上海工程技术大学学报

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2025 年 2 期目次

2025, 39(2): 1-2.

摘要:

[摘要](14) [HTML全文] (12) [PDF 379KB](1)

孙艺嘉, 王岩松, 刘宁宁, 袁涛, 谢晓龙, 郭辉

2025, 39(2): 119-124, 222. doi: 10.12299/jsues.24-0080

摘要:
电动汽车动力系统噪声降低，导致雨刮反转引起的响度和尖锐度相矛盾问题更加突出，多目标优化方法有助于指导多频带协同主动控制，提升雨刮风窗系统声品质。通过实车噪声测试试验采集，分析雨刮运动过程中的噪声数据。基于各特征频带幅值与响度和尖锐度的直接映射关系构建多目标优化公式。敏感性分析确定一组影响响度和尖锐度变化最大的敏感频带，通过多目标遗传算法NSGA-Ⅱ求解得到响度和尖锐度综合最优时对应的敏感频带幅值，通过基于滤波残差最小均方算法(filtered-error least mean square algorithm, FELMS)自适应滤波器的ANE算法进行响度和尖锐度的主动控制仿真，验证最优解的可行性。结果表明，响度降低15.4%，尖锐度降低18%，响度达到94%最优解效果，尖锐度达到87%最优解效果，声品质得到改善。

[摘要](23) [HTML全文] (8) [PDF 2725KB](3)

惯容系统对轨道交通车辆段上盖建筑的振动控制研究

韩东宇, 王安斌

2025, 39(2): 125-130. doi: 10.12299/jsues.24-0048

摘要:
以惯容系统及双层轨道交通车辆段上盖建筑为研究对象，建立并验证有限元模型，探究不同类型及惯质比的惯容系统对车辆段上盖建筑振动控制的效果。结果表明，黏滞惯容阻尼器(VMD)、调谐惯质阻尼器(TID)和调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)等3种惯容系统均能有效降低上盖建筑各楼层的Z振级，且随着惯质比的增大，减振效果越显著。不同惯质比的TID和TVMD的Z振级减小幅值较大，可达1 dB~3 dB；而VMD减振效果相对较弱，Z振级减小幅度约1 dB。

[摘要](18) [HTML全文] (8) [PDF 1433KB](2)

轨道车辆振动压电无源传感节点能源管理策略

隋怀山, 靳蒙柯, 彭乐乐, 郑树彬, 朱挺

2025, 39(2): 131-140, 173. doi: 10.12299/jsues.24-0053

摘要:
针对轨道车辆振动压电无源传感节点的振动能量来源与供电需求不匹配而导致的系统工作异常，提出节点层级的能源管理策略。通过分析结构组成、相关参数和工作模式，构建能量策略模型，并利用粒子群优化(PSO)算法优化匹配设计参数与工作模式，最终设计了系统方案并搭建了样机。结果表明，节点的最低待机功耗为8 mW，可准确采集牵引电机振动数据，并从中提取轴承故障特征频率，验证了所提出能源管理策略的有效性。

[摘要](16) [HTML全文] (8) [PDF 4888KB](1)

车用小功率直流无刷电机控制器故障保护措施

王磊, 龚元明

2025, 39(2): 141-147. doi: 10.12299/jsues.23-0244

摘要:
车用小功率直流无刷电机在复杂工况和恶劣环境下运行时易出现故障，而传统检测方法采用单一阈值设置，容易引发误报、漏报及过度保护等问题。提出一种车用小功率电机故障保护措施，通过软件层面设置多阈值和敏感值进行监控，同时在硬件层面进行电路图优化设计。监测试验车用电机的关键电压和电流参数，结合实时数据、经验及模型仿真，设定多个阈值及敏感值来判断车用电机的运行状态。根据不同阈值的触发条件采取相应保护措施，并搭建故障保护试验台架，对上位机接收到的信号进行分析。试验结果表明，该方法是可行且正确的。

[摘要](16) [HTML全文] (9) [PDF 1573KB](0)

结合改进YOLOX与改进Second的道路车辆融合检测

刘凯, 罗素云, 魏丹

2025, 39(2): 148-156, 180. doi: 10.12299/jsues.24-0068

摘要:
针对主流检测算法对于道路车辆易出现漏检、误检、方向角度预测不准情况，设计一种结合改进YOLOX与改进Second的车辆融合检测算法。利用图像和点云的互补优势，采用两个子网络分别进行基于图像与基于点云的车辆检测。在图像检测中，采用基于卷积块的注意力模块、焦点损失和高效交并比损失来提升YOLOX的检测性能；在点云检测中，设计残差式稀疏卷积中间层来增强Second算法的特征表达和上下文信息关联，有效降低了车辆漏检率。构建角度多区域优化车辆角度预测，采用CLOCs的融合框架得到最终的融合检测结果。在KITTI数据集上进行算法实验，结果显示，相比原算法，新算法在简单、中等、困难目标的3D平均精度分别提升1.00%、1.38%、2.66%，检测目标旋转角度准确率得到极大提高。

