针对负压吸附式爬壁机器人内部流场复杂、精准建模困难导致的吸附性能优化难题，提出一种基于流量守恒思维的流场建模方法。根据爬壁机器人负压吸附系统结构特点，融合热力学定律和N-S方程，以空气流量为关联要素，构建了吸附系统流场数学模型。利用该模型提取了吸附性能的关键影响因素：密封圈宽度、泄漏缝隙高度、离心泵功率，通过改变吸附系统空气流量来改变有效吸附力。仿真与样机试验表明，所构建的模型能够正确反映吸附性能的变化规律，可以为负压吸附式爬壁机器人结构及吸附性能优化提供依据。根据爬壁机器人运动特点提出了吸附性能优化策略：增大额定吸附力自重比的同时减小有效吸附力自重比。

高速动车组为了增强车辆之间的耦合作用，通常在车端安装了车体间纵向减振器，然而它体积大、成本高，与未来高速动车组车端连接系统轻量化、易操作、高可达需求之间的矛盾突出，为此提出了一种多功能车体间外风挡装置，使其不仅具有传统外风挡隔音减阻、抵挡雨雪的功能，同时具备刚度和阻尼特性，可以替代车体间纵向减振器起到车间减振的作用。基于多功能车体间外风挡的工作原理建立了其子单元结构的数值仿真模型，并通过对比子单元与车体间纵向减振器同工况下的动态特性参数，确定了多功能车体间外风挡能够等效车体间纵向减振器减振功能时子单元的数量，最后利用Simulink将多功能车体间外风挡数值仿真模型与高速动车组车辆动力学模型进行联合仿真，对比研究了车辆无车端减振装置和分别安装车体间纵向减振器与多功能车体间外风挡对车辆动力学性能的影响。研究结果表明，相比于车体间纵向减振器，多功能车体间外风挡可以进一步减小车体的摇头角位移振幅和横向振动加速度幅值，能更加高效地抑制车体的摇头振动，并进一步提高车辆运行的横向平稳性。

为保证气囊抛光过程中的接触力恒定，设计了能够实时调节阻尼系数的模糊阻抗控制机器人气囊抛光恒力控制系统，进行了机器人气囊抛光恒力控制系统仿真，仿真结果表明该系统具有较好的接触力收敛效果。开展了平面光学元件和曲面光学元件抛光实验、力/位执行器对比抛光实验，实验结果表明该系统实现了气囊抛光时接触力的恒定控制，可将力波动范围控制在3 N以内。该控制系统在机器人气囊抛光领域能够有效控制接触力的波动范围，保证加工后工件表面精度的一致性。

螺栓退刀槽表面易受应力集中而发生疲劳破坏，为提高螺栓退刀槽表面疲劳抗力，设计了一种螺栓退刀槽滚压工具。利用滚压轮与螺栓退刀槽有限元模拟结果指导滚压轮结构优化，采用确定优化参数的滚压工具进行滚压试验，通过滚压表面质量、断口形貌、疲劳寿命验证滚压轮参数优化的有效性。研究结果表明：当滚压轮材料为YG8、直径60 mm、型面夹角45°时退刀槽滚压表面残余应力结果最优；滚压轮圆弧半径为0.9 mm时残余压应力层最深，1.1 mm时次表层残余压应力值最大，1.2 mm时表面压应力最大。采用三种不同圆弧半径的滚压工具进行试验分析，圆弧半径为0.9 mm的滚压轮滚压后的螺栓疲劳寿命最高，确定了最优滚压工具结构。

针对工业机器人关节RV减速器可靠性分析与寿命预测的需要，提出了一种基于服役工况的RV减速器加速载荷谱编制方法。现场采集工业机器人关节的扭矩-时间数据并进行数据预处理，应用马尔可夫链蒙特卡罗法进行时域重构并将工况合成为RV减速器典型工况重构载荷历程，采用雨流计数法进行统计计数并进行分布拟合和参数估计，获得载荷均幅值的统计分布规律。将频次外推得到的均幅值二维载荷谱等寿命转化为8级一维程序加载谱，并根据RV减速器实际使用情景进行加速，编制成为RV减速器一维加速程序加载谱，该方法显著缩短了疲劳寿命试验周期。

