针对可调谐半导体激光器压电驱动系统的迟滞非线性，提出了一种基于Rayleigh-BP模型的建模及控制方法。利用空间扩展法建立了Rayleigh-BP率相关迟滞模型，该模型实现了对压电驱动系统的率相关迟滞非线性的精准预测；利用逆向算法求解了Rayleigh模型的逆模型，并将该模型与BP神经网络结合，设计了前馈控制器对系统进行补偿；对前馈控制方法进行了仿真与实验验证。结果表明，建立的Rayleigh-BP模型具有较高的精度，在10 Hz时均方根误差仅为0.0469 μm。前馈控制方法可以明显提高系统输出的线性度，在40 Hz时仿真结果均方根误差为0.0274 μm，线性相关系数R2为0.999 92;在30 Hz时实验结果均方根误差为0.0506 μm，线性相关系数R2达到了0.999 55，极大降低了迟滞现象。

为研究不同增强方向的带支柱体心立方点阵及其填充结构的压缩力学性能，制备了硅橡胶填充点阵结构试验件。通过试验和仿真方法研究了硅橡胶填充BCC1或BCC2（加载方向分别与带支柱体心立方点阵的支柱杆方向相同或垂直）两种点阵结构的压缩力学性能，并采用铁摩辛柯梁理论和极限载荷法分析了两种点阵结构的等效弹性模量和压缩平台应力。结果表明：提出的理论模型能够很好地预测两种点阵结构的等效弹性模量和压缩平台应力。经过填充后两种点阵结构的压缩强度和吸能性能均会得到增强，BCC2结构的增强效果更加显著。对于BCC1点阵结构，填充提高了其内部杆件的承载力；而对于BCC2点阵结构，填充减小了其“V”形剪切带附近的杆件弯曲变形。随着点阵结构半径的增大，两种结构的吸能耦合因子均先增大后减小，而BCC1型结构的吸能耦合因子变化更明显。

利用高频感应熔覆技术在35CrMo钢表面制备了镍基自润滑稀土复合涂层,并在不同温度下对其进行固溶处理。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计及摩擦磨损实验机等研究了不同温度固溶处理对涂层微观组织、显微硬度与耐磨性的影响。结果表明:固溶处理后,元素扩散充分,枝晶形式逐渐单一,界面处组织形态大都从柱状树枝晶转变为胞状树枝晶;850℃固溶处理后,复合涂层的主要物相为γ-(Ni,Fe)、Cr (Fe-Ni-Cr)、Ni₃Fe、TiC、Cr₂₃C₆与CrB相;平均显微硬度最高,达到867.7 HV0.2,摩擦系数、磨损量均较小,与固溶前的涂层相比分别降低17.21%与21.66%,相对耐磨性较大,为2.46。

热障涂层（TBCs）广泛应用于先进航空发动机热端部件，可以有效提高发动机的工作效率和服役温度。随着发动机涡轮前进口温度不断提高以及工业生产和人类活动愈加频繁，TBCs 面临严峻的 CMAS 腐蚀问题。目前 CMAS 腐蚀已经成为制约 TBCs 应用和发展的关键因素，如何提高 TBCs 的 CMAS 防护能力是 TBCs 领域的研究热点和难点。针对此问题，对不同类型 CMAS 的室温和高温特性进行总结，深入分析 CMAS 作用下 TBCs 的失效机制，总结 TBCs 的 CMAS 防护方法，综述 TBCs 的 CMAS 腐蚀与防护研究进展。结果表明，不同 CMAS（如火山灰、沙石和灰尘等）的化学成分（质量分数）差异明显，影响了其高温黏度和熔化行为；高温下熔融 CMAS 渗入到涂层内部并与之发生化学反应，破坏了涂层的结构和性能稳定性，造成涂层失效；提出了增加惰性防护层、YSZ 材料掺杂改性和研发新材料等方法，以提高 TBCs 的 CMAS 防护能力。最后对未来的 CMAS 防护新方法进行展望，对超高温长寿命 TBCs 的研制提供理论支撑。

目前智能技术自身在通用性、稳健性、安全性等方面并不成熟，智能交互产品极易因在意图表达、信息处理、决策逻辑、交互时序、动作强度等方面与用户行为模式的不匹配而产生“行为冲突”，人机环境系统多领域行为过程的统一建模与优化是实现智能交互产品行为特性调控和正向设计的关键。从如何表征、用什么表征、如何校验、如何优化四个维度系统地梳理了人机环境系统多领域行为过程表征模型、建模语言/工具、模型验证和行为过程优化等方面的研究进展，分析了目前该领域存在的问题和局限性，展望了未来的研究重点和发展趋势。

