全部分类/
农业与职业/
中国机械工程

中国机械工程

2026年07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。

扫码免费借阅

目录

快速导航

机械基础工程 | 脉冲调制涡流检测涂层系统的减薄缺陷检出概率分析

机械基础工程 | 脉冲调制涡流检测涂层系统的减薄缺陷检出概率分析

摘要：针对热障涂层系统中的涂层减薄缺陷，采用线性回归模型分析了不同频率的脉冲调制波与脉冲调制波载波频率对应的正弦波对涂层减薄缺陷的涡流检测结果，确定了脉冲调制涡流检测的优势。建立了热障涂层系统涂层减薄缺陷的脉冲调制涡流检测仿真模型，并基于仿真结果构建了三种回归模型拟合实验数据，所提模型能较好地表征实验数据与缺陷尺寸之间的关系。对回归结果进行检出概率分析，通过接收者操作特征曲线确定了检出概率的阈值，
机械基础工程 | 四川盆地凉高山组聚晶金刚石复合片钻头优化设计与应用

机械基础工程 | 四川盆地凉高山组聚晶金刚石复合片钻头优化设计与应用

摘要:以南充某井 ϕ215.9mm 井眼凉高山水平井段为研究对象,针对高研磨性地层特点,采用粒子群-黏菌优化算法进行力平衡设计,最终制定了6刀翼双排齿异轨高差混合布齿的设计方案。设计的聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在凉高山地层钻井作业中共使用2只,与其他钻头对比,进尺和机械钻速表现出色。第一只钻头的总进尺约为前序3只钻头的总和,创造了该地层中最长单趟进尺记录;第二只钻头下井钻进96.2
机械基础工程 | GCr15/GCr15SiMn摩擦副在瞬时高应力启动过程中的静动摩擦转化特性

机械基础工程 | GCr15/GCr15SiMn摩擦副在瞬时高应力启动过程中的静动摩擦转化特性

摘要:为探究摩擦副在瞬时高应力启动过程中的静动摩擦转化特性,搭建了模拟工况静动摩擦的测试装置,开展了GCr15SiMn/GCr15摩擦副的静动摩擦转化实验和仿真,研究了接触应力和加速度对静动摩擦转化过程的影响规律。研究结果表明,随着接触应力的增大,微凸体发生塑性变形,减弱了微凸体间的互锁作用,导致静动摩擦因数减小;随着加速度的增大,微凸体间的互锁作用增强,导致静摩擦因数增大,但动摩擦因数无明显变化。
机械基础工程 | C60微量润滑铣削GH4169切削力预测及工艺参数优化

机械基础工程 | C60微量润滑铣削GH4169切削力预测及工艺参数优化

摘要:镍基高温合金在航空航天等领域应用广泛,但加工时刀具磨损严重、切削力大且效率低,传统润滑技术难以改善切削性能。针对上述问题,引入C60纳米流体切削液改善切削区润滑条件,降低刀-工界面摩擦并抑制热积累。构建考虑纳米流体摩擦特性和冷却效果的切削力建模方法,结合斜角切削理论、镜像热源法与Johnson-Cook本构方程计算切削力。铣削实验结果显示,该模型能量化纳米流体润滑下摩擦与冷却的协同作用,预测切削力平均误差为6.73%,纳米流体润滑下切削合力峰值较常规切削液降低19.6%。进一步提出基于Pareto最优解的粒子群优化算法多目标优化策略,构建加工效率与切削力的多目标评价体系,优化工艺参数后,切削合力减小了5.7%,加工效率提高了36.33%。
机械基础工程 | 温度与载荷协同作用下深地钻具径向轴承的表面损伤行为

