机械动力学

• 气动软体致动器研究综述

  肖伟;胡国良;肖毅华;胡德安;

  气动软体致动器与生俱来的适应性、柔顺性和安全性，使得其在仿生运动、柔性抓取等领域中有着广泛的应用前景。本文从结构设计和驱动原理两个方面综述了气动软体致动器的研究现状，并讨论了不同致动器的性能特点。随后介绍了气动软体致动器在力学建模和应用方面的研究。最后，总结了气动软体致动器在气源供给、可靠性和力学建模方面所面临的挑战，并指出了该领域今后的研究方向，有望为气动软体致动器的未来发展提供参考，进而促进软体机器人的实用化。

  2026年02期 v.45;No.372 191-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 2561K]
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• 小样本下一阶元学习在滚动轴承故障诊断中的应用

  杨文龙;王波;张猛;徐浩;汪超;

  针对小样本条件下模型无关元学习网络在训练过程中因模型复杂度过高导致过拟合的问题，提出一种基于一阶元学习的滚动轴承故障诊断模型。首先根据元学习策略对原始信号进行随机采样形成元任务。其次在已知工况的元任务下，利用宽核卷积网络提高模型对一维振动信号中故障信息的提取能力获取元知识；同时为减少模型训练复杂度并减轻过拟合问题，本文采用了梯度上的模型优化，从初始参数逐步调整到最优的训练权重。最后利用所学习到的元知识在未知工况条件下实现了快速准确的故障分类。实验结果显示，在两组验证轴承数据集上所提方法均达到了最高的诊断准确率，证明了所提方法的有效性及优越性。

  2026年02期 v.45;No.372 207-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K]
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• 双内凹负泊松比超结构粘弹性阻尼隔振器研究

  李永乐;伍章明;潘殿坤;

  为了隔离低频微幅振动，设计了一种粘弹性阻尼隔振器，其由双内凹负泊松比(Negative poisson's ratio,NPR)薄片结构及其内部填充丁基橡胶阻尼材料构成。利用有限元方法分析了双内凹薄片的负泊松比效应和刚度，通过实验对丁基橡胶的超弹性和粘弹性特性进行了表征；建立有限元模型分析该负泊松比隔振器的静力学特性，自由振动和受迫振动等动态特性。结果显示，相较于弹簧-阻尼隔振器其共振峰值降低了92.8%，等效阻尼为1 600 Ns/m，并得到内凹角度θ和薄片厚度t对振动传递率的影响。实验结果与理论和有限元结果吻合较好，验证了该隔振器的有效性。

  2026年02期 v.45;No.372 216-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 3102K]
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• 一种平面四索并联机器人的力/位混合控制研究

  洪振宇;孙芳良;林健;高轩;张志旭;

  针对柔索牵引并联机器人在启停、变向、加减速运行过程中，存在柔索和末端执行器抖动不稳定的问题，采用S型速度曲线规划方法对机器人的运行轨迹进行规划，采用索力最小方差优化方法对柔索的张力进行优化。基于机器人运动学和动力学模型，设计一种由索长PD前馈闭环控制器和主动张力开环控制器构成的力/位混合控制系统，采用现场试凑法，调节控制参数。对控制系统进行仿真分析和实验研究的结果表明，在S型速度曲线规划和索力最小方差优化基础上设计的力/位混合控制策略控制效果良好，有效提高了机器人的轨迹跟踪性能和运行稳定性。

  2026年02期 v.45;No.372 225-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 2979K]
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• 鳄鱼仿生机器人设计及其步态优化研究

  堵同锒;周祖鹏;

  为了增强鳄鱼机器人适应多样化工作环境和任务需求的能力，分析鳄鱼的爬行步态和翻滚运动，设计了一种腿部的变胞结构，以实现鳄鱼仿生机器人的爬行和翻滚功能。首先采用霍普夫非线性振子的中央模式发生器运动控制网络模型，将输出的节律信号映射为机器人腿部关节旋转角度。其次通过零力矩点原理对鳄鱼机器人的稳定性进行分析，提出了通过摆动尾部减小偏航角度的方法，优化其爬行步态。最后利用MATLAB和ADAMS进行仿真分析，结果表明本文设计的鳄鱼仿生机器人在不同步态下均具备稳定运动能力。

