机械工程学报

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将《机械工程学报》办成具有中国特色的高端学术期刊

宋天虎, 陈学东

机械工程学报. 2023, 59(20): 2-3.

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不忘初心，再踏新征程

路甬祥

机械工程学报. 2023, 59(20): 4-5.

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回顾与展望

钟群鹏

机械工程学报. 2023, 59(20): 6-7.

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铸百年品牌，办世界名刊

林忠钦

机械工程学报. 2023, 59(20): 8-9.

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争创中国特色一流学会，共建一流学术期刊

毛明

机械工程学报. 2023, 59(20): 10-11.

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贺词

高金吉, 王玉明, 王华明

机械工程学报. 2023, 59(20): 12-14.

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载运工具高性能薄壁承载结构成形及连接工艺研究进展

林忠钦, 马运五, 夏裕俊, 李永丰, 李淑慧, 李永兵

机械工程学报. 2023, 59(20): 1-17. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.001

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飞机、运载火箭、高速列车、汽车等载运工具的承载结构普遍采用轻质高强薄壁结构，成形工艺需要满足最终构件的高强度、形状尺寸精度以及低成本短流程等要求；同时，运载工具薄壁承载结构越来越多地采用多材料、多结构混用以提升轻量化效果和设计灵活性，这对焊接与连接工艺带来巨大挑战。针对轻质高强板材热冲压技术以及薄壁构件铆接和电阻点焊技术的研究进展进行综述，系统分析新材料、新结构对成形和连接工艺带来的技术变革，并指出其面临的技术挑战和未来的发展方向，旨在对轻质高强薄壁构件的制造提供指导和借鉴。

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我国高端压力容器设计制造与维护技术进展

陈学东, 范志超, 陈永东, 徐双庆, 崔军, 章小浒, 关卫和, 艾志斌

机械工程学报. 2023, 59(20): 18-33. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.018

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压力容器是量大面广、具有潜在泄漏和爆炸危险的承压类特种设备，国家将其列为高端装备，要求提升产品质量与核心竞争力。21世纪初以来，我国压力容器行业科技工作者在极端压力容器设计制造、重型压力容器轻量化绿色制造、基于风险的完整性管理、数字化设计制造与维护等方面持续开展研究探索和工程实践，成果应用使得我国石化装置高端压力容器基本不再依赖进口、绿色制造技术水平显著提升、长周期运行维护能力显著增强。首先简要回顾21世纪初以来我国压力容器设计制造与维护技术进展；围绕推进新型工业化、加快建设制造强国质量强国、实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程等国家重大战略，从工业强基、极端制造、绿色制造、智能制造等四个方面，阐述当前急需解决的技术难题；面向未来二十年新的应用场景和新一代人工智能技术应用，对压力容器发展趋势进行技术预见。

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高品质钢铁板带轧制关键装备与技术研究进展

黄庆学

机械工程学报. 2023, 59(20): 34-63. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.034

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高品质钢铁板带是航空航天、武器装备、核电能源、轨道交通、石油化工、建筑桥梁等国家重大工程的基础材料，其生产装备与制备技术代表着工业基础水平，是支撑我国经济发展的中流砥柱和维护国防安全的重要保障。面向未来国家经济主战场与战略必争领域，以高品质钢铁板带为对象，对宽厚板轧制、热连轧、冷连轧等具有代表性的生产过程进行关键装备与技术研究进展综述，将国家需求和创新引领作为主线，提出以“极限化、复合化、智能化、绿色化”为导向的技术路线和发展方向，进一步健全创新体系、攻克关键技术、突破关键材料、提高产品质量、促进产业升级和降低能源消耗，以期对钢铁产业绿色可持续发展有所裨益。

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航空航天先进复合材料三维预制体成形技术与装备研究

单忠德, 周征西, 孙正, 黄浩, 刘阳

机械工程学报. 2023, 59(20): 64-79. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.064

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面向国家航空航天高端装备对先进复合材料的重大需求，着眼于高性能复合材料构件三维预制体成形技术与装备基础研究，例举先进复合材料三维预制体成形技术及装备在航空航天领域的应用情况，分析典型三维预制体成形技术的基本原理，介绍国内外先进复合材料研究机构在三维预制体成形装备研制方面的进展，提炼现阶段三维预制体成形技术及装备面临的重难点问题，并对先进复合材料三维预制体成形技术及装备的发展提出建议和展望。为先进复合材料三维预制体成形技术的进一步发展总结旧经验，提供新思路，使之更好地助力祖国航空航天高端装备研发。