机械基础工程 | 温度与载荷协同作用下深地钻具径向轴承的表面损伤行为

摘要:采用 ANSYS 仿真分析了深地钻具径向轴承在温度、载荷协同作用下的应力/应变分布状态。仿真结果表明,最大等效应力/应变出现在硬质合金/焊料界面(焊接界面)和硬质合金/硬质合金界面(摩擦界面)附近;温度显著提升应力/应变水平,300℃下的最大等效应力/应变较100℃下的最大等效应力/应变增大约2.5倍;轴承两端的摩擦应力高于中间区域,且更易发生黏着磨损。上述仿真结果与实地服役轴承的
机械基础工程 | 滞留容积对微型二维活塞泵容积效率的影响与优化

机械基础工程 | 滞留容积对微型二维活塞泵容积效率的影响与优化

摘要: 结合理论分析、数值理论及实验测试, 深入探讨了倒灌、轴向泄漏、周向泄漏等因素对微型二维活塞泵容积效率的影响。研究结构表明, 倒灌现象是造成容积效率下降的主要因素; 减小滞留容积可有效减小倒灌流量、提高容积效率, 35 MPa 压力下的容积效率较原滞留容积时提高 13 个百分点。
机械基础工程 | 考虑铣削静动态特性及时变刀具磨损的铣削稳定性判别方法

机械基础工程 | 考虑铣削静动态特性及时变刀具磨损的铣削稳定性判别方法

摘要:增大铣削加工参数可提高加工效率,却易产生加工颤振的问题,因此提出一种同时考虑铣削静动态性能和时变刀具磨损影响的稳定性判别方法。先依托铣削力模型建立考虑径向切削深度与刀具直径的三维铣削叶瓣稳定图,确定基础加工参数。再通过频域信号处理剔除主轴转频干扰,判别实际加工的铣削稳定性;同时基于铣削刃口系数变化监测刀具磨损,并将磨损因素融入判别体系。铣削稳定性在线判别实验结果表明,所提方法在保证工艺稳定的前提下提高了材料去除率。
机械基础工程 | 基于变径轮廓优化的控压节流阀线性设计

机械基础工程 | 基于变径轮廓优化的控压节流阀线性设计

摘要:针对深井及超深井控压钻井节流阀开度与压降非线性导致的控压精度不足问题,提出了基于变径轮廓优化的多类型节流阀线性设计方法。通过建立阀芯行程与节流面积的动态映射关系,并结合黏性流体总流伯努利方程、Leibniz定理,以及动能和面积的修正机制,对筒形阀芯和楔形阀芯的轮廓进行优化设计。实验结果表明,筒形阀、楔形阀在0~100%有效行程范围内的压降线性相关系数分别达到0.9932和0.9919,验证了所提方法可实现节流阀的全行程线性控压。
机械基础工程 | 基于摩擦状态的缸套表面区域划分

机械基础工程 | 基于摩擦状态的缸套表面区域划分

摘要:为有效划分缸套-活塞环润滑状态,以YTRC2110D柴油机为对象开展等效摩擦试验,分析了缸套不同位置摩擦因数的变化规律,确定了不同润滑状态的临界位置并进行区域划分,探究了分区复合润滑结构的影响。研究发现:上下止点附近区域的润滑状态为边界润滑,正弦填充复合润滑结构在边界区域的减摩效果最佳;中间区域的润滑状态为流体润滑,多级润滑结构的摩擦因数最小;过渡区的润滑状态为混合润滑,正弦织构填充与圆织构复合润滑结构摩擦因数的最大减小值为53.66%。
机械基础工程 | 锤上模锻钳夹式双气缸末端执行器的设计

机械基础工程 | 锤上模锻钳夹式双气缸末端执行器的设计

摘要:为实现高温锻件的稳定抓取,设计了一种钳夹式双气缸驱动末端执行器。通过运动学、动力学及有限元分析确定了关键结构参数,设计了中封型气动系统及PLC控制系统,并开展了夹持性能试验。试验结果表明,末端执行器两个气缸的最大行程分别为33.1 mm和32.3 mm,最大作用力分别为1178.1 N和752.9 N,调速阀开度在60%时的系统响应性能最佳,对不同位置的锻件具有较好的夹持适应性,能
机械基础工程 | 基于改进重建网络的镁合金激光焊缝缺陷检测

