹引力波存在的关键证据，新款忆阻器存算一体芯片成功研制，介入式脑机接口试验成功，量子计算原型机“九章三号”成功构建，国家太空实验室正式
机械基础工程 | 超疏水表面加工技术及耐磨性能研究进展

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摘要：当前制备的超疏水表面耐磨性能普遍较差，因而其在各领域的应用受到限制。研究表明微纳结构和低表面能是实现功能表面超疏水性能的关键因素，因此，首先基于超疏水表面作用机制，对超疏水表面织构进行了归纳，旨在通过优化表面织构来解决微纳结构易磨损难题；然后对超疏水表面加工技术进行了梳理总结，从成本和效率两个方面分析了降低表面能的措施，为拓展超疏水表面加工体系提供思路；进而详细总结了超疏水表面耐磨性的分析手
机械基础工程 | 氢电锂电通勤飞机分布式推进系统匹配设计

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摘要：针对通勤类飞机总体设计参数和飞行任务剖面需求，根据氢电锂电推进系统架构方案，提出了推进系统参数匹配方法和能源动态平衡管理策略。以19座级通勤飞机作为验证对象，对其动力装置和储备能源进行了选型和管理研究。根据选型的分布式推进气动布局方案，进一步采用全析因试验设计方法分析了螺旋桨转向对飞机气动特性的影响，获得了有利于飞机巡航状态的螺旋桨转向配置方案。关键词：通勤类飞机；燃料电池；参数匹配方法
机械基础工程 | 无传动间隙的3K行星齿轮减速器设计

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摘要：3K行星齿轮减速器的啮合齿轮副存在齿侧间隙，使得传动链中引入了传动间隙，导致传动精度降低以及换向冲击。为消除3K行星齿轮减速器的传动间隙，利用3K行星齿轮传动中行星架不参与力矩传递的特性，提出了一种柔性行星架以消除传动间隙，并通过仿真分析验证了所提消隙机构的有效性。通过配齿及效率优化实现了高效的正向和反向传动。研制样机并进行了传动精度、滞回特性、正弦响应误差、正向传动效率、反向传动效率以及反
机械基础工程 | 重复使用飞行器分布式连接结构振动及疲劳研究

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摘要：准确计算重复使用飞行器与发动机之间分布式连接结构的振动特性及疲劳寿命是确保航天运输系统安全运行的前提和基础。以分布式连接结构为研究对象，用实验验证了有限元仿真方法的可行性，从时域和频域探究了分布式连接结构的振动特性，计算了不同工况下分布式连接结构的疲劳寿命。研究结果表明，连接结构滞回曲线的有限元结果与实验结果吻合较好；在不同激励频率的循环载荷作用下，连接螺栓发生应力增长或应力衰减，出现疲劳效
机械基础工程 | 外肢体机器人驱动单元低速死区自适应补偿方法

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摘要：为提高外肢体机器人高功率密度驱动单元的控制精度，提出一种低速死区自适应补偿方法。首先基于最小二乘系统辨识与阻尼辨识方法建立驱动单元模型，然后提出驱动单元的计算力矩控制方法，最后提出驱动单元的低速死区自适应补偿方法，并进行了实验验证。研究结果表明，与传统PID控制方法相比，采用计算力矩控制方法后驱动单元最大角度跟踪误差减小了约53%，平均角度跟踪误差减小了约38%；在计算力矩控制方法的基础上，
机械基础工程 | 镍基高温合金的热机械疲劳寿命预测模型研究

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摘要：针对发动机热端部件常用材料镍基高温合金GH4169进行了200～450 ℃及400～650 ℃条件下的同相位热机械疲劳（TMF）试验，考虑TMF条件下多晶材料在弹性阶段产生的微观损伤应变能，提出一种适用于多晶材料的TMF寿命预测模型，并结合试验数据确定模型参数；采用GH4169、IN718、DD8三种高温合金对该模型的TMF寿命预测能力进行评估，结果表明，提出的寿命模型预测精度高于TMF寿命
机械基础工程 | 小模数齿轮传动的时变啮合刚度计算方法