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再制造二十年足迹及发展趋势

王海斗, 张文宇, 宋巍

机械工程学报. 2023, 59(20): 80-95. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.080

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再制造是我国战略性新兴产业，是促进循环经济建设和落实“双碳”目标的重要着力点。梳理汇总了对再制造有近百年探索的美国、全面推行绿色循环经济发展的欧洲、以及以日本韩国为代表的亚洲地区的再制造产业发展现状和对策战略。聚焦我国再制造二十余年发展历程，回顾了在再制造政策和产业方面取得的成果，对比了欧洲、美国以再制造市场需求为主导的再制造模式以及我国以政策为牵引，以重点领域和重点企业为支点，以高质量发展为目标的再制造产业发展路线。介绍了拆卸与清洗、损伤检测与寿命评估和以喷涂、熔覆、电刷镀为代表的成形修复和强化关键共性技术的研究进展。结合“十四五”阶段推进制造业高端化智能化改革、深化发展方式绿色转型等重点任务，分析了再制造的热点应用领域和技术发展趋势，提出通过再制造与数字化、信息化和智能化技术深度融合的发展模式以加速建设智能化再制造体系，加强对盾构机、航天航空设备等高端装备领域的再制造突破，挖掘以风能发电设备、电动汽车关键零部件代表的新能源领域再制造潜力三大发展策略，为未来再制造研究和政策制定提供参考和借鉴。

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板带轧制装备-工艺-产品质量综合控制融合发展综述

彭艳, 石宝东, 刘才溢, 邢建康

机械工程学报. 2023, 59(20): 96-118. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.096

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精品板带钢生产涉及装备、工艺和产品质量等多方面，其中，装备为工艺提供平台支撑，工艺优化和装备革新直接决定产品质量提升，而终端用户需求和产品质量的提升再次驱动装备和工艺的再创新，这种螺旋式融合发展推动了板带轧制装备、工艺和产品质量系统集成和协同发展。然而，当前装备-工艺-产品质量之间适配度偏低己成为制约精品板带钢产品质量提升的瓶颈，催生出由传统单一学科向多学科交叉融合联合攻关板带轧制领域关键核心技术难题的新发展趋势。围绕板带轧制理论及轧机系统柔性适配理论技术、轧机装备稳健运行控制、产品形性一体化控制理论技术，总结分析板带轧制装备、工艺、产品质量综合控制的最新进展。在板带轧制理论及轧机系统柔性适配理论技术方面，针对轧机负载辊缝变化以及瞬态突变状态下缺乏柔性适配调控能力的技术难题，讨论当前板带轧机负载辊缝形状控制理论技术，提出板带轧制过程装备-工艺-产品适配理论技术，进一步提升装备对工艺和产品的支撑作用和平台功效。在板带轧机装备稳健运行控制方面，分析板带轧机装备传感测试和系统稳健运行控制理论技术等亟待解决的关键科学问题与技术难题，为轧机高质量稳健运行提供技术支撑。在板带轧制产品形性一体化控制理论技术方面，针对轧制产品形状尺寸、表面质量、组织性能跨尺度协同控制难度大的问题，提出轧辊-轧件综合控制理论技术，为板带轧制形性一体化智能高效协同控制提供理论支撑。最后围绕以装备为基础，工艺为关键，产品质量为目标，对板带轧制综合控制融合发展进行了总结和展望。

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航空复合材料连接成形技术研究进展

刘嘉鸣, 全东, 赵国群

机械工程学报. 2023, 59(20): 119-142. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.119

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纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、结构性能优异以及可设计性强等优势，能够实现构件轻量化和结构-功能设计一体化，在航空航天、交通运输、能源动力以及国防科技等领域具有重要的战略地位。随着纤维增强复合材料在航空航天等领域的大量应用，复合材料之间及其与轻质合金间的高性能-高效率连接成形技术成为航空结构强度和稳定性的重要保障之一。综述纤维增强复合材料连接成形技术的最新研究进展，着重讨论复合材料间及其与轻质合金间的机械连接、胶粘剂连接以及焊接工艺。较全面地论述和分析各类复合材料连接成形的技术特征，对比总结各类连接成形技术的优缺点以及连接结构性能的提升能力，提出各类复合材料连接成形技术的未来发展和研究趋势。

