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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
机器人谐波减速机柔性轴承用钢的超高旋转弯曲疲劳强度的研究

机器人谐波减速机柔性轴承用钢的超高旋转弯曲疲劳强度的研究

摘要：采用电弧炉生产工艺，控制废钢/铁水比为80%以上，开发出长寿命机器人谐波减速机柔性轴承用钢，从非金属夹杂物、奥氏体晶粒度、碳化物带状组织方面对比柔性轴承用和传统滚动轴承用钢的冶金质量，并利用旋转弯曲疲劳试验的方法测试柔性轴承用和传统滚动轴承用钢在107循环周次条件下的疲劳强度。机器人谐波减速机柔性轴承用钢的w［O］＜0.0004%，w［Ti］＜0.001%，A类硫化物类非金属夹杂物≤1.0级，B类和D类氧化物类非金属夹杂物≤0.5级，极值统计法预测最大球状夹杂物的尺寸＜30μm，检验结果表明柔性轴承用钢具备超高纯净度。通过在冶炼过程增加Al和N的元素含量，柔性轴承用钢具有10级的奥氏体晶粒度，远高于传统滚动轴承用钢的8.5级晶粒度。通过延长高温扩散时间，7.1和7.2级别的碳化物带状组织占比要高于传统滚动轴承用钢，超高晶粒度和碳化物带状组织的带宽减小表明柔性轴承用钢具备超高组织均匀性。柔性轴承用钢在107循环周次条件下具有超高旋转弯曲疲劳强度为1016 MPa，疲劳寿命略高于传统滚动轴承用钢。
机械 2024年08月19日
涂装技术在工程机械中的应用现状与趋势

涂装技术在工程机械中的应用现状与趋势

摘要：概述了工程机械前处理和喷涂工艺的现状。分析了工程机械行业在设备、工艺、涂装管理和涂装专业技术人员中存在的问题。指出零部件面漆化、先进及环保的涂装技术和专业化涂装、第二方涂装是工程机械行业涂装的未来发展趋势。
机械 2024年03月07日
钢结构用防火粉末涂料的配方设计与改进

钢结构用防火粉末涂料的配方设计与改进

摘要：采用环氧树脂、聚酯树脂、环氧固化剂、阻燃剂（三聚氰胺、季戊四醇等）等研制出一种钢结构用防火粉末涂料。通过测试涂料的耐火时间、涂层干密度、膨胀倍率等性能以及耐火时间的对比，对该防火粉末涂料配方进行了3 次改进，最终得到的防火涂料耐火时间达到了54 min，防火能力接近国际先进产品的水平。该涂料不含有机溶剂，不需涂装防腐底漆，具有良好的应用和发展前景。
机械 2024年03月08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
新型关节轴承材料的研究现状及展望

新型关节轴承材料的研究现状及展望

摘要: 介绍了3种新型关节轴承材料的研究现状，研究进展，力学性能和摩擦磨损性能以及当前面临的问题，以期为将来开发使用温度高，承载能力强，摩擦学性能好的关节轴承提供参考。
机械 2024年03月08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
焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究

焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究

摘要:焊缝自主跟踪是机器人焊接智能化的关键，其精度是评价焊接质量的重要指标。焊接对象或条件的改变对精度的影响最为直接，尤其当焊件表面存在缺陷时会产生较大的跟踪误差。为此，开展焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究，提出焊缝跟踪的4步法：1）利用激光传感器扫描坡口，获取轮廓数据。2）接着通过组合滤波算法，运用限幅滤波和高斯滤波处理数据以平滑噪声。3）采用导数法初步定位特征点，通过寻找第1阶和第2导数极值点以定位第1类和第2类特征点；以初步定位获得的特征点为分界点，分段拟合坡口轮廓数据，计算各拟合线段的交点进而得到精确定位的特征点。4）通过传感器位姿标定，确定其相对末端坐标系的位置，借助转换矩阵将传感器检测到的焊缝特征点转化到基座标系下，得到机器人的空间定位点；运用3次样条插值法生成焊枪末端轨迹，并驱动机器人按照预定轨迹运行，进而实现焊缝的有效跟踪。通过实验验证直线与曲线焊缝的跟踪效果，结果表明：初步定位时，跟踪误差约为0.628 mm、0.736 mm，经精确定位后，误差降为0.387 mm、0.429 mm，提升幅度分别超过38.4%、41.7%；且焊枪的抖动现象得到减弱，达到自动焊接误差≤0.5 mm的精度要求，表明了文中所提出跟踪方法的有效性，可为焊缝的高精度跟踪和自动焊接研究提供有益参考。
机械 2024年09月04日
健身器械用高性能钢丝绳的研发与生产

健身器械用高性能钢丝绳的研发与生产

摘要：为解决国内试制的6×19－PP涂塑钢丝绳作为健身器械使用时寿命偏低和疲劳起皮的问题，研发生产6×19－SPC钢塑复合绳芯钢丝绳。新研制的钢丝绳在合成纤维外捻制12 根镀锌钢丝构成钢塑复合绳芯，以代替原有的纯钢芯或纯塑芯，打破了原有绳芯材质理念。以KSC72A 线材为原料，选择绳芯股涂油、外层股不涂油的方式及特殊在线预张拉，所研制的钢丝绳公称直径3.18 mm，直径公差( 0.0～+0.5) mm，公称抗拉强度2060MPa，最小破断拉力8kN，其整绳破断拉力、疲劳后破断拉力、疲劳寿命满足高档健身器械用高性能钢丝绳要求，可替代进口。
机械 2024年04月01日