  2026年02期 v.45;No.372 236-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 2188K]
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精密制造与加工

• FGH96材料电解线切割精整加工试验研究

  徐浩;冯业飞;李元琨;韩钊;王旭青;房晓龙;

  提出电火花/电解线切割组合加工方法，以期实现涡轮盘榫槽的高效高质量加工。以粉末高温合金FGH96为对象，试验研究了电解线切割精整加工电参数、进给速度和切深对加工的影响。以完全去除重铸层为目标，兼顾表面质量和加工效率，优选出参数组合：重铸层被完全去除，表面粗糙度R_a从2.24μm降到0.87μm。开展榫槽电火花/电解线切割组合加工可行性试验，40 mm厚零件的平均加工速度为84.86 mm_2/min，加工表面无重铸层；电解线切割精整后榫槽沿高度方向的直线度误差降低了66.9%。

  2026年02期 v.45;No.372 244-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K]
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• 数字孪生与神经网络融合驱动的烧成系统故障预警研究

  罗昌亮;毛娅;陈作炳;邓宇;

  针对烧成系统动态耦合关系下的工艺故障诊断预测困难等问题，融合数字孪生高度刻画虚实交互特性和神经网络强大的数据分析能力，提出一种数字孪生与神经网络融合驱动的烧成系统故障诊断预警方法。基于Unity3D构建对烧成系统物理车间高度刻画的数字孪生车间；建立基于ELM神经网络的烧成系统故障诊断模型，实现实时监测数据驱动下的烧成系统设备的故障预测，并在虚拟车间中以面板形式对故障做出预警，为烧成系统的故障诊断预测问题提供新思路，对水泥工业的数字化转型具有重要意义。

  2026年02期 v.45;No.372 253-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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• 结合遗传算法和改进CRITIC-GRA-TOPSIS的美学评价方法

  张旭壮;王卫星;王子翱;

  鉴于现有设计评价方法存在主观性、不确定性和随机性等缺陷，提出一种美学评价方法，即采用结合遗传算法和改进CRITIC-GRA-TOPSIS的综合评价方法。该方法首先利用遗传算法对产品族形态特征进行优化选择，以美学计算原理为基础，进行多个美学维度的研究并确定审美评价指标体系，以测量计算美学特征指标值。接着，采用改进的CRITIC法确定各项指标的权重，提高评价结果的客观性和准确性。最后，根据各指标权重使用GRA-TOPSIS法计算出样本的综合评价并排序。以汽车车灯为研究对象，通过实验验证并对比现有评价方法，证明了该方法的可行性和普适性。研究结果显示，结合遗传算法和改进CRITIC-GRA-TOPSIS的美学评价模型能够较准确地对产品美学进行客观定量评价，为美学评价提供了一种新的有效方法。

  2026年02期 v.45;No.372 261-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K]
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仪器、仪表科学与技术

• 面向纹理表面缺陷检测的增量学习方法

  何大伟;杨华;

  在实际应用中，产线会不断提供新的训练样本和缺陷类型，因此要求模型能够利用已学到的知识，并结合新的样本快速学习，具备增量学习的能力。本文针对上述问题，提出了一种面向纹理表面缺陷检测的增量学习方法。提出算法由自适应卷积/反卷积模块和纹理表面缺陷检测网络构成，前者分配权重衡量检测模型参数与当前训练类别的相关性，赋予模型增量学习能力；后者设计重建和分割支路，结合对抗学习提升模型对纹理表面缺陷的重建质量和分割性能。提出算法在缺陷检测公开数据集MvTec AD纹理类上模拟增量学习，取得了97.6%的AUROC精度指标，并在消融实验中验证了提出模块的有效性。为了探究提出算法在实际场景下的性能，本文收集产线上的喷印基板数据并进行测试，在4个类上取得了98.7%的平均检出率，验证了提出算法的实际应用价值。

  2026年02期 v.45;No.372 270-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 2499K]
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• 多尺度融合与细节突显的水下视觉图像增强算法

  唐军;秦艳霞;林玲;张少文;雷文生;朱娱乐;