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复杂异形空心构件协同变载液压成形技术

崔晓磊, 贺久强, 韩聪, 苑世剑

机械工程学报. 2023, 59(20): 143-153. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.143

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管坯液压成形是制造复杂异形空心构件的先进成形技术，对于提升汽车轻量化水平、实现节能减排具有重要意义。针对现有恒压加载液压成形技术存在构件尺寸分散大、废品率高和模具变形严重的难题，发明了基于液体压力-体积协同变载精确成形工艺，提出通过控制高压液体体积调控模具弹性变形量和构件尺寸精度，尺寸精度比传统压力加载法提高1倍多；提出了合模力随内压全量程可变加载技术，大幅减小模具尺寸，且使模具变形量降到恒定合模力条件下模具变形量的1/3以下；突破双腔内压与多工艺参量协同加载控制技术，实现了双套系统并联成形，生产效率提高近1倍，满足了新能源汽车对高品质、高效率和低成本生产的要求，提升我国汽车关键构件的制造水平。最后，对协同变载液压成形技术的未来研究重点与发展方向进行了展望。

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超高强钢构件热冲压成形技术与应用

宋燕利, 刘煜键, 方志凌, 王祥, 路珏, 华林, 刘鹏, 严建文

机械工程学报. 2023, 59(20): 154-178. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.154

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热冲压能够显著提升超高强钢板材成形性能、减小变形抗力和回弹，是实现汽车轻量化和关键性能提升的重要途径。近年来超高强钢热冲压技术发展迅猛，市场需求巨大，新型热冲压工艺装备随之成为相关制造领域的研究热点。本文首先从形变规律与本构模型、相变规律与相变模型、损伤断裂行为与判定准则等方面综述了超高强钢构件热力耦合形变-相变机理；其次，对传统热冲压、高强韧等强度热冲压、变强度热冲压等热冲压成形工艺进行了详细阐述和分析。然后，结合热冲压工艺特点和实际生产需求，介绍了伺服压力机、热冲压模具、加热设备及生产线等最新发展；最后，针对双碳战略、人工智能等国内外形势，对超高强钢热冲压产业需求和发展趋势进行了展望。

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材料多轴疲劳试验技术的发展与展望

赵久成, 赵宏伟

机械工程学报. 2023, 59(20): 179-197. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.179

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在航空航天、核工业、海洋工程和轨道交通等核心领域，诸多关键结构件材料复杂服役工况下的疲劳测试需求促进了多轴疲劳试验技术的不断发展。首先回顾传统多轴疲劳试验技术的发展，包含拉伸-扭转、弯曲-扭转、拉伸-弯曲、双轴拉伸、双轴弯曲和拉伸-弯曲-扭转。随后，回顾近十年来新发展的多轴超声疲劳试验技术，包含双轴拉伸、双轴弯曲、拉伸扭转和拉伸-弯曲。此外，总结超声疲劳测试中的应力评估、试样冷却、频率效应和尺寸效应等关键问题，并给出了相应的解决措施。最后，简要介绍上述多轴疲劳试验技术在典型材料钛合金和镍基高温合金中的应用。在总结归纳的基础上，提出材料多轴疲劳试验技术的发展方向，指出该领域未来发展的新机遇。

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超声振动系统的研究现状及其在塑性成形领域的应用进展

田少杰, 刘雪峰, 王文静, 崔庆贺, 郝健博

机械工程学报. 2023, 59(20): 198-214. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.198

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超声辅助塑性成形技术具有降低成形载荷、改善接触状态并提高成形件质量等特点，是一种新兴的特种能场辅助塑性成形技术。在超声辅助塑性成形技术中，超声振动系统及其谐振设计理论和方法对成形件的质量有重要影响。本文综述了超声振动系统的谐振设计理论和方法及其应用研究现状，单激励一维、单激励多维、多激励一维和多激励多维等超声振动方式的超声振动系统研制现状，以及现有的超声辅助拉拔、超声辅助拉深、超声辅助挤压和超声辅助轧制等超声辅助塑性成形技术的原理和特点。指出了大负载工况、复杂结构和多维度等超声振动系统存在的系统稳定性差和极限工作状态预测精度低等问题，以及现有超声辅助塑性成形技术由于超声布置方式不合理、功率不足导致的超声能量损耗大、作用效果不明显等问题。最后，从人工智能等先进设计分析手段的应用、大功率超声振动系统的研制以及多激励耦合超声辅助塑性成形新技术的开发等方面展望了超声辅助塑性成形技术的发展方向。

