为了揭示在外力作用下机构的几何形变对其刚度的影响，掌握其变化规律,为机构参数设计及其刚度控制提供合理参数，对6-PSS空间并联机构的刚度特性进行了系统研究。首先，通过建立约束方程和坐标关联方程，将关节坐标转化为直角坐标，推导出基于守恒协调转换刚度矩阵的6-PSS空间并联机构的刚度映射公式。然后，根据求解结果绘制出不同参数下6-PSS空间并联机构的刚度映射曲线，为对比机构在外力作用下其刚度的改变和研究其变化规律提供参考。最后，根据导出的公式和数值分析算例，对机构的刚度特性进行分析和讨论。
推导了圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式，并根据力矩相等原则，建立考虑轴向碰摩的单跨双盘转子-静子的弯扭耦合振动方程。采用数值方法，计算分析轴向摩擦对转子运动的影响。研究表明，轴向摩擦导致系统出现多周期和混沌的横向运动，而圆盘扭转运动则能够较直接地反映轴向摩擦的严重程度。
通过引入一种启发式学习算法，部分改进了MAXQ递阶强化学习方法，并结合模糊神经网络开发了一种自主式地面车辆(ALV)全局路径规划Agent。该智能Agent充分融合了人类操作经验和机器学习能力，为强化学习明确了搜索方向，缩减了计算量，具有较强的自适应能力，满足了系统的实时性要求。仿真结果表明：在庞大状态空间和动态变化环境中，全局路径规划Agent能够有效、实时地进行最优行为的策略学习。
针对双目立体视觉监测系统中目标加工点无法直接获取的问题，提出一种借助圆台型标靶图像信息间接实现刚体空间位姿及三维运动参数估计的方法。在每个采样时刻，从立体图像对中提取圆台侧表面经线、纬线及其交点像坐标信息，并重建其三维坐标，利用圆台拟合的方法估计采样时刻圆台及目标的空间位姿；在连续两个采样时刻，从图像序列中提取对应经线的信息，构造扩展卡尔曼滤波方法来估计采样周期内刚体的运动参数。实验结果表明，提出的方法方便可行，有很好的收敛性、稳定性和抗噪性，可在机器人雕刻、医学手术等无法直接获取刀具加工点图像的特殊场景下应用。
针对液压悬置复杂的动态特性，运用流体动力学理论及液压原理，建立了某轿车动力总成液压悬置的非线性数学模型，提出了模拟液压悬置动态特性的一种数值分析方法，并对目标液压悬置的动态特性进行了多工况仿真实验对比。研究结果表明所建模型是正确的、实用的，而且其通用性较强，能为下一步更精确的汽车动力总成悬置系统匹配选型、优化分析、隔振特性研究提供基础。
提出了采用三维CAD、反求技术和快速原型(rapid prototyping, RP)技术快速制造海洋潮流能开发利用的获能装置——潮流能水轮机叶片原型的方法。应用该方法制作了实验模型进行实验，结果显示，对比已有铸造模型水轮机，采用快速成形方法制造的模型在结构强度、精度上都能满足实验要求，并且可以通过模型实验对该方法建立的不同翼型水轮机进行优化选型。
提出一种基于碰撞预测的局部路径规划方法。以自适应无色卡尔曼滤波器跟踪障碍物获得障碍物位置、相对运动速度及其概率分布，预测障碍物与机器人的潜在碰撞区域，并依其位置、速度的不确定性扩充碰撞危险区域以重构环境威胁区分布。以自由路径表征可以通过的自由空间，引入风险函数评估碰撞的风险。通过搜索最优自由路径及其风险值压缩表示环境信息，使得利用模糊控制器进行局部路径规划的实时性获得提高。该方法对动态障碍物及其不确定性均有较强的适应能力。实验及仿真结果均表明，在动态环境中该方法所得路径优于已有方法。
