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。

航空发动机的大推重比发展趋势刺激了涡轮叶片气膜冷却孔的高质量加工需求，而超快激光一方面由于其近似“冷加工”的性质在无重铸层、低孔壁粗糙度等微孔加工领域表现优异，另一方面兼具无材料选择性、非接触式、柔性加工等特点在微纳加工领域应用广泛，因此，气膜冷却孔的超快激光加工逐渐成为研究热点。然而涡轮叶片作为典型的薄壁腔体类零件，激光穿透叶片照射到空腔内壁引发的烧蚀损伤问题始终难以解决，后壁防护技术随之越来越受重视。立足于气膜冷却孔的超快激光加工，首先归纳总结了超快激光微孔加工的烧蚀机理及仿真案例，点明仿真分析和实验对照已经构成了激光加工的普遍研究方案；随后从激光参数、扫描方式、加工步骤等三个方面对比分析了超快激光气膜冷却孔加工的工艺路线及具体加工效果；在此基础上进一步总结了材料填充、工艺调控等后壁防护关键技术对高质量气膜冷却孔加工的重要作用，明确了填充材料的填充、取出、防护等性能需求，确定了工艺调控的可行策略及辅助作用，最后指出了超快激光制孔工艺研究的关键目标以及后壁防护技术的系统性、协同性发展趋势，为气膜冷却孔的实际加工奠定基础。

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。

微型共轴无人机因其独特的结构和性能优势，在各种复杂环境中表现出色，尤其是在执行高复杂度和狭小空间内的任务，例如军事侦察、灾害救援等领域。对微型高机动共轴无人机的操纵机构和飞行控制算法的研究现状与进展进行了全面综述。在操纵机构方面，介绍了倾斜盘、重心偏置、下置舵片、电机周期控制和电磁线圈驱动等操纵机构的调姿原理和设计特点，并对比了它们的尺寸参数及主要特征。在飞行控制算法方面，阐述了传统控制方法和先进控制方法的原理及应用。最后分析了微型无人机的发展特点及未来趋势，并对未来趋势进行了展望，指出多种操纵系统的融合协同工作将是未来发展方向，以满足日益多样化和复杂化的任务需求。

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。

在复杂结构件数控编程过程中，由于机械加工工艺知识的多源异构及知识之间的关联复杂性，导致加工工艺知识重用困难。提出一种基于大语言模型的结构件加工工艺知识推荐方法，通过大语言模型的选择和微调，建立结构件加工工艺知识推荐的垂直领域模型，效果评估表明该模型可以针对具体零件特征推荐出相应的加工工艺。为解决模型无法获取最新专业知识且加工工艺推荐准确度低的问题，利用LangChain应用框架结合知识库对领域模型进行知识检索增强并构建工艺知识问答系统，通过相应指标评价，实现了该问答系统在原有领域模型的基础上F1值提升0.026，加工工艺推荐准确度在90%以上。在航空结构件数控编程的工艺决策应用中，该方法针对零件特征实现了相应工艺知识的推荐，与未使用本文方法的自动数控编程系统相比，框体类结构件数控代码生成效率具有一定提升，对提高数控编程人员的决策效率具有重要意义。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

设备运维是保障生产正常进行的重要基础，现有的智能运维技术主要依赖信号分析、数据挖掘或专家知识重用。然而，随着设备自动化和集成化程度的提高，其各类运行异常的表征信号、多源致因和维护方案之间的关系呈现出更高的模糊性和复杂性，将信号、数据和知识进行融合分析是提高设备运维精度和效率的关键。为此，采用知识图谱技术将“人”、“机”、“物”三元数据融合来支撑复杂设备的异常诊断和维护方案决策，提高运维智能化程度、避免决策片面性。首先，对设备运维领域人机物三元数据进行定义并完成三元本体设计，指导知识图数据层的构建。其次，对人机物三元数据进行预处理并搭建了统一混合注意力机制联合抽取模型(Joint entity and relation extraction model with mixed attention，MAREL)从三元数据中自动抽取知识，并建立三元知识之间的关联关系，以此实现人机物三元数据的融合；MAREL模型将任务拆解为两个关联的解码模块来解决实体重叠问题，利用混合注意力机制增强模型的长文本处理能力，在中文数据集SKE上的测试证明MAREL具有优异的性能。最后，以某汽车生产机器人设备运维人机物知识图谱的构建为例，验证了所提方法的有效性，结果表明知识图谱能够将人机物三元数据有效融合，为工业设备的智能运维提供支持。