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可解释机械智能诊断技术的研究进展与挑战

林京, 焦金阳

机械工程学报. 2023, 59(20): 215-224. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.215

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基于深度神经网络的机械智能诊断方法近年来得到快速发展，各式各样的模型方法相继涌现。然而，此类方法的性能彰显主要是在实验室环境，实际工业场景鲜有应用。究其原因主要在于模型内部非线性变换复杂，特征提取机理不清晰，进而引发使用者对决策的信任问题。特别是对于一些关键设备，倘若不能提前知晓模型得到诊断结论的原由，贸然采取措施会隐藏相当大的风险。近年来，可解释机械智能故障诊断研究越来越多地被关注，一些学者已开始对该领域进行探索，并初见成效。为促进深化研究，推动该领域发展，首先对深度神经网络可解释性研究的各种范式进行分类和讨论，然后详述了可解释性机械智能诊断的当前发展，最后讨论了现有的挑战以及未来的研究方向。

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转向架关键运动部件动力学机理与故障诊断研究综述

杨绍普, 顾晓辉, 刘永强, 邓飞跃, 刘泽潮, 刘文朋, 王宝森

机械工程学报. 2023, 59(20): 225-243. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.225

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转向架是机车车辆的关键子系统之一，对保证列车的运行性能和服役安全具有重要的作用。随着列车运行速度的提高，轮轨之间的动态相互作用加剧，导致轮对、轴箱轴承、齿轮传动系统、牵引电机等转向架关键运动部件的运行工况十分恶劣，故障时有发生，危及行车安全。针对转向架关键运动部件的动力学行为和故障诊断，国内外学者开展了大量的研究工作。首先，从动力学模型、故障机理分析两个方面总结了转向架关键运动部件的研究现状。其次，梳理了转向架关键运动部件故障诊断中常用的信号处理和机器学习方法。最后，面向智能运维的工程需求，对当前研究存在的问题和发展趋势进行了总结和展望。

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基于光学频率梳的高精度测距技术研究进展

贾琳华, 郑继辉, 张福民, 曲兴华

机械工程学报. 2023, 59(20): 244-260. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.244

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精密测量技术是先进制造的重要支撑，其中精密激光测量技术在几何量测量特别是在线和高精度测量中应用最为广泛。针对先进制造更高的要求，新的激光测量技术不断发展，如基于光学频率梳的测距技术，其以宽光谱、窄脉宽、高频率稳定性的光频梳作为光源，通过相干探测可实现高精度和宽范围的绝对距离测量。同时，微纳制造工艺的提升以及光电子集成技术的发展，为进一步满足现场测量环境下高稳定性、仪器集成化和在线测量的需求提供了可能。围绕先进制造中高精度测距的需求，综述了光频梳测距方案的基本原理、性能指标与应用发展现状。首先，阐述了光学频率梳的基本特性和新型微腔孤子光频梳的相关研究；然后，详细介绍了光频梳频域、时域测距技术的测量原理和研究进展，包括色散干涉法、合成波长法、参考臂扫描法、重复频率扫描法和双光梳异步光学采样法等；最后，分析并比较了现有技术的发展进程及其优化方向，并对相关仪器化研制和现场应用进行了总结与展望。

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全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制研究综述

张雷, 徐同良, 李嗣阳, 程树辉, 丁晓林, 王震坡, 孙逢春

机械工程学报. 2023, 59(20): 261-280. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.261

