检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2025年第1期40卷 189-204页

作者：齐海涛刘旭刘咄孟浩洋苏航北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航空航天大学工程训练中心北京100191

针对高超声速飞行器二元变几何进气道调节机构质量轻、能耗低、精度高的设计需求,对机构开展了多目标优化工作,获得了综合性能最优的设计方案,并验证了方案的可行性。首先通过受力分析与软件ADAMS仿真的手段,得到楔板与喉道板作动所需... 详细信息

针对高超声速飞行器二元变几何进气道调节机构质量轻、能耗低、精度高的设计需求,对机构开展了多目标优化工作,获得了综合性能最优的设计方案,并验证了方案的可行性。首先通过受力分析与软件ADAMS仿真的手段,得到楔板与喉道板作动所需的最小驱动力;然后建立了机构质量、能耗和刚度的数学模型,确定了机构的设计变量与约束条件,采用NSGA-Ⅱ优化算法进行多目标优化得到帕累托解集,通过层次图的绘制实现了帕累托前沿的可视化,并选取了一组最优解作为设计方案;最后通过机电概念设计模块(MCD)运动学仿真分析对方案的可行性进行验证。结果表明:与优化前相比,机构的质量降低了6.48%,能耗降低了8.35%,并且能够满足调节作动的行程需求。

关键词：高超声速飞行器二元变几何进气道调节机构质量建模多目标优化

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电弧增材制造Mg-4Y-3Nd-0.5Zr合金微观组织与力学性能

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稀有金属材料与工程 2025年第3期54卷 706-713页

作者：常子金张睿泽曾才有俞楷李子琪从保强北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 首都航天机械有限公司北京100076

采用电弧增材制造技术制备了WE43(Mg-4Y-3Nd-0.5Zr,质量分数,%)镁稀土合金单壁墙构件,并通过多尺度组织表征、显微硬度和拉伸测试等手段系统研究了沉积态WE43合金的微观组织及其力学性能。此外,对比研究了直接时效处理(T5)和固溶+时效处... 详细信息

采用电弧增材制造技术制备了WE43(Mg-4Y-3Nd-0.5Zr,质量分数,%)镁稀土合金单壁墙构件,并通过多尺度组织表征、显微硬度和拉伸测试等手段系统研究了沉积态WE43合金的微观组织及其力学性能。此外,对比研究了直接时效处理(T5)和固溶+时效处理(T6)对微观组织演化行为和力学性能的影响。结果表明,沉积态WE43合金为均匀全等轴晶组织,平均晶粒尺寸为25.3μm,晶界处存在网状共晶组织(α-Mg+Mg_(41)Nd_(5)/Mg_(24)Y_(5)),沉积态合金的抗拉强度可达到190 MPa。经T5处理后,峰值时效硬度由沉积态的74 HV_(0.2)提升至91 HV_(0.2),基体中存在大量残留共晶组织。T6热处理可获得更高的峰值时效硬度(108 HV_(0.2)),共晶组织充分回溶,基体中残留少量的Mg_(24)Y_(5)相。T6处理使得合金抗拉强度提升至283 MPa,但也容易引发明显的晶粒异常长大现象,且沿竖直方向的延伸率显著低于水平方向。

关键词：电弧增材制造镁稀土合金微观组织热处理力学性能

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空间机器人操作技术研究现状与展望

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航空学报 2025年

作者：丁希仑陈一同王成才徐坤北京航空航天大学机械工程及自动化学院

空间机器人是执行在轨服务、星球探测、星表采样以及地外设施建设等任务的核心利器。空间机器人操作技术，涵盖视觉感知、精细建模、规划控制、人机交互以及多机协作等多个环节，是保障空间机器人高效准确完成各类空间操作任务的关键。... 详细信息

空间机器人是执行在轨服务、星球探测、星表采样以及地外设施建设等任务的核心利器。空间机器人操作技术，涵盖视觉感知、精细建模、规划控制、人机交互以及多机协作等多个环节，是保障空间机器人高效准确完成各类空间操作任务的关键。系统归纳了国内外典型空间机器人及其操作技术，从非结构环境下的视觉感知与定位、面向刚柔耦合系统的动力学建模、动态约束和有限资源下的规划与控制以及人机交互与多机协同操作4个层面分析了空间机器人操作过程中涉及的关键技术，并结合中国未来深空探测发展趋势和任务需求，阐述了空间机器人自主化智能化操作面临的关键挑战与发展方向。

关键词：空间机器人在轨操作星表操作视觉感知动力学建模规划控制人机交互多机协作

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AI赋能工业设计史教学场景创新：辩论式学习的实践探索

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装饰 2025年第3期 33-39页

作者：尹虎刘源源杨薪睿北京航空航天大学机械工程及自动化学院

针对工业设计史课程理论性强、课堂气氛沉闷、学生学习兴趣不足等教学痛点，本文提出“AI辩论式教学赋能工业设计史论课程”的教学模式，通过生成式人工智能（AIGC）技术赋能教学，构建“师—生—智”协同的课堂场景。该模式以辩论赛为... 详细信息