某反应器是乏燃料后处理的关键设备，超大规格面齿轮传动是该设备的核心技术。在获得面齿轮实测齿面后，将面齿轮的实测齿面拟合为非均匀有理B样条(NURBS)曲面，使该样条曲面与圆柱齿轮齿面啮合进行数值滚检，依据数值滚检的印痕和传动误差对圆柱齿轮齿面实施修形设计，以解决超大规格面齿轮加工精度不易控制从而降低啮合性能的问题。建立了圆柱齿轮的双向修形齿面模型，构造了由面齿轮实测齿面坐标拟合的样条曲面，给出了数值齿面啮合接触分析的模型。数值算例表明，面齿轮实测齿面与圆柱齿轮双向修形齿面的啮合能够获得较理想且稳定的接触印痕和传动误差，数值与实验滚检结果一致，证明圆柱齿轮双向修形可补偿面齿轮的加工误差且面齿轮传动的数值滚检是可行的。

综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线：基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具，但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题，通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量；冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具，但存在黏结剂残留、制件收缩等问题，通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷，提高刀具整体性能。

为提高磨料水射流修复钢轨的效率及修复质量并降低能量损耗，对我国U71Mn 60 kg/m重轨开展了磨料水射流修复钢轨正交试验，基于中心复合设计(CCD)响应曲面法建立了钢轨修复质量回归模型，探究了各工艺参数对修复质量的影响。研究结果表明，喷嘴进给速度较水射流压力对截面轮廓度、切割磨削区表面粗糙度和变形磨削区表面粗糙度的影响更显著；得到了侧重于修复质量以及侧重于修复效率的两套不同适用条件下的工艺参数优化组合，通过试验验证发现，截面轮廓度、切割磨削区表面粗糙度和变形磨削区表面粗糙度的预测值与试验值的误差均小于6%,平均误差小于4%,证明该模型可有效预测切割面的表面粗糙度，为磨料水射流修复钢轨实际应用奠定了理论基础。

针对主轴结构主要由人依据经验进行设计，设计结果与人的经验有很大相关性且不能充分考虑热影响等因素，很难实现智能设计的问题，通过定义主轴结构的几何结构函数，建立主轴结构的强度约束和刚度约束，实现主轴结构的刚强耦合分析，最终建立了主轴结构设计可扩充的数学模型；根据建立的主轴结构数学模型，通过数值求解获得主轴符合刚强耦合要求的主轴外廓形状曲线，然后结合装配要求，利用分段直线拟合的方法，将曲线转化为易加工的直线外廓，从而获得主轴各段的直线外廓，完成基于刚强耦合的主轴结构设计。最后，以一个立式加工中心的主轴结构设计为例，验证了所提方法的正确性和可行性，为主轴结构智能设计提供了基础。

为研究玻纤质量分数对以长玻纤增强聚丙烯为外层材料、纯聚丙烯为内层材料的水驱动弹头辅助共注塑成形(W-PACIM)管件的影响，采用试验方法分析了玻纤质量分数对管件残余壁厚、玻纤取向分布规律及管件耐压性能的影响规律及影响机理，结果表明：随着玻纤质量分数的增大，管件总残余壁厚先减小后增大；管件外层根据玻纤取向的分布特点可分为近模壁层、中间层和近界面层，且玻纤沿熔体流动方向的取向由外而内逐层升高，随着玻纤质量分数的增大，外层玻纤分布均匀性降低；管件的耐压性能先增后减，玻纤质量分数为20%时，管件耐压性能最好。