[摘要](12) [HTML全文] (6) [PDF 2880KB](0)

Ti-5Al-3.3Sn-3.7Zr-0.6Ta-0.5W合金在α + β两相区热变形和动态转变过程中的微观组织演变

刘宇飞, 张莹, 陈志英, 王祥

2025, 39(2): 157-165. doi: 10.12299/jsues.24-0097

摘要:
采用热压缩试验和微观组织表征试验相结合的方法，探究一种新型近α型钛合金在不同变形条件下的流变行为和微观组织演变。研究发现，真实应力−应变曲线显示出峰值后应力整体下降并趋于稳定的特点，并且在高应变速率下，峰值应力较高且迅速下降。这是硬取向的α相向软取向的β相的转变导致了流变应力的快速下降，以及动态再结晶细化晶粒和动态回复对于亚晶组织中位错的排布。基于这些发现建立了动态再结晶体积分数模型。

[摘要](16) [HTML全文] (8) [PDF 7322KB](0)

地质聚合物固化软土的抗剪强度试验研究

徐楚博, 户国

2025, 39(2): 166-173. doi: 10.12299/jsues.24-0043

摘要:
以固体氢氧化钠为碱性激发剂，矿渣和粉煤灰为前驱体，采用“一步法”制备粉煤灰−矿渣基地质聚合物。通过开展不固结不排水（UU）三轴剪切试验，测试粉煤灰−矿渣基地质聚合物固化软土的力学性能，揭示粉煤灰掺量、水灰比及养护时间等因素对固化软土抗剪强度的影响机制。同时计算固化软土的黏聚力和内摩擦角，并通过微观试验分析地质聚合物固化软土的作用机理。结果表明：粉煤灰掺量的增加导致地质聚合物固化软土的抗剪强度和内摩擦角减小；水灰比的增加使固化软土的抗剪强度降低；增大围压会使应变软化逐渐减弱，强度逐渐提高；养护时间增加，抗剪强度增加，黏聚力和内摩擦角同步呈现上升趋势。

[摘要](16) [HTML全文] (9) [PDF 3027KB](1)

Box-Behnken响应面法优化丁香挥发油包合物制备工艺

马英, 刘语柔, 刘晓会

2025, 39(2): 174-180. doi: 10.12299/jsues.24-0085

摘要:
采用饱和水溶液法制备丁香挥发油羟丙基-β-环糊精包合物。在单因素实验的基础上，选择羟丙基-β-环糊精与挥发油比例、包合温度、包合时间作为自变量，以综合评分为响应值，采用Box-Behnken响应面法优化包合工艺，得到最佳包合工艺为：羟丙基-β-环糊精与挥发油的混合比例为14.5∶1，包合温度59 ℃，包合时间2.4 h。3组验证实验的综合评分为92.21%±0.50%，与预测值接近，表明该模型的预测准确可靠。该包合物经显微镜观察，薄层色谱法(TLC)分析，红外光谱鉴别，证明已形成稳定的包合物，为进一步开发利用丁香挥发油提供数据支持。

[摘要](14) [HTML全文] (10) [PDF 1596KB](1)

基于Deform的25CrMo₄车用钢制花键轴杆零件冷挤压成形工艺研究

季文骏, 龚红英, 兰毅, 马骥, 廖泽寰

2025, 39(2): 181-186. doi: 10.12299/jsues.24-0272

摘要:
对一种具有复杂外花键的车用轴杆零件挤压工艺展开系统研究，首先对零件进行特性分析，利用Deform软件选取挤压速度、摩擦因数和坯料锥角3个工艺参数进行正交模拟试验，使用极差法确定最优工艺参数为：凸模挤压速度20 mm/s，摩擦因数0.12，坯料锥角15°，零件挤压成形获得最大载荷和最低损伤值，挤压载荷与优化前相比降低26.3%，损伤值则降低81.4%。

[摘要](9) [HTML全文] (6) [PDF 1997KB](0)

