30CrMnSiA薄壁杯形件是广泛应用于谐波减速器柔轮壳体的一类关键基础零部件。文中针对传统采用车削制备的30CrMnSiA薄壁杯形件强韧性不足而导致谐波减速器承载能力较低及寿命较短的问题，提出采用旋压-调质-旋压-时效的形变-热处理工艺来实现30CrMnSiA薄壁杯形件的少、无切削高性能制备；并通过拉伸及冲击实验，对比各工序件的力学性能变化规律，对各工序件的微观组织进行了分析。结果表明：旋压-调质工艺可获得具有较高强度的回火索氏体组织，但是材料的塑性降低；时效处理使旋压成形获得的纤维状微观组织进一步细化，并在铁素体基体上析出均匀弥散分布的细小碳化物；在300 ℃+6 h时效处理时可同时获得较高的强度和良好的塑性。相比调质后车削成形，采用形变-热处理相结合制备的30CrMnSiA薄壁杯形件的屈服强度和抗拉强度分别提高了93.65%和47.88%，硬度提高了26.87%，冲击强度提高了12.01%，同时还具有较好的塑性，断后伸长率和断面收缩率分别达11.60%和24.64%。采用旋压-调质-旋压-时效的形变-热处理工艺可实现薄壁杯形件的强韧化制造，为高强韧性薄壁杯形件的生产提供一种新的工艺方法。

随着科技的发展和生活的需要，柔性抓手因其安全性和柔顺性逐渐成为了研究热点。捕蝇草作为一种能够实现包络抓取的植物，其运动特点对于柔性抓手的抓取运动具有较好的参考性。文中根据软体网格结构和捕蝇草的变形机理，提出了一种由双仿生叶片组成的液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手结构。首先基于本构模型提出了完全嵌入式单列网格弯曲角度和压力关系的数学模型，然后基于仿真模型分析了多列网格弯曲角度和压力的关系，确定了柔性抓手0.040 MPa的工作压力。通过分析仿真结果，得出了边缘不完整网格的弯曲角度变化和受力均大于完整网格的结论，证明了不完整网格处是柔性抓手强度的薄弱点。进行了液压驱动和气压驱动仿生叶片的弯曲实验和闭合力实验，证实了在工作压力下液压驱动的性能优于气压驱动，确定了柔性抓手0.010 MPa的准备压力。最后通过适应性实验证明了所设计的柔性抓手能抓取不同形状的物体，证实了最大负载能力达304.3 g。文中设计的液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手可以为活体昆虫捕捉和无损采摘提供有效的解决方案，也可为仿生植物机器人的研发提供理论和技术基础。

五自由度的机械臂无法达到任意位姿，采用传统的位姿描述方式进行逆运动学求解时，极易产生无解的情况。文中以一种适用于清洁、喷涂、焊接等作业的、由4个旋转关节和1个移动关节构成的五自由度机械臂为例，建立运动学模型并进行逆运动学分析，在此基础上，提出一种关节角参数化结合接近矢量可行方向的逆运动学求解方法。该方法基于自由度约束的末端位姿描述，先通过关节角参数化将末端执行器的运动空间由三维降为二维，再采用几何法分析末端执行器在不同目标位置（远端、中间端、近端）时的接近矢量的可行方向，从而避免参数盲目取值，确保运动学逆解的存在，然后根据运动连续性和各关节的运动范围从中筛选出最优解。路径规划仿真结果表明，实际路径与规划路径非常吻合，关节运动平稳，证明了所提方法的可行性和准确性。文中研究的五自由度机械臂具有一定的代表性，逆运动学求解方法计算复杂度低，求解过程较为简便，求解思路可为欠自由度机械臂的逆运动学求解提供借鉴。

