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机械工程学院成功举办第二十三届研究生学术论坛

为全面落实学校关于强化研究生创新素养培育的工作部署,搭建高质量学术对话平台,厚植科研创新文化氛围,有效增强研究生的学术修养与科研实操能力,2025 年 4 月 27 日 14:00—18:00,重庆工商大学机械工程学院第二十三届研究生学术论坛于 7 号楼 423 会议室成功举办。论坛由研究生姜柏萍主持,学院 17 名研究生参与本次活动,大家聚焦机械制造、激光表面强化、智能控制、新能源装备等研究方向,依次进行学术成果分享并开展深入交流。论坛特别邀请张豪老师、冯鑫老师担任评审与指导专家,对各项汇报进行全程点评与专业指引。本次论坛内容丰富、交流氛围浓厚,顺利完成各项议程并取得良好成效。

机械工程学院高度重视研究生创新能力培养,坚持以学术活动为载体,持续搭建多层次、高水平的学术交流平台。研究生学术论坛作为学院研究生培养特色品牌活动,已成功举办二十二届,成为研究生展示科研成果、碰撞学术思想、提升科研能力的重要阵地。本届论坛延续“学生主讲+专家点评”的组织形式,旨在锻炼研究生的学术表达能力与科研思维,推动形成更加活跃、开放的学术生态。

第二十三届研究生学术论坛汇报选题广泛,涵盖故障诊断、激光熔覆、水下换能器、柔性超级电容器、轨迹预测、穴位识别、磨削机理、管道机器人、螺杆泵、高速电主轴等多个交叉方向,充分体现学院研究生扎实的理论功底、严谨的科研态度与突出的创新思维,为相关领域技术突破提供了新思路、新方案。

本次论坛呈现三大核心亮点:一是选题精准,紧扣产业需求,所有研究选题均聚焦机械制造、智能装备、新材料等领域的关键技术痛点,紧密服务国家战略与地方产业发展;二是创新突出,成果扎实,研究生融合数值模拟、智能算法、材料科学、控制工程、物理信息等多学科技术手段,形成一批具有自主知识产权的研究成果;三是交流深入,氛围浓厚,师生互动充分,专家指导精准,有效激发学术思想碰撞,全面提升研究生的学术表达能力、科研思维与创新能力。

本届论坛17位研究生将依次登台,系统汇报最新研究成果与创新进展。以下是各位同学汇报题目的详细介绍:

蔡雯同学汇报题目为《基于物理信息的残差域泛化方法在外啮合齿轮泵故障诊断中的应用》。针对外啮合齿轮泵在变工况下故障诊断模型泛化能力不足的问题,引入物理信息约束与残差域泛化方法,构建融合物理规律与数据驱动的故障诊断模型。研究通过挖掘齿轮泵工作原理与故障机理的物理先验知识,结合残差网络实现跨工况故障特征的稳定提取与域自适应迁移,有效提升模型在未知工况下的诊断准确率与鲁棒性。该研究为液压泵类旋转机械的智能故障诊断提供了新思路,具有重要的工程应用价值。

邹文洁同学汇报题目为《基于BiGE-ICPO-LSSVM的316L基材NiCrMONb粉末激光熔覆层几何形貌的优化方法》。针对316L不锈钢基材表面激光熔覆NiCrMONb粉末过程中熔覆层几何形貌难以精准控制的问题,融合双向门控演化算法(BiGE)、改进的豪猪优化算法(ICPO)与最小二乘支持向量机(LSSVM),构建熔覆层形貌预测与工艺参数优化模型。研究系统探究激光功率、扫描速度、送粉速率等工艺参数对熔覆层宽度、高度、润湿角等几何形貌指标的影响规律,通过智能算法寻优确定最优工艺参数组合,实现熔覆层形貌的高精度预测与定向调控,为激光熔覆再制造与表面强化技术提供理论支撑。

