9月21日：《机械工程学报》2024年第20期最受关注论文推荐

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南京航空航天大学机电学院朱海华等指出，客户多变的需求和激烈的市场竞争使得车间产品生产种类不断增加、批量不断减小、交货期不断缩短，导致业务流程和制造系统环境愈发复杂与不稳定，对车间生产管控能力提出了更高的要求。订单剩余完工时间(Order remaining completion time,ORCT)精准预测可以及时发现生产计划交期波动，为后续优化车间生产调度计划、改进工艺流程提供判断依据。针对传统数据分析方法在复杂制造环境下大规模制造数据利用分析能力较弱的问题，提出一种大数据驱动的车间ORCT预测方法。基于皮尔森相关系数和正则化的特征选择算法从海量的制造数据中挑选出关键数据；设计一种基于改进麻雀搜索算法-长短期记忆神经网络模型和注意力机制的预测方法实现车间ORCT的快速、精准预测，其中的预测模型以长短期记忆神经网络为结构基础，并使用改进麻雀搜索算法对模型的超参数进行优化；最后，以典型机加车间为对象进行实例验证，通过与三种常用预测方法进行对比，试验结果表明所提方法在准确性和效率上均有明显优势。

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清华大学车辆与运载学院陆浩然等认为，新能源汽车快速发展对动力电池的能量密度和安全性提出了更高的要求，刀片电池构型显著提高了动力电池体积利用率，弥补现有磷酸铁锂(Lithium iron phosphate batteries，LFP)电池材料体系能量密度低的缺点。通过搭建刀片电池1D电化学+3D热耦合模型，进行如下三方面的探究：第一，探究环境温度、充电倍率和换热系数三类变量对不同长度刀片电池的容量、内阻等电化学性能的影响，通过直流阻抗分解法(Directive current resistance，DCR)溯源影响性能的原因并定位了对应的物理化学过程；第二，探究上述三种变量对长/短刀电池温升过程和充电末期电池最大温差的影响，通过产热分解法(Heat production decomposition，HPD)揭示电池各部件的产热程度；第三，探究电池尺寸和换热系数对电池温度均一性的影响。结果表明：①刀片电池长短对电化学性能的影响源于集流体电阻，其电阻随电池长度增加而增大；刀片电池长短对热性能影响由电池产热、传热和表面散热三者共同决定，长度增加增大集流体产热，降低电池各向均温性能；②环境温度和换热系数对电化学性能和热性能影响较小，倍率增大使过电势增加造成电池容量下降；电极产热随倍率增加均有所增大。换热系数增强提高长度方向均温性能，L400，L800，L1200计算结果表明，控制电池长度和提高材料热导率亦有利于增强电池各向均温性能。

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航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司荣鹏等认为，激光定向能量沉积技术(Directed energy deposition,DED)是一种逐点逐层熔化沉积从而直接制造致密金属零件的高性能加工成形技术。由于其制造的TC4钛合金的显微组织与传统锻件有很大的不同，选用合适的热处理工艺是改善其力学性能的关键。因此，研究了三种不同热处理制度对DED制造TC4钛合金对成形构件晶粒形貌、显微组织和室温以及高温拉伸性能的影响。研究结果表明，经过600℃和800℃退火处理后，α片层均出现不同程度的粗化，且α相含量略微提高，经975℃双重退火处理后生成了部分等轴α相，室温拉伸塑性得到改善，与800℃退火处理试样相比，横向面缩率增加了约26.1%。在400℃高温拉伸时，975℃双重退火后的合金具有最高的横向平均高温断后伸长率，表现出优异的高温强度-塑性匹配。

探花

中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院张伟民等认为，A*算法因为其较好的准确性特点被广泛应用于室内巡检机器人的路径规划，但A*算法在进行路径规划时存在效率低、路径点多、路径代价大等问题，且在复杂环境下A*算法在路径搜索过程中拐点较多，因此在实际应用时通常需要对A*算法进行改进以提高算法使用性能。基于跳点搜索法提出使用优化修剪规则的有限跳点搜索法(Limited-JPS)，并结合角度代价函数、局部路径替换、去除路径冗余点和路径平滑等方法，提出基于Limited-JPS的改进A*算法。为验证基于Limited-JPS的改进A*算法的可行性与有效性，进行试验验证。试验结果表明，改进A*算法在尽可能保证跳点搜索法有效性的前提下，在提高路径规划效率、减小路径代价和改善路径平滑性等方面均表现良好，且性能优于标准的A*算法，从而证明改进A*算法是有效的。

榜眼

湘潭大学机械工程与力学学院唐新姿等认为，风电叶片稳定性涉及工况多、设计参数多、颤振机理复杂，给叶片设计带来巨大挑战。为探究大型风电叶片铺层设计参数与颤振特性的隐式关联性及气弹设计规律，以NREL 5MW风力机叶片为研究对象，基于复合材料层合板理论、修正叶素动量理论、欧拉梁模型和气动阻尼计算方法，计算旋转工况和停机工况叶片各主要振动模态下的气动阻尼；采用灰色关联度和Person相关系数，获得叶片铺层设计参数与颤振特性参数多元相关性图谱；基于多工况气动阻尼优化，获得铺层优化解集与设计知识，为风电长柔叶片精细化气弹设计提供方法与知识参考。结果表明，叶片颤振气动阻尼与尾缘泡沫厚度、碳纤维厚度、腹板间距、腹板泡沫厚度参数强相关；旋转工况与停机工况叶片一二阶挥舞气动阻尼呈显著负相关，而两工况一阶摆振阻尼呈显著正相关，二阶摆振阻尼无明显相关性；增大腹板间距、腹板泡沫厚度、碳纤维厚度、碳纤维角度和尾缘泡沫厚度可以获得旋转工况和停机工况各阶模态气动阻尼综合更优的叶片。

状元

水路交通控制全国重点实验室马勇等指出，船用智能设备与系统指安装在船舶上的各种智能装置，以及这些装置之间相互连接和协同工作的整体系统，用于提高船舶的操作、运行和管理效率，增强安全性，降低能耗，提升效率。这些系统覆盖了智能航行、智能能效、智能机舱、智能运维、智能集成平台以及岸基航运系统等多个方面，不仅关注单一装置的智能化，也强调整体系统的协同和优化。当前，国内外对此类设备的研发及应用已取得一定成就，但同时也面临技术、协调和环保等多方面的挑战。未来，随着信息技术和物联网技术的进一步发展，预计船用智能设备与系统将更加普及，其研究将更加深入，特别是在自动化和远程控制技术方面，有望实现更大的突破，为航运业的安全性和环境友好性提供更强大的支撑。

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责任编辑：赵子祎

责任校对：恽海艳

审 核： 张 彤

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