机械基础工程 | 基于改进重建网络的镁合金激光焊缝缺陷检测

摘要:针对镁合金激光焊缝表面缺陷形态复杂、特征不明显,以及漏检与误检率高等问题,提出了基于改进重建网络的无监督缺陷检测方法。通过ASPP、CBAM、SSPCAB模块的引入,以及多尺度特征融合模块MSFFM的添加,提高了网络特征提取与异常目标定位的能力,增强了缺陷位置的重建精度与相邻网络层间的特征信息融合,并在自建与公共数据集上进行了验证。所提方法可对镁合金焊缝表面的小样本复杂形态缺陷进
机械基础工程 | 超声空化微磨粒协同抛光改性 TC17钛合金的机理

机械基础工程 | 超声空化微磨粒协同抛光改性 TC17钛合金的机理

摘要:针对航空发动机叶片TC17钛合金表面质量与力学性能的提升需求,提出了超声空化微磨粒协同抛光改性方法,构建了考虑微磨粒扰动的空泡演化和非均质成核速率预测数学模型,搭建了高速摄影及抛光改性试验平台,研究了超声频率对空化行为和改性效果的影响。结果表明,超声频率20 kHz下的空泡云聚集性和指向性最强,空泡溃灭冲击作用更显著,有效改性能量较40 kHz提高38.5%。相较于原始样品,改性后样品的表面粗糙度减小24.9%,显微硬度提高16.0%,残余压应力提高134.1%,表层金相组织宽度减小28.3%。研究揭示了超声空化微磨粒协同抛光改性机理。
机械基础工程 | 基于混合熵的变工况铣削振动状态无监督辨识方法

机械基础工程 | 基于混合熵的变工况铣削振动状态无监督辨识方法

摘要:针对现有变工况铣削振动状态辨识技术在精准性与高效性的局限性,提出一种基于混合熵的无监督辨识方法。以基于偏差补偿子带自适应滤波的铣削力信号降噪为切入点,通过对信号模糊熵与功率谱熵的加权求和获取铣削振动状态混合熵;借助协同聚类模型对混合熵进行无监督学习及分类,进而依据信号采样时间历程,输出变工况铣削振动状态的辨识结果。实验表明,所提方法训练模型仅需16.55 s,且无需样本,优势显著。
机械基础工程 | 高温换热器电磁超声SV波斜入射检测的试验研究与应用

机械基础工程 | 高温换热器电磁超声SV波斜入射检测的试验研究与应用

摘要:针对高温设备埋藏缺陷缺乏高效无损检测方法的问题,采用电磁超声SV波斜入射成像技术开展了试验研究与工程应用。提出了电磁超声SV波缺陷的定位方法,制作了含缺陷平板刻槽试块与对接焊缝试块,并完成缺陷定位和定量的检测验证。最后,将该技术用于高温换热器检测工程实践。试验与工程实践结果表明,该技术可实现高温设备内部典型缺陷的定位与定量检测。
机械基础工程 | 半转扇翼双翼布局对气动特性的影响

机械基础工程 | 半转扇翼双翼布局对气动特性的影响

摘要: 半转扇翼是一种新型活动叶轮扇翼, 通过半转扇翼双翼的合理布局可有效提高半转扇翼飞行器的气动性能。采用数值分析方法寻找不同翼型组合的气动变化规律, 探索了翼间距和高度差对前后翼气动特性的影响。研究结果表明: 不同翼型组合形成的气动耦合作用影响后翼偏心涡的形成与稳定, 改变双翼升推力的分布; 翼间距和高度差的变化对升力改变不明显, 但对推力提升的效果显著; 与J型单翼和C型单翼的气动力之和相比, J-C型双翼升力减小7.8%, 推力增大20.6%。
机械基础工程 | 后倾乘员在MPDB碰撞中的腰椎生物力学响应与胸部损伤风险