王志勇同学汇报题目为《基于气泡-亥姆霍兹腔的水下低频换能器声学特性研究》。针对水下通信、探测等领域对低频大功率换能器的迫切需求,提出基于气泡-亥姆霍兹腔复合结构的新型水下低频换能器设计。研究系统分析气泡共振腔与亥姆霍兹腔的耦合声学机理,探究结构参数对换能器工作频率、辐射声压、指向性等声学特性的影响规律,通过理论建模、仿真分析与实验验证相结合的方法,优化换能器结构设计,实现低频段高效率声辐射。该研究成果可为水下声学装备的小型化、低频化发展提供新的技术路径。

唐守斌同学汇报题目为《无线充电与储存柔性超级电容器的设计及其应用》。面向便携式电子设备、柔性智能穿戴装备、可植入医疗器件等新兴领域的供能需求,设计集成无线充电与储能功能一体化的柔性超级电容器。研究重点突破三大技术瓶颈:高能量密度柔性电极材料的制备、柔性封装结构的设计与密封工艺优化、无线充电模块与储能单元的高效集成。通过优化电极材料微观结构、开发新型固态电解质、设计柔性封装方案,研制出兼具高储能密度、高柔性、快速充放电特性、长循环寿命的柔性超级电容器原型,并验证其在柔性电子设备、微型智能装备中的应用可行性,为柔性可穿戴能源存储设备的研发提供了新的技术路径。

张睿洪同学汇报题目为《一种基于螺杆砂轮磨削机理与机器学习算法的齿形误差预测方法》。针对螺杆砂轮磨削加工中齿形误差影响齿轮传动精度与啮合质量的关键问题,深度融合螺杆砂轮磨削机理与机器学习算法,构建齿形误差智能预测模型。研究首先从磨削运动学、接触力学角度揭示齿形误差的形成机理,系统分析砂轮参数、磨削工艺参数、工件材料特性等因素对齿形误差的影响规律;在此基础上,提取多维度特征参数,采用支持向量机、随机森林、神经网络等机器学习算法建立齿形误差预测模型;通过实验数据验证模型预测精度,实现齿形误差的高精度预测与工艺参数反向优化。该研究为高端齿轮加工装备的精度控制与智能工艺优化提供了重要技术支撑。

令狐浪浪同学汇报题目为《间歇循环运动下干切变法径向进给系统温度场研究》。聚焦干切变法齿轮加工过程中径向进给系统的热行为问题,针对间歇循环运动工况下温度场分布不均匀、热变形影响加工精度等技术难题,开展径向进给系统温度场系统研究。研究通过理论建模与有限元仿真相结合的方法,建立间歇循环运动条件下径向进给系统的瞬态热传导模型,系统分析进给速度、切削载荷、间歇时间等工艺参数对温度场时空分布的影响规律,揭示热源强度、热边界条件与温度场演化的内在关联。研究成果可为干切变机床热误差补偿与热结构优化设计提供理论依据。

廖昌燧同学汇报题目为《基于多车交互场景下车辆行为差异与风场表征的轨迹预测研究》。针对复杂交通场景中智能网联汽车轨迹预测精度不足的关键技术瓶颈,融合多车交互行为特征、驾驶员行为差异与风场环境表征,构建高精度车辆轨迹预测模型。研究重点解决三大科学问题:多车交互场景中车辆行为差异的量化表征方法,风场环境对车辆运动状态的影响机制,以及行为特征与环境信息的深度融合预测框架。通过提取驾驶员操作习惯、周围车辆相对运动状态、交通风险等级(拥堵、事故、恶劣天气)、风场扰动强度等多维度特征,结合图神经网络、注意力机制等深度学习算法,实现车辆行驶轨迹的高精度、长时域预测。该研究可为智能网联汽车决策规划、路径跟踪控制、交通事故预警、交通流量调控提供重要技术支撑。