针对现有末端负载辨识方法质心参数解耦困难且难以在控制器不开放的机器人上实施的问题，提出了一种基于扭矩平衡的机器人末端负载建模及辨识方法。通过对关节扭矩平衡下的末端负载可辨识条件进行分析，构建了末端负载质量和质心位置的辨识模型。为解耦质量和质心参数，设计了一种依次辨识负载质量，质心位置x、y坐标，质心z坐标的三步辨识策略，并消除了辨识模型中扭矩投影带来的误差项。通过负载辨识的仿真和实验验证了所提方法的有效性，与不开源6自由度机器人自带辨识方法相比，质量辨识平均误差从0.103 kg减小至0.032 kg,质心位置辨识平均误差从50.25 mm减小至4.14 mm;与动力学参数辨识相比，质量辨识的平均误差从0.179 kg减小至0.083 kg,质心位置辨识平均误差从10.13 mm减小至4.33 mm。

为了定量预测车轮踏面轮廓形貌变化，利用ABAQUS软件完成热-机械耦合有限元仿真，求解制动过程中的踏面瞬态温度分布、硬度分布以及热弹、塑性应变；基于Archard磨损模型，利用Fortran语言对ABAQUS子程序进行二次开发，在此基础上采用ALE技术和Umeshmotion子程序求解有限元模型中车轮踏面的磨损深度动态变化。最后综合塑性变形和磨耗的影响，得到冷却至室温后踏面形貌的变化。结果表明：由于踏面塑性变形和轮轨磨损影响轮瓦接触状态，轮瓦磨损和轮轨磨损综合作用下磨损区域呈台阶状；在轴重25 t、初速度100 km/h、制动距离600 m的工况下，由于塑性变形和轮轨磨损的综合作用，轮轨接触斑中心最大凹陷深度约16μm,轮轨接触斑边缘凸起约5μm。

通过仿真及实验探究了竖直振动超精滚抛工艺中容器尺寸对圆柱滚子加工效果的影响，以“反L形容器”的角度α、尺寸d作为变量，分析了尺寸参数与滚子运动特征及表面颗粒介质力学行为间的联系。研究结果表明：随着α的增大，滚子活跃区域高度逐渐降低，轴线与水平面的偏离程度先减小后增大，外径面法向接触力先增大后减小，而切向相对速度逐渐减小；端面法向接触力先减小后增大，而切向相对速度先增大后减小；随着d的增大，滚子活跃区域高度逐渐增大，轴线与水平面的偏离程度先减小后增大，外径面法向接触力先增大后减小，端面法向接触力先减小后增大，外径面及端面切向相对速度逐渐增大。实验结果与仿真结果基本吻合。较优的容器尺寸为：α=10°,d=50 mm,加工后外径面粗糙度由0.105μm降至0.036μm,端面粗糙度由0.150μm降至0.057μm,表面轮廓相对平整，划痕基本去除。

为拓展机械超结构形式、优化机械超结构动态调节能力,设计出一种微观齿轮单元结构,在二维平面内周期性排列形成超结构。从结构设计原理和稳定性方面对该超结构进行了分析,表明所设计的超结构能够实现力学性能连续、稳定调节。通过有限元模拟的方法分析了这种超结构广泛的力学性能,包括静力学与动力学。研究结果表明,外啮合齿轮胞的弹性模量调节范围超过了10倍,内啮合行星齿轮胞的弹性模量调节范围则超过200倍,其剪切模量也有可观的调节范围;此外,基于齿轮单元的超结构可以实现固有频率与频幅曲线的连续变化,为材料的避振减振设计提供了新的思路。最后,基于这种微观齿轮单元设计出多种减振装置,证明了它在减振与动力学调控的独特优势与广阔应用前景。

针对高精度驱动需求，从新型离散构型和数字驱动原理出发，首先探究不同数字编码方式下数字压电叠堆执行器的动、静态输出特性；其次探究数字驱动下迟滞减小的内在机理，结合非线性动力学数学建模描述执行器的迟滞、蠕变和动力学等特性；最后提出数字开/关时间控制来消除剩余迟滞，进一步提高定位精度。实验结果表明，相比传统压电叠堆，数字压电叠堆迟滞减小66%以上，所提的建模方法在10 Hz以内均方根误差小于0.3889μm,所提的数字开/关时间控制方法能够在10 Hz以内有效消除执行器剩余迟滞特性的影响。