机械基础工程 | 后倾乘员在MPDB碰撞中的腰椎生物力学响应与胸部损伤风险

摘要:为研究后倾乘员在50%重叠移动渐进变形壁障碰撞中的腰椎生物力学响应及胸部损伤风险,采用THUMS人体有限元模型并按照2024版C-NCAP法规进行了三组仿真。仿真发现,后倾乘员脚部与内饰踏板的接触会显著影响乘员下潜的发生概率;若后倾乘员在碰撞过程中出现“勒脖子”现象,则胸部最大压缩量可能无法有效评估胸部损伤风险;随着靠背倾角的增大,腰椎椎体所受轴向压缩力增大;不同姿态下的腰椎弯曲旋转中心与最大弯曲力矩椎体存在对应关系;后倾乘员的腰椎整体表现出大幅度的S形侧倾运动,腰椎承受压缩、弯曲、侧倾三种载荷。
智能制造 | 基于分解策略混合算法的DAJSP求解

智能制造 | 基于分解策略混合算法的DAJSP求解

摘要:针对分布式装配作业车间调度问题(DAJSP),以最小化最大完工时间为目标,建立了混合整数线性规划(MILP)模型,提出了一种融合贪心策略的遗传-禁忌搜索算法(GTSAIGS)。将DAJSP分解为工件加工与产品装配的两阶段问题,在加工阶段采用启发式算法优化,针对装配阶段的调度问题设计了一种高效的贪心算法进行快速求解。40个算例的测试结果表明,相比于整体优化方法,GTSAIGS分解策略减少了计算耗时,提高了求解质量,进而验证了所提算法的有效性和优越性。
智能制造 | 考虑低碳的柔性作业车间分批调度方法

智能制造 | 考虑低碳的柔性作业车间分批调度方法

摘要:针对中小制造企业普遍采用的柔性作业生产模式,建立了包含碳排量、完工时间和制造成本的多目标分批调度模型,并采用改进NSGA-Ⅱ算法求解。为提高调度灵活性与求解效率,采用4层染色体编码方式。提出最大批次数搜索方法以确定合理的分批范围。采用改进的优先工序交叉(POX)算子以避免工序叠加产生的非法解。引入自适应变异算子,以动态调整变异概率、提高算法的全局搜索能力。公开算例和实际案例验证了算法的有效性和适用性。
智能制造 | 考虑异构运输资源的柔性作业车间集成调度问题

智能制造 | 考虑异构运输资源的柔性作业车间集成调度问题

摘要:针对天车与自动引导小车构成的异构运输资源在柔性作业车间中的集成调度问题,以最小化最大完工时间和总能耗为优化目标,提出一种融合强化学习机制的多目标进化算法。设计了三种混合初始化策略以提升种群质量与多样性;引入强化学习以实现遗传算子参数的自适应控制,构建基于关键路径的混合邻域结构以同时优化最大完工时间和总能耗,引导算法高效探索高质量解空间。最后,通过消融实验与对比实验验证了所提算法在求解异构运输资源柔性作业车间调度问题中的有效性与稳定性。
智能制造 | 考虑运输资源限制的动态柔性车间调度问题及自适应竞争重构算法

智能制造 | 考虑运输资源限制的动态柔性车间调度问题及自适应竞争重构算法

摘要:针对具有运输资源的动态柔性车间调度问题设计了两阶段自适应竞争重构算法(TACRA)。初始阶段,TACRA在静态环境中运行。一旦机器故障发生,TACRA进入重调度阶段。TACRA包含可增强算法探索与开发能力的删除算子和重构算子,以及基于算子历史性能的自适应选择机制。15个测试实例中,TACRA分别在反向世代距离、超体积和适应度上取得11、15和15个最优结果。
智能制造 | 机床位置伺服系统的正交反馈-前馈补偿方法