冉振同学汇报题目为《振动锤驱动下的高升压段声波生成技术》。针对深井、海洋勘探等复杂环境下对高能量、高频率声波信号的需求,提出基于振动锤驱动的高升压段声波生成新技术。研究系统分析振动锤冲击激励下声波在升压段结构的传播与放大机理,探究锤击频率、锤击力度、升压段几何参数等对声波信号幅值、频率特性、指向性的影响规律,通过理论建模、仿真分析与实验测试相结合的方法,优化振动锤-升压段耦合系统设计,实现高升压比、高能量转换效率的声波生成。该技术可广泛应用于地质勘探、无损检测、水下声学探测等领域,具有重要的工程应用前景。

杨圳同学汇报题目为《基于热网络方法的时变载荷下干切变法机床工作台主轴瞬态热行为分析》。针对干切变法机床在时变载荷工况下工作台主轴热行为复杂、热误差难以精准补偿的技术难题,引入热网络方法建立主轴系统瞬态热行为分析模型。研究首先识别主轴系统主要热源(轴承发热、电机发热、切削热等)与散热路径,构建热阻-热容网络拓扑结构;在此基础上,建立时变载荷作用下的瞬态热平衡方程,系统分析载荷变化、转速波动、冷却条件等因素对主轴温度场时空分布的影响规律,揭示主轴热变形与加工精度损失的关联机制。研究成果可为干切变机床热误差实时补偿与热结构优化设计提供理论依据与计算工具。

陈红同学汇报题目为《基于数值模拟的QT500-7球墨铸铁工艺参数优化激光表面硬化工艺参数优化》。针对QT500-7球墨铸铁零件在表面硬化处理过程中工艺参数选择依赖经验、硬化层质量不稳定的工程实际问题,采用数值模拟技术对激光表面硬化过程进行系统研究。

廖鑫波同学汇报题目为《中小管径管道机器人结构设计与性能优化》。针对市政管网、工业管道、给排水系统中中小管径管道清障、检测、维护作业场景狭窄、操作难度大、人工成本高等痛点,开展中小管径管道机器人的结构设计与性能优化研究。研究重点解决三大技术问题:适应不同管径、不同曲率管道的自适应行走机构设计,机器人在复杂管道环境下的越障能力与运动稳定性,以及清障作业装置与机器人本体的集成优化。通过模块化结构设计、多体动力学仿真分析与样机实验验证,研制出适应管径范围广、越障能力强、运动平稳可靠的中小管径管道机器人样机,为管道智能运维装备的工程化应用提供技术方案。

刘磊同学汇报题目为《中医知识与机器视觉融合驱动的背部穴位识别算法研究》。面向中医智能化、现代化发展需求,提出中医知识与机器视觉深度融合的背部穴位自动识别算法。研究重点突破三大关键技术:背部人体特征(骨骼标志、肌肉纹理、体表轮廓)的机器视觉检测方法,中医穴位定位理论(骨度分寸法、体表标志法)的知识建模与数字化表达,以及视觉特征与中医知识的融合推理机制。通过构建背部图像数据集、设计多尺度特征提取网络、引入中医穴位定位规则知识库,实现背部穴位的高精度、自动化识别与定位。该研究可为智能针灸机器人、中医辅助诊断系统、康复理疗装备的研发提供核心算法支撑,推动中医诊疗技术的智能化、标准化发展。

赵勇凯同学汇报题目为《面向节能与制孔质量的CFRP钻削工艺参数优化方法》。针对碳纤维增强复合材料(CFRP)在航空航天、汽车轻量化等领域广泛应用背景下钻削加工能耗高、制孔质量难控制的突出问题,开展面向节能与制孔质量的CFRP钻削工艺参数多目标优化研究。研究首先系统分析主轴转速、进给量、钻头几何参数等工艺参数对钻削能耗、制孔表面质量(毛刺、分层、撕裂)、刀具磨损的影响规律;在此基础上,构建以能耗最低、制孔质量最优为双目标的工艺参数优化模型,采用智能优化算法求解确定最优工艺参数组合;通过实验验证优化方案的节能效果与制孔质量改善程度。该研究符合国家“双碳”战略要求,可为CFRP构件绿色高效钻削加工提供工艺指导。