互补双音圈电机推拉二维平动并联精密运动平台设计与控制

慕锐, 赖磊捷

2025, 39(2): 187-193. doi: 10.12299/jsues.24-0081

摘要:
提出一种音圈电机驱动二自由度平动大行程解耦微动工作台，采用直板柔性簧片梁和复合双平行四杆机构耦合的并联双推拉机构。基于音圈电机的双推拉驱动原理及二自由度柔性机构的构型设计，利用簧片梁的受力与变形特征以及拉格朗日方程对平台的静力学和动力学特性进行建模，得到用于计算平台静刚度和固定频率的解析模型。进行有限元分析验证所建模型的合理性和准确性，并搭建平台的控制试验系统，对比单、双推拉模式的轨迹跟踪效果。结果表明，双推拉模式比单推拉模式具有更好的跟踪效果、更高的精度和更好的稳定性。所提出的互补音圈电机驱动的大行程柔性并联精密运动平台具有行程大、精度高和稳定性好的特点，适用于大行程高速精密运动场景。

[摘要](15) [HTML全文] (6) [PDF 2885KB](1)

阳极流道沟槽结构对PEM电解槽性能影响研究

范磊, 夏鹏, 刁永发

2025, 39(2): 194-200, 208. doi: 10.12299/jsues.24-0049

摘要:
建立质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)单电解槽传热传质两相流稳态模型，研究阳极流道中不同沟槽结构（三角形、齿形和雁形）对PEM电解槽性能的影响，探究沟槽深度、数量及间距等参数的影响。结果表明，在阳极流道中引入沟槽可改善电化学性能，增强传热传质，提高电解槽效率，且雁形沟槽优化效果最佳。在0.4 ~1.6 mm深度范围，0.8 mm对应的电解槽性能最佳。相较于常规流道结构，优化后电解槽达到相同电流密度所需的电势更低，阳极区域内水饱和度（体积分数）和氧气含量（体积分数）更佳，质子交换膜温度更低，电解槽性能得到提升。

[摘要](14) [HTML全文] (9) [PDF 1660KB](0)

系留无人机在动态风环境中的响应分析

江鸿博, 刘超峰, 汤志仁, 侯飞宇

2025, 39(2): 201-208. doi: 10.12299/jsues.24-0072

摘要:
为探究系留无人机(UAV)的气动性能以及线缆的变形情况，进行系留无人机的动力响应分析。构建系留无人机模型，采用流−固耦合的分析方法、标准k-ε湍流模型和滑移网格技术进行数值模拟，研究不同风速下侧风对系留无人机系统的动力学性能。结果表明，随着侧向风速增加，涡强度显著增加，来风一侧尤为明显。系缆在风力和自身重力的共同作用下发生形变，最大形变量出现在特定位置，且随风速变化而变化，最大形变量为448 mm，10 s内整体平均形变量为145 mm。这一结果可为系留无人机的设计和使用条件提供参考。

[摘要](15) [HTML全文] (7) [PDF 2440KB](0)

微织构刀具切削Inconel 718合金的仿真研究

朱大伟, 刘胜, 张烨锴

2025, 39(2): 209-215. doi: 10.12299/jsues.24-0070

摘要:
Inconel 718合金是一种典型的难加工材料，在刀具前刀面设计方形、圆形和三角形等不同形状的微织构，分别对Inconel 718合金进行切削仿真和实验研究，探讨微织构形状对Inconel 718合金加工性能的影响，分析切削过程中的材料去除、应力分布、切屑形态以及切削力的变化规律。结果表明，相比普通刀具，微织构刀具可有效降低切削力、减小刀具−切屑接触长度以及改善刀具的摩擦情况。对切削过程中产生二次切削现象进行讨论，分析二次切削的产生机理，通过受力分析提出抑制二次切削的方法，并采用实验和有限元仿真验证了方法的可靠性。

[摘要](21) [HTML全文] (14) [PDF 1814KB](6)

基于环境属性的手术机器人自适应路径规划

方程, 胡陟

2025, 39(2): 216-222. doi: 10.12299/jsues.24-0063

摘要:
在双臂手术机器人环境中，机械臂能否安全、高效地到达目标位置至关重要。提出一种自适应APF-Informed-RRT*路径规划算法，旨在克服传统APF-Informed-RRT*路径规划算法存在的缺乏适应性、路径稳定性不足等问题，以提高机械臂的路径规划质量。该算法根据机器人当前位置与目标位置的欧氏距离及附近区域内障碍物密度对引力项系数、斥力项系数及随机引导项系数进行动态调整，从而适应环境以降低路径规划代价。仿真结果表明，与APF-Informed-RRT*算法相比，该算法在3D口腔仿真环境中路径代价及搜索范围表现出色。这种自适应性使算法在路径规划任务中具备有效的稳定性。

[摘要](9) [HTML全文] (6) [PDF 2341KB](0)

