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面向智能响应的多功能机械超材料设计与应用

面向智能响应的多功能机械超材料设计与应用

摘要：机械超材料通过结构单元拓扑设计、多材料配合与尺度协同设计，使材料在宏观层面获得超越天然材料的力学性能调控能力，为突破自然材料约束提供了新思路，在航空航天、深海探测和智能装备等领域具有广阔的应用前景。近年来，随着物理原理创新、设计方法优化和制造方法升级，机械超材料正由单一性能设计，向多功能集成、可编程响应与外场调控方向演进。多功能机械超材料不局限于实现低频减振、负泊松比、各向异性等单一性能，还能通过结构重构实现力-位移曲线、泊松比和波传播行为的动态调节，打破了机械超材料设计后性能固定的局限性。本文系统回顾了面向智能响应的多功能机械超材料的研究进展与发展趋势，重点聚焦准零刚度、负泊松比、带隙调控等功能的机械超材料实现可编程设计与外场驱动多模态的研究现状，并对该项技术的未来发展趋势提出了设想，包括研究应聚焦于高效集成的单胞设计、多物理场耦合下的原位调节模拟与精确设计，基于新型物理机制、智能材料与先进制造技术推动机械超材料从被动设计走向主动智能，实现其在复杂工况下的广泛应用。
机械 2026年08月12日
高强度金属棒料精密剪切分离技术研究进展

高强度金属棒料精密剪切分离技术研究进展

摘要: 金属棒料切断分离的下料工序是大多数机械零件成形制造的第1 道工序。传统冲床剪切和带锯锯切的工艺方法由于存在不同程度的切断力大、断面质量差、生产效率低和材料浪费等问题，难以适用于中大直径的高强度金属棒料的高效精密切断。依据剪切下料的锻压设备类型及加载速度，将处于研究及推广状态的高强度金属棒料的精密剪切分离技术分为低速和高速两类，从工艺原理、设备类型、断面质量以及剪切效率等方面对不同精密剪切分离技术进行了探讨。相比于传统下料技术，高速精密剪切分离技术切断效率及断面精度更高，并提出了该技术进一步的研究方向。
机械 2024年11月06日
基于智能制造的焊接材料新特征

基于智能制造的焊接材料新特征

摘要：制造业是国民经济的主要支柱，是工业提质增效转型升级的主力军。当前世界制造业正在向智能制造转变，各工业强国纷纷投入新工业革命的竞争当中，美国提出了“ 美国先进制造业国家战略计划” ，德国提出了“ 工业4.0计划” ，日本提出了“ 智能制造系统” ，国内在实施制造强国战略方面也提出了促进制造业创新发展，明确智能制造的主攻方向，助推智能制造一体化向高端化迈进的长远规划。焊接技术是制造业不可或缺的重要手段，智能焊接技术更是智能制造的重要主攻方向，已成为促进产业优化与提升“ 智造” 水平的关键因素。基于智能制造大背景下，不断涌现出新型的智能焊接技术，但其发展始终需要以焊接材料作为支撑，尤其是在智能制造背景下，焊接材料的研制面临着新的需求和挑战，只有不断提升焊接材料品质，赋予焊接材料新的特征，才能实现智能制造下优质高效焊接技术的不断发展和应用。面向全球智能制造发展浪潮，本文讨论了智能制造背景下焊接自动化与智能化的发展现状，梳理了焊接场景与焊接材料的匹配关系，归纳了新一代焊接材料应具备的特质，提出了焊材质量评价的新要素，总结了新时代浪潮下焊材制造技术所面临的新挑战，并对未来焊接材料的发展提出展望。
机械 2024年05月23日
冷金属过渡技术在异质连接及增材制造中的应用

冷金属过渡技术在异质连接及增材制造中的应用

摘要：冷金属过渡（CMT）技术是在传统MIG/MAG焊基础上开发的一种改进型熔化极气体保护焊，具有热输入低、飞溅小、成形美观、绿色高可靠等一系列优点，广泛应用于航空航天、海工装备、车辆工程等领域。概括了冷金属过渡技术的原理及特点，重点介绍了冷金属过渡技术在异种金属焊接、薄板焊接、增材制造等的研究应用，以及目前存在的一些问题及未来需要研究的重点和方向。
机械 2026年05月26日
镍及镍合金基电镀金刚石线用镀液的研究进展

镍及镍合金基电镀金刚石线用镀液的研究进展

摘要：[目的]电镀金刚石线是硅片切割等精密加工领域的重要工具，其性能与电镀液组分对金刚石附着力和镀层均匀性的影响密切关联。[方法]综述了氯化物、硫酸盐及氨基磺酸盐三类电镀液体系在镍及镍合金基电镀金刚石线中的研究进展。[结果]优化电镀液组分可促进金刚石颗粒的定向附着，提高镀层均匀性和致密性，从而显著提升金刚石线的切割效率与精度。[结论]未来研究应聚焦环保型镀液开发、成本降低及电镀效率提升，以满足高效精密加工的需求。
机械 2026年07月13日
1100MPa级别超高强度工程机械用钢的开发