针对工业机器人用精密RV减速器齿廓动态磨损难以准确预测的问题，以BX-40E减速器为实例，基于广义Archard磨损公式，通过等效实验求得不同位置条件下减速器的磨损系数，并在磨损预测过程中考虑磨损演化后不同位置条件变化的影响。根据变形协调理论和Langkali-Nikraves接触力模型确定齿间载荷分配与接触压力，考虑时变齿廓磨损与啮合力激励，采用解析建模方法建立了传动系统齿廓动态磨损数值计算模型。对比磨损系数取定值的齿廓磨损曲线，磨损数值与齿面分布规律均存在显著差异，整体差异随磨损次数增加而加剧，得出考虑接触位置条件差异的磨损系数对齿面磨损量化的准确性与必要性。摆线轮、针齿轮的齿面磨损深度曲线沿齿廓呈非对称不规则的倒“W”形，靠近齿根齿顶的部分因磨损而率先脱齿后再啮合，造成冲击，从而出现微突峰。在摆线齿廓凹凸过渡位置几乎不发生磨损。随磨损次数增加磨损峰峰域变窄，磨损率增势非均匀减缓。啮合力与压力角之间成一次函数映射关系。文中研究结果可为提高摆线针齿轮的减磨减振性能提供理论基础。

以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象，建立液压系统动力学模型；基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿；建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性；将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合，并选取自适应率进行估计；基于反步积分自适应控制算法，提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础，将压力误差引入速度期望，实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESim-Matlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明：压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能；比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调；改变压力误差占比可有效改变地层突变时的压力、速度误差分配，在实际工程中，可根据需要通过改变压力误差占比来对复合控制的误差进行分配。

为揭示振动筛振动与物料颗粒运动的相互作用，了解振动参数对系统动态特性的影响，建立了振动筛系统动力学与颗粒动力学的耦合分析模型，实现了振动筛系统筛分过程的实时双向耦合仿真，有效提高了仿真模型的精度。根据振动筛分试验计算出筛分产品的实际产率，得到了稳定状态下各层筛网上的颗粒分布情况。相较于未耦合模型，考虑振动筛与颗粒动力学耦合的模型能获得更为精确的受力分析，且计及了筛体对物料的抛掷作用，避免了传统仿真中各层筛面的颗粒堆积，与实际筛分情况更相符。同时，分析也表明物料最大冲击力不随筛网层数的下移而降低。文中最后研究了物料冲击力随振动筛主要参数的变化规律，发现：物料冲击力的大小随筛面面积呈同方向改变，筛网长度的变化会造成物料驻留时间的变化，从而影响冲击力；物料冲击力的大小随筛面倾角的增大而减小；当振动方向角在57°~90°范围内变化时，冲击力呈倒V字型变化。文中研究结果为振动筛的减振降噪动态优化设计提供了理论指导。

像大豆肽（SPE）这样的肽类物质在药物靶向治疗和诊断等方面有着重要作用，但它们难以抵抗胃部极低的pH环境以及离子障碍，因此难以通过口服的方式进行递送。透皮递送系统可避免胃液的障碍，将药物递送到血液中。文中通过冻融循环成功制备了负载SPE的羧甲基纤维素/阳离子淀粉/Ca²⁺（CMC/CS/Ca²⁺）复合水凝胶，以克服透皮递送过程中皮肤角质层对水溶性SPE渗透的障碍。颗粒电荷分析（PCD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）以及流变结果表明，CMC、CS及Ca²⁺之间产生了化学和物理交联作用，形成了稳定的复合水凝胶，且SPE与CS、Ca²⁺间产生的相互作用使其力学性能可满足透皮递送的要求；扫描电子显微镜（SEM）和比表面积测试（BET）结果表明，这些复合水凝胶内部具有多孔洞的三维网络结构。复合水凝胶的含水率均高于95.63%，在25 ℃下持续25 min后其保湿率仍在97.34%以上，所有复合水凝胶均在120 min内快速溶胀，在720 min时平衡溶胀分数可达636.23%，说明该复合水凝胶对水具有高度的亲和性，这是SPE透皮递送效率提高的根本原因。体外释放结果表明，SPE从复合水凝胶中的释放为溶胀控释型，且其最大DPPH自由基和ABTS自由基清除率分别可达47.07%和72.16%。3种复合水凝胶中SPE的单位面积累积渗透量分别为0.55、0.70和0.60 mg/cm²，其累积渗透百分比分别达到84.13%、92.93%和92.57%。复合水凝胶的外观以及pH值、耐热性、耐寒性均符合QB/T 2872—2017的规定。文中制备的复合水凝胶不仅有望在透皮递送肽及蛋白质类药物上得以应用，在皮肤抗氧化护理方面也具有潜在的应用价值。