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全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制能够有效提高车辆的安全性与乘坐舒适性。以整车安全性与乘坐舒适性为目标，围绕车辆操纵稳定性控制、底盘容错控制、车身姿态控制与车辆平顺性控制四个方面，全面综述全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制关键技术与研究进展。针对操纵稳定性，介绍了驱动防滑与制动防抱死等车辆纵向稳定性控制方法，系统对比分析了单线控子系统和多线控子系统在车辆横摆与侧倾稳定性控制上的优缺点；概述分布式电驱动系统和线控转向系统失效时的底盘容错控制方法，详细讨论利用底盘协同控制降低线控子系统失效影响的可行性及主要控制方法；总结利用单/多线控子系统进行车身俯仰姿态与平顺性控制的方法，指出应兼顾车身姿态与平顺性控制，以提高车辆乘坐舒适性控制方法在复杂行驶工况下的有效性；最后，展望全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制技术发展趋势。

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智能汽车环境感知方法综述

彭湃, 耿可可, 王子威, 柳智超, 殷国栋

机械工程学报. 2023, 59(20): 281-303. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.281

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智能汽车是全球汽车产业的未来发展方向，是推动我国自主汽车产业高质量发展的应有之义。智能汽车依靠人工智能、泛在传感等先进技术的赋能，实现对驾驶人认知感知、决策规划及控制执行的增强或替代。对道路环境的实时、精准和鲁棒的感知是汽车智能化的基石，近十年间智能汽车感知领域的巨大飞跃多是由深度学习技术推动的。针对近年智能汽车环境感知技术的发展现状，首先梳理智能汽车环境感知系统软硬件架构，对感知、计算设备以及算法部署平台进行总体概述；其次，围绕目标检测与语义分割、多目标跟踪、目标意图识别与轨迹预测、环境建图四方面关键任务，总结近年具有里程碑意义的研究方法与技术方案；最后，分析当前智能汽车环境感知技术所面临的问题和挑战，并对未来发展趋势与关键技术进行展望。

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社会认知自动驾驶

王聪, 胡文, 李文博, 邢阳, 陈宏昌, 曹东璞

机械工程学报. 2023, 59(20): 304-324. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.304

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当前自动驾驶技术处于L3向L4的快速发展中，提升自动驾驶系统的场景适应能力成为现阶段主要任务。在城市混合交通流场景下，道路拓扑结构更为复杂，交通参与单元类型众多，车流量更加密集，存在显著的强交互博弈过程，给自动驾驶车辆的安全高效通行带来巨大挑战。同时，城市出行需求更加多样，随着智能座舱和人工智能技术的发展，对车辆智能化和人性化服务的期望日益提高。因此，赋予自动驾驶系统社会化属性和社会认知能力，在提升自动驾驶车辆行驶安全高效性的同时，更好地服务舱内驾乘人员，成为当前自动驾驶技术重要发展目标。面向智能网联汽车安全驾驶脑，通过自动驾驶、认知心理学和社会心理学多学科交叉融合，提出社会认知自动驾驶框架；其次针对车外交互围绕面向社会认知的车辆侵略性建模、强交互场景的社会认知决策以及紧急工况认知决策展开前期研究，针对车内交互围绕智能座舱场景-功能体系、舱内人员情绪认知与调节以及基于社会认知自动驾驶的人机接管展开前期研究；最后进行提炼和总结。

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深海采矿技术与装备研究进展及系统方案综述

康娅娟, 刘少军

机械工程学报. 2023, 59(20): 325-337. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.325

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深海底蕴藏着丰富的矿产资源，但因其赋存环境特殊，必须依赖专门的技术和装备才能开发利用。近年来新能源电池等对关键金属需求的迅猛增长，推动了深海采矿技术与装备的研究向商业化发展。回顾深海采矿技术和装备的研究进展，介绍近年来几次大型深海采矿系统海试的情况。从深海矿产资源商业开采的视角，梳理对深海采矿技术和装备的功能要求和性能指标。以深海多金属结核商业开采为对象，分析商业生产要求下可能选择的采矿系统基本技术方案，梳理采矿船需具备的基本功能并估计其排水量及主要尺度参数，推荐采矿车采集装置和行走装置的结构形式并测算其尺度规模，分析大产能指标下气力提升方式可能遇到的问题，提出水力提升系统的初步设计及主要零部件的选用方案。通过对深海采矿技术与装备研究进展和商业开采系统基本方案的综合分析指出，管道水力提升已成为当前深海采矿系统的主流方案，海底采矿车的行走及定位导航技术研究取得了很大进展，水下提升系统等可以借鉴海洋油气工程的相关技术和装备，深海采矿技术与装备研究已达到开展商业采矿系统装备开发的水平，而尽量减小采矿作业对海洋环境的扰动成为了又一个重要的方向。