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。

针对现有爬壁机器人在内/外直角过渡场景中存在的运动失稳问题，提出了一种集成辅助过渡机构的刚性轮式磁吸附机器人，并研究了其多壁面运动特性与过渡方法。首先，构建静力学模型，建立直角过渡条件下的力学方程，确定了无滑移和倾覆失效的临界吸附力范围；然后，通过机器人直角过渡状态分析，揭示了内/外直角过渡过程中非连续壁面几何特征对吸附力的影响规律，推导了外直角过渡时辅助机构所需的输出力矩条件；在此基础上，设计面向内/外直角过渡的多轮组协调控制策略；最后，基于磁场仿真阐明了气隙间距与磁吸附力的函数关系，结合接触力学理论优化了永磁体的空间布局参数。研制了原理样机并开展多工况实验验证，结果表明，所设计机器人具备优异的负载能力与壁面适应性，其内/外直角过渡性能较传统轮式结构显著提升，验证了其结构设计、力学分析及控制方法的有效性。

为了提高齿轮传动性能，高精度齿轮普遍需要对齿面进行修形，蜗杆砂轮磨齿是硬齿面精加工的重要工艺，是目前齿面修形的主要方法。主流磨齿机床在进行齿面拓扑修形时通常需要根据目标齿面定制相应廓形的金刚滚轮，导致齿轮生产周期延长，成本增加且精度不易保证。为了解决上述问题，提出一种基于柔性电子齿轮箱的蜗杆砂轮磨齿齿面拓扑修形方法，并且实现修形精度控制。首先，根据渐开线齿面成形原理及齿面拓扑修形曲线分别建立了标准渐开线齿面和齿形、齿向双鼓形修形齿面数学模型；其次，运用运动学逆解方法，推导了拓扑修形齿面对应的机床各运动轴的附加运动量。由于蜗杆砂轮数控磨齿机在加工时的运动轴联动控制是由电子齿轮箱实现的，提出将修形附加运动量添加至电子齿轮箱控制模型中。最后，进行齿面修形数值仿真，通过两个数值仿真实例比较传统修形方法与基于柔性电子齿轮箱的齿面修形方法得到的齿面偏差，结果表明，该方法能够有效提高蜗杆砂磨齿的齿面拓扑修形精度。

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。

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。

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。

随着脉宽调制技术的广泛应用以及变频电机母线电压的快速提高，风力发电机、轨道交通牵引电机等领域大功率变频电机中轴电流损伤已成为其轴承失效的主导因素。针对大功率变频电机轴承轴电流微损伤概率评估问题，考虑了轴承滚道微观粗糙度的影响，提出了油膜分压及耐压计算方法，构建了变频电机轴承油膜EDM击穿概率模型，并对190 kW牵引电机非驱动端轴承油膜击穿概率和轴电流密度解析计算，建模结果与轴承实际服役中轴电流损伤相似，验证了模型的有效性和可靠性。研究表明：轴电流损伤通常集中于轴承内圈或外圈赫兹接触区最大受载滚珠处，油膜发生击穿放电的可能性最高，绝缘轴承依靠涂层小电容分压和大电阻阻断特性可分别有效抑制油膜击穿概率及轴电流密度。

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。

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。

数据驱动模型因其强大的高维非线性建模能力而被广泛用于预测增材制造材料的疲劳寿命。然而，受限于增材疲劳中广泛存在的小样本工况，该类模型在实际应用中往往无法获得足量的训练数据，适用范围因此仍十分有限。针对这一问题，通过引入迁移学习，在迁移成分分析框架下开展源域数据融合及基于聚类指标的超参数优化，提出了一种小样本增材制造疲劳寿命预测模型。该模型可协同利用不同工况下的实验数据对疲劳寿命进行建模，因此能够有效弥补单一工况下数据不足和多工况下数据分布不一致等问题。基于激光粉末床熔融成形316L不锈钢实验数据，开展了模型验证。结果显示：相较于未配置迁移学习和聚类指标以及未进行源域数据融合的几类退化模型，所提模型兼具更优的预测性能和更低的数据需求，对于处理增材疲劳寿命显示出良好的应用潜力。

六轴外固定支架被广泛应用于骨折治疗和骨骼畸形矫正。实现支架6根连杆的同步化电动调节有利于防止有害剪切应力的出现，而对支架进行力学载荷分担比的测量，可用于监测骨骼生长愈合程度、避免骨折端应力遮挡促进生长。因此，设计了一种电动式六轴外固定支架系统，主要包括支架架体、控制模块和人机交互界面三个部分。基于内置电机和压力传感器，设计了电动的机械结构，通过控制模块驱动连杆长度自动调节，并实时得到连杆的受力状态；建立支架的数学模型，推导了骨折复位算法和支架轴向载荷分担比计算方法，得到了骨骼在任意安装与畸形状态下的复位杆长和轴向载荷分担比。建立支架-骨折仿真模型，验证了骨折复位算法的正确性。开展股骨骨折复位实验，结果表明，该电动式六轴外固定支架系统可有效地实现骨折复位和骨折端受力监测。