蜂窝结构作为一种仿生材料，在抗冲击吸能、轻量化等多个领域优势显著，得到了广泛研究。其中，双箭头蜂窝（Double-Arrow Honeycomb，DAH）在压缩载荷下较六边形蜂窝的平台应力更高，吸能性更好。为了进一步提升DAH的比吸能（Specific Energy Absorption，SEA），文中通过引入双弧形边代替DAH原有直边，提出一种弧形双箭头蜂窝（Circular Double-Arrow Honeycomb，CDAH），采用3D打印制备了CDAH样件并进行了准静态压缩试验；同时，基于有限元软件建立了CDAH的数值仿真模型，通过与试验结果的对比验证了模型的准确性；利用冲击波理论推导了CDAH的临界冲击速度，并结合验证后的数值模型研究了面内不同冲击速度下CDAH的动态响应。试验和仿真结果均表明：与DAH相比，CDAH的平台应力更高，比吸能也更大。其中，当应变达到0.6时，CDAH的SEA相较于DAH提升了71%，并且在中高速冲击下呈现明显的倒“V”和倒“U”形变形带，显示出良好的负泊松比特性；随着冲击速度提高，CDAH的平台应力与比吸能均显著提升，100 m/s下的平台应力是5 m/s下的3倍，这有助于CDAH在高速抗冲击防护中应用。

合适的支架材料是小口径组织工程血管体外成功构建的关键之一，天然蛋白成分的纤维蛋白凝胶是理想的支架材料来源。文中首先以纤维蛋白原为原料，混合一定比例的凝血酶以及氯化钙，采取温度控制等技术步骤获得凝胶材料，并进行成胶时间、吸水性能、降解时间以及力学性能等方面的检测，采用扫描电镜观测材料的微观结构；然后，利用特定管状模具制成水凝胶管状支架，通过在支架中负载人成纤维细胞，研究纤维蛋白凝胶支架对人成纤维细胞生长的影响，判断其细胞相容性。结果显示：该制备方法获得的纤维蛋白凝胶整体外观呈乳白色，外表光滑，厚度均匀；凝胶的平均成胶时间为（172.0±4.7） s，吸水率为34.50%±1.87%，完全降解时间为7 d，杨氏模量为（2 624±295） Pa，凝胶整体结构具有一定的稳定性；凝胶的微观结构呈现为多孔隙网状纤维，纤维直径为（0.41±0.03） μm，网状纤维平均孔隙大小为（47.87±9.60） μm²；负载人成纤维细胞后，细胞在凝胶中形态完整，分布均匀，存活情况良好。文中成果为小口径组织工程血管移植物的体外构建提供了进一步的研究借鉴。

装配式建筑的发展使得在预制件生产中使用早强剂的需求越发强烈，人工合成水化硅酸钙（C-S-H）作为一种新型晶种早强剂，能够显著提高水泥基材料的早期强度，但其较差的分散性限制了其应用。文中以不同侧链密度聚羧酸减水剂（PCE）作为分散剂，通过共沉淀法合成了一系列C-S-H/PCE晶种早强剂，利用X射线衍射分析仪（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、纳米粒度仪（DLS）等探究其对C-S-H晶种结构的影响，并深入研究了C-S-H/PCE晶种早强剂对水泥水化行为、硬化体强度和组成结构的影响。结果表明：PCE的侧链密度越小，C-S-H晶种分散得越好，粒径越小，中位粒径可达339.5 nm，晶种颗粒数量增多，可提供更多的成核位点；掺入C-S-H/PCE能显著加速水泥水化，使水化加速期放热峰提前1.3 h，8 h放热量增加10.8%；掺入C-S-H/PCE后，水泥净浆8 h和1 d龄期硬化体的孔隙率降低，抗压强度分别提高13%和15%。