智能制造 | 机床位置伺服系统的正交反馈-前馈补偿方法

摘要:为提高机床反馈-前馈控制系统的补偿效果,基于广义又积提出一种传递函数为 Φ₁ 、前馈控制器为 1/Φ₁ 的正交反馈-前馈复合控制系统。单位阶跃响应显示该复合控制系统的鲁棒性远强于最佳二阶系统。蒙特卡洛法仿真与机床加工实验表明,该复合控制系统加工误差也远小于最佳二阶系统,证明正交反馈增强闭环的鲁棒性,前馈控制提高稳态性能,正交反馈与前馈控制的结合可提高机床加工精度。
智能制造 | 具有双资源约束的分布式装配混合流水车间调度

智能制造 | 具有双资源约束的分布式装配混合流水车间调度

摘要: 针对具有双资源约束的分布式装配混合流水车间调度问题, 提出一种基于知识驱动的迭代贪婪(KDIG)算法。采用基于知识的 NEH(Nawaz-Enscore-Ham)初始化策略, 生成初始解决方案。基于问题特征设计了4种局部搜索算子。局部搜索算子与Q学习机制的结合使个体在迭代更新时动态选择最优的局部搜索算子, 从而显著提升个体在搜索过程中的效率。KDIG算法与5种主流算法在81个大型实例上的测试结果表明, KDIG算法优于其他对比算法。
智能制造 | 考虑客户满意度的模糊柔性作业车间调度优化方法

智能制造 | 考虑客户满意度的模糊柔性作业车间调度优化方法

摘要:针对离散制造企业单件小批量、高定制化导致完工时间不确定、客户满意度差的问题,建立了以完工时间、平均及最小客户满意度为目标的模糊柔性作业车间调度模型,提出一种改进多目标进化算法对模型进行求解,引入基于种群分布的自适应交叉变异策略平衡全局及局部搜索。设计了基于满意度结构的知识驱动邻域搜索策略,通过调整关键路径的关键块与非关键块工序,以缩短完工时间、提高客户满意度。基于多组基准算例的对比分析结果验证了所提模型及算法的有效性。
服务型制造 | 机械产品的多源适应性更改影响力零部件识别

服务型制造 | 机械产品的多源适应性更改影响力零部件识别

摘要:针对机械产品的适应性更改,提出多源适应性更改影响力零部件识别方法。根据零部件间的更改传播影响关系,构建产品适应性更改传播网络,识别多源更改的耦合节点和耦合路径。基于向量余弦分析耦合节点受不同更改源影响时属性变化的相关性,计算多源更改时耦合路径的上游节点对下游节点的直接传播影响强度。考虑多源更改传播路径的耦合作用,调整传播强度以量化节点的影响力。以某型号汽车尾板装置为例验证了所提方法的可行性和合理性。
服务型制造 | 考虑制造资源竞拍方案组合的平台订单接收与调度优化

服务型制造 | 考虑制造资源竞拍方案组合的平台订单接收与调度优化

摘要:针对制造平台竞拍机制下的订单接收与调度问题,提出一种考虑制造资源竞拍方案组合的优化方法。以制造资源提交的子任务竞拍方案集为输入,以子任务间的工艺关联关系、同一制造资源的任务调度等为约束,构建了考虑平台收益和行业用户满意度的订单接收与调度混合整数线性规划模型。提出了自适应大规模邻域搜索算法,设计了三层染色体编码结构、邻域关联移除算子、基于笛卡儿积搜索策略的修复算子以及制造资源调度方案
先进材料加工工程 | 基于环件偏移量和圆度误差的轧辊运动轨迹自适应控制

先进材料加工工程 | 基于环件偏移量和圆度误差的轧辊运动轨迹自适应控制

摘要:针对环件轧制过程中的失稳、失圆问题,提出一种基于环件偏移量和圆度误差的轧辊运动轨迹自适应控制方法。首先建立环轧有限元模型,计算环件偏移量和圆度误差;随后对现有软件进行二次开发,设计了基于偏移量的导向辊控制器、基于圆度误差的芯辊控制器、基于圆度误差的锥辊控制器,以及基于三种辊的综合控制器。结果分析表明,综合控制方法能克服单一控制的局限性,显著减小偏移量和圆度误差,有效提高环件轧制的稳
先进材料加工工程 | 多因素影响的铝蜂窝夹层结构热固化变形预测及验证

