高温机械强度若干前沿探索与展望

摘要:高温机械强度是保障先进能源动力系统及部件长期稳定运行的关键性能指标,也逐渐成为机械强度学的重要学科分支,其研究与发展贯穿了现代工业技术体系的演进过程。研究范式已从早期的经验公式与单一损伤模型,演进为以“机制可解释、预测为导向、证据可复现”的结构完整性评估体系。基于该领域的发展脉络,结合文献计量与关键词聚类分析,揭示了研究热点的阶段性迁移与知识结构演化特征。在此基础上,以多尺度建模、多损伤耦合和多学科交叉为主线,综述了材料变形与损伤机制、损伤评定与寿命预测、在役监测与可靠性评估等重要进展,构建起从微观机制到工程应用的可追溯映射。展望未来,高温机械强度研究将在多物理场耦合、智能决策算法和标准体系建设等方向持续深化。如何实现从高保真模型到实时预测的跨越、从微观组织到宏观寿命的映射、从理论建模到工程规范的转化,将成为推动该领域持续创新的关键课题。

轴承润滑研究发展综述

摘要:轴承作为各种机械系统的关键零部件,其性能直接影响机械设备的寿命、效率和可靠性,并与润滑理论的发展及应用密切相关。回顾了轴承润滑理论、智能润滑系统、轴承材料以及润滑方法的最新研究进展,着重介绍了非均质材料的接触分析和多尺度模拟技术。同时,总结了陶瓷材料、纳米润滑剂和仿生复合材料在提升润滑性能方面的应用,以及智能润滑系统结合传感器和人工智能实现润滑状态监测与自适应控制的情况。研究表明,材料创新与智能技术的融合能够有效降低摩擦磨损、延长润滑寿命,提升机械系统的性能和能效。这为轴承技术和材料的研究提供坚实的理论基础,满足机械工程领域对可靠性和效率的不断追求,从而促进工业领域的可持续发展。

搅拌摩擦增材制造技术及应用

摘要:增材制造技术作为第四次工业革命的重要组成部分,近年来受到广泛关注。搅拌摩擦增材制造(Friction stir additive manufacturing, FSAM)是一种衍生于搅拌摩擦焊的新型固相增材制造技术,具有无凝固缺陷、晶粒细小、残余应力小等优点,为铝合金、镁合金等轻质合金构件的高性能快速制备提供新途径。该文以实现FSAM 的工业化应用为出发点, 着重介绍了FSAM 技术的原理和特点,综述了铝合金增材构件的微观结构和力学行为的研究进展,并归纳了其拓展应用的发展现状。最后,展望了FSAM 技术的未来研究方向,为该技术的发展应用提供有益参考。

AI大模型驱动的具身智能人形机器人技术与展望

摘要:人形机器人是机器人技术的集大成者, 在服务国家重大战略需求中扮演着重要的角色, 可以协助或取代人在危险、肮脏和重复的环境中, 执行各种类型的任务. 本文以人工智能(artificial intelligence,AI) 大模型驱动的具身智能人形机器人技术与展望为切入口, 系统介绍人形机器人的发展背景与意义,重点阐述大模型技术, 如大型自然语言模型、视觉Transformer、视觉语言模型、视觉生成模型、具身多模态大模型等, 并从分布式模块化大模型技术、端到端一体化大模型技术、云边端协同化大模型技术等3 个方面, 详细介绍AI 大模型驱动的具身智能人形机器人关键技术. 具身智能人形机器人的应用场景十分广泛, 而大模型技术的发展为机器人感知识别、认知决策、规划调度、行为控制注入语言理解、视觉泛化、常识推理等关键能力, 进一步推动人形机器人在智能制造、国防安全等领域的应用.最后本文探讨了大模型驱动的具身智能人形机器人的技术挑战与展望.