为实现三元锂离子电池荷电状态（SOC）、能量状态（SOE）和健康状态（SOH）这3种主要状态的在线联合估计，并应对电动汽车实际使用工况中各种噪声干扰带来的开环累积误差问题，提高锂离子电池在线估计的稳定性，提出了一种基于双自适应扩展卡尔曼滤波（DAEKF）算法的三元锂离子电池多时间尺度主要状态在线联合估计方法。在二阶RC模型基础上推导DAEKF算法的状态空间方程，用带遗忘因子的递推最小二乘法（FFRLS）进行在线参数辨识，以微观时间尺度进行锂离子电池SOC和SOE的在线估计，以宏观时间尺度进行锂离子电池SOH的在线估计，从而实现锂离子电池3种主要状态的在线联合估计。最后，以NVR18650B型三元锂离子电池的不同运行工况对所提出的方法进行实验验证。实验结果表明：在两种验证工况下，文中方法都能够快速收敛辨识模型参数，微观时间尺度中SOC和SOE的估计误差均稳定保持在1%以内，宏观时间尺度中SOH的估计误差稳定保持在1.6%以内；与EKF算法相比，文中所提出的方法具有更高的估算精度以及更好的估计收敛性和稳定性。

为提升干线交通运行效率并减少有轨电车交叉口停车次数，建立了干线分段绿波协调优化模型，来实现有轨电车与社会车辆的多模式交通协调控制。首先，确定干线各交叉口的信号周期，根据信号周期对交叉口进行聚类，并协调交叉口信号周期与有轨电车发车间隔之间的关系，分类讨论站点位置对有轨电车绿波协调的影响；然后，针对社会车辆分段绿波系统和有轨电车全线绿波系统分别建立约束条件，避免有轨电车在交叉口处停车，并以社会车辆可变绿波带宽最大为优化目标建立混合整数线性规划模型，来对有轨电车和社会车辆多模式干线绿波系统进行协调优化；最后，以南京市有轨电车麒麟线为例对模型进行对比分析。算例结果表明：文中提出的模型协调优化了干线分段绿波内部及带间的信号控制方案，实现了有轨电车在交叉口的优先控制和社会车辆通行效益的兼顾。VISSIM仿真结果显示：与现行的信号控制方案相比，采用文中模型可使各交叉口车辆延误降低20.89%~35.24%；与仅考虑社会车辆的MULTIBAND模型相比，文中提出的模型减少了6.94%的人均延误，提高了交叉口的总体运行效率。

由于智能网联车的不断发展，未来将出现智能网联车和人工驾驶车共同存在的混合交通流，因此，研究道路上的混合交通有助于解决交通拥堵等问题，具有一定的现实意义。为探究这类混合交通流的流量、密度和速度之间的关系，文中综合考虑智能网联车辆退化和车辆时延，建立了自动驾驶环境下混合交通流的基本图模型。首先，确定交通流中的车辆类型和不同类型车辆的比例，并考虑联网智能车辆跟随人工车辆时发生的车辆功能退化；然后，确定3种车辆的延迟时间并改进每种车辆的跟驰模型；在此基础上，同时考虑车辆时延和车辆功能退化两种因素，推导出交通流平衡时的基本图模型，并对模型中的自由流速度参数进行敏感度分析。研究结果表明，智能网联车对混合交通流的最大流量和最佳密度有积极影响，车辆时延有消极影响，自由流速度则对混合交通流的最大流量有积极影响，对最佳密度有消极影响。SUMO仿真结果表明，在不同场景下仿真得到的流量?密度分布点符合理论曲线，验证了文中理论模型的准确性。