针对工业设计史课程理论性强、课堂气氛沉闷、学生学习兴趣不足等教学痛点，本文提出“AI辩论式教学赋能工业设计史论课程”的教学模式，通过生成式人工智能（AIGC）技术赋能教学，构建“师—生—智”协同的课堂场景。该模式以辩论赛为形式，结合人与人、人与AI及AI与AI三种辩论形式，推动教学从传统“教师主导”向“学生探究”转型。研究通过设计辩题、优化教学流程及建立多维评估指标（包括课堂气氛、学习兴趣、知识扩展、理解深度、观点塑造及有效学习），系统评估了AI辩论式教学的效果。实践表明，该模式不仅激活了课堂氛围，提升了学生的学习参与度，还有效促进了知识内化和批判性思维的养成，为工业设计史课程的数字化转型提供了新路径。本文还反思了实施中的问题，并探讨了该模式在专业理论课教学改革中的推广前景。

关键词：辩论式教学工业设计史生成式人工智能行动研究专业理论课

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面向大型筒件装配界面的机器人扫描测量路径规划

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计算机集成制造系统 2025年

作者：赵子捷张学鑫樊伟郑联语北京航空航天大学机械工程及自动化学院

对于大型构件而言，装配界面是保证产品最终装配质量的关键加工特征，其测量加工一体化是一类典型且重要的数字化与智能制造场景，通过有效的方法获取加工余量及检测加工质量尤为重要。传统测量模式工艺复杂，人工经验依赖性强，测量效... 详细信息

对于大型构件而言，装配界面是保证产品最终装配质量的关键加工特征，其测量加工一体化是一类典型且重要的数字化与智能制造场景，通过有效的方法获取加工余量及检测加工质量尤为重要。传统测量模式工艺复杂，人工经验依赖性强，测量效率低。针对这一问题，以某大型筒件测量工艺为例，提出一种面向大型筒件装配界面的机器人辅助激光扫描方法，并开展测量路径规划研究。首先，基于聚类算法提出面向装配界面的扫描测量视点规划方法，并提出判断及处理空间干涉和视场被遮挡的视点调整方法，规划出127个无干涉扫描测量视点。其次，提出考虑姿态变化及障碍物的可变权重因子蚁群算法对扫描测量视点进行路径规划，求解结果和鲁棒性均优于传统蚁群算法。最后，对规划的扫描测量路径进行仿真验证及实物实验验证，在约4.5min的时间内获取到满足预期要求的扫描测量结果。

关键词：大型构件机器人扫描测量路径规划蚁群算法

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知识图谱和大语言模型辅助新工科课程教学资源建设方法

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高等工程教育研究 2025年第1期 40-46,110页

作者：王佐旭北京航空航天大学机械工程及自动化学院

新工科专业课程资源建设常要求内容新、教学方法新,同时满足学生个性化学习。知识图谱由于其强大的结构化表示能力、高效的知识检索能力和优秀的知识推理能力,适用于工科课程教学资源的建设。同时,大语言模型具有优异的自然语言理解和... 详细信息

新工科专业课程资源建设常要求内容新、教学方法新,同时满足学生个性化学习。知识图谱由于其强大的结构化表示能力、高效的知识检索能力和优秀的知识推理能力,适用于工科课程教学资源的建设。同时,大语言模型具有优异的自然语言理解和推理能力,能够基于预训练模型完成知识抽取、自然语言问答等功能,可与知识图谱相结合来构建新工科课程教学资源平台。本文提出了一个知识图谱和大语言模型技术辅助工科课程教学资源建设的方法,结合自然语言处理技术、深度学习技术、预训练语言模型等技术完成工科课程知识的本体构建、知识抽取和知识图谱快速构建,并以制造信息学原理与应用课程为例进行了应用验证。结果表明,该方法可以在较短的时间内完成新工科专业课程资源的整理和建设,对新工科专业建设提供了借鉴意义。

关键词：工科课程知识图谱大语言模型教学资源建设知识抽取

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多阶段退化数据融合的伺服驱动单元可靠性建模

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 692-704页

作者：张忠文彭翀车众元王基坤北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京星航机电装备有限公司北京100074

为了精确评估数控系统伺服驱动单元的可靠性,提出了一种多阶段退化数据融合的可靠性建模方法。通过分析多种退化过程模型,针对不同伺服驱动单元之间存在的个体差异特点,引入随机效应并给出了考虑个体差异的可靠性模型建立方案;采用贝叶... 详细信息

为了精确评估数控系统伺服驱动单元的可靠性,提出了一种多阶段退化数据融合的可靠性建模方法。通过分析多种退化过程模型,针对不同伺服驱动单元之间存在的个体差异特点,引入随机效应并给出了考虑个体差异的可靠性模型建立方案;采用贝叶斯方法通过考虑多种退化过程,将不同退化的数据进行融合,建立了多阶段退化数据融合的伺服驱动单元可靠性模型,并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法完成模型参数估计;在实验室环境下搭建伺服驱动单元加载测试平台,采集实验数据验证了模型的有效性。