根据风电齿轮传动系统可靠性受系统动态性能及不确定性因素影响较大的特点，采用键合图方法来分析该系统的动力学特性，为快速准确求得可靠性评估中使用系数和名义转矩提供了一种新方法；采用非概率稳健优化设计方法使该系统可靠性约束达到稳健可行的目的。通过实例对比，结果表明，该设计方法提高了风电齿轮传动系统可靠度的稳健可行性。
为解决铝合金车轮CNC机械抛光时材料去除的均匀性问题，在假设抛光工具与铝合金车轮表面的接触服从椭圆赫兹接触的前提下，利用Preston方程推证了车轮抛光时沿抛光轨迹在抛光点处的材料去除深度理论模型。模型表明，材料去除深度与法向抛光力的三分之二次方成正比，与进给速度成反比，与抛光工具和车轮的相对速度切向分量成正比。此外，刀触点的等效半径对材料去除深度有显著影响。仿真和试验结果有较好的一致性，说明该建模方法是可行的。
针对常用有限元结构程序和商用有限元软件难以求解载荷大小和位置均呈现周期性变化下的结构稳态响应问题，研究以有限元软件ANSYS为平台，通过对研究对象进行模态分析，采用模态叠加法求其瞬态解，利用APDL循环程序实现了载荷大小、加载位置同时周期性变化，采用自主开发的稳态判断程序对提取的位移响应结果进行体外判断，实现了结构稳态响应的求解。以圆盘结构的稳态响应计算为例，将提出的方法与有限元结构程序方法进行对比，计算结果可达到相同的精度，在相关的工程应用中也验证了其正确性，该方法也可以推广到其他各类结构的稳态响应求解中。
针对现役单绳缠绕式矿井提升机主轴装置的人孔周边、主轴和卷筒上不时有裂纹产生的问题，提出了综合利用Pro/E、HyperMesh、ANSYS等软件来构建其三维实体模型、分析其应力应变场，将OptiStruct软件用于主轴装置人孔结构的优化设计中，以解决其薄弱环节问题，确保其在正常工况下安全运行的现代设计方法。研究结果表明:计算结果与主轴装置常见故障基本一致;人孔周边应力减小约26.7%。该研究成果已被企业设计部门成功应用于JK型提升机主轴装置的人孔结构和主轴轴承台阶处的设计，在实际运行过程中取得了较为满意的效果。
提出了一种全新的工程陶瓷经济型加工方法。自行研制了高频引弧微爆炸加工电源和冲击波发生器，利用高频引弧效应诱导电极微爆炸产生的具有高温和高能量密度的轰击波加工工程陶瓷。在一定的电参数和轰击参数条件下，成功地在陶瓷试件上加工出通孔和矩形槽。对加工后的陶瓷试件进行了SEM分析、能谱分析和X射线衍射分析，发现轰击后的试件表面存在易加工的变质层。高频引弧微爆炸加工方法的加工机理包括高温气化、氧化和分解去除，以及爆轰冲击去除。
提出了一种基于知识的装配顺序规划优化方法，使用矩阵和集合的形式表达产品、装配资源以及产品与装配资源之间的对应关系知识，建立了信息比较全面的集成产品与装配资源的知识模型，并在装配知识模型的基础上，利用笛卡尔乘积算法，生成了可行的装配顺序，然后从装配方向的变更、装配工具的变更以及装配操作的聚合性等方面进行优化，从而得到最佳的装配顺序。最后，通过一个实例验证了该方法的有效性。
提出一种变邻域搜索与小生境遗传算法结合的混合遗传算法，并采用该算法进行单向AGV路径网络设计。首先建立综合考虑负载和空载路程的路径网络设计模型，使得总路程更符合实际情况。接着对路径网络进行预处理，以提高可行性、降低复杂度。在遗传算法中，采用了小生境淘汰运算以提高多样性，在遗传操作中混合了变邻域搜索策略以提高局部搜索能力。这样既能提高计算效率，又能提高解的质量。两个计算实例验证了所提算法的有效性。
