绳驱机器人因其惯量小、质量轻及作业范围广等优势受到了研究人员的广泛关注。然而，绳索固有的柔性和单向传力特性给绳驱机器人的精确控制带来了挑战。为实现其高效、精准的运动控制，需要从绳索张力分布、机器人动力学以及机器人控制等多方面展开深入研究。综述了绳驱机器人领域的研究进展，首先，探讨了零空间法、几何法和最小二乘法等绳驱动机器人张力计算及优化方法，并比较了这些方法的优缺点及适用范围；其次，总结了拉格朗日法、牛顿欧拉法和虚功原理等在绳驱机器人动力学建模上的研究进展，并比较了不同方法在绳驱连续型机械臂动力学建模上的优缺点；再次，总结了绳驱机器人控制的研究进展，并比较了基于模型与无模型的绳驱机器人控制策略；最后，对绳驱机器人的研究现状进行了总结，并对其未来发展趋势提出了展望。

随着生成式人工智能的快速发展，机械设计领域迎来新的变革。设计理念正逐渐由传统的“计算机辅助+人工经验”发展为具备高级智能化的“历史设计数据与知识+生成式模型”，具体设计行为由“人工建模”发展为“生成式建模”，机械产品设计驱动由人工经验发展为数据知识。针对这一种发展趋势，提出了新的机械设计理念：智能生成式设计，阐述了智能生成式设计的内容组成、核心运行机制、设计特点、关键技术等。在此基础上，探讨了智能生成式设计在机械产品设计上的应用价值，为机械产品的设计指明新趋势和发展方向。

针对新型电机的轻量化、紧凑型、高扭矩密度设计目标，将印制电路板(Printed circuit board，PCB)技术引入定子绕组制造工艺，设计了轴向磁通双PCB定子电机。以单根有效导条为研究对象，建立了电机感应电动势、电磁扭矩及输出功率的解析模型。构建了PCB电机的有限元仿真模型，开展了关键参数优化研究，对串、并联构型双PCB定子电机进行电磁场与温度场仿真分析。基于搭建的试验平台，研究了不同构型下PCB电机的输出性能与温升特性。在额定工况1 500 r/min、3 A条件下，串联双PCB定子电机输出扭矩为130 mN·m，扭矩密度可达2 000 N·m/m³，实测最高温度为180.6 ℃；并联构型下电机输出扭矩为103 mN·m，扭矩密度可达1 584.62 N·m/m³，实测最高温度为110.5 ℃，与同工况下串联构型相比温升更小，可有效改善PCB电机发热问题。

数控机床空间误差的建模分析与辨识一直是误差补偿的重要步骤。首先，论述了机床空间误差常用建模理论和辨识方法的研究历程及技术发展；其次，机床空间误差建模分析是进行误差补偿的重要前提。对机床空间误差建模理论进行详细的阐述和分析，包括刚体运动学理论、齐次坐标变化理论、D-H变换理论、多体理论、以及旋量理论等方法。再次，误差元素的准确测量和精确识别是实现有效控制的关键。对机床空间误差重点辨识方法的现状与发展趋势进行具体介绍和综合评述，包括激光干涉仪多线法、体对角线法、以及球杆仪、激光跟踪仪测量等方法。最终，综合机床空间误差的建模、检测、辨识三个方面，系统性地分析了现有数控机床空间精度改善中尚需解决的问题，强调了技术创新对于提高测量效率和准确性的重要性；并对未来的发展方向进行展望，对数控机床精度的提升具有一定的指导意义。

谐波减速器作为工业机器人的重要组件，运行环境复杂多变，一旦发生故障造成巨大损失。考虑到实际谐波减速器振动数据采集难度大，故障样本量少且数据标签缺失，不同工况下数据分布存在差异问题，提出一种基于数字孪生的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。首先，基于动力学建模方法构建谐波减速器故障数字孪生模型，获取孪生数据；其次，提出基于循环生成对抗网络的数字孪生虚实映射方法，实现孪生数据与实测数据的虚实映射；然后，引入改进的半软阈值函数构建深度残差收缩网络，抑制噪声干扰并提取特征，同时在无监督场景下对所提特征进行域适应处理，利用MMD减小领域间分布差异，实现不同工况下的故障诊断。最后，搭建谐波减速器故障模拟试验台并进行试验验证，所提方法在所有迁移任务中平均准确率可达99.2%，有效解决无监督场景中不同工况下谐波减速器的故障诊断问题。

