11月29日：《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2024年第23期最受關(guān)注論文推薦

6

南京航空航天大學(xué)通用航空與飛行學(xué)院賀志遠(yuǎn)等，認(rèn)為滾動(dòng)軸承在潤(rùn)滑裝配良好的情況下，其最終的失效形式主要是由滾動(dòng)接觸疲勞引起的次表面裂紋直至表面剝落。為更好地揭示軸承疲勞裂紋的萌生及演化機(jī)理，基于連續(xù)損傷力學(xué)理論和有限元分析，建立了一種高效的考慮彈流潤(rùn)滑(Elastohydrodynamic lubrication,EHL)的軸承裂紋萌生及演化模型。比較了Hertz接觸壓力與考慮EHL壓力耦合因素的軸承疲勞損傷演化結(jié)果，同時(shí)探討了不同載荷以及隨機(jī)表面粗糙度等因素對(duì)軸承損傷演化和循環(huán)壽命的影響規(guī)律。在線彈性力學(xué)基礎(chǔ)上分析了材料屬性對(duì)軸承損傷演化的影響。結(jié)果表明，仿真模擬的損傷演化過(guò)程和剝落形狀與現(xiàn)有的試驗(yàn)結(jié)果相吻合，研究揭示了軸承裂紋萌生至損傷形成的物理機(jī)制，可以作為一種有效的模擬軸承損傷演化的工具。

5

湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院李偉等認(rèn)為，在芯片、光刻機(jī)、激光核聚變裝置等國(guó)家重點(diǎn)工程驅(qū)動(dòng)下，高精高質(zhì)硬脆元件需求日益迫切，但是現(xiàn)有半導(dǎo)體晶圓、光學(xué)元件等硬脆元件表面加工技術(shù)還存在諸多局限，遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求。低溫等離子體加工技術(shù)具有無(wú)機(jī)械接觸和靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)硬脆材料元件表面的高效率近無(wú)損傷加工，但在加工均勻性、面型精度等方面仍面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此非常有必要深入分析等離子體加工機(jī)理、工藝及裝備方面的研究現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)，為硬脆元件表面的高精高質(zhì)加工提供技術(shù)參考和借鑒。分析了等離子體原子尺度下的加工機(jī)理，總結(jié)了硬脆元件等離子體加工技術(shù)及裝備方面的研究現(xiàn)狀；在此基礎(chǔ)上，探討了等離子體及其加工裝備存在的問(wèn)題，由此指出等離子體加工技術(shù)的發(fā)展方向，以期促進(jìn)等離子體技術(shù)在硬脆元件加工方面的推廣應(yīng)用，助力我國(guó)半導(dǎo)體晶圓、光學(xué)元件等硬脆元件超精密加工制造水平的提升，支持國(guó)家重點(diǎn)工程的發(fā)展。

4

合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院訾斌等認(rèn)為，大空間復(fù)雜環(huán)境下的自動(dòng)化、智能化作業(yè)在高端制造、航空航天、大型工程等國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域至關(guān)重要，是國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新技術(shù)水平的體現(xiàn)。大空間剛?cè)狁詈蠙C(jī)器人主要面向大范圍空間下的復(fù)雜作業(yè)需求，兼具剛性和柔性傳動(dòng)特性，有著大空間廣域范圍下的高運(yùn)動(dòng)靈活度與系統(tǒng)自適應(yīng)性，其發(fā)展則依賴于機(jī)構(gòu)學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)與智能控制等多學(xué)科的交叉融合。針對(duì)大空間剛?cè)狁詈蠙C(jī)器人的核心理論與關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)大空間剛?cè)狁詈蠙C(jī)器人的驅(qū)動(dòng)形式與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)建模與性能分析、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與高效控制等方面的研究成果進(jìn)行了綜述，歸納了大空間剛?cè)狁詈蠙C(jī)器人的典型工程應(yīng)用，并對(duì)其基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)與展望。

探花

燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院陳建超等認(rèn)為，現(xiàn)有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法較少考慮晶胞結(jié)構(gòu)實(shí)際受力工況，難以發(fā)揮出點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的最佳性能。針對(duì)該問(wèn)題提出基于拓?fù)鋬?yōu)化的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，建立了適用于不同工況背景的優(yōu)化模型，得到基于拓?fù)鋬?yōu)化的多載荷、多約束優(yōu)化列式?；谠摿惺教岢隽诉m應(yīng)受力條件的點(diǎn)陣晶胞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了基于壓縮工況條件下的新型無(wú)豎桿體面心立方點(diǎn)陣(Non-vertical struts body and face-centered cubic，NVBFCC)結(jié)構(gòu)，建立了NVBFCC相對(duì)密度理論模型和等效力學(xué)模型，研究了晶胞的梁、桿尺寸對(duì)晶胞體積分?jǐn)?shù)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響規(guī)律。完成了該點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)和有限元力學(xué)仿真分析，結(jié)果驗(yàn)證了相對(duì)密度理論模型和等效力學(xué)模型的準(zhǔn)確性，給出了梁、桿最優(yōu)尺寸確定原則，實(shí)驗(yàn)表明較傳統(tǒng)體面心立方晶胞結(jié)構(gòu)，NVBFCC抗壓強(qiáng)度和等效彈性模量分別高出136%、100%，顯示所提出方法生成的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)有著更優(yōu)異的性能。

