10月24日：《机械工程学报》2025年第17期最受关注论文推荐|力学|机械工程学报|算法|结构件|论文

重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室杨波等认为，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。

北京科技大学机械工程学院焦然等认为，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。

北京航空航天大学机器人研究所严文俊认为，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。

探花

同济大学航空航天与力学学院范志明等认为，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。

榜眼

西安交通大学机械工程学院赵万芹认为，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。

状元

东华大学人工智能研究院郑小虎等认为，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。

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责任编辑：杜蔚杰

责任校对：张强

审核：张彤

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