  由于水的吸收和悬浮粒子的散射作用，水下图像出现色偏、对比度降低以及细节模糊等问题，影响水下视觉同步定位与地图构建（Simultaneous localization and mapping, SLAM）前端特征提取和特征匹配。针对上述问题，提出一种用于水下视觉SLAM前端的多尺度融合与细节突显的图像增强算法。首先，提出一种改进颜色通道补偿的颜色校正方法，用于校正水下图像色偏；其次，利用曝光融合框架对颜色校正的水下图像对比度进行增强；然后，将颜色校正图像和对比度增强图像进行多尺度融合；最后，采用非锐化掩模对融合图像进行细节突显，进而得到视觉效果较好的增强图像。实验结果表明，与其他算法相比，该算法处理后的水下图像在颜色平衡、对比度、细节以及清晰度等方面的效果较好，同时还增加了特征点和特征匹配对数，显著改善了水下视觉SLAM前端的特征提取和特征匹配。

  2026年02期 v.45;No.372 281-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K]
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• 包络分离重组的太阳轮故障特征提取方法

  晏云海;刘凤;唐嘉宁;

  传统方法开展行星齿轮箱太阳轮故障检测与特征提取时往往存在分析数据量较大的问题，在部分齿轮箱旋转周期较少的工况下难以开展应用。为此研究提出了一种包络分离重组的太阳轮故障特征提取方法。所提方法首先运用计算阶比跟踪、包络分析方法实现抑制转速波动影响、隔离无关频带干扰的目的；其次采用分离重组、包络同步平均方法提取太阳轮的抑噪包络信号；最终利用包络谱分析实现太阳轮故障特征的提取。通过开展仿真分析和行星齿轮箱实测实验验证了所提方法的有效性，并表明了所提方法在齿轮箱旋转周期较少的工况下开展应用的优势。

  2026年02期 v.45;No.372 289-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 2500K]
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• 五轴加工刀位的六参数线性插补方法

  陈良骥;王鹏程;李慧莹;黄强;徐浩浩;高寒松;

  针对现行五轴数控加工使用G01指令进行五坐标线性插补时存在的刀心点轨迹非线性误差较大的问题，以A-C双摆头五轴数控机床为对象，提出了一种基于五轴加工刀位六参数进行直接线性插补的方法。该方法首先利用数据采样插补原理对加工刀位进行插补运算获得工件坐标系下的插补刀心点坐标和插补刀轴单位矢量，使得插补刀心点均落在理想刀心点轨迹之上。再通过齐次坐标变换的方法对插补刀位数据进行实时后置处理获得在机床坐标系下的5个运动控制坐标，以驱动5个进给伺服轴实现五轴数控加工。利用MATLAB进行实际数据的仿真验证，结果表明所提出方法可保证插补刀心点均能落在理想待插补线性路径段上，有效地降低了刀心点轨迹非线性误差，对提高五轴数控系统刀心点轨迹控制精度和加工质量均具有较好的实际应用价值。

  2026年02期 v.45;No.372 298-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K]
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运载工程

• 多层级拓扑策略下车体模态及轻量化优化设计

  李佚非;卢耀辉;宋承裕;韩龙龙;李腾宇;

  为提升铁道客车静动态性能以及满足轻量化需求，以25T型客车车体为研究对象，基于模态分析制定多层级拓扑优化策略，采用折衷规划法建立车体静动态性能的多目标拓扑优化模型，进一步通过层次分析法确定权重系数，最后对车体进行先整体后局部拓扑优化。结果表明，各低阶弹性模态频率均有所提升，其中一阶菱形与垂弯模态频率分别提升了0.74 Hz和0.30 Hz，质量减少196.7 kg，最大应力下降7.03%。表明了多层级拓扑优化策略下的多目标优化对车体性能提升及轻量化是可行有效的。

  2026年02期 v.45;No.372 308-315页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
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• 液压减振器动态特性的等效算法适用性研究

  姜文锴;代亮成;池茂儒;郭兆团;曾鹏程;

  当减振器出现性能退化或故障，导致其示功图不对称或畸形者时，液压减振器标准（EN 13802）中的动态参数计算方法将不满足计算的必要条件或存在计算缺陷。针对上述问题，从能量角度考虑，提出了等效算法的3种实现方式，并进行了算法的适用性研究。研究结果表明：计算正常示功图时，由标准计算方法与改进计算方法算出的阻尼值变化趋势一致且计算结果差异较小；计算异常示功图时，等效算法的适用条件更为宽泛，计算结果得出的动态特性更符合减振器的实际性能。研究结果弥补了标准算法的不足，为后续动力学仿真提供了更为准确的输入参数。