管片拼装是盾构施工必不可少的关键环节，人工拼装管片方式效率低、安全风险高、拼装质量参差不齐，实现管片拼装流程自动化对于提高盾构隧道施工质量、提升作业效率、促进地下工程建造智能化具有重要意义。基于国内外学者在管片自动化拼装方面开展的研究工作，从管片自动排版、管片自动感知、拼装机自动运动、拼装机自动伺服控制4个方面进行了梳理总结，分析了管片自动拼装各方面的关键技术研究进展和不足。管片排版目的分为设计排版和施工期拼装点位选取，施工选点主要采用管片轴线拟合盾构机姿态，考虑参数有盾尾间隙、推进油缸行程差，但其权重系数的确定对施工经验依耐性较强；管片位姿感知方法分为接触式测量和非接触式测量，非接触式测量中基于图像的目标检测技术效果较佳，其算法精度及效率仍有待提高；描述拼装机机械臂位姿及运动主要采用D-H法，轨迹规划侧重于采用多项式曲线对运动路径进行平滑处理，减小对拼装机关节的磨损，管片拼装机正朝着具有冗余自由度的并联机构方向发展，其拼装效率和精度更佳；拼装机伺服系统采用比例阀控制精度较高，多轴联动的控制策略可有效提升管片拼装效率。最后对现有研究不足进行了探讨，并提出新的见解和方向。研究可为进一步提升管片自动化拼装技术和促进地下工程设备智能化提供参考。

车辆动力学理论是汽车设计和控制的基础。随着汽车电动化与智能化快速发展，分布式、模块化与多冗余的新型底盘结构打破了传统车辆运动功能边界，车载、路测与网联等智能信息的引入也使车辆系统逐渐向物理信息系统演变。现有以“刚体-轮胎-路面”三要素为核心的车辆动力学理论体系难以统一化表征多运动形态的底盘动力学，更无法阐述多源外部环境信息与车辆之间的力学交互本质，其理论内涵与辐射范围凸显出模型构建通用性弱和环境信息包容性差两大局限。针对上述问题，提出一种广义车辆系统动力学理论架构，将底盘约束、车间作用与信息交互统一抽象为广义车辆系统内部的广义作用力，建立了涵盖机械、电子与信息多物理场耦合作用的动力学体系，丰富了传统“建模-估计-控制”理论内涵，形成了可指导高性能车辆底盘设计与协同控制的统一理论框架。

准双曲面齿轮作为一种在航空、特种车辆、精密传动领域广泛应用的复杂齿面空间传动，其啮合质量直接决定整机服役性能。尽管该型齿轮传动在设计理论、创成机理、形貌优化、加工制造等方面取得了显著进展，但高端装备日益苛刻的服役性能需求，对该型传动的正向设计提出了更高挑战。结合文献剖析、市场调研、课题研究，详细阐述了该型传动主动设计方法研究进展与发展趋势，着重介绍了该型传动的几何参数设计、制造参数计算、接触特性分析、齿面形貌优化等内容，详细分析了该型传动在人工智能大背景下面向高端装备服役需求的发展趋势，期望为该领域研究人员与技术人员提供相关理论技术支撑，推动我国准双曲面齿轮正向设计技术的发展。

面向集成多种生产要素的智能车间，实现各类资源高效调度以完成任务，对提高生产效率具有重要意义和价值。针对一类考虑多要素的柔性作业车间调度问题，提出一种高效的混合进化算法。首先，基于对问题背景和多要素运行情况的分析，以最小化最大完工时间为目标，构建了含工件、机器、AGV和工人四种生产要素的柔性作业车间调度模型。然后，针对模型中不同决策变量的特点，提出结合启发式和随机式的混合初始化策略，以生成高质量的初始种群。根据个体的四层编码结构，设计基于经典遗传算子的全局搜索方法。针对易于陷入局部最优解的困境，提出记忆机制导向的多邻域局部搜索方法，以增强算法的局部搜索能力。最后，基于标准测试集生成了多组适用的算例，并设计一系列试验以验证算法的性能。试验结果表明，混合初始化策略和多邻域局部搜索能够有效地改善算法性能。与领域中多种先进的算法比较，所提算法在调度方案质量上更具优越性。

随着数字化制造技术的迅速发展，企业数据库中已积累大量加工工艺实例。基于“几何相似则工艺相似”的基本原理，通过识别和提取相似的三维几何工艺信息，可有效实现工艺知识的重用，进而提升工艺决策系统的智能化水平，缩短产品开发周期。在数控加工工艺重用技术快速发展的背景下，系统把握其发展现状和未来趋势，为工艺设计人员提供全面的文献综述具有重要的理论和实践意义。研究从三个维度系统分析和总结了数控加工工艺重用技术的最新研究进展：首先，宏观工艺重用层面重点探讨产品整体加工路线的重用方法；其次，微观工艺重用层面聚焦于具体加工环节中工艺知识的精确提取与应用技术；最后，基于机器学习的工艺重用技术则聚焦于非结构化CAD模型数据的处理及其与工艺信息之间复杂的映射关系。这些研究成果不仅对提升工艺设计效率具有重要的理论指导价值，同时在促进工艺知识管理体系的完善方面也具有显著的实践价值。

作为运载火箭多功能化体系的核心执行单元之一，分离与推冲机构的动作可靠性与分离精度直接影响航天发射任务的成败。随着各国航天任务复杂度与火箭运载能力的提升，分离与推冲机构在承载能力、响应速度及环境适应性等方面面临更为严苛的技术要求，系统梳理了国内外运载火箭分离与推冲机构的应用与发展现状，详细介绍了多类作动形式下各分离与推冲机构工作原理与特点，回顾了运载火箭分离与推冲机构的动态特性、冲击响应以及可靠性领域的发展，并介绍了部分典型机构的仿真分析技术，最后展望了运载火箭分离与推冲机构产品的发展趋势，旨在为新一代运载火箭分离推冲系统的创新设计与产品系统性发展提供参考。

