9月4日：《机械工程学报》2022年第17期最受关注论文推荐等认为随着核电装备等领域对零件材料性能的要求日益严格，成分随结构位置变化的功能梯度材料(Functionally graded material，FGM)应用愈加广泛。基于激光增材制造技术可以实时调控沉积材料成分的优势，采用同轴送粉定向能量沉积(Directed energy deposition，DED)制备不同成分变化率的316L不锈钢和Inconel 718 (IN718)高温合金功能梯度材料，包括成分变化率10%，成分变化率20%和成分突变三种试样。采用金相分析、显微组织分析、能谱分析、显微硬度和拉伸试验对各功能梯度材料的组织和力学性能进行表征。结果表明：自下而上随着IN718含量的增加，Ni元素和Nb元素含量增加，显微硬度近线性提高；铁/镍含量的线性拟合表明，无论是渐变功能梯度材料还是突变功能梯度材料，显微硬度与IN718高温合金的含量呈正相关；突变功能梯度材料在界面处存在过渡区，使元素在层间充分扩散；材料性能差异大、成分变化过快和Laves相的存在是导致界面结合性能差，产生裂纹的重要因素；梯度成分为10%的功能梯度材料拉伸性能最好，平均极限拉伸强度最高为526 MPa。研究结果将有助于选择合适的梯度变化方式，了解激光增材制造功能梯度材料的成形机理。

　　三峡大学机械与动力学院付君健等为解决传统功能梯度多孔结构单胞分布形式单一、几何连续性差的问题，提出了一种功能梯度多孔结构拓扑优化的混合水平集方法。引入权重系数构造隐式水平集函数的仿射，实现了梯度微结构单胞与宏观结构隐式建模。建立全局更新-局部插值的设计变量更新策略，将几何连续性嵌入拓扑优化模型。以权重系数作为设计变量，结构体积分数为约束，建立了功能梯度多孔结构刚度拓扑优化模型，并采用优化准则算法进行求解。数值算例表明，本方法可有效实现功能梯度多孔结构拓扑优化，丰富了多孔结构单胞的梯度变化形式，保证了不同多孔结构之间的连续性。

　　苏州大学轨道交通学院何晋等认为锂电池内短路发展到后期阶段会引发热失控造成严重安全问题，因此必须在前中期识别内短路。当前检测内短路的常见方式是利用同一电池组内电芯间电压等参数的一致性，通过比较成组电芯间性能差异，筛选出异常电芯。然而对于退役电池等已经老化的电池组，其成组结构很可能已被打乱，且电芯间本已存在性能分化，无法使用该方法。为此，锂电池极化内阻被选作独立识别电芯内短路的标志性参数，而带遗忘因子的递推最小二乘法被用于在线辨识内短路前后极化内阻变化以在全寿命周期内识别内短路。针对电池老化影响辨识结果精度的问题，首先通过选择合适的遗忘因子与采样频率来优化该算法以适应老化对模型的影响。然后利用优化后的算法进行电池表面温度仿真模拟，进一步验证该算法的精度。最后设计内短路实验，验证该算法识别内短路的能力。结果表明，当遗忘因子为0.95，数据采样间隔为1 s时，该算法适应老化的能力最强，利用其进行电池表面温度估计的误差在2%以内。在内短路发展到后期阶段前，电池健康状态(SOH)为80%的电池极化内阻均值增加达到45%及以上，可以有效地识别内短路。

　　清华大学机械工程学院韩特等指出，RV减速器作为工业机器人关键部件之一，其机械故障将造成整机定位精度下降。围绕RV减速器开展健康状态监测与智能故障诊断具有重要意义。基于故障标记数据充足的假设，数据驱动的智能诊断方法可以有效建立监测信号与健康状态的非线性映射关系。然而，在工程实际中收集大量故障标记样本需要昂贵的标记代价和人力成本。针对上述问题，提出了一种融合图标签传播和判别特征增强的RV减速器半监督故障诊断方法。首先，利用标签传播算法赋予无标记样本伪标签。然后，通过信息熵定量评估伪标签置信度，降低误标记对模型半监督学习的干扰。同时，在深度特征嵌入空间下优化少量标记样本度量损失，构造更具判别力的特征图，提升伪标签质量。最后，采用实际工业机器人RV减速器故障数据进行方法验证。结果表明，所提半监督故障诊断方法可以对无标记样本精准地传播标签，仅利用少量标记样本获取更优的故障识别精度。

　　北京工业大学材料与制造学部崔玲丽等针对强背景噪声及谐波干扰的滚动轴承早期微弱故障特征提取，提出一种改进奇异值分解(Improved singular value decomposition，ISVD)的故障诊断新方法。首先，针对正弦信号、复合正弦信号和周期性冲击信号各自特征，根据奇异值子对(Singular value pairs，SVP)的形成原理，分别提出改进的Hankel矩阵嵌入维数优化选取原则，明确了该参数的量化范围，进而确定奇异值分解(Singular value decomposition，SVD)的最佳嵌入维数。该算法可自适应匹配SVD的Hankel矩阵最佳嵌入维数，进而获得形成SVP分布的信号分解策略。随后，结合谐波干扰的能量及SVP分布，实现对包含轴承微弱故障成分的子信号进行定位。最后，采用反对角线平均法重构目标子信号，对其进行包络谱分析获得诊断结果。仿真的滚动轴承故障信号和多组试验信号分析验证了所提方法的可行性和有效性。

　　浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室辛小鹏等认为燃气轮机是多学科耦合的复杂产品，被称作装备制造业皇冠上的明珠。正向设计是燃气轮机研发的核心关键技术。目前，全球只有美国通用电气、德国西门子、日本三菱等少数几个能源装备巨头建立了相对成熟的燃气轮机正向设计体系，但这些企业都将正向设计作为关键核心技术不对外公开。燃气轮机正向设计要面向市场节能环保低排放需求，具备高温、高压、高效率、高可靠性、全生命周期低成本、智能化运维等设计特征。分析了国际燃气轮机主流厂家最新的燃气轮机设计产品的特点，构建了燃气轮机正向设计架构矩阵图谱，从设计任务、设计技术、设计软件、设计规范、设计集成5个维度分析了燃气轮机正向设计体系的现状，总结和展望了燃气轮机正向设计技术发展方向。

　　JME学院是由《机械工程学报》编辑部2018年创建，以关注爱游戏、陪伴青年学者成长为宗旨，努力探索学术传播服务新模式。首任院长是中国机械工程学会监事会监事长、《机械工程学报》中英文两刊主编宋天虎。

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