- 史丽晨;杜林珅;豆卫涛;康凯;
采用有限元仿真方法对钛合金进行切削机理研究时，不同的损伤演化模型及其参数的设置极大地影响了研究结果的可靠性和准确性。本文通过ABAQUS建立了三维钛合金精整车削模型，采用不同的损伤演化模型(断裂能、失效位移)模拟了Ti6Al4V车削过程，针对建模时损伤演化模型中失效位移难以合理取值的情况，给出了一种失效位移取值方法。根据单元尺寸设置三组不同失效位移值进行切削仿真，然后总结失效位移取值规律，最后对比了两种损伤演化模型对切削力、切屑形貌、残余应力的影响。结果表明：在采用相同的工艺参数条件下，失效位移取值与单元格尺寸相近时具有更准确的仿真精度，基于失效位移的损伤演化模型较断裂能的损伤演化模型使用更为简便，与试验具有较好地一致性。
2025年10期 v.44;No.368 1721-1731页 [查看摘要][在线阅读][下载 2569K] [下载次数：293 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 杨来侠;戴杰;慎松;张恒;李庆宇;陈祯;
激光粉末床熔融(L-PBF)逐点、逐线、逐体成形的特点往往会产生难以控制的缺陷，气孔是影响L-PBF成形件质量的典型缺陷之一，因此研究气孔对提高L-PBF成形件力学性能很有必要。本文考虑材料随温度变化的热物性参数，基于离散元法(DEM)建立了TA15钛合金L-PBF成形过程熔池介观尺度的多物理场数值计算模型，利用流体体积(VOF)法对熔池自由表面进行追踪模拟，采用计算流体力学(CFD)FLOW-3D软件对TA15钛合金L-PBF成形过程的气孔进行数值模拟，研究激光功率P和扫描速度v对熔池气孔的影响规律。结果表明：随着激光功率的增加和扫描速度的降低，熔池深度呈增大趋势，气孔数量增多，熔池内产生孔隙的激光能量密度阈值E=0.043 3 MJ/(m·s~(1/2))。
2025年10期 v.44;No.368 1732-1737页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K] [下载次数：307 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 张学乾;琚春;梅杰;刘佳;
针对叶片前后缘曲率变化快，叶片脱模后可能存在弯扭变形，导致整个叶片在抛磨时的加工误差主要集中在前后缘处这一问题，本文提出了一种自由曲面变形的叶片重构模型修正方法。首先，利用PCA方法实现叶片快速粗配准；其次，将配准结果作为ICP算法的初值进行迭代计算，得到优化后的精配准模型；再次，通过自由曲面变形算法得到叶片重构模型和叶片理论模型之间的坐标变换参数；最后，将优化后的参数再次作为ICP算法的初值进行精确配准。数值分析结果表明，本文所提算法相比较传统PCA和ICP二次配准算法，配准最大误差绝对值由2.76 mm降低到0.2 mm,将该配准结果用于优化叶片表面加工余量分布，实验结果表明，抛磨后叶片前后缘粗糙度小于0.4μm,轮廓度误差小于0.08 mm,验证了所提方法的有效性和可行性。
2025年10期 v.44;No.368 1738-1745页 [查看摘要][在线阅读][下载 2716K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 田星峰;茅健;刘钢;赵嫚;
为了提高考虑刀具与工件时变接触关系的铣削力预测精度，提出了一种考虑材料应变软化和工件变形的铣削力预测方法，揭示高应变速率下材料的本质属性。首先，基于TANH材料本构模型并结合斜角切削理论建立微元切削力模型，考虑切深对工件的变形，引入欧拉-伯努利梁理论计算工件的弹性变形，获得更准确的切削力。其次，设计铣削测力正交试验，将试验与仿真数据进行比较，结果表明，平均误差在X方向最大误差12.71%,在Y方向最大误差11.28%,验证了方法的有效性。
2025年10期 v.44;No.368 1746-1754页 [查看摘要][在线阅读][下载 3257K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王炜;纪小刚;方创;牛国法;
集轻质、高强、吸能优势于一体的点阵结构力学性能备受关注，然而由于结构的复杂性其疲劳寿命难以精准预测。受启于BCC和SC单胞的几何构型，衍生设计出SC-BCC单胞，分别对其周期性扩展，并利用DLP成形工艺制备出三种柔性点阵结构；利用应变水平下的成组法获取材料疲劳性能参数，结合数值模拟预测点阵结构疲劳强度；通过低周疲劳实验，获取离散数据构建S-N曲线，验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明，数值模拟与实验获取的S-N曲线高度符合幂律关系。同相对密度下，绝对疲劳强度在很大程度上取决于单胞构型，归一化后的疲劳强度差别不大。