蒙皮是构成飞机气动外形的主要零件，具有大尺寸、薄壁(厚度2～6 mm)、型面复杂等技术特点，目前企业普遍采用人工比对划线-手动修切方式去除蒙皮边缘余量，存在人因累积误差大、装配质量难控等问题。视/力引导的高柔性大范围双机器人跟踪/测量-加工一体化为解决这一难题提供了新思路，但双机器人位姿同步标定难、加工位姿光顺难、轨迹精度控制难是制约蒙皮机器人铣削加工应用的主要瓶颈。上述难题可以归纳为空间位姿的同步解耦与位姿误差的定量控制问题，为此应用李群李代数封闭光滑特性重点围绕双机器人位姿同步标定、光顺加工轨迹生成与末端位姿闭环反馈控制开展研究，具体如下：第I部分提出双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定方法，建立机器人-跟踪系统运动模型和系统参数辨识方法，研究蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法；第II 部分研究外部跟踪系统下的末端位姿闭环反馈控制模型，研制机器人末端闭环反馈控制系统，开展双机器人系统同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、典型蒙皮样件机器人铣削加工精度测试，验证所提方法的有效性。

结构可靠性分析对于保障工程装备安全可靠运行至关重要。传统的一阶可靠性方法及其改进算法精度受限于极限状态函数的类型与梯度信息，往往无法适用于复杂工程案例。面对日益复杂的工程场景，虽然多保真度模型的建立策略被广泛研究，但在可靠性分析中，其应用潜力尚有待进一步开发。为此，发展一种自适应多保真度Kriging(Multi-fidelity Kriging，MF-Kriging)模型辅助的一阶可靠性分析方法。首先，通过增广拉格朗日函数将一阶可靠性分析问题转化为无约束优化问题，从而使其能够采用启发式优化算法求解。其次，通过融合多个数据源进行自适应MF-Kriging建模，以进一步降低可靠性分析的计算成本。基于该可靠性分析方法，任意自适应MF-Kriging建模策略不论是全局搜索或者是局部搜索均可嵌套使用。另外，考虑到一阶可靠性方法的重要步骤之一是精确定位设计验算点(Most probable point，MPP)，提出一种混合MF-Kriging建模策略。通过权衡全局搜索策略和基于迭代MPP邻域的局部搜索策略，平衡可靠性分析的局部精确度以及全局收敛性。最后，利用四个数学算例和三个工程案例对所提出方法进行了应用。结果表明，该可靠性分析方法在精度、效率和鲁棒性方面均具有显著优势。

锂离子电池负极析锂是制约其安全性和寿命的关键问题之一。为提高锂离子电池应用的安全性并延长使用寿命，提出一种基于多维特征挖掘和聚类分析的锂离子电池析锂诊断方法。设计低温析锂试验，采集电池试验循环数据。建立高精度电池等效电路模型，提出基于模型参数辨识和容量增量分析的析锂特征提取方法，以及基于主成分分析法的特征空间降维方法。在此基础上，通过采用粒子群算法优化的基于密度的聚类算法，提出锂离子电池析锂故障的自适应分级诊断方法，并根据电池析锂前后容量差值和物理检测手段检验所提方法的准确性。诊断结果表明，基于多维度特征的析锂诊断结果最优，相较基于电池模型特征的单维析锂诊断方法，漏诊率下降8.00%，较基于容量增量曲线特征的单维析锂诊断方法，漏诊率下降8.00%，误诊率下降3.63%；同时扫描电子显微镜、电感耦合等离子体检验结果与诊断结果一致，能够较为准确诊断出轻度析锂和严重析锂，实现了锂离子电池析锂的分级诊断。

空间增材制造(In-space additive manufacturing,ISAM)是实现深空探索、太空资源高效利用以及地外行星长期居住的关键技术。与常规的地面增材制造相比，高真空、强辐射、微低重力、极端温度变化等复杂太空环境给ISAM的发展与应用带来了诸多困难，亟须在设备兼容性、工艺控制以及原材料选用等方面取得创新与突破。目前，ISAM研究主要集中在两个前沿领域：在轨制造与地外行星表面建造；在研技术涵盖材料挤出、直接能量沉积、粉末床熔融、立体光刻、计算轴向光刻等多种成型工艺。综述了国内外ISAM技术的研究进展与发展趋势，对比了与空间环境相关的增材制造技术原理及工艺特点，总结了典型微低重力验证平台及试验方法，梳理了面向真实空间环境的增材制造研究案例，分析了ISAM技术发展所面临的重大挑战及潜在机遇，展望了ISAM技术未来的重要研究方向。