姜柏萍同学汇报题目为《基于MTCMO的复合涂层IN718/TaC的优化研究》。围绕航空航天、高端装备领域IN718高温合金表面强化关键技术瓶颈,提出基于多目标教学-学习协同优化算法(MTCMO)的IN718/TaC复合涂层制备工艺优化方法。研究系统探究激光功率、扫描速度、送粉速率、TaC添加量等工艺参数对复合涂层硬度、耐磨性、结合强度、热稳定性等多性能指标的影响规律,构建工艺参数-涂层性能映射模型;在此基础上,采用MTCMO算法实现多性能指标的协同优化,确定最优工艺参数组合,制备出综合性能优异的IN718/TaC复合涂层。该研究为高温耐磨复合涂层的定向设计与工艺调控提供了智能优化方法。

邓钦玮同学汇报题目为《基于物理信息与神经网络的螺杆砂轮磨削波纹度预测方法》。针对螺杆砂轮磨削加工中齿面波纹度影响齿轮啮合精度、传动平稳性及噪声性能的关键问题,提出物理信息与神经网络深度融合的波纹度高精度预测方法。研究首先从磨削动力学、接触力学角度揭示波纹度的形成机理,分析砂轮偏心、主轴振动、磨削参数等因素对波纹度特征的影响规律;在此基础上,将波纹度生成的物理规律作为先验知识嵌入神经网络模型,构建物理信息约束的深度学习预测框架;通过实验数据验证模型预测精度与泛化能力,实现磨削波纹度的高精度、可解释预测。该研究为蜗杆砂轮磨削工艺的精准调控与齿面质量优化提供了创新性技术路径。

周宇航同学汇报题目为《双螺杆泵固液两相流动态特性与转子表面冲蚀磨损关联机制研究》。针对双螺杆泵在输送含固体颗粒介质时转子表面冲蚀磨损严重、设备寿命短的技术难题,开展固液两相流动态特性与转子表面冲蚀磨损关联机制的系统研究。研究采用计算流体动力学(CFD)与离散元法(DEM)耦合的方法,建立双螺杆泵固液两相流数值模型,系统分析颗粒粒径、颗粒浓度、介质粘度、转子转速等因素对两相流场分布、颗粒运动轨迹、颗粒-壁面碰撞行为的影响规律;在此基础上,建立冲蚀磨损率与流场参数的定量关联模型,揭示转子表面冲蚀磨损的分布规律与演化机制。研究成果可为双螺杆泵抗冲蚀结构优化设计、工艺参数合理选择提供理论依据,延长设备使用寿命。

翁昌顺同学汇报题目为《高速电主轴电磁模拟加载器的设计与分析》。面向高速电主轴性能测试与可靠性验证的需求,开展电磁模拟加载器的设计与分析研究。研究提出基于电磁感应原理的非接触式模拟加载技术方案,重点解决三大技术问题:加载器电磁结构设计与磁场优化,加载力矩与电磁参数的定量关联建模,以及高速工况下加载器热行为分析与冷却方案设计。通过电磁场有限元仿真、动力学分析与样机实验验证,研制出加载力矩可控、响应快速、适用于高速工况的电磁模拟加载器,为高速电主轴的加载测试与性能评估提供了新型技术装备。

本届论坛17位研究生的汇报选题覆盖了机械工程学科的多个前沿方向,既有基础理论探索,也有工程技术创新;既有传统制造技术的智能化升级,也有新能源、新材料、生物医学等交叉领域的开拓性研究。这些研究成果充分展现了机械工程学院研究生扎实的学术功底与突出的创新能力。

在热烈浓厚的学术氛围中,重庆工商大学机械工程学院第二十三届研究生学术论坛圆满落幕。

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