11月22日：《機械工程學報》2024年第22期最受關注論文推薦

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東南大學機械工程學院李尚杰等，針對智能車的環境感知任務，為了結合相機圖像中豐富的語義信息與激光雷達點云中準確的位置信息，提出一種基于圖像和點云實例匹配的融合檢測方法。通過實例分割網絡預測圖像中目標的實例掩膜，通過透視投影變換將點云投影至圖像平面，根據每個目標的實例掩膜提取屬于該目標的點云，然后利用聚類算法去除點云中的噪聲，并利用凸包輪廓逼近算法擬合點云的三維輪廓，實現對目標的融合檢測。在所提出的融合檢測方法的基礎上，設計跟蹤門實現多目標的數據關聯與管理，基于卡爾曼濾波對目標進行跟蹤并估計各目標的運動狀態。試驗結果表明，該方法能夠有效地對圖像數據和點云數據進行信息融合，從而準確快速地對目標的位置、尺寸、方向角進行擬合并對目標的速度進行估計，且在不同試驗場景中表現出魯棒性。

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北京理工大學機械與車輛學院熊健等認為，膠接是精密光學元件廣泛采用的一種裝配連接方式。隨著航天、航空、儀器儀表等領域對光學系統精度要求的不斷提升，膠接裝配后，膠接應力對精密光學元件非均勻應力分布、面型精度、成像質量等裝配性能指標的不利影響逐漸凸顯，并成為國內外研究熱點。綜合闡述和分析了國內外精密光學元件膠接裝配研究現狀，首先分析了目前精密光學元件的主要膠接裝配形式，在此基礎上，重點論述了膠層中膠接應力形成機理及數值仿真計算方法、膠接光學元件內部非均勻應力場與精度及其穩定性的形成機理、面向精度和性能的光學元件膠接裝配工藝參數優化方法等相關研究成果，分析了存在的一些不足，最后，就精密光學儀表膠接裝配理論和技術未來的研究方向提出了若干建議。

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山東大學材料液固結構演變與加工教育部重點實驗室張賢昆等認為，攪拌摩擦焊非常適合于鈦/鋁異種結構的制造，但工藝參數對鈦/鋁攪拌摩擦焊過程中傳質和傳熱的影響和界面金屬間化合物的精準調控仍需要深入研究。基于流體動力學和固相擴散理論，針對不同焊接速度條件下鈦/鋁攪拌摩擦焊過程中的溫度場、材料流動及金屬間化合物的生長進行模擬和對比分析。研究發現，焊接速度的變化對鈦/鋁異種金屬攪拌摩擦焊過程中的峰值溫度影響小于對高溫持續時間的影響。模型表明，15 mm/min焊接速度下的高溫持續時間約為60 mm/min焊接速度的四倍，但兩者界面處峰值溫度差異僅約為40 K。金屬間化合物的生長主要受峰值溫度和高溫持續時間的影響，高溫持續時間的增加是低焊速條件下金屬間化合物增厚的主要原因。高焊速下，焊縫底部材料流動不充分是導致未焊合缺陷產生的根本原因。通過試驗測溫、TMAZ邊界測量及IMCs厚度測量，驗證了模型的準確性。

探花

北京理工大學電動車輛國家工程研究中心張大禹等認為，鋰離子電池作為新能源汽車的核心部件，準確、高效的衰退機制辨識與健康狀態估計對于提升動力電池系統的運行可靠性、降低安全風險以及殘值評估具有重要意義。隨著新能源汽車智能網聯化程度的不斷提高及大數據分析手段的快速發展，基于數據驅動的動力電池健康狀態估計得到了廣泛關注。為系統梳理鋰離子電池的衰退機制及健康狀態估計研究最新進展，從以下兩方面進行總結：在衰退機制方面，分別從電池的負極、正極等結構出發，闡述了不同內部副反應對電池老化的影響，并結合新能源汽車實際運行場景分析了強關聯外部使用因素對電池衰退的主導作用；在健康狀態估計方面，根據不同數據驅動算法的特點及側重點對現有研究進行了分類概述，分析比較其優點、局限性與應用場景，并進一步討論各類典型方法在現階段實車應用的可行性。最后，面向新能源汽車的實際運行需求，對動力電池健康狀態估計領域存在的挑戰與發展方向進行了總結與展望。

榜眼

哈爾濱工業大學材料結構精密焊接與連接全國重點實驗室孫清潔等認為，鈦/鋼異種金屬結構件不僅可以發揮鈦合金比強度高、耐蝕性好等優點，還可以兼顧鋼材優異的焊接性和性價比，在石油化工、海洋工程及航空航天等領域具有廣泛的應用前景。然而，由于Ti、Fe之間的物理及化學性能差異較大，實現鈦/鋼結構件的可靠焊接極具挑戰。界面脆性化合物的生成以及接頭內部較大的殘余應力是制約接頭性能提高的主要原因。從界面能量調控、中間層冶金調控以及能場輔助熱源調控三個角度出發，綜述了焊接工藝、中間層種類以及輔助能場在鈦/鋼異種金屬焊接領域的國內外研究進展，總結對比了合金元素、工藝參數等因素對接頭宏觀成形及界面微觀組織的影響，分析了工藝-成形-組織-性能之間的內在關聯。在此基礎上，對鈦/鋼異種金屬連接進行了總結與展望，擬為未來鈦/鋼連接的研究方向與技術突破提供參考。

狀元

重慶大學機械與運載工程學院劉文學等，為深入理解并研究城市空中交通(Urban air mobility, UAM)場景下電動飛行汽車的飛行動力學及關鍵性能，對于研發和升級航空動力電池系統具有重要意義。首先，從概念和動力學模型兩方面詳細綜述了當前七種典型的電動飛行汽車；然后，系統研究了UAM場景下的電動飛行汽車關鍵性能指標，包括航程、有效載重、巡航速度、能量效率、功率保持率、經濟性、環境影響及安全性，并與常見地面車輛進行對比研究，進一步從動力電池系統角度闡述了提升上述關鍵性能指標的有效措施。研究結果表明，對于60 km的點對點通勤，電動飛行汽車相比電動乘用車能夠節省約75 min。各類飛行汽車在滿載滿航程條件下的能量效率均分布于地面車輛區間，特別是傾轉旋翼、傾轉機翼、可停轉機翼以及傾轉涵道型飛行汽車具有與電動乘用車相當的能量效率。在電動飛行汽車起飛和著陸階段，電池會經歷超過5C的峰值電流并在電池系統側產生約10%的功率損耗，而電動乘用車電池僅損耗約4%，考慮循環老化后電池功率損耗將會加劇。長遠來看，固定翼飛行汽車在航程、有效載重和能量效率等方面具有顯著優勢，是未來城市空中巴士和末端配送等典型UAM應用場景的理想選擇。

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責任編輯：趙子祎

責任校對：惲海艷

審 核： 張 彤

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