液压挖掘机通常采用单动力源供多执行器的集中式驱动方式，存在节流损失大、势能利用率低等问题，平均效率低。分布式电静液作动系统采用独立变转速控制，消除了系统的节流损失，并在超越负载下回收能量，是提高效率的有效方案。开发一款集成一体式、四象限工况运行的大功率高转速电静液作动器(Electro-hydraulic actuator，EHA)，将其应用于6 t挖掘机动臂执行器位置，进行详细的性能测试，并分析其能量效率与损耗分布情况。在动臂举升下降周期内，EHA系统驱动效率最高达61.2%，能量回收效率最高达53.3%，在损耗分布方面，电机泵的损耗占EHA总损耗的80%以上，电机泵的效率优化至关重要。本研究实现了EHA在挖掘机上的应用，为提高工程机械电液控制系统的能量效率提供一种有效的解决方案。

动力吸振作为解决结构振动问题的有效手段之一，其性能瓶颈的突破对航空航天、国防军工等国之重器领域的高端装备可靠性跃升具有重要战略意义。以构型创新为主线，系统梳理了单自由度、组合式单自由度、多自由度、可调谐及非线性五大类型动力吸振器的研究进展。单自由度吸振器结构简单、稳定可靠、便于实现，是当下实际工程中应用最为广泛的结构形式，但其窄频特性短板催生了组合式与多自由度设计；组合式吸振器通过并联/串联拓扑拓展频带，实现了频带拓展与工程实现难度的平衡；多自由度吸振器通过对质量单元多个空间自由度的充分利用，实现了多维或多模态振动的高效抑制；可调谐吸振器结合调谐机构与半主动控制，解决了主振结构动态特性变化工况下的最优适配难题；非线性吸振器则利用靶能量传递机制，在宽频抑振中展现出独特优势。对比分析表明，构型创新通过自由度扩展、参数自适应调整及刚度非线性化，显著提升了吸振器的抑振性能与环境适应性，设计方法也经历了从传统参数优化向构型创新驱动的范式转变。同时，基于柔性元件的刚度单元重构，为构型驱动的性能跃升提供了理论基石。未来，动力吸振器的抑振性能将向更高层次突破：更高幅值抑制率、更优动态适应性、更大抑振带宽以及更多抑振自由度。此外，研究有望推动振动控制技术向“抑振－储能－感知”一体化方向演进，为航空航天、高端制造装备等尖端领域振动抑制提供理论支撑与技术范式。

多稳态特性是一种特殊的非线性力学现象。当一个系统具有多稳态特性，则意味着它存在多个稳定平衡态(能量取得局部极小值的状态)，在这些状态下，即使受到外界小的扰动系统也能够在无能量输入条件下实现状态自保持。多稳态可表现出丰富多样的力学特性/行为，如负刚度、自平衡、抗扰动等，在航空航天、智能机器人、生物医学等领域逐渐展现出巨大的应用价值，近年来吸引了大量的研究人员。回顾了这些年多稳态机构与结构的典型研究成果：首先从柔顺机构、折纸结构、剪纸结构、软材料以及张拉整体结构等五个方面总结了不同多稳态设计的机构/结构原理、构型特征和设计方法；然后，对多稳态机构/结构在多种应用场景下的典型应用进行归纳介绍；最后对未来多稳态机构/结构的发展趋势进行了展望，旨在为多稳态机构/结构的设计提升与应用拓宽提供新的思路。

以电动汽车为代表的新能源汽车迎来了前所未有的发展机遇。锂离子电池凭借高比能、低自放电率及长寿命等优点，成为电动汽车动力系统的主流选择。然而，低温下锂离子电池性能显著下降，直接导致电动汽车续航里程缩短，充电时间延长，还可能引发安全隐患，是电动汽车推广的一个核心难题。低温加热作为克服电池低温性能瓶颈的关键方法之一，是当前业界攻关的重点。对锂离子电池低温加热技术最新进展及实车应用现状进行了全面的总结和讨论，涵盖外部加热、内部加热和复合加热三类。全面阐述每种技术的原理、最新进展、优势劣势及潜在的优化空间。此外，对每种技术进行定性比较，并分析当前加热技术在实车上的应用现状。最后，探讨低温加热技术的未来发展前景，聚焦于关键技术突破与机遇，为低温加热技术的下一步研究和实车应用提供全面的视角。

当前制造企业面临着需要迅速响应市场多样化和不确定性需求的挑战。小批量个性化产品机械加工任务越来越多，传统的刀具磨损状态监测技术与刀具管理模式不再适用于工况条件频繁变化的制造环境。现存的刀具磨损状态监测与剩余寿命预测的文献综述大都聚焦于单一定工况。为弥补上述缺陷，系统地分析归纳了国内外复杂工况条件下刀具磨损状态监测及剩余寿命预测的最新研究成果，并提出了进一步的研究方向。根据国内外学者近年来的研究工作，首先详细地论述了基于传感技术的间接刀具磨损状态监测方法的研究进展。分别从单传感器监测与多传感器联合监测角度综述了信号处理与特征提取、监测模型的选择在复杂工况条件下的应用现状。其次，总结了迁移学习方法在复杂工况条件下刀具磨损状态监测技术中的应用；此外，从基于磨损退化模型、数据驱动模型以及混合模型角度概括了复杂工况条件下剩余寿命预测的研究现状；最后，归纳了复杂工况条件下刀具磨损状态监测及剩余寿命预测的研究重点和发展趋势。对未来的研究工作具有一定的理论参考与启示作用。