排障器是地铁车辆重要的安全保障装置。通过线路试验及理论研究对排障器失效原因进行调查分析发现,排障器的一阶固有模态(95.7 Hz)与小半径曲线钢轨波磨的通过频率95 Hz接近,从而导致排障器共振,这是排障器过早发生疲劳失效的主要原因。根据失效原因对排障器进行拓扑优化设计,利用模态错频设计方法,将排障器一阶固有模态增加到160 Hz,解决了排障器的共振问题。提出一种基于虚拟激励法的子结构分析技术,建立随机振动模型,再现排障器真实服役工况下的振动环境,计算关键位置动应力,结果表明,仿真与实测最大动应力误差为1.8%。最后,优化激励加载处理方法,基于线路实测数据,验证排障器的疲劳寿命。分别采用Dirlik法及Zhao-Baker法计算优化后排障器的疲劳寿命,结果表明优化结构在焊缝及母材位置均满足30年360万km的设计寿命要求。

模仿动物躯干的构造，搭建了六足机器人平台；提出了在线的自适应运动控制器，通过模仿人类手臂的顺应性关节运动来实现阻抗控制参数的在线学习。与现有的虚拟运动神经系统结合，使得六足机器人可在线适应行走步态和速度，以应对不同的复杂地形。自适应运动控制器可以适应不同的任务和未知的机器人动力学，使得轨迹跟踪行为更稳定。仿真模型和六足机器人实体测试结果证明，该方法可有效提高机器人的适应性。

针对铁磁性金属板件亚表面腐蚀缺陷，提出了一种基于双传感器差分机制的脉冲涡流可视化检测方法。该方法利用双传感器差分探头拾取脉冲涡流检测信号，提取检测信号下降沿对数曲线斜率和归一化差分信号峰值作为信号特征，用于对不同尺寸缺陷进行可视化检测。通过仿真及实验研究，建立了所提信号特征与缺陷尺寸间的关联规律，并验证了双传感器差分探头相较于传统单传感器探头在降低噪声干扰和提高检测灵敏度方面具有优势。此外，提出了对两种信号特征进行融合的方法，结果表明，使用融合信号特征的缺陷图像信噪比更高。所提方法为铁磁性金属板件亚表面腐蚀缺陷的可视化检测提供了一种有效且可靠的解决方案。

箱型结构内部加强筋布局及支撑位置对结构性能有重要影响。提出一种箱型结构加强筋分布及支撑位置协同优化设计方法，引入独立的支撑单元和加强筋基结构，建立箱型结构加强筋和支撑位置协同优化数学模型。通过自适应成长法对箱型结构进行加强筋优化设计，基于双向渐近结构优化方法对支撑位置进行优化，得到最优的加强筋分布和支撑位置。结果表明，相比于已知支撑位置的加强筋优化设计，协同优化得到的支撑位置和加强筋分布具有更优的力学性能。

针对管内机器人高精度加工难题，以管内焊缝余高修整打磨为例，提出了一种虑及刚度特性的管内机器人高精度磨削方法。首先基于轮式管内加工机器人建立了考虑气动支撑装置刚度特性的有限元仿真模型，获得了不同加工载荷和位姿下的变形关系；然后建立了基于高度特征的焊缝识别方法，采用三次B样条模型建立了焊缝母线参数方程，从而提出了融合刚度补偿量的加工轨迹点生成方法；最后通过机器人样机实验验证了所提方法对于管内焊缝打磨的有效性。结果表明：该方法可将约1 mm的焊缝余高精确修整至0.2 mm以内，加工后焊缝平均余高与设计余高的误差不超过5%,能够实现焊缝高精度加工。