  2026年02期 v.45;No.372 316-323页 [查看摘要][在线阅读][下载 2343K]
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• 发动机铝合金缸体螺纹孔拧紧过程中的应力与变形分析

  邓伟;但林坪;雷基林;贾德文;侯飞;张勇;

  发动机缸体与缸盖通过螺栓连接，缸体螺纹孔为轻量化材质，采用钢质螺栓拧紧时，其螺纹孔的应力与变形对缸体缸盖连接有着重要影响，进而影响发动机的运行可靠性。为此建立考虑详细螺纹的铝合金缸体螺纹连接精细有限元模型，可用于模拟实际拧紧过程，讨论铝合金缸体螺纹孔拧紧时应力与变形分布状态。利用该模型分析了螺纹孔壁厚对紧固扭矩与紧固轴力之间关系的影响；分析了螺纹孔壁厚和紧固扭矩对缸体螺纹孔拧紧时应力与变形的影响。结果表明：壁厚对紧固轴力影响不显著。当壁厚与螺纹中径比值Φ/D_2≥0.455时，内螺纹各螺纹牙根部和啮合第一螺纹横截面的应力分别随螺纹牙序号和径向半径呈单相指数型衰减。减小壁厚增大了螺纹孔应力集中区域和螺纹牙综合变形量。在铝合金缸体螺纹孔拧紧过程中啮合第一螺纹等效应力达到其材料抗拉强度的27.7%～34.2%时出现相对明显的塑性变形；螺纹孔塑性变形主要集中在螺牙根部，呈W型分布。基于研究结果，建议铝合金缸体螺纹孔壁厚与螺纹中径比值不小于0.455。

  2026年02期 v.45;No.372 324-337页 [查看摘要][在线阅读][下载 2864K]
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材料科学

• 碳量子点/石墨烯复合材料的制备及摩擦学性能研究

  张丽秀;李帅;芮海博;王俊海;李颂华;尹振宇;李新然;

  为提高石墨烯润滑油的分散性及润滑性能，研究石墨烯基碳量子点复合材料的制备并研究其摩擦磨损性能。以柠檬酸为前驱体，通过热解法制备出碳量子点(CQDs)，利用水热合成法将其与石墨烯复合，制备出CQDs/石墨烯复合材料，用静置沉淀法研究添加剂的分散稳定性，利用Rtec摩擦磨损试验机进行试验，探究CQDs和石墨烯协同作用的摩擦学性能，对复合材料和磨痕进行表征分析。结果表明：CQDs/石墨烯相比于CQDs、石墨烯表现出更好分散性；CQDs/石墨烯润滑油减摩抗磨效果最为显著，当CQDs/石墨烯质量比为4∶1时，润滑效果最好；在40 N工况下平均摩擦因数相较于石墨烯润滑油降低了49.8%。CQDs/石墨烯润滑油在摩擦过程中会生成一系列碳氧化合物和其他摩擦化学产物，这些产物会形成一层保护膜。可见CQDs的引入可以提高石墨烯润滑油摩擦学性能。

  2026年02期 v.45;No.372 338-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 4209K]
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航空、宇航工程

• 自重对悬臂梁大变形行为的影响分析与验证

  赵冉;宋巧治;陈浩宇;李晓东;谷迎松;

  大柔性悬臂梁在自重作用下可产生明显的初始变形，进而影响其几何刚度，在与其他外载荷复合作用时，自重可能影响结构的大变形行为。为评估该影响，针对受自重和端部集中载荷复合作用的悬臂梁理论模型，采用非线性有限元方法对其进行空间离散和大变形数值仿真。将自重视为方向不变的均布载荷，分析了不同自重下的大变形行为。在此基础上，针对一大柔性梁模型，分别开展了有/无重力影响的大变形静力实验，将数值仿真结果与实验结果进行了对比，误差在工程允许范围内。综合有限元分析与实验研究结果表明：重力引起的初始变形对大柔性梁在外载荷作用下的大变形的影响不可忽略，在工程设计中应对其进行充分考虑；考虑重力的大变形有限元仿真结果具有满意的精度，可用于实际工程分析。

  2026年02期 v.45;No.372 345-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K]
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• 阀芯参数影响下非对称喷嘴挡板压力伺服阀静态特性分析