推动齿轮测量技术发展的力量有两股，一是齿轮产业发展对齿轮测量不断提出的新要求，二是不断进步的关联技术在齿轮测量领域的渗透。21世纪以来，这两股力量的交汇推动了齿轮测量技术的快速发展。在简要回顾20世纪齿轮精度理论和齿轮测量技术演变的基础上，提出了齿轮广义精度理论的基本要义，从齿轮全信息测量技术、面向生产现场的齿轮在线快速分选检测技术、面向特大齿轮和微小齿轮的极端测量技术、高精度齿轮样板及量值传递等多个方面系统归纳了20年来齿轮测量技术的新发展。齿轮精密测量肇始至今已历经百多年，目前处在第三代齿轮测量向下一代齿轮测量跨越的关键阶段。提出了下一代齿轮测量的整体技术构想，列出为实现下一代齿轮测量必须攻克的基础理论和关键技术问题，展望了未来10年齿轮测量的研究重点和科学问题。

表面粗糙度受众多因素影响，脆性材料的特有属性使其表面形成机制更为复杂，导致其加工质量难以控制。通过构建表面粗糙度模型，可以对表面粗糙度进行预测，进而控制加工质量。为更好地借鉴前人的研究成果，总结了表面粗糙度的表征参数，归纳了建立表面粗糙度模型的方法，并对模型的主要研究流派及其发展历程、主要学术贡献、模型特点等进行了详细的分析及总结。最后，对表面粗糙度模型构建的未来研究方向进行了展望。

提出了一种基于机器人几何参数误差与基坐标系位姿误差的六轴串联型机器人误差标定方法。首先基于MD-H方法建立了IRB6700机器人几何参数误差模型，得到机器人连杆几何参数误差到机器人末端位姿误差的映射关系；然后进一步考虑了基坐标系的位姿误差，并建立了考虑基坐标系误差的机器人误差模型；此外，针对传统标定方法操作繁琐、偶然误差大等问题，提出了一种改进的参数辨识方法，进一步提高了标定过程的可操作性与标定精度。最后，开展了本体标定实验与基坐标系误差扰动实验，结果表明所提方法将机器人位置误差的平均值由3.1928 mm减小至0.1756 mm，位置误差的标准差由0.5494 mm下降到0.0830 mm。基坐标系位姿误差扰动前后参数辨识的结果一致性高于99%，标定精度及稳定性得到显著提高。

为减小低碳钢焊接热输入、优化焊接变形等缺陷，使用三丝间接电弧焊(triple-wire gas indirect arc welding, TW-GIA焊)方法，并利用红外测温系统及高速成像设备对TW-GIA焊传热机制进行了测量. 结果表明，TW-GIA焊具备显著的小热输入优势，可实现无明显焊接变形的单道焊成形，热影响区宽度小于MIG焊. 与传统电弧焊不同，随着焊接高度的增加，TW-GIA焊热输入逐渐降低，焊接高度从4 mm增至24 mm时，传热模式由电弧热对流 + 熔池热传导转变为仅熔池热传导. TW-GIA焊焊缝及热影响区晶粒尺寸细小，并消除了魏氏体的存在，焊缝区平均显微硬度可达289.8 HV，最大抗拉强度为472 MPa，断后伸长率为26.5%.

在焊接热循环作用下，奥氏体不锈钢焊缝内部呈粗大柱状晶组织，且其取向在焊缝不同区域呈各向异性.针对粗大柱状晶引起的超声波散射和晶粒取向不同导致的声束偏折等问题，进行奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法研究.针对超声阵列获得全矩阵数据，发展了一种基于时间反转算子分解的超声阵列信号去噪方法.利用射线追踪法，研究了各向异性介质中超声波传播路径确定方法，并将其应用于奥氏体不锈钢焊缝超声阵列全聚焦成像的声束偏折校正.开展了奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测试验研究.结果表明，基于时间反转算子分解方法可以很好剔除检测信号中的散射噪声，凸显特征回波信息，可将全聚焦成像的信噪比提高10 dB，而波束偏折校正则可以提高超声阵列全聚焦成像中缺陷定位的精度.