为深入了解影响高速公路交通事故严重程度的显著因素，以广深沿江高速东莞段2014—2019年事故数据为研究对象，将事故严重程度分为3类（即无伤亡事故、轻伤事故、重伤亡事故），并以事故严重程度为因变量、13个潜在影响因素为自变量，通过条件自回归先验解析相邻事故间的空间相关性，建立不同关联距离阈值的空间广义有序Probit模型。结果表明：事故数据间存在显著的空间关联；空间广义有序Probit模型优于广义有序Probit模型和多项Logit模型，基于250 m关联距离阈值的空间广义有序Probit模型表现最优。该模型参数估计显示：车辆类型和归属地、事故发生时间、事故地点曲率、桥梁路段和事故类型对高速公路事故严重程度均有显著影响。边际效应结果表明：相对于小汽车间的交通事故，涉及客车、货车和其他类型车辆的交通事故导致人员重伤亡的概率分别增加3.27%、1.53%和4.11%；外省车使得重伤亡事故的发生概率增加1.02%；相对于周末、春季和桥梁路段，工作日、夏季和非桥梁路段发生的交通事故导致人员重伤亡的概率分别提高0.87%、2.38%和0.08%；单车事故导致重伤亡的概率比多车事故低1.64%；事故地点曲率每增加1 km^-1，重伤亡事故的概率将降低1.54%。

为探究并量化高速公路交通事故的时空传播机理，克服传统交通波理论在此类问题中考虑维度单一的缺陷，首先，基于微波雷达检测器采集的动态交通流数据，分析高速公路事故前后的速度变化态势；进而，引入速度变化率作为事故影响的度量指标，采用双线性插值法构建速度变化率轮廓图，并根据Savitzky-Golay滤波拟合法拟合事故影响时空区域的外围轮廓；最后，在速度变化率的阈值分别取20%、30%和40%时，计算并分析交通事故时空影响的各量化指标，包括事故影响开始时间、事故影响结束时间、事故影响持续时间、事故影响最近距离、事故影响最远距离、事故影响空间范围、事故影响传播速度以及事故影响消散速度。结果表明：速度变化率的阈值取值越小，则事故影响的开始时间越早，结束时间越晚，持续时间越长，且事故影响的距离越长；速度变化率阈值取值越大，则事故影响的开始时间越晚，结束时间越早，持续时间越短，且事故影响的距离越短；不同速度变化率阈值下的事故影响传播速度随时间的变化趋势有差异。文中方法操作性强、辨识度高，能够为高速公路事故发生后的实时交通管控和引导提供理论支撑。

车辙深度是路面状况评价和道路养护的一个重要指标。现有车辙深度测量方法未考虑复杂路况下坑槽、松散、裂缝和桥梁接缝等对车辙计算的影响，其有效性和适用性受到了限制，测量结果的真实性也有待进一步验证。有鉴于此，文中提出了一种基于语义分割模型的沥青路面车辙异常检测与校正方法。采用三维线激光技术采集道路横断面高程数据，利用包络线算法提取车辙深度。对于最大车辙深度超过10 mm的横断面，搭建基于深度学习的语义分割框架，提出改进的DeepLabV3+网络对病害类型进行自动辨识和像素定位，并结合最大车辙深度高程点，设计基于拉格朗日插值的校正规则来对异常车辙进行校正。研究结果表明，改进的DeepLabV3+模型能较为准确地识别和定位造成车辙检测异常的路面病害，其对5种路面特征和病害的综合检测准确率达81.63%，在均交并比（MIoU）和大部分交并比（IoU）上的表现均优于U-Net、PSPNet、DeepLabV3+模型。现场验证结果表明，文中方法不仅能够自动分析车辙异常的原因，还能通过对异常车辙的校正排除其他病害的影响，从而较大程度地还原实际车辙深度水平。文中研究成果可为路面预防性养护提供科学数据支撑。