  葛声宏;吴河灯;周振锋;孙牧;朱玉川;

  为研究阀芯结构参数对非对称喷嘴挡板压力伺服阀静态特性的影响，通过AMESim软件建立非对称压力阀的仿真模型，采用控制变量法，研究参数变化对静态特性影响规律，并对比分析了对称结构与非对称结构压力伺服阀的压力特性。结果表明，重叠量主要影响着死区电流，而阀芯面积比对各静态特性具有显著影响，阀芯直径变化对静态特性基本无影响，径向间隙的存在减小了滞环以及死区电流，对称结构下压力伺服阀具有更大的死区电流以及压力增益。本文建立的AMESim模型及其参数对比分析能够为压力伺服阀的结构设计及优化提供参考。

  2026年02期 v.45;No.372 351-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 2167K]
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• 认知不确定性下高冲突可靠性信息融合方法研究

  夏艳君;魏晨竹;周雄峰;唐樟春;

  受到侧重点差异、知识经验不同等影响，针对同一问题不同专家极有可能给出冲突的可靠性结论即证据，高冲突可靠性信息融合是可靠性工程面临的难点问题。现有研究主要采用改进的DS证据理论解决高冲突可靠性信息融合问题，该理论认为不同专家提供的证据具有不同的权威性、重要性和可信性，因此在融合之前需要对证据进行调整，即对不同的证据要根据其权威程度、重要程度及可信程度进行权重赋值；权重赋值需要使用者自身根据实际情况决定。改进的D-S证据理论认为权重为固定值，在实际工程应用中由于人类的认知不确定性，难以给出准确的权重值。本文引入不确定权重，结合改进的D-S理论及区间可能性理论，提出一种认知不确定性下高冲突可靠性信息融合方法，采用区间可能度解决高冲突信息融合问题。最后采用数值算例证明本文方法的可行性。

  2026年02期 v.45;No.372 358-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K]
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• 射流管伺服阀前置级数学建模与流场仿真

  赵小龙;姜本九;朱玉川;

  目前射流管伺服阀前置级理论模型常用流型系数修正射流紊动带来的影响，但没有揭示射流紊动的具体影响机理，反射油液的影响也常被忽略。为准确描述前置级的压力特性与流量特性，基于动量定理，建立了前置级数学模型，模型中揭示了射流紊动对接收孔压力恢复过程的具体影响机理，同时考虑压力恢复过程中反射油液的影响，得到其压力特性与流量特性，并通过Fluent流场仿真，与数学模型形成相互验证。研究结果表明，数学模型结果与Fluent仿真结果具有很好的一致性，该型射流管伺服阀前置级压力增益为11.547 MPa/mm，流量增益为3.270 L/（min·mm）。

  2026年02期 v.45;No.372 365-372页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K]
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• 《机械科学与技术》征稿简则

  <正>本刊由西北工业大学主办，1981年创刊，月刊，向国内外公开发行。本刊是中文核心期刊、中国科学引文数据库（CSCD）核心期刊、中国科技信息研究所选定的科技论文统计源期刊。1）本刊刊登的学术论文主要包括：机械科学与技术的理论研究，设计计算，机构分析，实验研究，涉及机械工程的新方法、新工艺、新材料、新设备，CAD/CAM及机电一体化、学科发展前沿的领先成果。2）文稿的格式顺序是：题目，作者姓名、工作单位、地址和邮编、中文摘要，关键词，中国图书资料分类号，英文摘要，正文，参考文献。来稿时请附第一作者及通讯作者姓名、学位、职称、联系电话、E-mail及通讯地址。

  2026年02期 v.45;No.372 186页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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• 《国际设备工程与管理》（英文季刊）征稿启事

  <正>《国际设备工程与管理》为学术性英文期刊（ISSN 1007-4546），季刊。现主管单位为工信部。由西北工业大学主办并向国内外公开发行。设备工程与管理是一门综合性的交叉学科，它的特点是以工为主，工管结合；以机为主，机电结合。并涉及技术、经济及管理等方面的相关内容。本刊的报导重点是与设备相关的应用技术和工业管理等方面的相关学术论文。现诚征2026年第2期（2026年6月30日出版）的稿件。

  2026年02期 v.45;No.372 373页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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