2025年10期 v.44;No.368 1755-1762页 [查看摘要][在线阅读][下载 2680K] [下载次数：228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 韩厚宏;宋俊材;陆思良;王骁贤;
针对现有开关磁阻电机高阻接触故障研究较为匮乏、多源信号复合故障分类识别精度有待提高的问题，提出一种基于卷积结合Transformer的Convformer-NSE模型融合多源信号的开关磁阻电机高阻接触故障及轴承故障诊断方法。首先，搭建了开关磁阻电机电动汽车驱动系统实验平台，并通过非侵入式方法采集电机定子绕组电流以及电机轴承振动信号分别作为高阻接触故障、轴承故障信号；其次，通过Convformer-NSE模型融合电流、振动信号的全局和局部信息，实现了对电机原始信号自动提取特征并识别分类的过程；最后，通过与相关模型方法的对比实验验证，所提方法可以精确识别高阻故障相位置和轴承故障类型，分类准确率可达100%。此外，在不同噪声环境下的实验结果表明，该方法具有较好的鲁棒性和可靠性。
2025年10期 v.44;No.368 1763-1773页 [查看摘要][在线阅读][下载 4812K] [下载次数：350 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 康怡;刘韬;施庆华;王振亚;
基于奇异值分解(Singular value decomposition, SVD)重构能够有效分离和抑制监测信号中的随机噪声分量，但其性能受限于轨迹矩阵的构造、有效分量评估选择等因素的影响。针对该问题，提出了一种基于最小互信息(Min mutual information, MMI)自适应累加奇异值子对(Sum singular value pairs, SSVP)优化框架并应用于机床轴承故障信号的特征提取。首先，采用反对角平均法计算奇异值(Singular value, SV)和奇异值向量，利用SV对子信号能量的表征能力得到奇异值子对(Singular value pairs, SVP);然后，基于MMI指标自适应获取最佳重构分量，避免了过降噪或欠降噪；同时，利用MMI和奇异值比(Singular value ratio, SVR)指标联合确定Hankel矩阵的最优分解维数。最后利用主轴故障轴承数据以及工业现场某加工中心进给系统轴承故障数据验证了MMI-SSVP方法的有效性。
2025年10期 v.44;No.368 1774-1784页 [查看摘要][在线阅读][下载 3072K] [下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 彭晏飞;李冬雪;陈曦涛;
针对现有轴承缺陷检测模型准确率低、参数量大的问题，提出一种基于YOLOv5s的轻量化轴承缺陷检测方法。首先，采用改进的EfficientViT-B0重构YOLOv5s特征提取网络，在降低模型计算量与复杂度的同时，提取更深层的语义特征信息；其次，为解决难易样本失衡的问题，设计一种F-CIoU作为损失函数，提升检测框的定位回归精度与鲁棒性；最后，采用基于多重注意力机制的动态头(Dynamic Head, DyHead),强化特征语义信息，进一步优化对轴承表面损伤的分类与定位。实验结果表明，改进后的YOLOv5s的map@0.5达到了93.8%,参数量和计算量分别降低了42.3%和51.9%。该算法在保持较高精度的同时，满足工业检测部署的轻量化需求。
2025年10期 v.44;No.368 1785-1792页 [查看摘要][在线阅读][下载 1970K] [下载次数：1060 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 易春兰;张斌;宋宇飞;牟晨;胡嘉蕊;
随着现代大型机电系统的智能化、数字化和集成化程度不断提高，传统的可靠性建模与分析技术已不能满足以认知不确定性及相关失效为特点的现代复杂系统的评估需求。将区间分析方法与贝叶斯网络结合，建立区间贝叶斯网络，采用区间的形式对部件失效率进行描述；在区间贝叶斯网络框架下，融合Copula理论对系统中的相关失效问题进行分析，从而提出基于区间贝叶斯网络的复杂系统可靠性分析与评估方法。最后，将该方法应用于某压缩机压缩系统的可靠性建模与评估中；通过对实际系统的分析，表明建立的多因素影响下系统可靠性分析方法的有效性。
2025年10期 v.44;No.368 1793-1800页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K] [下载次数：368 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]