6

重慶交通大學(xué)機(jī)電與車輛工程學(xué)院徐向陽(yáng)等，為解決混合彈流潤(rùn)滑人字行星齒輪接觸疲勞壽命計(jì)算方法中動(dòng)態(tài)載荷缺失的問(wèn)題，提出一種新的齒輪動(dòng)態(tài)嚙合力和油膜壓力迭代耦合的接觸疲勞壽命計(jì)算方法。首先建立耦合齒面摩擦的人字行星齒輪動(dòng)力學(xué)模型和混合彈流潤(rùn)滑模型，通過(guò)迭代耦合方法求解齒面壓力和剪切力；其次采用彈性半空間理論模擬齒輪次表面應(yīng)力場(chǎng)，基于多軸疲勞準(zhǔn)則計(jì)算接觸疲勞壽命；最后研究動(dòng)力學(xué)與混合彈流潤(rùn)滑耦合作用下的動(dòng)態(tài)嚙合特性、潤(rùn)滑特性及次表面應(yīng)力分布，分析動(dòng)態(tài)嚙合力和齒面粗糙度對(duì)接觸疲勞壽命的影響。研究結(jié)果表明：基于動(dòng)態(tài)嚙合力和油膜壓力迭代耦合的應(yīng)力計(jì)算方法可以有效模擬齒輪次表面的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合彈流潤(rùn)滑人字行星齒輪接觸疲勞壽命；齒面粗糙度和動(dòng)態(tài)嚙合力對(duì)接觸疲勞壽命有顯著影響，齒面粗糙度增大會(huì)導(dǎo)致次表面最大應(yīng)力向齒面移動(dòng)，增加微點(diǎn)蝕失效風(fēng)險(xiǎn)；動(dòng)態(tài)嚙合力升高時(shí)，共振頻率處的接觸疲勞壽命明顯降低。

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廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院鄭李娟等認(rèn)為，高端印制電路板是一種典型的異質(zhì)多元多層復(fù)合材料，其上孔、槽、線路和圖案等微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量決定了芯片、航空航天、5G/6G通信、超算等核心電子器件的使役性能。隨著印制電路板材料組成越來(lái)越復(fù)雜、加工尺度極端微細(xì)化、加工質(zhì)量要求高且評(píng)價(jià)體系復(fù)雜等，為高端印制電路板的孔、槽等微細(xì)結(jié)構(gòu)激光加工帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)異質(zhì)多元多層復(fù)合材料激光微細(xì)加工技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，系統(tǒng)分析新材料、極端尺度微細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)激光微細(xì)加工工藝帶來(lái)的技術(shù)變革，并指出其面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和未來(lái)的發(fā)展方向，旨在為高端印制電路板的微細(xì)結(jié)構(gòu)激光加工制造提供指導(dǎo)和借鑒。

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西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院張春林等，針對(duì)變轉(zhuǎn)速工況下滾動(dòng)軸承非周期性故障沖擊特征信號(hào)高保真提取問(wèn)題，提出改進(jìn)Morlet連續(xù)小波變換增強(qiáng)的非凸正則項(xiàng)稀疏分解方法。通過(guò)引入波形調(diào)節(jié)因子構(gòu)造的改進(jìn)Morlet小波基函數(shù)具有振蕩屬性可調(diào)的特性，能夠匹配具有不同波形特征的故障沖擊信號(hào)。將定轉(zhuǎn)速下采用的包絡(luò)諧噪比引入變轉(zhuǎn)速工況，提出角度域包絡(luò)諧噪比指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)波形調(diào)節(jié)因子及閾值參數(shù)的優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，將改進(jìn)Morlet連續(xù)小波變換與廣義最小最大非凸正則項(xiàng)相結(jié)合形成稀疏分解模型；相較于離散小波變換，改進(jìn)Morlet連續(xù)小波變換更容易將非周期性沖擊型故障信號(hào)映射到時(shí)頻稀疏域，進(jìn)而通過(guò)稀疏模型求解實(shí)現(xiàn)非周期性故障沖擊信號(hào)的提取。通過(guò)仿真信號(hào)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，并與傳統(tǒng)閾值降噪、頻帶濾波、基于品質(zhì)因子可調(diào)小波稀疏分解等方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，所提方法能夠有效提取出變轉(zhuǎn)速工況下滾動(dòng)軸承非周期性故障沖擊特征信號(hào)。