定向能量沉积(directed energy deposition，DED)热力仿真是有效预测沉积件残余应力和变形、优化工艺参数的重要方法，其仿真精度取决于输入参数的准确性. 针对传统方法难以直接、准确获取输入参数的问题，文中以热源参数为例，提出基于支持向量机和遗传算法的参数反向识别方法，并用于精确构建实际DED工件热力仿真模型.首先基于参数化仿真建模正向获取不同热源参数下单道单层沉积件仿真误差； 其次借助支持向量机构建热源参数与仿真误差的定量映射关系，并利用遗传算法反向识别热源参数，在正向-反向实施过程中，通过闭环迭代优化热源参数识别区间，达到参数精确识别目的；最后以实际DED工件涡轮叶片为案例，构建基于最优参数的热力仿真模型，进一步验证该最优参数反向识别法. 结果表明，由单道单层简单件反向提取的最优热源参数，可用于准确预测实际DED工件制造过程中温度和变形场变化规律，为后续变形补偿等工艺优化提供理论基础.

微量润滑技术具有切削液用量少、润滑效率高等优点，但在特定工况下仍存在冷却性不足以及润滑不充分等问题。微量润滑复合增效技术，如低温冷风、液态CO2等，综合了良好冷却和润滑优势，可有效解决难加工材料清洁切削加工难题。综述了各类微量润滑复合增效技术原理、关键装置及其工艺应用最新研究进展，详细剖析了各类装置性能及其参数调控特性。结合微量润滑复合增效应用形式和作用机制，系统分析了其在钛合金、镍基合金、不锈钢等难加工材料的应用性能，并对各类微量润滑复合增效技术进行了可持续性分析，为清洁切削技术的工程应用提供技术支撑和参考。

舰艇的隐身性能是其重要的性能指标和战术指标。吸振隔振等被动控制技术在舰艇减振降噪领域得到了广泛的应用，但依然无法满足舰艇对声隐身性的需求，因此，开展舰艇的振动与噪声主动控制研究意义重大。频谱塑形主动控制可以通过改变辐射噪声特征的方式对舰艇进行变特性声隐身。介绍了频谱塑形主动控制的内涵，根据自适应频谱塑形主动控制理论的发展，依次从自适应逆控制、自适应主动控制以及自适应频谱塑形主动控制三个方面进行综述，最后以舰艇领域的应用来验证自适应频谱塑形主动控制方法的有效性。

对于大型储罐焊缝缺陷自动化检测，爬壁机器人需完成自动化全方位扫查。针对储罐爬壁机器人在不同运行工况下的受力状态，建立爬壁机器人力学模型，分析获得不下滑、不纵向倾覆、不横向侧翻以及复合状态下失稳状态危险点，应用Maxwell软件对永磁吸附轮受力状态进行仿真与优化设计，使之满足吸附要求。同时，设计具有辅助吸附功能的编码轮结构，在反馈位置信息的同时，补充安全吸附力的裕度，以增加其越障和抗失稳能力。最后，依据设计模型制造出爬壁机器人本体并进行测试实验，实验结果证明该机器人能在各种危险点处实现带负载稳定全向驱动运行。

高硅铝合金由于硅含量很高，故切削加工性较差，切削刀具极易磨损且已加工表面存在大量缺陷。为进一步研究材料加工损伤，采用化学气相沉积法制备了金刚石涂层铣刀，开展70%Si/Al（70%指质量分数）合金材料铣削试验。试验研究了铣削力、刀具磨损及加工损伤机理，并与常用TiN涂层铣刀进行了对比。结果表明：铣削过程中由于初晶硅硬质颗粒的冲击和刻划，金刚石涂层刀具的失效形式主要是涂层剥落和磨粒磨损；在金刚石涂层铣刀的正常磨损阶段，铣削力稳定在43.57～48.95 N，而相同切削用量下TiN涂层铣刀的铣削力更大、刀具寿命更短；加工表面存在凹坑、划痕和颗粒破碎等损伤，在保证刃口强度的前提下适当减小切削刃圆弧半径可明显减小加工损伤；铣刀刃口圆弧半径r=12 μm的已加工表面粗糙度（Sa=2.3 μm）远低于r=156 μm时加工的表面粗糙度（Sa=6.7 μm）。

微区感应加热作为一种局部加热技术，兼具热响应快、非接触及加热特性可控等优势，在微机电系统、微流控芯片等微纳系统领域的应用潜力巨大。介绍了微区感应加热的基本原理，系统阐述了微区感应加热在封装、驱动及材料生长等方向的研究进展，分析了待解决的关键问题，总结并指出了发展方向。