熔盐具有热容量大、导热性和热稳定性高等优异的热物理性质，作为热能存储介质在核电和光热发电等领域得到了广泛应用，但高温熔盐对金属材料具有严重腐蚀性。基于熔盐对不锈钢的腐蚀评价及机理研究，从熔盐改性和材料表面改性方面介绍了减缓熔盐对不锈钢腐蚀的主要策略。论述热纯化、化学纯化、添加纳米颗粒等熔盐改性方法以及减缓金属腐蚀的评价，分析含铝合金涂层、表面分形纹理、石墨化涂层、纳米颗粒涂层和含铝不锈钢预氧化等材料防护方法及其对减轻熔盐腐蚀的研究进展。最后指出含铝不锈钢的开发对光热发电系统的安全设计、制造和运维的重要性。

叶片振动与叶尖间隙是反映航空发动机运行状态的关键参数，蕴含着丰富的故障与健康信息。通过实时监测与深度分析，可实现发动机的故障诊断与早期预警。综述叶片振动接触式测量方法以及叶尖定时和叶尖间隙等非接触式测量方法，介绍近年来国内外相关技术研究的重要成果，主要阐述叶片振动类型及典型故障、监测及辨识方法、故障诊断及预警方法共三个方面。其中，重点探讨这些技术在颤振、喘振和碰摩等典型故障中的应用。最后，从高精度高速采集、机理及演化路径、多源融合测试、故障数据库优化以及机器学习智能诊断五个方面，对基于叶尖监测的航空发动机故障诊断与预警技术的未来发展趋势进行了展望。

谐波减速器常用于工业机器人手臂、腕部等关节，通过伺服系统驱动实现动力传递。柔性薄壁轴承是谐波减速器的核心组件，在椭圆凸轮周期性挤压和交变载荷工况下易发生故障，并通过机电耦合作用使关节电机电流产生谐波。然而，机器人服役中转矩和转速随机性变化使得故障频率均存在动态非平稳特征，导致故障频率与柔性薄壁轴承形状变化(长短轴交替)产生的冲击频率相互耦合，使得故障对电流的调制效应不明晰。建立谐波减速器直连电机定子电流模型，同时考虑机器人变速变载工况、柔性轴承长短轴交替变化冲击和不同部位故障的影响，通过理论分析获得了服役工况下谐波减速器故障对直连电机电流的影响机理。分别对柔性轴承外圈、内圈故障，以及健康状态的谐波减速器开展恒速恒载、恒速变载、变速恒载和变速变载四种工况试验以及特定工况下外圈故障的仿真，结合时频域故障特征分析，验证了所建电流模型在柔性薄壁轴承不同位置故障下的适用性与准确性。

作为中国汽车工程研究院先进中国体征人体数字模型AC-HUMs工作的一部分，旨在利用中国50百分位体征几何数据建立具有详细解剖学结构的人体胸腹有限元模型，对关键骨骼数据利用7大片区数据校核，并对标文献尸体试验数据对该模型进行多种载荷工况下的生物逼真度验证。建立的人体胸腹部模型以中国人体数据为依据，结果表明该模型能够代表中国50百分位男性的生物力学特征，所建人体胸腹部有限元模型具有较高的生物逼真度，且在常规冲击载荷下模拟计算表现出了高稳定性，可为中国交通参与者胸腹部损伤特征研究提供有效工具。

为同时优化高转速下湿式永磁无刷直流电机(Wet permanent magnet brushless DC motor，WPMBLDC)电磁特性和黏滞摩擦损耗，以一台8极12槽湿式永磁无刷直流电机作为研究对象，采用有限元法对电机电磁性能和内部流场特性进行研究。以电机空载反电动势不能超过250 V，降低空载齿槽转矩峰值，输出转矩波动和黏滞摩擦损耗，提升平均输出转矩为目标，采用进化算法，分析定子槽结构参数、电枢直径、气隙宽度、极弧系数、永磁体厚度对湿式电机电磁特性和黏滞摩擦损耗的敏感性和影响规律，并进行优化和试验验证。结果表明，气隙宽度、槽口开度、极弧系数是影响湿式电机电磁特性的显著因素；槽口开度、转子外径是影响湿式电机黏滞摩擦损耗显著因素；优化后的齿槽转矩峰值降低了48.23%，平均转矩提升了53.5%，转矩波动降低了16.11%，黏滞摩擦损耗降低了14.8%，优化效果较为显著。

地面模拟技术可以通过消除风洞地板附面层来真实模拟近地位置的流场特征，保证试验的准确性进而促进产品稳定性、安全性和燃油经济性的提升，是飞行器及车辆研发的关键技术。然而，传统的固定地板模拟方法消除附面层能力差，模拟质量低。活动带地板技术是一种先进的地面模拟技术，可以模拟物体与地面相对运动，大幅减少附面层位移厚度。因此，系统综述活动带地板技术有助于提高当前地面效应研究综合能力，为航空工业、汽车工业等领域的技术创新提供坚实基础。分析地面效应研究的重要意义，总结出不同附面层消除方法的优势与不足；整体阐述风洞活动带地板发展历程；从带型结构角度探讨了不同活动带地板的技术特点；指出目前研发面临的技术难点与瓶颈，并重点从风洞天平、张紧纠偏技术、气浮技术及整流技术四方面讨论了活动带地板研制的关键技术问题。最终分享对活动带地板未来发展趋势的设想。为国内学者开展活动带地板研究提供参考，以期推动功能更丰富、性能更强大的活动带地板装置的开发与应用。