为满足空间光学系统用遮光罩结构大型化、复杂化、高收纳率的发展需求，提出一种大尺度异形可展开遮光罩薄膜结构。首先，根据光学系统遮光要求，研究了可展开遮光罩结构的总体设计方案。其次，基于Accordion(手风琴)折纸原理，开展了遮光罩薄膜结构折叠方案设计，建立了不规则多边形柱状折叠结构参数化数学模型。再次，采用ABAQUS仿真软件建立了薄膜结构展开过程仿真模型，分析了展开过程中应力的变化规律。最后，研制了缩比原理样机，并进行了展开功能试验。仿真及试验结果表明：所设计的遮光罩结构能够顺利完成展开动作，薄膜与可展开支撑机构无干涉，且展开过程无卡顿，薄膜未发生撕裂破坏现象。研究成果可为其他航天器遮光罩结构设计与研究提供一定的借鉴与参考。

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。

机器人关节往往具有很强的非线性刚度与迟滞、非线性摩擦以及运动学传递误差等复杂的动力学特性，这显著影响了关节的定位精度以及运动平稳性，因此分析机器人关节的误差并研究其参数辨识方法至关重要。基于PSO-LSSVM算法得到机器人关节精确的Preisach模型，用以描述非线性刚度与迟滞特性；基于FFT算法得到运动学传动误差模型中高幅值分量；基于Levenberg-Marquardt算法精确获得Stribeck模型以描述机器人关节的非线性摩擦特性。最后，根据对误差模型以及辨识算法的分析结果，通过设计实验验证了模型及辨识算法的可靠性。研究可为后续设计高精度的机器人关节控制器提供参考。

粗金刚石砂轮可以实现硬脆材料的高效磨削加工，但其磨削质量较差，且修整效率极低，提出采用超声辅助机械化学修整方法对粗金刚石砂轮进行高效精密修整，获得磨粒出刃型面等齐的金刚石砂轮，实现碳化硅陶瓷硬脆材料的高效精密镜面磨削加工。超声辅助机械化学修整是利用金刚石与铸铁修整工具之间的超声高频摩擦振动和原子亲和化学催化作用快速将金刚石石墨化去除，实现金刚石砂轮的高效精密修整。首先，研究超声功率、修整压力、修整时间等超声修整工艺参数对#80粗金刚石磨粒出刃等齐性的影响；然后，对比分析超声辅助机械化学修整参数和磨削工艺参数对碳化硅陶瓷磨削表面质量的影响。实验结果表明：采用超声辅助机械化学修整工艺可以有效提高砂轮磨粒出刃等齐性，当超声功率、修整压力和修整时间分别为80%、80 N和120 s时，磨粒出刃高度集中在96～135 μm区间内的磨粒数占比从69.8%(修整前)增加至92.1%。与传统机械修整相比，采用超声辅助修整后的金刚石砂轮具有更好的磨削性能，可降低碳化硅表面粗糙度约84.6%。当砂轮转速N=18 000 r/min，进给速度v_f=10 mm/min，磨削深度a_p=1 μm时，碳化硅宏观磨削表面呈现镜面效果，其表面粗糙度R_a可达46 nm。

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。

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。

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%。

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。

现有智能故障诊断研究大多专注于提升准确率，意味着仅由模型制定决策。从安全方面看，这种对模型的过度依赖会导致其即使给出不可信的诊断结果，用户也无从知晓；从伦理方面看，现代人工智能技术缺乏道德指导，相关法律尚未完善，一旦误诊难以追责。一个可靠的诊断模型不仅应尽可能提供准确的结果，还应指出其决策失效的可能性以警示用户。因此，有必要评估结果的可信度来缓解模型失效的风险，实现可信故障诊断。然而，现代深度学习模型往往校准不佳，通常被认为可表征结果可信度的softmax输出与结果正确的真实概率存在失配，致使直接将其作为可信度指标存在显著偏差。为此，提出了一种名为自适应置信度惩罚的校准技术，它能精细地调整施加在每个训练样本上的置信度惩罚强度，进而影响模型所推导的验证/测试样本的softmax概率。该方法弥补了原始置信度惩罚方法使用固定惩罚强度而未考虑样本置信度特性的局限性，进一步提升了校准质量并获得了校准良好的诊断模型。实验结果阐释了设计所提方法的动机并证明了该方法的优越性。

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。

为了验证装载机工作装置的可靠性，针对一种装载机反转八连杆的新型工作装置，对其进行静力学分析，求出工作装置中各个铰点的受力。通过Workbench软件对该新型工作装置的动臂、摇臂、顶杆和连杆进行柔性化处理，在ADAMS软件中建立装载机工作装置的刚柔耦合模型，获得了各个工况下动臂的铰接点受力，并与静力学分析结果进行对比，验证了新型装载机刚柔耦合动力学仿真的正确性。求出装载机工作装置中各个构件的危险节点应力-时间历程，采用雨流计数法获取装载机危险节点的应力谱，并利用GoodMan直线方程修正非对称循环应力。最后通过修正后的P-S-N曲线进行疲劳寿命计算。研究表明，该装载机工作装置符合设计要求，并为后续轻量化研究提供了基础。

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。