探花

江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院周海超等認(rèn)為，汽車輪胎常因行駛中伴隨溫升而導(dǎo)致磨損加劇的問(wèn)題進(jìn)而影響汽車行駛安全性。為探究考慮溫度影響下的胎面橡膠摩擦磨損特性，利用摩擦試驗(yàn)機(jī)測(cè)得不同溫度下橡膠磨損系數(shù)，進(jìn)而提出考慮溫度變化的基于Archard磨損理論和能量耗散磨損理論的修正磨損模型；然后建立橡膠摩擦磨損的熱力耦合仿真模型，通過(guò)設(shè)定穩(wěn)態(tài)溫度和瞬態(tài)溫度兩類分析工況，探究了不同橡膠摩擦磨損模型對(duì)接觸應(yīng)力、磨損量及溫度分布等結(jié)果的影響，并通過(guò)磨損體積和接觸面溫度場(chǎng)對(duì)比驗(yàn)證磨損模型的有效性。結(jié)果表明：橡膠摩擦區(qū)域內(nèi)溫度、磨損與壓力之間存在顯著的耦合關(guān)系；穩(wěn)態(tài)溫度工況下橡膠磨損量小于瞬態(tài)溫度工況；瞬態(tài)溫度工況中Archard磨損模型的磨損深度略大于能量磨損模型的磨損深度，兩種修正的磨損模型對(duì)應(yīng)的磨損量均大于未修正的磨損模型的磨損量，且溫度升高會(huì)導(dǎo)致磨損速率的顯著增加；橡膠摩擦因數(shù)隨著溫度的升高呈現(xiàn)先增加、后降低的趨勢(shì)，且溫度的改變對(duì)橡膠微觀磨損形貌有較為明顯的影響。研究結(jié)果對(duì)認(rèn)知橡膠摩擦磨損機(jī)理以及控制方法提供了一定的理論指導(dǎo)和應(yīng)用價(jià)值。

榜眼

上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院薛聰聰?shù)?/strong>，為降低大振幅激勵(lì)與負(fù)載變化對(duì)隔振性能的影響，提出一種適應(yīng)不同質(zhì)量的新型準(zhǔn)零剛度優(yōu)化結(jié)構(gòu)。通過(guò)靜力學(xué)分析，推導(dǎo)系統(tǒng)在靜平衡位置處具有較寬準(zhǔn)零剛度區(qū)間的條件，同時(shí)為設(shè)計(jì)負(fù)載可調(diào)的隔振系統(tǒng)提供理論依據(jù)。運(yùn)用諧波平衡法求解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，得到簡(jiǎn)諧激勵(lì)下力傳遞率和系統(tǒng)幅頻響應(yīng)特性。通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析新型準(zhǔn)零剛度系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的動(dòng)力特性和隔振性能，仿真結(jié)果表明：新型隔振系統(tǒng)固有頻率降低約53.8%，起始隔振頻率降低約3.1 Hz，降低了56.4%，位移傳遞率峰值降低約57.8%；在不同振幅(1、5、10、15、20 mm)簡(jiǎn)諧激勵(lì)下，起始隔振頻率至少降低3 Hz，位移傳遞率峰值最大僅為3.2，對(duì)不同振幅起到穩(wěn)定的隔振效果；不同負(fù)載下(30、26、20 N)，起始隔振頻率與固有頻率均僅變化0.3 Hz，且起始隔振頻率最大降低約58.7%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：固有頻率降低2 Hz，起始隔振頻率減小3 Hz，其結(jié)果與仿真吻合。新型準(zhǔn)零剛度系統(tǒng)可有效降低固有頻率，減小起始隔振頻率，同時(shí)可對(duì)大振幅振動(dòng)和不同負(fù)載均起到良好的隔振效果。

狀元

上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院張宇等，為滿足日漸增長(zhǎng)的太空作業(yè)需求，設(shè)計(jì)了一種線驅(qū)中心桿型連續(xù)體機(jī)械臂，通過(guò)分析運(yùn)動(dòng)機(jī)理得到驅(qū)動(dòng)空間、關(guān)節(jié)空間以及工作空間之間的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，由單段臂到多段臂詳細(xì)介紹了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方法；然后提出了基于Newton-Raphson法的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值解法，并進(jìn)行多解優(yōu)化；最后針對(duì)正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)各進(jìn)行了一組實(shí)驗(yàn)。在正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，末端最大誤差為機(jī)械臂總長(zhǎng)度的3.10%；在逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，臂形最大誤差為機(jī)械臂總長(zhǎng)度的3.63%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的準(zhǔn)確性以及末端位姿控制方法的合理性，為線驅(qū)連續(xù)體機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制提供了理論基礎(chǔ)。

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責(zé)任編輯：趙子祎

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審 核： 張 彤

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