11月1日:《机械工程学报》2022年第20期最受关注论文推荐
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设计了一种基于摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator, TENG)的自供能低频振动传感器(Low-frequency sensor, LV-TENG),结合TENG发电理论和电学仿真阐明了该传感器电信号产生的基础原理,证明了LV-TENG在无需外接电源情况下就可以实现对二维振动的监测。COMSOL软件仿真分析表明,基于TENG独立层工作模式,当带电聚四氟乙烯(PTFE)小球振动时,两侧电极输出电信号与小球振幅存在较强的线性关系。通过传感器振动特性试验,定量分析了不同振动角度下LV-TENG输出电信号与外部振动参数之间的关系。依据输出电信号特征量,所设计的LV-TENG可实现振动状态的精准判断。
常州工学院汽车工程学院陈仲生等指出,悬架是汽车中的核心核心部件,具有承载和减振的双重功能。传统的悬架系统采用黏性液体或干摩擦阻尼器将振动能量转化为热量耗散出去实现减振,造成能量浪费,这尤其对新能源汽车不利。近十年来,既能抑制振动又能收集电能的新型悬架系统受到了高度关注和广泛研究。为了全面掌握汽车悬架同步振动抑制与能量收集技术领域的最新进展,回顾汽车悬架的发展历史,总结汽车悬架从路面激励中可收集的振动能量,重点梳理汽车能量回收悬架技术探讨研究现状,探讨当前面临的技术挑战并对未来发展趋势进行了展望。该研究有助于国内同行快速准确地掌握本领域的技术现状,有望为国内新型汽车悬架技术的发展提供重要参考。
西北工业大学机电学院于家豪等指出,能源问题日渐严峻,发展环保、便捷、可持续的能源技术是当务之急。相较于太阳能、热梯度、射频等环境能量,振动能量在人体运动及周围环境中具有广泛存在性,振动俘能技术也因此慢慢的受到人们的广泛关注。当前,可穿戴设备的发展受续航能力限制,而传统电池存在着较多弊端与风险,收集人体运动的能量来为可穿戴电子设备供电也成为当前研究的热点。简要介绍电磁、静电、压电、摩擦电振动能量收集器的基本工作原理,并详细综述它们在可穿戴/可植入领域的研究进展,以及在人体各部位振动俘能的应用案例,对比阐述不同俘能机理的特点,最后对四种振动能量收集器在可穿戴领域所面临的输出性能、长期稳定性、穿戴舒适性等挑战进行总结并由此展望了其未来的发展趋势。
合肥工业大学机械工程学院王跃飞等指出,高精度驾驶员情绪识别模型是智能车辆安全辅助驾驶系统构建的核心问题之一。针对该问题,提出一种基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法。对不同情绪下驾驶员心电、脉搏生理信号进行时域特征提取,建立生理信号-情绪关联样本库,给出改进式自编码(Improved stacked autoencoder, I-SAE)神经网络架构,构建基于I-SAE神经网络的人员情绪生理表征和离线辨识模型;同步采集行驶过程中不同情绪下驾驶员生理信号和车辆状态数据,利用主成分分析法选取车辆状态特征参数向量,通过I-SAE模型识别处理生理信号数据,将驾驶员情绪的生理表征映射为车辆状态表征,构建车辆状态-驾驶员情绪关联样本库;在此基础上,建立基于学习矢量量化(Learning vector quantization, LVQ)的驾驶员情绪在线识别模型。试验数据表明,该方法构建的驾驶员情绪在线%以上,可满足安全距离预警等车辆智能系统需要。
长春工业大学计算机科学与工程学院解东旋等认为高强度钢板热冲压工艺是实现汽车轻量化、同时提高汽车碰撞安全性的重要方法之一,在汽车制造业中得到了广泛应用,是钢铁、模具、设备、零部件和汽车制造商关注和国内外学者研究的重点。从实际生产方面出发,对传统热冲压工艺研究中的应用要点进行综述:① 热冲压材料化学成分对其性能的影响、常用镀层的特点与适合使用的范围;② 热冲压加热、成形、淬火、裁切和表面处理工序及零件连接工艺的应用要点;③ 热冲压数值模拟的重要影响因素和流程;④ 热冲压加热系统和压力机的类型与特点;⑤ 热冲压模具选材、设计与制造的要点及优化设计的流程。并对热冲压相关需要我们来关注的研究方向做出展望。
西北工业大学陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验室张洪瑞等指出,薄壁曲面构件是大范围的应用于航空航天等高端运载装备的关键构件。大型薄壁曲面构件成形制造技术是新一代航空航天飞行器、战略导弹和船舶等尖端装备向大型化、轻量化、高性能化、长寿命和高可靠性方向发展的迫切需要。然而,这类构件的壁薄、直径等尺寸大、曲率变化、大小尺寸极端结合,且材料轻质高强、性能要求高等,使其制造难度大。首先概述了航天领域大型薄壁回转曲面构件及其制造技术的发展历史与类型,据此针对不一样类型的大型薄壁回转曲面构件制造技术综述了其应用与研究进展,然后对比分析了各制造工艺的技术特色、构件性能与发展的潜在能力,探讨了大型薄壁回转曲面构件制造技术的未来发展的新趋势与面临的挑战。
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