航发整体叶盘、离心式叶轮和封闭式叶轮等整体构件的气流道扭曲狭窄、刀具可达性差，极其容易发生各种类型的加工干涉，是典型的难加工零件。为提高整体构件的加工表面质量，以其最后一道精加工工序—机器人砂带磨抛工艺为研究对象，提出面向整体构件狭窄流道的机器人无干涉磨抛姿态多目标自主规划方法。首先，提出机器人无干涉构型空间(Interference-free robot configuration space, IFRC-Space)的定义及表示方法，开展机器人磨抛整体构件狭窄流道时IFRC-Space沿刀轨的演变规律探究实验，揭示IFRC-Space沿刀轨连续变化的规律，据此提出基于图像边缘检测算子的IFRC-Space快速计算模型，开发基于IFRC-Space的机器人无干涉磨抛姿态多目标优化算法，该算法可综合考虑无干涉、无奇异、磨抛姿态光顺与机器人运动学性能等指标，实现整体构件无干涉磨抛姿态的自主生成和多目标优化。最后以整体叶盘和封闭式叶轮的机器人砂带磨抛为例，开展轨迹规划实验，验证了所提方法的有效性及实用性。

叶片故障是燃气轮机最为严重的故障之一，对叶片进行实时监测和故障预警是提高燃气轮机运行可靠性的有效方法。本研究以机匣振动信号为基础，探讨了叶片状态对燃气轮机机匣压力与振动的影响，以解决叶片故障预警的难题。首先，基于傅里叶级数叠加的方法模拟了旋转动叶片在正常和故障条件下引起的尾流动态压力，分析了动态压力在机匣内的传递特性。其次，提出并建立了基于平面梁单元的机匣-静叶片简化有限元模型，求解了机匣的固有频率以及模态振型，同时分析了在正常和故障动态尾流压力下的机匣振动特性和响应规律。基于上述理论指导，提出了适用于燃气轮机叶片故障的预警指标以及诊断流程。最后，通过两个燃气轮机的实际工业叶片故障案例进行了验证。结果表明，旋转动叶片产生的尾流压力主要由多阶次高频叶片通过频率分量以及转频分量组成，各阶次的振幅随阶数增加而减小；叶片故障会引起机匣振动信号中叶片通过频率幅值的变化，更显著的是其频率两侧出现以转频为间隔的边带，这些特征对于叶片早期故障识别至关重要，是建立叶片故障预警指标的基础。该成果为提高燃气轮机运行的可靠性提供了理论指导。

在监测大数据背景下，理想数据的获取往往受到限制，高价值数据稀缺性导致传统智能预测模型泛化性弱、准确率低。为此，提出一种时序对比学习与注意力机制的联合深度学习框架，有效利用片段式的、无完整寿命标签的非理想数据实现设备剩余寿命预测。首先构建时序对比编码器，在无需寿命标签引导下自动注释非理想数据的深度退化特征，并增强所提取特征的时间自相关性。其次构建寿命预测注意力解码器，对编码后的退化特征进行动态权重分配与并行计算拟合。在此基础上，提出基于弹性权重共享的编码-解码训练优化模式，实现编码器与解码器的有机结合与高效交互。通过轴承与轨交列车轮对全寿命试验实例，验证所提方法的有效性。结果表明，所提方法在两种应用场景下的预测精度均优于对比方法，平均预测精度提升约34%。

扫描电镜(Scanning electron microscope，SEM)内的原位压痕测试技术是研究揭示接触载荷作用下材料变形损伤过程与机制的有效手段，但目前该技术基本被国外垄断。为此，设计研发具有自主知识产权的SEM内原位微纳米压痕测试装置，其结构尺寸为130 mm×56 mm×53 mm。详细阐述该装置的结构组成、机电系统框架和测试流程，并对其核心器件进行标定与性能测试。经标定，对应于500 mN载荷与19 μm位移量程，该装置的载荷与位移噪声分别小于0.03 mN和2 nm，满足微纳米压痕测试性能要求。根据参考映射法，对该装置的机架柔度进行校准，校准后可获得与商业化压痕仪器基本重合的载荷-深度曲线。最后，利用立方角压头在SEM内开展锆基非晶合金的原位压痕试验，探究最大压入载荷与加载速率对非晶合金锯齿流变行为与压痕诱导剪切带特征的影响，验证该装置在SEM内开展微纳米压痕测试的实际应用价值。