为研究采煤机电缆的机械特性，构建了MCP-0.66/1.14 3*95+1*25型电缆的实体模型并依据电缆实际运动状态设计了一种电缆弯曲装置。通过拉伸试验得到电缆股线的材料参数作为数值模拟的初始条件，并对不同成缆节径比、捻制方向及控制单元截面积的电缆进行数值模拟。结果表明：电缆受力随着成缆节径比的增大而增大，考虑制造成本与机械特性，该型电缆成缆节径比为6时更优；以R为右向、L为左向捻制进行捻制描述，不同捻制方向下电缆所受应力从大到小依次为RLR、RRL、RLL、RRR,而三层同向捻制工作时容易出现散股的情况，故RLL捻制时电缆的机械特性最佳；控制单元导体在直线移动阶段，疲劳寿命随着截面积的增大而增大；在弯曲阶段，疲劳寿命随着截面积的增大而减小。通过弯曲试验机对电缆进行弯曲试验，试验结果与仿真分析结果基本一致，验证了数值模拟的准确性。研究结果为电缆复杂的绞合结构设计与分析提供了新的思路，并为提高电缆机械性能和使用寿命提供了理论支撑。

为揭示碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)纵-扭超声振动铣削材料去除机理,展开了CFRP细观切削仿真研究。分析了纵-扭超声振动铣削运动学特性,建立了CFRP材料三维细观切削模型。仿真对比了传统切削与纵-扭超声振动切削在不同纤维方向角下的纤维去除机制、基体损伤、切屑形态及切削力。结果表明,0°纤维方向角时,纵-扭超声振动冲击特性加速了纤维弯断进程,刃口去除纤维机制由传统碾压转变为划擦;45°和90°纤维方向角时,冲击作用增强了切削刃对纤维的剪切效果,90°纤维方向角时剪切效果更显著;135°纤维方向角时,纤维去除机制由大面积弯断转变为局部断裂。纵-扭超声振动铣削有利于抑制基体损伤,改善切屑形态,减少切削区域热量积累,减小平均切削力。最后通过实验验证了仿真分析的准确性。

针对滚动轴承内部供电及电信号传输难题，研究了基于声发射的轴承智能感知技术。首先，基于故障轴承转动振动特性构建声信号时序相差涡旋传输模型。然后，设计了环形中空式声超表面结构，研究了声涡旋聚焦机制及超表面透射性能，并仿真分析了故障类型与声场涡旋拓扑荷数的关联关系。最后，通过故障轴承的模拟与试验装置验证了轴承故障声发射信号的涡旋聚焦传输方法。

基于改进的W-M分形函数，利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型，计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算所得结果接近。研究结果表明，斜齿轮的时变接触载荷和时变接触刚度随着分形维数、特征尺度系数、量纲一接触面积、材料塑性指数的变化而表现出不同的变化趋势。

商用航空发动机大型复合材料风扇叶片前缘金属加强边的内外型面精加工采用定制化锥度球头刀四轴铣削方式完成,该阶段引入的加工残余应力常常引起过大的弯扭变形而导致零件尺寸超差。针对锥度球头刀四轴铣削钛合金TC4,提出了一种基于薄板加工变形测试的铣削残余应力梯度分布逆向辨识方法。采用双曲正切模型对铣削残余应力梯度分布进行参数化表征,将残余应力梯度分布的求解转换为对两个待定系数k和ω的反解,通过测试钛合金试块加工表面的残余应力计算确定模型系数k,通过测试钛合金薄板铣削弯曲变形挠度反解出模型系数ω,以此确定残余应力梯度分布曲线。开展了4组钛合金TC4试块铣削验证实验,测试结果表明,铣削残余应力梯度分布的平均预测准确率高达99.35%。与传统X射线测试法相比,所提出的方法避免了采用电解腐蚀剥层来测试亚表层残余应力,同时也充分考虑了铣削加工残余应力在已加工表面的分布不均匀性问题,即铣削加工残余应力离散度问题。