榜眼

復(fù)旦大學(xué)工程與應(yīng)用技術(shù)研究院潘宇真等，提出了基于模塊化理論的多場(chǎng)景農(nóng)業(yè)機(jī)器人，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大棚、戶外場(chǎng)景等。通過(guò)搭載不同的模塊化農(nóng)機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多種作物的監(jiān)測(cè)、授粉、藥物噴灑、采摘等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)場(chǎng)自主運(yùn)行，降低了人工成本。該農(nóng)業(yè)機(jī)器人采用懸掛減震系統(tǒng)、獨(dú)立轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和雙地形軌道輪設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)室內(nèi)平地、軌道、室外農(nóng)田等多種場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)模態(tài)和工作場(chǎng)景的自主切換。針對(duì)高精度的底盤機(jī)械臂協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制，建立對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并根據(jù)樣機(jī)參數(shù)分析其控制精度。針對(duì)需要遍歷目標(biāo)任務(wù)點(diǎn)的工作，提出新型的冗余協(xié)同控制策略。試驗(yàn)結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)機(jī)器人樣機(jī)各項(xiàng)參數(shù)均滿足工作要求，冗余協(xié)同控制策略相比傳統(tǒng)的間歇式的效率最多可以提升30%，動(dòng)力學(xué)上的誤差也得到數(shù)值驗(yàn)證，從數(shù)學(xué)模型和仿真角度量化了樣機(jī)參數(shù)、遍歷效率、控制精度等因素的影響，為進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化提供了指導(dǎo)。試驗(yàn)結(jié)果支持機(jī)器人在農(nóng)業(yè)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供高效、精確的解決方案。

狀元

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李隆球等，認(rèn)為隨著機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)、教育和軍事等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的宏觀機(jī)器人技術(shù)逐漸無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的微型化、精細(xì)化和功能高度集成化需求。微納機(jī)器人作為機(jī)器人領(lǐng)域的新興分支，因其尺寸小、推重比大、可控性好、拓展性強(qiáng)，成為研究的熱點(diǎn)和前沿。通過(guò)回顧機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程，詳細(xì)分析了機(jī)器人發(fā)展的四個(gè)階段和五代動(dòng)力轉(zhuǎn)換，并總結(jié)了機(jī)器人應(yīng)具備的技術(shù)特征。在此基礎(chǔ)上，對(duì)微納機(jī)器人的發(fā)展歷程、內(nèi)涵及所處技術(shù)階段進(jìn)行了深入探討，重點(diǎn)分析了從宏觀機(jī)器人到微納機(jī)器人在介質(zhì)環(huán)境、驅(qū)動(dòng)方式、運(yùn)載方式和多功能耦合方式等技術(shù)特征的基礎(chǔ)性改變，以及這些改變帶來(lái)的技術(shù)挑戰(zhàn)。重點(diǎn)從設(shè)計(jì)、制造、控制和檢測(cè)四個(gè)方面，深入探討了微納機(jī)器人的深層次變化。最后，提出了微納機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向和建議。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的詳細(xì)探討，為未來(lái)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展提供了理論指導(dǎo)和實(shí)踐基礎(chǔ)。期望微納機(jī)器人技術(shù)能夠在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，為精準(zhǔn)醫(yī)療、環(huán)境治理、微納制造等提供新的技術(shù)解決方案，推動(dòng)社會(huì)和科技的持續(xù)進(jìn)步。

對(duì)以上文章感興趣的讀者可以點(diǎn)擊題目，或在文后點(diǎn)擊“閱讀原文”在官網(wǎng)瀏覽。

責(zé)任編輯：杜蔚杰

責(zé)任校對(duì)：張 強(qiáng)

審 核： 張 彤

JME學(xué)院是由《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》編輯部2018年創(chuàng)建，以關(guān)注、陪伴青年學(xué)者成長(zhǎng)為宗旨，努力探索學(xué)術(shù)傳播服務(wù)新模式。

歡迎各位老師掃碼添加小助理-暖暖為好友，由小助理拉入JME學(xué)院官方群！

歡迎關(guān)注機(jī)械工程學(xué)報(bào)視頻號(hào)~

尋覓合作伙伴

有一種合作叫做真誠(chéng)，有一種發(fā)展可以無(wú)限，有一種伙伴可以互利共贏，愿我們合作起來(lái)流連忘返，發(fā)展起來(lái)前景可觀。關(guān)于論文推薦、團(tuán)隊(duì)介紹、圖書出版、學(xué)術(shù)直播、招聘信息、會(huì)議推廣等，請(qǐng)與我們聯(lián)系。

感謝關(guān)注我們！我們《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》編輯部將努力為您打造一個(gè)有態(tài)度、有深度、有溫度的學(xué)術(shù)媒體！

版權(quán)聲明：

本文為《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》編輯部原創(chuàng)內(nèi)容，歡迎轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)！

在公眾號(hào)后臺(tái)留言需要轉(zhuǎn)載的文章題目及要轉(zhuǎn)載的公眾號(hào)ID以獲取授權(quán)!

微信投稿、轉(zhuǎn)載等：

聯(lián)系人：暖暖

電話：010-88379909

E-mail：jme@cmes.org

網(wǎng) 址：http://www.cjmenet.com.cn

官方微信號(hào)：jmewechat