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机器学习在增材制造中的研究进展

机器学习在增材制造中的研究进展

摘要：增材制造（Additive manufacturing,AM）技术的迅速发展为复杂结构部件的构建与功能梯度材料的实现提供了新的可能性。但是其工艺过程涉及复杂的多物理场耦合与动态演化机制，易引发孔隙、翘曲和裂纹等微观缺陷，进而对成形质量与结构性能构成严峻挑战。机器学习（Machine learning,ML）技术凭借数据驱动优势，逐步应用于增材制造的设计优化、工艺参数调整、质量预测与缺陷检测等领域。本文综述了增材制造主要工艺及其控制特性，分析了传统物理建模在复杂耦合过程下的局限性，并系统探讨了监督学习、无监督学习、深度学习与强化学习等算法在3D打印工艺参数优化、过程异常检测、内部质量评判等关键任务中的应用，最后展望了智能化AM系统在实时感知、自适应控制与反馈优化、多模态融合与物理引导建模等方向的发展潜力。
机械 2026年06月08日
弹簧成形模具现状及发展方向研究

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。
机械 2025年02月06日
超声加工技术的应用及发展趋势

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。
机械 2024年07月19日
金属3D打印数字化制造研究进展

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。
机械 2024年10月17日
多自由度机械臂关节运动控制研究

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。
机械 2026年03月10日
无轴承永磁薄片电动机关键技术研究及发展综述

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。
机械 2026年03月27日
电子束粉末床熔融增材制造装备发展综述

电子束粉末床熔融增材制造装备发展综述

摘要：电子束粉末床熔融（EB-PBF）增材制造技术具备成形效率高、成形零件应力低等优势，适用于高温合金、高熔点金属的成形，在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。对电子束粉末床熔融装备的研究情况进行了概述，回顾了EB-PBF 装备的发展历程，汇总分析了国内外主要厂商的装备特点及研发进展，综述了抗吹粉、多材料、多束流复合3 个方面装备的关键改进与创新方法。在此基础上，着重介绍了离子中和、机械装置屏蔽、近红外预热等新型成形舱改进方案，及其对工艺过程稳定性的提升效果；介绍了新型铺送粉装置改进方案对多材料成形的潜力，即该方案可有效满足多材料成形、成形效率提高等需求；此外提出并实现了多电子枪同幅加热成形、电子束-激光复合成形等突破传统单电子枪加工思路的新型成形技术。最后，总结了该方向的研究进展并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。
机械 2024年07月19日
高速滚动轴承打滑动力学理论和试验研究进展

高速滚动轴承打滑动力学理论和试验研究进展

摘要：打滑及其引发的打滑损伤是高速滚动轴承长期存在的问题，系统梳理了滚动轴承打滑动力学理论模型和打滑测试方法的研究进展，归纳了圆柱滚子轴承和角接触球轴承打滑特性的影响因素，总结了关键参数对轴承打滑特性的影响机理，并阐述了轴承打滑的部分预防措施，提出了高速滚动轴承打滑特性需要进一步完善和深入的研究方向为建立适用的轴承打滑简化预测方法，采用热弹流润滑模型计算牵引系数，考虑轴承腔内的润滑油分布和轴承温度场建立热流固耦合动力学模型，开发适用于主机设备的轴承打滑率实时监测装置。
机械 2026年03月27日
基于改进扩展随机树算法的焊缝巡检机器人路径规划

基于改进扩展随机树算法的焊缝巡检机器人路径规划

摘要：【目的】旨在研究机器人焊缝巡检自动化路径规划方法及优化机理。【方法】通过理论分析与模拟试验相结合的方法，以RRT*算法为基础，探究基于目标导向的人工势场平滑对RRT*路径规划平滑性和收敛效率的路径规划优化性能的影响，并通过机理推导、模拟试验和方法对比等方法，引入概率值和人工势场优化随机树的扩张方向，根据机器人运动学模型对路径进行修正，通过垂距限值法对路径进行去冗余点处理，最后通过5 次B 样条法对路径进行平滑处理。【结果】结果表明，与目标导向RRT，RRT*及APF-RRT*相比，SPFG-RRT*算法能够使路径满足机器人转向约束及曲率约束，具有更短的路径长度、更高的路径规划效率和更少的拐点，快速扩展随机树算法得到了优化提升。【结论】因此，SPFG-RRT*算法提升了路径规划速度和准确性，能够满足焊缝巡检机器人路径规划需求。
机械 2026年04月30日
压力敏感涂料技术在涡轮叶片和平面叶栅中的应用进展

压力敏感涂料技术在涡轮叶片和平面叶栅中的应用进展

摘要：由于传统压力测量技术难以实现涡轮叶片表面压力分布的连续监测，因此，开发新型测量技术变得尤为迫切。压力敏感涂料作为一种非接触式的光学表面压力测量技术，其以低成本、高空间分辨率、全域测量能力以及对气动流场影响小的显著优点，已经成为压力测量领域的一个研究热点。本文从实验装置设计、测量结果分析等多个维度，详细介绍了压力敏感涂料技术在涡轮叶片和平面叶栅压力测量中的应用现状，深入讨论了实验设备参数选择、测量布局优化等关键问题。同时，结合国内外的研究与应用案例，探讨了压力敏感涂料技术在叶片表面压力测量领域所遇到的挑战和发展前景。
机械 2025年02月07日