针对某型航空发动机中央传动锥齿轮在实际使用中因行波共振造成的从动轮断裂失效问题，采用仿真分析与试验验证相结合的方法，研究弧齿锥齿轮参数调节状态下的行波共振特性及其影响规律。基于有限元方法对齿轮进行模态分析，讨论辐板厚度和工作温度对齿轮行波共振特性的影响；基于Hertz接触理论对啮合齿轮进行瞬态动力学分析，重点讨论行波共振状态下负载功率、工作温度及阻尼系数对齿轮应力分布的影响。仿真与试验对比结果表明：模态计算和动力学分析的仿真结果误差均在合理范围内。在满足齿轮设计有关要求前提下，调整辐板厚度可避开共振转速或共振频率。在振动应力分布的共振参数敏感性方面：当齿轮在三四节径行波共振状态下工作时，齿根处应力值最大，辐板正面应力值最小；随着齿轮负载功率、工作温度和阻尼系数变化，从动轮辐板正面应力变化较小，辐板背面和齿根处变化较大。在该齿轮改进和优化设计中，需重点针对三四节径行波共振进行处理。

为研究血泵主动转速调节对血泵内部流场以及血液损伤的影响，采用计算流体动力学(CFD)方法模拟血泵在转速调制下的全流道内部流动。通过集总心血管系统数学模型和旋转血泵模型的联合数值模拟得到血泵辅助条件下的心室和主动脉压力，并设置为血泵CFD模拟的进出口边界条件。分析了匀转速以及正弦波、方波、三角波三种异步转速调制波形下的血泵流场情况，得到了旋转血泵的速度分布图以及剪切应力分布图。结果表明，转速调制下血泵的流量脉动得到了增强，是一种恢复血流搏动性的可行方案。三种速度调制波形中，正弦波转速调制下的血泵流量脉动指数高且血泵内剪切应力小，是相对理想的转速调制波形。

从制造工艺和装备研制的角度总结了复合材料预制体成形技术发展历程，分析了复合材料预制体成形制造工艺的技术特点，列举了国内外复合材料预制体成形制造典型的工艺与装备现状以及存在的问题及差距，并分析展望了复合材料预制体成形技术的未来发展方向及趋势。发展高性能复合材料构件数字化精确成形制造技术及装备，能更好推动我国复合材料技术进步，并实现更加广泛的推广应用。

针对航空发动机和燃气轮机高端动力装备涡轮盘榫槽，从机械加工（包括拉削、铣削、磨削）和特种加工（包括电火花线切割、电解线切割）两方面分析了加工技术的主要特点；从加工工具设计与应用、加工质量评价及控制等方面系统阐述了榫槽加工技术的发展现状，分析了国内外学者在该领域的重要研究成果，最后展望了榫槽加工技术的发展趋势。

Prognostics and Health Management (PHM), including monitoring, diagnosis, prognosis, and health management, occupies an increasingly important position in reducing costly breakdowns and avoiding catastrophic accidents in modern industry. With the development of artificial intelligence (AI), especially deep learning (DL) approaches, the application of AI-enabled methods to monitor, diagnose and predict potential equipment malfunctions has gone through tremendous progress with verified success in both academia and industry. However, there is still a gap to cover monitoring, diagnosis, and prognosis based on AI-enabled methods, simultaneously, and the importance of an open source community, including open source datasets and codes, has not been fully emphasized. To fill this gap, this paper provides a systematic overview of the current development, common technologies, open source datasets, codes, and challenges of AI-enabled PHM methods from three aspects of monitoring, diagnosis, and prognosis.

COVID-19 pandemic has accelerated the re-shaping of globalized manufacturing industry. Achieving a high level of resilience is thereby a recognized, essential ability of future manufacturing systems with the advances in smart manufacturing and Industry 4.0. In this work, a conceptual framework for resilient manufacturing strategy enabled by Industrial Internet is proposed. It is elaborated as a four-phase, closed-loop process that centered on proactive industry assessment. Key enabling technologies for the proposed framework are outlined in data acquisition and management, big data analysis, intelligent services, and others. Industrial Internet-enabled implementations in China in response to COVID-19 have then been reviewed and discussed from 3Rsa€? perspective, i.e. manufacturer capacity Recovery, supply chain Resilience and emergency Response. It is suggested that an industry-specific and comprehensive selection coordinated with the guiding policy and supporting regulations should be performed at the national, at least regional level.