基于多模态技术的具身交互使得设计师以“身心一体”的方式进行设计创作，这种方式对设计过程中的创意思维所带来的影响有待深入探索。通过对比传统“键盘+鼠标”交互和具身交互两种方式下设计师的神经生理测量数据，研究具身交互对设计师创意思维的影响机制。34名设计师分别利用传统和具身交互方式在计算机辅助设计系统中完成了立体构成创意设计任务，同时采集了被试在两种交互方式下的脑电、皮电、心率、工作负荷量表和口语报告等认知数据，并且利用同感评估技术对设计作品进行了创意性评估。数据分析结果显示：①具身交互方式下，设计师顶区和枕区的alpha频段功率显著低于传统交互，说明身体和虚拟设计空间之间的联结增强了设计师的视觉加工，促进创意思维的产生；②具身交互下设计师感觉运动区alpha和beta频段的抑制，说明身体动作、姿势和日常经验的一致性加快了设计师对动作隐喻的理解，对创意思维具有激发作用；③具身交互下设计师的皮电活动和心率值显著增高，说明操作过程的新颖性和灵活性为设计师带来情绪上的唤醒，有利于创意思维的产生；④具身交互方式下设计师需要较多训练，工作负荷加重，可能对创意思维产生不利影响，表明未来多模态技术的成熟度有待进一步提高。

第I部分研究了机器人-跟踪系统运动学建模与系统参数辨识方法，建立双机器人跟踪/测量-加工一体化系统同步标定模型，提出蒙皮零件光顺加工轨迹生成方法，机器人跟踪/测量-加工系统已具备较好的初始几何精度，生成可执行的机器人铣削加工轨迹。但加工机器人大范围运动时受运动学参数误差、关节转角误差、弱刚度变形、关节摩擦H、切削振动等几何非几何因素综合影响，轨迹精度一般在毫米级，未经反馈补偿的机器人加工系统难以精确加工蒙皮轮廓。为此第II部分进一步建立高精度外部跟踪系统下机器人末端位姿闭环反馈控制模型，研制机器人末端闭环反馈控制硬软件系统，并以外部跟踪系统±10 μm级精度为基础对机器人末端位姿进行实时跟踪与反馈补偿，最后通过双机器人同步标定精度测试、末端位姿闭环控制轨迹精度测试、蒙皮样件机器人加工精度测试等进行实际验证。

高速减速器是新能源车辆的核心传动部件，其功率损失及传动效率直接影响整车动力性和可靠性。考虑齿轮啮合、搅油风阻和轴承功耗等因素对系统传动效率的影响，提出一种飞溅润滑高速减速器的传动效率计算模型。基于齿轮动力学与弹流动压润滑状态下摩擦系数模型，计算齿轮啮合功率损失；基于气-液两相流模型计算搅油风阻功率损失，设计并开展输入转速达16 000 r/min的减速器传动效率试验，验证模型的正确性。在此基础上，研究主要工况参数、齿形参数和润滑参数对减速器传动效率的影响规律。结果表明，高速工况下减速器搅油风阻显著，且出现润滑劣化，导致传动效率下降，效率极值点对应的转速随转矩增大而升高。此外，齿形参数和润滑条件对传动效率影响显著，优化压力角和齿顶高系数、设计合适的浸油深度和热平衡温度，有助于降低系统功耗及提高传动效率。

基于数据驱动的智能故障诊断方法是现代机械系统的研究热点。然而，由于实际限制，无法获得所有工作条件或故障类型的样本，这使得数据驱动的模型缺乏特定的训练数据，导致方法性能不令人满意。针对上述挑战，提出了一种基于对比嵌入特征生成的滚动轴承故障诊断模型，通过学习样本充足的故障，挖掘已有故障与缺失故障的共性特征，实现对特定类型的缺失故障生成与诊断。首先，将原始振动信号通过时频域特征分析得到对应故障特征的时频图；其次，采用已经预训练并精调的特征提取网络对时频图中的故障特征进行提取；随后，将提取的特征输入基于对比嵌入特征生成与带有梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络中，通过跨阶段的对比嵌入方法，并依据预先定义的细粒度故障描述，完成对缺失故障的特征生成，并将实际与生成的故障特征映射到嵌入空间中；最后，在嵌入空间中完成针对包括已知与缺失的全部故障类型的分类。将所提方法用于三种零样本故障诊断典型场景，实验结果表明，与其他方法相比，本文提出的方法能够实现对已知与缺失的故障类型进行诊断，并且在准确度上具有优势。

智能加工作为制造业向高精度与自主化转型的核心方向，其发展高度依赖数据使能技术对多源异构数据的深度解析与智能决策支撑。系统梳理数据使能技术在智能加工领域的研究进展，提出涵盖“在机测量-信号预处理-特征提取-特征融合-数据治理”的全流程使能框架，并重点分析多源传感信息融合、云-雾-边协同计算和工艺知识动态迁移三大关键技术。研究表明，数据使能技术有效增强了加工过程的实时响应与鲁棒性，显著强化了对加工过程可控与质量一致的保障，并在多工业场景中推动了智能化水平的跃升。然而，复杂工艺场景下多物理场耦合建模困难、虚实映射保真度不足、小样本知识迁移效率低等瓶颈仍制约技术应用。针对上述挑战，所提出融合动态联邦学习与因果推理的未来技术路径，为制造业向认知化高阶阶段演进提供系统性研究视角。