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摘要：小模数齿轮传动中心距较小，其动态性能对中心距误差非常敏感，且中间级齿轮常被设计在固定轴上高速旋转，齿轮中心孔与轴之间存在间隙，考虑这些特征，建立了中心距误差与轴孔配合间隙影响下的齿轮啮合特性参数与时变啮合刚度计算模型，研究了二者对啮合刚度的影响规律。研究结果表明：中心距误差会改变齿轮副的重合度与啮合刚度；轴孔配合间隙使实际中心距围绕理论中心距上下周期性波动，导致整个周期内啮合刚度强化区域与弱
机械基础工程 | 一种基于自适应Kriging集成模型的结构可靠性分析方法

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摘要：基于Kriging模型的复杂结构可靠性分析结果高度依赖于Kriging模型的拟合精度，在构建Kriging模型的过程中，不同相关函数和回归函数的选择均会影响模型精度。为解决模型的不确定性对可靠性分析结果的影响，同时兼顾计算效率和精度，基于Kriging模型和蒙特卡罗模拟（MCS）方法，提出了一种结合自适应集成策略和主动学习函数的结构可靠度计算方法。该方法考虑Kriging模型的建模不确定性，
机械基础工程 | 采用径向转向架的大轴重内燃机车曲线通过研究

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摘要：为探究径向转向架在33 t轴重内燃机车的可行性，从径向转向架的概念、结构和原理出发，为大轴重内燃机车提供了一种径向转向架方案。在多体动力学软件中建立动力学模型，对比研究了采用径向转向架和传统转向架的重载机车通过曲线时导向轮对的黏着系数、蠕滑率和磨耗功。通过计算分析发现，与传统转向架相比，径向转向架可以减少车轮的滑动量，提高机车通过曲线时的黏着利用率，降低轮轨磨耗和左右车轮的不一致磨耗，降低轮
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摘要：针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题，提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先，基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析，确定摆动插刺机构各构件的尺寸；其次，在ADAMS中构建机构模型并进行轨迹分析；最后，通过实验样机进行缝合实验。实验结果表明，设计的缝合机构可将实际缝合厚度不足3 mm提高到8 mm，并在缝合过程中形成稳定线
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摘要：产品架构表征了物理组件间排列与组合的方式，可以促进产品的多样性和部件共享，更好满足客户个性化需求。开放式设计可以支持客户参与产品开发，开放式产品架构为个性化产品开发提供了平台策略。为了更加深入地研究产品架构理论及应用，阐述了架构的概念与作用及单一产品架构、产品族架构和开放式产品架构的特征、联系和区别，从架构开发模式、架构开发策略和架构组织管理等方面剖析了产品架构的演化历程及其内在动因。系统梳
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摘要：现有的电梯导轨故障诊断研究存在水平振动分类数据稀缺，训练和测试数据集分布差异较大等问题。提出了一种仿真数据驱动的长期服役电梯导轨故障迁移诊断方法。首先构建电梯轿厢的水平动力学模型，将不同类型的导轨故障激励作为系统输入进行仿真，获得丰富的轿厢水平异常振动数据；然后融合残差网络和卷积注意力机制来提取故障特征，采用子领域自适应方法实现无监督场景下源域与目标域条件分布的对齐；最后使用不同工况下的电梯
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摘要：针对机器人误差模型建立后的误差补偿问题，提出一种改进的伪目标迭代算法。该算法用每次迭代中生成新的伪目标来修正关节角，从而不断减小机器人实际误差。完善了伪目标迭代算法流程，提出了5种新的不同的伪目标生成方法，分析了各种方法的特点和适用场景。结合多种伪目标生成方法提出了一种集成算法，进一步提高误差补偿精度。使用HSR-JR612机器人进行仿真实验，仿真结果表明，算法耗时在毫秒级别，补偿效果好，集
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摘要：以轻质夹芯板类结构件为主要研究对象，根据结构的断裂破坏形式，开展了结构自修复设计和实现方法的研究。通过增材制造技术完成结构样件的制备，并进一步通过实验测试对比分析了修复后结构力学性能的恢复效果。研究结果表明所设计的夹芯板自修复结构对裂纹具有较好的修复能力，修复后结构的抗压力学性能恢复到原结构的85.6％。关键词：鞘翅；轻质结构；自修复；增材制造；裂纹中图分类号：TB17 DOI：1
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目录

| 履践致远 与时偕行

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