3D打印技术与铸造技术的融合应用与展望

摘要:介绍了3D打印技术与铸造技术融合应用的背景,综述了工业级3D打印与铸造融合配套技术,如SLS技术、SLA技术、3DP和SLM技术的优缺点及应用,浅析了目前工业级3D打印技术和铸造技术融合配套应用的现状。通过研究,进一步明确了3D打印技术与铸造技术融合应用的现实可行性和市场前景,以助于该技术广泛应用于工业生产中,加速个性化创新,促进铸造行业发展,实现制造业转型升级。通过实际应用案例,展现了3D打印技术与铸造技术相融合快速制造复杂零部件的可行性,以及技术共享、技术推广、技术革新的成果。

弹簧成形模具现状及发展方向研究

摘要: 弹簧行业的快速发展对弹簧成形模具的研发提出了更高的要求,针对弹簧成形模具研究基础薄弱且鲜有学者对其进行研究的现状,以弹簧成形模具为研究对象,对其现状及发展方向进行研究。分析弹簧成形过程,指出其成形需多个模具配合完成,同时对成形模具的种类、结构及材料进行归纳; 研究弹簧成形模具在使用过程中面临的问题,进而提出其今后的发展方向。研究结果表明: 不同弹簧成形难以匹配合适的成形模具组合,且在其成形过程中模具易发生失效损伤,模具的设计理论不完善导致其结构存在不合理性; 由此指出弹簧成形模具的发展方向为加强标准化建设及材料的研发,同时需对模具结构进行优化,从而完善弹簧成形模具设计理论体系。

超声加工技术的应用及发展趋势

摘要:主要围绕工业应用需求角度介绍超声加工技术的发展概况、研究现状及未来发展趋势等。超声加工技术是一种面向难加工材料(硬脆材料、复合材料、难加工金属材料等)的特种加工技术,在航空航天、汽车、半导体、3C和医疗等领域存在着广阔的应用前景。超声加工技术可通过超声振动能量实现难加工材料的精密去除。近年来,在国内外众多高校、研究院所和企业的共同努力下,超声加工技术得到了快速发展,实现了在多类难加工材料精密加工场景的大量典型应用。超声加工技术作为先进制造技术中特种加工技术的代表,将为制造业水平的提升提供重要支撑。

金属3D打印数字化制造研究进展

摘要:数字化制造将传统的制造过程转化为数字模型,实现对整个制造流程的智能控制,进而快速生产出满足要求的产品。金属3D打印是一个具有多物理场强耦合作用、过程强时变扰动、内禀关系非线性以及多变量与多目标等特点的复杂物理过程,实现金属3D打印全流程的数字化控制,有望解决当前3D打印零件质量一致性和性能稳定性低的瓶颈问题,推动高质量3D打印技术的发展。本文首先分析了金属3D打印的技术特征和数字化制造的基本内涵,随后从3D打印过程数据在线监测、数字化仿真、物理与信息系统交互3个方面综述了金属3D打印数字化制造的研究进展,最后讨论了数字化制造在金属3D打印领域的未来研究重点,展望了发展前景。

多自由度机械臂关节运动控制研究

摘要:机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题。以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计算模型。针对机械臂在空间运动中关节卡顿产生的抖动现象,采用三次样条插值算法进行优化。在笛卡儿空间规划中采用直线插补法减少末端执行器运动距离,通过Matlab仿真得出具体规划点,满足设计要求。最后,利用SolidWorks建立机械臂的三维模型并生成统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,URDF)模型,使用MoveIt进行实际机械臂在关节空间和笛卡儿空间的轨迹规划,通过RViz展示运动过程。试验结果表明,加入三次样条插值算法后,机械臂关节电动机能够保持稳定的运转,相对于无三次样条插值算法,关节轨迹曲率分别降低了15.4%、35.6%、21.3%、26.8%、18.98%和45. 7%,有效解决了关节运动过程中的抖振问题,实现了机械臂平稳运动。

无轴承永磁薄片电动机关键技术研究及发展综述

摘要:无轴承永磁薄片电动机除了具有传统无轴承永磁电动机无摩擦磨损、高速、高精度和寿命长等优点外,还具有体积小,密封性好和功率因数高等优点,在半导体制造、医疗和化学工业等对洁净度要求极高的领域具有重要应用价值。阐述了无轴承永磁薄片电动机的基本运行原理,归纳总结了无轴承永磁薄片电动机的结构参数优化设计、控制策略和无传感器自检测技术3项关键技术的研究进展,展望了无轴承永磁薄片电动机结构参数设计、全速域解耦和无传感器技术等未来的发展趋势。