基于GaAs_BJT的差分负阻结构VCO设计

杜鑫威, 肖曼琳, 肖帅, 张文煜

2025, 39(2): 223-228. doi: 10.12299/jsues.24-0079

摘要:
基于国产三安光电0.25 μm砷化镓(gallium arsenide, GaAs)异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistor, HBT)工艺，设计一款工作频率在3.8~4.0 GHz的低噪声LC-VCO。采用双极结型晶体管构成差分负阻结构设计，并使用源极电阻偏置电路提供工作电流，最后通过尾电感和大电容滤波技术改善噪声系数，并在版图设计中以微带线代替电感来达到更低的噪声系数。芯片后仿结果表明，本设计中LC-VCO调频范围为3.75~4.05 GHz，振幅为1.6 V，相位噪声在1 MHz偏移处为−118.8 dBc，压控灵敏度为43 MHz/V。

[摘要](19) [HTML全文] (10) [PDF 1166KB](1)

包裹光束环形部分对中心光丝传输的影响

许虎, 徐广, 王兆强, 陈曦, 卢晨晖

2025, 39(2): 229-235. doi: 10.12299/jsues.24-0075

摘要:
光丝是超快激光应用的关键因素，促进光丝的远距离传输能够极大地开拓其应用前景。包裹光束能具有显著促进光丝远距离传输的特性，其环形部分在传输中发挥关键作用。基于分步傅里叶传输仿真方法，通过对比仿真实验系统地研究具有不同环形部分的包裹光束的传输特性。结果表明，输入包裹光束环形部分的能量、束腰半径和中心距离都会影响光丝的传输，通过调整其环形部分可以更好地促进激光成丝传输，进而拓展超快激光的应用领域。

[摘要](12) [HTML全文] (7) [PDF 2080KB](1)

融合进化蚁群算法与冲突预测消解的双层路径规划

于凯营, 徐斌

2025, 39(2): 236-242. doi: 10.12299/jsues.24-0087

摘要:
针对蚁群算法求解多移动机器人协同路径规划问题时存在的搜索效率较低、路径冲突难以协调等问题，提出一种双层协同路径规划方法。在静态层，将遗传算法的交叉机制融入蚁群算法建立进化路径交叉策略，提高规划路径的质量，同时采用信息素增量差异化计算方式，提高蚁群算法的收敛速度。在动态层，基于三维时空图进行碰撞预测，利用优先无冲突策略有效解决路径的冲突问题。仿真结果表明，提出的双层动态协同路径规划方法能够提高算法的综合性能，解决协同路径规划问题，并验证了算法的可行性和有效性。

[摘要](15) [HTML全文] (11) [PDF 2016KB](1)

基于注意力数据增强的自动铺丝缺陷识别准确率提升方法

曹节强, 张立强, 李军利, 茅健, 刘钢

2025, 39(2): 243-250. doi: 10.12299/jsues.24-0074

摘要:
针对自动铺丝过程中缺陷红外样本不足，获取困难，导致缺陷分类模型算法准确率低，难以有效识别的问题，提出一种注意力机制Wasserstein生成对抗网络数据增强方法。在生成器中引入CB-Attention注意力机制模块，提高捕获图像特征信息的能力，增大生成器的感受野，增强生成图像质量；采用批通道归一化，自适应地结合通道和批次维度的信息，以提高模型的训练速度和泛化能力。结果表明，所提注意力数据增强方法生成的样本具有多样性且高质量，加入小样本数据集后，有效提高了自动铺丝缺陷小样本数据集的识别准确率，验证了算法的有效性，为自动铺丝缺陷分类算法提供了数据基础。

[摘要](10) [HTML全文] (8) [PDF 1289KB](0)

不同压力下远红外篮球护臂对肌肉疲劳的影响

李珍珍, 李艳梅

2025, 39(2): 251-256. doi: 10.12299/jsues.24-0073

摘要:
当前运动护臂研究大多聚焦压力这一单因素对缓解肌肉疲劳的作用，较少与远红外技术结合探讨。本研究采用石墨烯锦纶复合纤维与锦纶纱线编织成运动护臂，制备出远红外纤维含量（质量分数，全文同）分别为0%、25%、50%、75%的样品，并在3种压力水平下测试其缓解手臂肌肉疲劳的效果。通过肌电信号均方根（RMS）、中值频率（MF）及主观疲劳评分来评估肌肉疲劳程度，结果表明，含远红外纤维的护臂能有效降低运动后肌肉疲劳，且降低效果随远红外纤维含量的增加而提升，75%纤维含量的护臂效果最佳。在远红外纤维含量相同的情况下，中等与高压力护臂能更有效地缓解肌肉疲劳，尤其在肱桡肌和桡侧腕屈肌部位效果更显著，这可能与这些肌肉在运动中的发力顺序及参与度有关。

[摘要](12) [HTML全文] (8) [PDF 1015KB](0)

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2025年第39卷第2期

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