关键词：退化过程数据融合贝叶斯方法伺服驱动单元可靠性建模

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跨水空介质集群机器人研究现状与展望

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中国科学:技术科学 2025年第05期55卷 807-826页

作者：吕金虎文力李磊孙贵宾北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学机械工程及自动化学院

跨水空介质机器人的设计受生物启发,能有效适应空中、水中等多样化环境,具备在不同介质中运动的能力,可以有效克服传统机器人单一环境作业的局限性.而集群机器人可通过分布式控制和智能算法实现群体协同,提高任务执行的效率和鲁棒性.跨... 详细信息

跨水空介质机器人的设计受生物启发,能有效适应空中、水中等多样化环境,具备在不同介质中运动的能力,可以有效克服传统机器人单一环境作业的局限性.而集群机器人可通过分布式控制和智能算法实现群体协同,提高任务执行的效率和鲁棒性.跨水空介质集群机器人结合了跨介质和集群两大特点,涉及跨越多个环境的运动、操作以及多机协同.截至2023年,跨水空介质集群机器人的研究鲜见报道.本文系统归纳了多旋翼、固定翼、旋翼和固定翼混合、仿生等多种类型跨水空介质机器人的设计、系统及控制,并阐述了空中、水面和水下集群机器人协同控制理论及应用方面的研究进展.展望未来,跨水空介质集群机器人亟需解决机器人结构及控制算法的跨环境自适应能力,不同介质中机器人群体间的通信,跨介质集群队形的协同控制等关键难点.相关研究成果有望在环境监测、灾害救援、海洋探测等多个领域发挥重要作用.

关键词：跨水空介质机器人集群机器人智能机器人

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面向大型异形筒类薄壁件的双工位寻位加工系统及方法

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计算机集成制造系统 2025年第2期31卷 438-451页

作者：张月红郑联语赵雄张志奇潘旺旺史懋源北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 山西航天清华装备有限责任公司山西长治046012

为解决少/无基准类大型异形薄壁件加工前定位找正效率低及生产效率低等问题,提出面向大型异形筒类薄壁件的双工位寻位加工系统及方法。构建了异形筒类薄壁件双工位寻位加工系统,基于该系统,在机外预调工作站(工位1)上用激光扫描仪测量... 详细信息

为解决少/无基准类大型异形薄壁件加工前定位找正效率低及生产效率低等问题,提出面向大型异形筒类薄壁件的双工位寻位加工系统及方法。构建了异形筒类薄壁件双工位寻位加工系统,基于该系统,在机外预调工作站(工位1)上用激光扫描仪测量薄壁件加工位姿点云数据;基于改进的迭代最近点算法进行实际位姿点云数据与理论位姿点云数据配准,进而计算加工坐标系修正量;基于零点定位系统完成大型薄壁件在五轴机床(工位2)中的快速定位,并根据加工坐标系修正量修改CNC系统中的加工坐标系;基于修正后的坐标系开始加工,完成异形筒类薄壁件双工位寻位加工。通过对某型武器异形筒体试验件进行寻位加工实验,验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：大型异形筒类薄壁件双工位寻位加工机外预调工作站点云配准

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中厚铝合金DP-VPTIG焊接深熔小孔作用机制研究

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机械工程学报 2025年第6期61卷 133-140页

作者：姜自昊肖宏曾才有张权杨清福谢非马康王亚森齐铂金从保强北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 天津航天长征火箭制造有限公司天津300462 中国核电工程有限公司北京100084

双频复合脉冲变极性TIG焊通过激发动态深熔小孔实现中厚铝合金结构不开坡口、单面焊双面成形深熔焊接。深熔小孔的动态行为与形貌特征对焊缝熔深有重要影响,为探究小孔对焊缝熔深作用机制,基于高速图像采集技术采集分析小孔于低频脉冲... 详细信息

双频复合脉冲变极性TIG焊通过激发动态深熔小孔实现中厚铝合金结构不开坡口、单面焊双面成形深熔焊接。深熔小孔的动态行为与形貌特征对焊缝熔深有重要影响,为探究小孔对焊缝熔深作用机制,基于高速图像采集技术采集分析小孔于低频脉冲周期、高频脉冲周期以及变极性周期内的动态演变规律;基于双频复合脉冲变极性TIG焊接特点建立焊接过程瞬态数值模型,分析小孔作用下熔池温度场与流场动态特性以及小孔与熔池的关系。结果表明,双频复合脉冲变极性TIG焊熔池随电流脉冲变化而表现出多种动态行为,低频脉冲峰值阶段熔池形成深熔小孔,使焊接热源下移以及于熔池内激发高速流体传热通道,可提高电弧向熔池底部传热的效率,进而促进熔池深度的增加,且小孔深度与熔池深度之间存在互相促进的耦合关系,进一步提升焊缝熔透程度。

关键词：中厚铝合金结构脉冲调制电弧小孔深熔焊数值模拟焊缝成形

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