微波烧结技术已被广泛应用于陶瓷材料的制备中，然而微波烧结的氮化硅基陶瓷材料存在性能一致性差、升温过程功率波动大等问题。为此，通过仿真比较了微波烧结腔有无负载、不同试样放置方式下电场和温度场的分布特性，分析了微波功率对电场和温度场分布的影响规律，提出了微波烧结功率选择原则，通过实验研究比较了各温度段升温速率及匹配功率对陶瓷力学性能的影响。结果表明：微波场中添加负载、试样紧密排列有助于提高电场均匀性，在0～800℃、800～1400℃、1400～1650℃温度段分别选择升温速率80℃/min、50℃/min和25℃/min,各温度段匹配的功率分别选择1600 W、1800 W和2200 W,可获得力学性能最佳的氮化硅基陶瓷材料，其维氏硬度达（18.278±0.233）GPa,断裂韧度达（8.588±0.165）MPa·m^1/2,与匀速升温工艺相比，材料硬度提高14.8%,韧度提高22.5%,且该调控策略能有效提高陶瓷材料力学性能的一致性。

针对套管柔性针的精准穿刺控制问题，对套管柔性针的弯曲特性进行了探究。通过旋量理论和指数积方程建立了套管柔性针的运动学模型，提出了基于量纲分析理论和等效刚度法的套管柔性针弯曲特性分析方法，确定了影响针弯曲变形的参数，并采用函数回归方法确定了变曲率特性函数。变曲率特性实验表明系统误差在2 mm内，满足一般临床手术的精度要求，验证了套管柔性针的变曲率特性建模的精准性。

销轴作为混凝土泵车臂架系统中关键的连接和支撑部件,如何在保证安全的前提下实现结构轻量化是设计过程中值得关注的问题。基于控制参数构建了空心哑铃销轴的参数化有限元模型;通过高、低保真度模型的相互扰动和高、低保真数据的合理算时分配,建立了精度更高的基于特征映射的多保真度代理模型,以该代理模型为基础,采用遗传算法进行优化,获得了空心哑铃销轴的最佳设计方案,实现了销轴减重36%。理论计算、仿真和试验三重校核表明,基于代理模型最优参数所构建的空心哑铃销轴在实现轻量化和节省材料消耗的同时,其物理力学性能依然能够得到保证,为后续进一步应用提供了数据支撑和参考。

探究了纳米碳球切削液应用于难加工航空齿轮钢(15Cr14Co12Mo5Ni2W)切削中纳米碳球粒子对切削液的润滑增强作用。首先构建了金属切削的切削力模型,分析了切削润滑与切削力的关系;进一步,联合摩擦磨损试验和铣削试验,从摩擦因数、磨损量、摩擦表面质量和切削力等方面分析了纳米碳球切削液的润滑性能表现。相比于基础切削液,纳米碳球切削液(纳米碳球质量分数为0.02%)作用下的难加工齿轮钢铣削力减小了10%以上,表面粗糙度减小了15%以上。试验观测结果显示,摩擦接触面上的纳米碳球粒子更容易吸附在表面自由能大的微尖峰区域,并形成一层纳米碳球吸附膜;纳米碳球粒子可以在摩擦界面发挥“微轴承”减摩作用。

工人移动的多人共站双边拆卸是拆卸线处理具有多属性大型产品的理想选择，因此提出一个工人移动的多人共站双边拆卸线平衡问题。以最小化的组合工作站数、高级工人数、空闲时间和疲劳指数为目标构建数学模型，并提出一种含有激励策略的樽海鞘群差分混合算法来解决拆卸线平衡问题。大规模案例验证了算法性能。所提模型与算法应用至某废旧汽车拆卸案例能得到可供企业灵活选择的多个分配方案。

<正>在人类历史的恢弘长卷上,2024年注定是不平凡的一年:地缘政治动荡加剧,和平“四面受敌”,逆全球化思潮抬头,世界格局加速演变,与此同时,新一轮科技革命和产业变革迅猛发展。在这样的复杂环境下,我国坚持以科技创新为抓手,穿越风浪稳舵前行。这一年:嫦娥六号实现首次月背采样、长征十二号火箭成功首飞、歼-35A战机惊艳亮相、“甬舟号”盾构机下线启用、“梦想号”正式入列、“四川舰”下水出坞……,国之重器担当国之重责,也彰显着中国在科技领域的持续创新和不断突破。我们正以埋头苦干的姿态,一步一个脚印坚定前行,努力把“2035年建成科技强国”的战略目标变为现实。