1100MPa级别超高强度工程机械用钢的开发

摘要: 采用低碳当量成分设计，开发了一种1 100 MPa 级别超高强度工程机械用钢。对不同回火温度条件下的试验钢的力学性能进行了实验研究，同时也对试验钢的焊接性进行了实验研究。结果表明: 试验钢淬火后，经回火温度200～250℃，回火时间30min，具有较高强度与良好低温冲击韧性，且具有良好的焊接性能。
机械 2024年03月08日
激光封接金属与玻璃的研究现状

激光封接金属与玻璃的研究现状

摘要：玻璃和金属是工业中常见的两种材料，在物理和化学性质上均具有独特的性能。近年来，玻璃和金属的封接体由于其独特的性能而获得了关注，并且应用在医疗、航空航天和微电子等行业中。然而，传统的金属与玻璃的封接技术会导致热物理性质的差异而形成残余应力和界面的连接失效。激光焊接技术具有高精度、能量集中和快速加工的特点，从而在玻璃与金属的加工中得到了迅速的应用。介绍了传统封接金属与玻璃的应用和弊端，并对比分析了激光焊接金属和玻璃的研究进展。还对激光封接金属与玻璃的未来方向提供了思路，可以作为研究和应用激光封接金属与玻璃的一个借鉴。
机械 2026年05月21日
摩擦伏特效应的内涵、研究现状及展望

摩擦伏特效应的内涵、研究现状及展望

摘要：旨在探讨摩擦伏特效应及其在能量收集与智能传感器中的应用。半导体异质结界面发生滑动时，摩擦会激发界面电子-空穴对，电子-空穴对在半导体界面电场作用下发生定向迁移，产生直流电，这一过程被称为摩擦伏特效应。基于摩擦伏特效应的机械能收集器件被称为摩擦伏特纳米发电机。摩擦伏特纳米发电机能够直接输出直流电，且具有低阻抗的输出特性，因此受到广泛关注。首先阐述摩擦伏特效应的内涵，总结摩擦伏特效应研究中的关键科学问题：电子-空穴对激发机制与界面电场形成机理。其次介绍摩擦伏特效应在能量收集以及智能传感方面的应用及其优化方法。围绕摩擦伏特效应中的能量传输规律，提出摩擦伏特效应研究中的摩擦学问题以及表界面工程问题，以及几何结构非对称和摩擦诱导界面非对称因素对摩擦伏特效应存在潜在贡献的观点。最后指出摩擦伏特效应未来的研究将呈现多元化、智能化的发展趋势，优化材料的表面结构、提高稳定性、输出功率以及耐久性将成为摩擦伏特纳米发电机发展的关键方向。通过这些技术突破，稳定性、输出功率以及耐久性全面提升，摩擦伏特效应有望在实际应用中得到广泛部署，并在智能传感、环境监测、可穿戴设备等领域发挥重要作用。
机械 2026年07月06日
精密模具制造技术和应用现状

精密模具制造技术和应用现状

摘要：以探讨精密模具的制造技术、应用现状和发展趋势为主要内容，通过综合文献资料和实证研究等多种方法，对当前的模具制造技术进行阐述和总结。分析精密模具的未来发展趋势和市场需求，通过技术创新拓展精密模具的应用领域，提升产品质量。
机械 2024年02月27日
热障涂层陶瓷层结构研究现状及发展趋势

热障涂层陶瓷层结构研究现状及发展趋势

摘要：热障涂层（TBC）在先进航空航天发动机的热防护方面发挥着至关重要的作用。新一代航空发动机对温度有着更高的要求，这对当前的热障涂层系统的热防护性能和寿命提出了新的挑战。传统的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）热障涂层因其自身的局限性，已经无法满足新一代航空发动机的需要。目前，针对热障涂层的研究主要集中于设计新的TBC 架构，在各种不同的设计中，层片状结构、双峰结构、柱状结构、双陶瓷层结构和功能梯度结构已经被证实能够有效提升热障涂层的高温性能和使用寿命。以上述几种不同结构的TBC 为切入点，对目前研究较为成熟的几种新型TBC 架构进行评价。首先，系统介绍了几种陶瓷层结构的微观组织和制备方法；分析了不同陶瓷层结构的优缺点和适用性。进一步揭示了传统热障涂层的失效机理和局限性；详细分析了不同陶瓷层结构对涂层抗烧结性能和抗热震性能的影响。最后对不同的涂层结构提出了性能改进策略，并针对不同的涂层制备工艺及结构优化方向进行了展望，以期提高热障涂层的性能，满足航空发动机、燃气轮机等高精尖领域未来的使用需求。
机械 2026年05月15日