摩擦起电现象是一个常见却又神秘的物理效应，具有普遍性、高敏感性，能够产生高电场和强静电力等特点，其应用前景广阔。阐述了摩擦起电的研究体系特点，详细介绍了金属-金属、绝缘体摩擦界面电子和离子转移模型，描述了半导体摩擦界面的摩擦伏特效应，总结了一系列摩擦界面电荷转移量调控手段，并论述了包括摩擦纳米发电机、摩擦电智能传感技术在内的几种摩擦起电应用的原理。最后指出了摩擦起电未来研究将以电荷调控方法为核心、以表界面设计为基础，并呈现出机理研究量子化、调控方法多维化/极端化、器件设计多功能一体化等研究趋势。

提出了一种面向机械设备运维的人工智能架构——思维链范式文本基多模态智能体。首先，针对实际工程应用场景中，难以直接构建“监测数据-故障模式”高质量大规模数据集的问题，建立了“监测信号-数学特征-文本描述-故障模式”思维链式数据集构建思想，进而提出了信号-文本数据生成器驱动的信号转文本(Sig2Txt)模型。其次，制作了机械设备运维领域的高质量专业化文本数据集，并基于指令微调技术和通用大语言模型建立了智能运维专业文本大模型。最后，基于大模型智能体技术有机融合上述模型，以人类专家开展设备运维的思维模式为指引，创建了思维链范式智能运维文本基多模态智能体。测试结果表明，该智能体可实现多模态输入数据-运维决策的全流程思维链式解析和映射，在ISO三级振动分析师测试题上的准确率超过70%，达到人类专家级水平。在工程案例和公开数据组成的多模态数据集“热启动”评测中，相比于现有主流大模型，该模型展现出了更优异的性能。更重要的是，得益于所提出的低成本、高质量多模态思维链式大规模数据集的构建体系，以及“文本基”对于知识的包罗万象、高度凝练和易于解释的天然独特优势，该模型具备可观的拓展性和发展潜力。

在运载火箭执行任务过程中，分离机构作为关键部件，承担着有效分离火箭各级结构的任务，其可靠性直接关系到整个火箭任务的成败。近年来，随着一次性运载火箭朝向可重复使用的发展趋势，非火工分离机构因具有高可靠性和安全性等特点正得到逐步推广与应用，亟需开展复用可靠性分析以期发挥其复用性优势。详细介绍了分离机构的定义、种类与工作原理，系统性地回顾了现有机构与结构可靠性研究的方法与意义，深入探讨了现有的失效模式辨识方法与可靠性分析方法在复用型非火工分离机构上应用的不足，并展望了非火工分离机构复用可靠性研究的未来发展趋势，旨在为复用型非火工分离机构系统可靠性分析理论研究与技术创新提供参考。

随着新能源发电规模的持续扩大，储能需求显著增长。以锂离子电池为代表的电化学储能技术，凭借其高能量密度和长循环寿命等优势，已成为电化学储能领域的主导技术。然而，近年来大规模锂离子电池储能电站的安全问题日益突出，热失控及火灾事故频发。锂离子电池内部温度是反映其工作状态的关键指标，可为早期热失控提供精准预警。目前，电池管理系统(Battery management system,BMS)主要通过布置在电池表面的温度传感器进行温度监测，但该方法存在测量误差和响应滞后等问题。首先对锂离子电池内部温度升高时的微观结构变化和热失控机制进行了介绍，然后从嵌入温度传感器内部测温、基于电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)内部温度估计以及基于机器学习算法的内部温度预测三个方面展开分析与综述，通过比较三种方法的优缺点，系统梳理了其研究进展，并展望了未来发展方向。研究结果为BMS实现锂离子电池温度精准预测提供了理论参考，同时也为锂离子电池热失控预警研究提供了新的思路和基础。

SiCp/A356制动盘与合成闸片摩擦副在制动过程中出现了摩擦面划伤及制动噪声等问题。通过缩比试验与仿真相结合的方法，以SiCp/A356制动盘配副合成闸片为研究对象，开展了合成闸片的结构优化设计及不同合成闸片材料的摩擦特性研究。缩比台架试验发现闸片两侧径向沟槽较周向沟槽磨屑堆积严重，切入端较切出端磨屑堆积严重。基于流场仿真分析，闸片沟槽内涡旋气流区域的空气流动较差，容易产生磨屑堆积。基于正交试验及Box-Behnken试验设计的响应面分析，以提高合成闸片空气质量流量且不降低对流换热系数为目标，优化了闸片结构设计，优化后闸片的空气质量流量提升了28.22%、对流换热系数提升了1.34%，排屑性能和散热性能均得到提升，同时制动噪声倾向性降低，不稳定倾向系数降低了49.53%。基于优化的闸片结构，开展SiCp/A356复合材料分别与三种合成材料配副的摩擦匹配性研究，发现FANY材料与928W材料均具有良好的第三体层、低磨损量和稳定的平均摩擦系数，FANY材料制动噪声最低。