以6082铝合金自冲铆接为研究对象，采用拉伸试验、疲劳试验、扫描电镜观测等手段研究了接头疲劳裂纹扩展机理和微动磨损行为。结果表明：相较于0°、45°,加载角度90°的接头具有最优的静力学性能；在同一载荷水平下，接头疲劳寿命随加载角度的增大而增大；高周疲劳下的接头失效为下板开裂失效，低周疲劳下的接头失效为上板开裂和铆钉断裂；微动磨损影响接头疲劳裂纹的萌生位置和扩展路径，接头加载角度影响接头不同区域的微动磨损程度，加载角度90°的铆钉头部与上层板接触区域、加载角度0°的下板与铆钉腿表面接触区域的微动磨损最严重。

针对核电装备建造过程中经验反馈时效性弱、各参与方对经验知识认知不统一、经验反馈知识复用率低等问题，将经验知识化，构建统一的经验反馈图谱。分析了经验反馈信息的特征，构建了经验反馈关键知识域结构与图谱框架；提出的多维信息感知模型和改进PCNN关系抽取模型在核电企业数据集上取得了良好效果，并基于Neo4j图数据库生成了经验反馈图谱。研究结果表明该方法可完成核电产品的隐性知识深层次检索，辅助核电专业技术与管理人员快速解析、传递经验反馈知识，实现核电建造经验反馈沉淀应用模式从以文档为中心向以知识为中心的转变。

交流电磁场交变激励下磁场畸变响应(畸变量)与钢轨滚动接触疲劳裂纹形态参数的关系尚不明确,提出了一种函数化重构交流电磁场磁场畸变响应的方法。在对某重载铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹表面开口长度、椭圆比和内部倾角等形态参数的全寿命周期取样观测基础上,构建了交流电磁场对不同裂纹形态参数的磁场畸变量响应模型,得到了裂纹不同形态参数与磁场畸变量的关系;对磁场畸变-裂纹参数的响应曲线进行拟合和评估,得到磁场变化量与裂纹形态参数关系的函数重构表达。研究结果表明:交流电磁场磁场畸变量受各裂纹参数共同影响,磁场畸变量峰值随裂纹表面开口长度的增大呈近似线性增大,随裂纹椭圆比的增大呈非线性减小,随裂纹内部倾角的增大呈非线性增大,各变化规律可以通过多项式描述;磁场畸变量随裂纹参数的变化规律可以被函数化重构,重构结果与磁场响应间的决定系数超过0.99,误差平方和小于0.001 15,均方误差小于0.003。

为厘清汽车正面碰撞事故中不同坐姿儿童乘员在有无自动紧急制动系统（AEB）介入时头部及胸腹部损伤差异，结合城市快速路汽车的行驶速度（90km/h）与NHTSA-NCAP测试条件，建立了整车100%重叠率刚性壁障正面碰撞仿真模型。选取了某款带靠背的增高垫儿童约束系统（CRS）。采用THUMS 6YO人体有限元模型模拟了参考坐姿（RF）、前倾坐姿（HF-OP）和下潜坐姿（PSB）,对比分析了有无AEB作用下儿童乘员在各坐姿下的运动学响应及头部和胸腹部损伤风险。结果表明：有AEB作用下，RF坐姿的儿童乘员HIC₁₅减小了43.6%,胸部3 ms合成加速度降低了24.6%;PSB坐姿的儿童头部3 ms合成加速度降低了19.2%,胸部压缩量减小了18.1%;HF-OP坐姿的儿童头部加速度峰值和胸部加速度峰值分别降低了28%和25%。可见各坐姿下AEB的介入均可显著降低儿童乘员的头部和胸部损伤风险。