先进材料加工工程 | 多因素影响的铝蜂窝夹层结构热固化变形预测及验证

摘要:针对铝蜂窝夹层板在热固化过程中变形机制不清晰的问题,结合理论分析、有限元仿真与实验探讨了蜂窝板结构刚度、界面摩擦力、发泡胶等影响因素。基于铝蜂窝夹层板的结构与制造工艺建立了几何模型与固化理论模型,结合Fourier热传导定律和能量平衡原理描述了胶膜的热反应与化学反应,并用Path-dependent模型分析了固化变形。仿真与实验所得结果吻合度较高,验证了仿真模型的准确性。研究发现,结构刚度与变形量呈显著负相关;变形量随界面摩擦力的减小而减小;发泡胶膨胀系数增大时,埋件周边的局部最大变形量增大,且小膨胀系数更利于保持平面度。
工程前沿 | 考虑车轮踏面斜率影响的高速列车轮轨磨损系数研究

工程前沿 | 考虑车轮踏面斜率影响的高速列车轮轨磨损系数研究

摘要:针对高速列车轮轨磨损大、现有轮轨车辆磨损系数在评估轮轨磨损特性时存在显著偏差的问题,基于台架试验与仿真,在Archard磨损模型基础上结合轮轨材料特性,提出考虑车轮踏面斜率的轮轨磨损系数研究方法。试验测定与仿真验证的结果表明,在载荷、摩擦因数、相对滑移速度相同条件下,考虑车轮踏面斜率时轮轨的接触应力与最大磨损速率均较大,接触斑面积与磨损系数均较小,且接触斑面积缩减率非线性增大。
工程前沿 | 基于模型标定与泵阀动态匹配的液压挖掘机启动压力冲击改善

工程前沿 | 基于模型标定与泵阀动态匹配的液压挖掘机启动压力冲击改善

摘要:针对液压挖掘机启动阶段泵阀匹配滞后导致的压力冲击大与速度振荡问题,提出了基于动力学参数标定与泵阀动态匹配的旁路节流-进油节流混合调速方法。构建含连续可微摩擦项的拉格朗日动力学模型,采用激励轨迹优化与最小二乘法辨识惯性参数和摩擦模型参数,并设计基于神经网络的压力反馈控制器,实现主泵排量与卸荷阀开度的动态匹配。试验表明,该方法在保持速度响应的同时使启动压力冲击减小19.12%~35.43%,提高了启动平稳性与操控性。
工程前沿 | 多源进汽可变通流式汽轮机技术研究

工程前沿 | 多源进汽可变通流式汽轮机技术研究

摘要:针对新型电力系统建设背景下火电机组参与深度调峰导致运行经济性降低的问题,提出“多源进汽可变通流”汽轮机技术,通过重构蒸汽通流路径动态调整通流面积,构建多设计工况点通流,实现了机组全工况高效运行。汽轮机高压缸采用三段式变焓降通流结构,可在“串联”与“并联+串联”模式间灵活切换,在调峰工况下仍能维持较高蒸汽参数。热力系统建模及经济性分析结果表明,该技术具备先进性、可行性和工程应用价值。
工程前沿 | 汽车乘员舱多节点传热模型仿真方法的研究及应用

工程前沿 | 汽车乘员舱多节点传热模型仿真方法的研究及应用

摘要:基于耦合的一维模型和三维模型建立了汽车乘员舱多节点传热模型的仿真方法,开展了乘员舱部件材料的热物性参数测试和整车环境仓热舒适性测试,并对该仿真方法的计算精度进行了分析。仿真与试验测试结果表明:相比单节点传热模型仿真,多节点传热模型仿真的乘员头部温度预测精度更高,误差在5%以内,可满足工程应用。对某MPV车型的空调出风口设计方案的评估表明,该仿真方法可有效指导汽车乘员舱热舒适性能开发与方案设计。

过往期刊

更多

猜你喜欢

上海外国语大学电子阅览室