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论高性能电子装备机电耦合技术现状与发展

许万业, 段宝岩

机械工程学报. 2023, 59(20): 338-356. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.338

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高性能电子装备被广泛应用于陆、海、空、天等领域中的雷达、深空探测、射电天文、通信、导航、遥感等方面，其设计与制造水平是国家整体科技水平与实力的重要体现。系统回顾了高性能电子装备机电一体化技术的发展历程，论述机电分离、机电综合、机电耦合等三个不同发展阶段的特征与内涵，进而明确机电一体化技术鲜明的代际演进，并揭示电子装备机电耦合技术的内涵与特征。在此基础上，结合反射面天线、平面裂缝天线、有源相控阵天线等典型实例，建立电子装备电磁场-位移场-温度场的场耦合理论模型，揭示非线性机械结构因素对平板裂缝天线、有源相控阵天线等电子装备电性能的影响机理。最后，面向未来高性能电子装备的发展趋势，探讨机电耦合理论与技术需应对的新挑战。

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液压元件及系统智能化发展现状及趋势思考

焦宗夏, 吴帅, 李洋, 张超, 靳红涛, 舒圣, 位仁磊, 李仁洁, 王易, 张昊园, 张亚东

机械工程学报. 2023, 59(20): 357-384. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.357

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第四次工业革命利用信息化技术促进产业变革，将带我们进入智能化时代。由于液压系统作为核心动力和控制部分，广泛应用于先进制造、航空航天、海洋等重大装备，工业装备的智能化必然会要求液压元件及系统实现智能化。所以，近年来智能液压一直是液压领域的研究热点，推动液压领域进入智能时代，也给液压系统的研究带来新的活力，但也遇到了新的挑战，包括对智能液压系统的理解不一致，缺乏系统综合的研究，成碎片化的点突破等。分析智能液压系统的内涵与演进历程，阐述智能液压系统的架构体系，总结出智能液压系统具有的智能感知、智能调控、智能运维三大特征，并从这三个方面综述国内外的研究进展，揭示智能液压存在的问题和挑战；最后讨论应对挑战的研究路径和发展趋势。

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非道路移动装备高能效电驱液传技术新进展

权龙, 闫志鑫, 章硕峰, 杨雨鑫, 葛磊, 李泽鹏

机械工程学报. 2023, 59(20): 385-400. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.385

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双碳背景下，电驱动方式成为有效解决非道路移动装备碳排放与能源浪费问题的重要途径。然而，目前的电驱方式仅仅是用电池和电动机取代了内燃机，液压系统仍沿用集中式动力源供能、多路阀分配动力的阀控方式，存在系统能量转换、传递效率低的不足，需要大容量的电池组满足工作时长的需求，导致成本高，制约其推广应用。因此，提升液压系统的能效成为破解非道路移动装备电动化技术瓶颈的关键所在。对数字变排量泵技术、离散数字液压阀技术、浮杯泵技术，国际上三种显著提升液压系统能效的方法、研究进展、应用效果进行了分析和论述。进一步对团队所提出的电气液压双动力驱动重载直线执行器的工作原理、能效特性和应用效果进行介绍，所介绍的四种新型传动方式和现有技术对比，普遍可提高能效50%以上，为电动化非道路移动装备的推广应用奠定了基础。

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碳纤维复合材料结构件自动铺放技术与装备研究进展

柯映林, 曲巍崴, 李江雄, 程亮, 柯臻铮, 吴剑波, 祝建彬, 杨迪, 杨倩, 蔡志嘉, 王青, 朱伟东, 董辉跃, 徐强, 俞慈君, 王庆涛, 倪佐僖

机械工程学报. 2023, 59(20): 401-435. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.401