负载口独立阀在液压系统中实现进出节流口解耦控制，可支持多种控制模式，但由于切换时系统动态响应和控制器时延易导致系统模态与控制器模式异步，引发压力冲击和失稳问题。提出了一种基于负载口独立系统的稳定切换策略，该策略引入“慢切换”思想，考虑系统时延并结合Lyapunov稳定性理论，基于模态相关平均驻留时间提出异步切换系统动态驻留时间的边界值求解方法。相比于传统平均驻留时间方法，该方法得到了更短驻留时间，解决了线性切换系统异步切换下的稳定控制问题，既保证了切换瞬间的稳定性，又能减小驻留时间对系统响应的影响。基于抢险救援车斗杆挖掘动作进行控制策略仿真验证，结果表明，存在时滞情况下，模式切换前后液压系统压力冲击减小80%以上，执行器速度振荡幅值降低接近20%,有效改善了抢险救援车执行机构的运行平稳性。

利用数据生成方法生成时域特征和频域特征与轴承故障真实信号一致的高质量数据，构建平衡数据集，对数据不平衡情况下建立高效的轴承故障诊断模型具有重要意义。针对现有数据生成方法仅关注时域或频域单一特征的局限，提出了类小波辅助分类生成对抗网络。基于小波变换原理，使用多层神经网络构建类小波变换(WLT)网络，模拟小波变换及逆变换，建立时域与频域信号的映射关系；将WLT网络嵌入辅助分类生成对抗网络(ACGAN)模型中，作为模型生成器的主体；构建两个不同功能的判别器，使得改进的ACGAN在一次训练中能同时学到真实轴承振动信号的时域和频域特征信息。试验结果表明，WLT-ACGAN模型生成的轴承振动信号具有与真实轴承振动信号一致的时域特征和频域特征，数据不平衡时，利用生成信号扩增的平衡数据集构建的故障诊断模型具有较高的准确率。

为解决超细晶材料强度高但延展性低的问题,设计了独特的挤压刀具及挤出通道,使材料在挤压、摩擦和切削的耦合作用下,一步制备厚度可控的双层梯度结构超细晶带材。采用数值模拟与试验相结合的方法对双层梯度结构纯铜带材的成形过程进行分析与研究,探索了挤压-切削加工机理以及工艺参数对双层梯度微结构的影响规律。研究结果表明,相比于原纯铜试样,挤压-切削制备的双层梯度结构纯铜带材的最大硬度约提高了三倍,同时带材也表现出优异的强度-延展性协同作用,即在牺牲部分延伸率情况下,屈服强度接近翻倍,极限抗拉强度则实现了四倍增长。

航空用复合材料大尺寸薄壁构件自身成形精度较低、面内翘曲变形大,装配误差累积易在配合连接部位出现不期望的几何间隙与外形超差,在工程中通常采取施加局部装夹力的强迫方式予以被动消减,但此种方法会引发不均衡的装配内应力分布甚至内部损伤等质量问题,直接影响装配结构的飞行服役性能。首先阐述强迫定位装夹原理,解析强迫定位装夹对复合材料弱刚性薄壁件装配几何精度与内应力/损伤等物理性能的影响规律;然后,从分析装配前的强迫装夹工艺参数优化、装配中的工装柔性定位力-位调整两方面出发,解析强迫装配力限值设定、几何间隙消减、应力/损伤演化预测、装夹工艺参数优化反求、应力/损伤精准测量等关键技术及其具体实现步骤方法,以实现强迫定位装夹过程中装配变形、内应力和损伤状态等形性指标的耦合分析、主动控制与协同保障;最后,从实际工程应用的角度出发,提出面向复合材料构件高质高效与低成本装配目标的下一步工作重点。

<正>航空航天工业是国家科技实力与综合国力的重要体现,而复杂关键构件是保证航空航天重大装备性能实现和高效优质运行的基础。随着空天装备向更高性能、更长寿命、更极端环境适应性的方向发展,复杂关键构件的制造过程面临“形/性/稳耦合三位一体”协同调控的严峻挑战,其制造理念需要由传统以尺寸和形位精度要求为主,跃升为以高精度、高表面完整性、高服役寿命和可靠性等要求为主的高性能制造。