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现代航空航天飞行器结构中复合材料的应用比例已成为衡量其先进性的重要指标，不断提升复合材料的应用水平是实现航空航天结构轻量化、功能化和智能化的重要途径。然而，复合材料的高端应用是一项复杂的系统工程，涉及材料、力学、设计、制造、控制和计算机等多个领域，整体水平提升需要产-学-研-用多方面协同发展。从航空复合材料结构件自动化铺放应用切入，通过剖析大尺寸双曲度飞机壁板和异形回转体进气道两类典型结构的自动化铺放需求，探讨热固性复合材料结构件自动铺放的主要技术发展方向。进而，从复合材料自动铺放工艺规划技术、自动化铺放装备研制，以及铺放工艺规划软件开发3个方面全面分析和总结国内外研究和应用现状，探讨高端复合材料构件制造面临的核心技术问题。然后，分析指出复合材料结构设计制造一体化能力的形成需要深入分析设计、工艺和制造等要素之间的复杂耦合关系，通过单要素分析多要素协调机制实现工艺优化和制造反馈。最后，提出我国在自动铺放技术装备方面的发展思路，为加速构建我国高端复合材料结构件制造能力提供方向性参考。

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精密装配的内涵、技术体系和发展趋势

刘检华, 夏焕雄, 巩浩, 刘少丽, 庄存波, 敖晓辉

机械工程学报. 2023, 59(20): 436-450. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.436

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可视化

随着人类科技不断向极高精度和极端工况发起挑战，高端装备对极致精度与性能的需求日益迫切，传统的以几何量控制为主的装配理论，已无法完全解决高端装备的高精度和高稳定精密装配难题。针对以上问题，首先分析了精密装配的基本特征，综述了精密装配技术的国内外研究现状，在此基础上提出一种介观尺度的精密装配理论与方法，建立精密装配技术体系，提炼精密装配的界面问题、跨尺度问题、不确定性问题等三个基础问题，提出涵盖装配连接技术、装配精度分析、装配性能稳定性分析与调控、装配不确定性分析与优化、装配工艺与装备、装配数字孪生、装配测量与测试等7个方面的精密装配研究体系。最后指出精密装配研究需要从几何、材料、装配、使役等多个维度来分析装配性能形成、演变与调控机理，并给出精密装配的集成化、微/纳化和智能化的未来发展方向。

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玻璃体视网膜显微手术机器人研究进展及前沿热点

张赫, 范志斌, 李海铭, 白明, 刘孟尧, 杨嘉辉, 赵杰

机械工程学报. 2023, 59(20): 451-469. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.451

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可视化

由于眼组织精细、脆弱，眼球体积较小等原因，传统玻璃体视网膜手术难度大、风险高。机器人技术的引入，克服了传统手术稳定性差、精度低的弊病，提升手术安全性与可靠性。根据操作方式不同，从机器人构型、操作方式等方面分类介绍玻璃体视网膜显微手术机器人的研究进展。分析典型玻璃体视网膜疾病的手术流程，提出玻璃体视网膜机器人设计的基本要求，总结其共性技术。根据玻璃体视网膜手术机器人向智能化、自主化、精准化发展的趋势，对眼组织生物力学建模、术中多模态信息融合辅助技术、显微影像与OCT引导技术、多臂协作控制技术与共享控制技术等玻璃体视网膜手术机器人的研究热点进行介绍，并分析其未来发展趋势。

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机械产品多变量相依退化建模方法研究综述

孔雪峰, 潘骏, 钱萍, 魏义敏, 陈文华

机械工程学报. 2023, 59(20): 470-488. https://doi.org/10.3901/JME.2023.20.470

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可视化

退化建模是开展机械产品可靠性评估与剩余寿命预测、指导产品使用维护管理决策优化的关键技术。随着机械产品日趋结构复杂化与功能多样化方向发展，多变量退化数据由于能够更全面地反映产品健康状态，其建模方法在近几年受到研究者们的广泛关注，特别是针对多变量退化过程中普遍存在的随机相依性，构建诸多实用有效的多变量相依退化模型，提高了复杂机械产品寿命与可靠性的评估精度。然而，目前还没有形成针对该主题的系统性综述。为促进多变量相依退化建模方法的发展与应用，从研究现状、发展趋势及应用研究等方面，对现有的多变量相依退化建模方法进行回顾和总结。首先，介绍三类常用多变量相依退化建模方法的原理及其优缺点；接着，探讨考虑多源随机性、外部协变量以及时变随机相依性等因素影响下的多变量相依退化模型扩展研究；随后，讨论多变量相依退化模型在加速试验方案设计、剩余寿命预测和维修策略优化中的应用研究；最后，针对未来值得深入研究的方向进行归纳和总结。

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2023年, 第59卷, 第20期　
刊出日期：2023-10-20

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