分析了快速伺服(fast tool servo，FTS)车削原理与不同类型FTS刀架的特点。为测试音圈电机（voice coil actuator，VCA）驱动的快速伺服系统的频响性能，搭建测试平台并进行了阶跃响应测试与不同频率下的正弦响应测试。实际测试结果表明，该快速伺服系统具有较高的频响能力，在±100μm行程时达到了300Hz的频响。
基于大涡模拟法，对旋流自吸泵内部流场进行了三维非定常数值模拟，通过设置监测点，得到了蜗壳壁面、导壁和气液分离室内的水压力脉动情况，并进行了频域分析。通过与实测扬程和功率对比，证明大涡模拟法能较准确地反映泵的流动特征。研究表明，蜗壳内压力脉动最大幅值出现在隔舌区偏向叶轮旋转方向处，导壁内流道中在流道扩散区域内压力脉动幅值也较大，说明在这两个区域的压力脉动影响泵的性能，是造成泵振动、噪声，影响泵稳定运行的重要因素。在泵体水力设计时，要对其可能产生的压力脉动加以考虑。
为了分析复杂机械系统的特征，利用拓扑反变映射，将建立的复杂机械系统信号空间变换到目标变量特征空间，实现对复杂机械系统的多特征表述和解耦变换。然后，针对多特征特点建立Sobolev空间函数，对复杂机械系统特征进行分析监测。最后把该方法应用到机械手特
以飞高低于5nm的五体三层式皮米磁头为研究对象，采用有限控制体法和三阶Runge-Kutta方法，求解磁头的运动学方程和雷诺方程，得到皮米磁头在飞跃盘面凸起障碍过程中，其飞行姿态的变化规律。模拟结果表明盘面的微小凸起会引起磁头飞行姿态的波动，而且当凸起位于气膜正压区时，磁头飞行姿态波动幅度大于凸起位于气膜负压区时磁头飞行姿态的波动幅度；在磁头飞过盘面障碍后，原先的稳定飞行姿态被改变，而飞行姿态的改变会影响磁头的读写质量，通过设计合理的头/盘几何参数，可有效降低波动量，从而提高读写质量。
对三维六面体网格质量优化技术进行了研究，分析了基于栅格法生成六面体网格的拓扑关系，提出了适合于六面体网格凸特征边界单元的四种点插入新单元模式和五种边界插入新单元模式、适合于凹特征边界为直线或者曲率变化较小时的四种单元退化模式，以及适合于凹特征边界曲率变化较大时的三种单元插入与退化结合模式。并将拉普拉斯节点平滑技术和优化技术结合使用，以确保获得的六面体网格符合有限元数值模拟计算的要求。若干实体模型算例表明，该算法实用性强，效果良好，通过优化能够得到较高质量的网格。
基于波叠加的理论思想，提出了一种基于波叠加方法的迭代算法来实现全息数据外推以解决传统近场声全息要求全息孔径大的问题，实现了近场声全息对局部声场的重建。由于噪声源识别问题对测量误差非常敏感，采用了结合L曲线准则的Tikhonov正则化方法进行正则化滤波。在半消声室内采用音响模拟噪声源进行验证，实验结果表明，该方法在小全息孔径条件下可以准确地对辐射体进行声场重构，减少了对全息孔径大小的要求，为其在工业现场中的应用奠定了基础。
在分析Wigner-Ville分布（WVD）自项和交叉项关系的基础上，提出了一种采用平滑伪魏格纳分布(SPWVD)谱抑制交叉项的方法。该方法首先计算信号的SPWVD，进而求取SPWVD谱，然后用SPWVD谱代替信号的自项，作为窗函数对信号的WVD进行处理。这里SPWVD谱不仅起到有效移除WVD交叉项的作用，还可以增强自项，起到自身定位的作用。最后通过实验和故障诊断实例验证了该方法的有效性。
针对玻璃纤维复合材料在加工过程中产生的纤维断裂、基体开裂、脱层等多种破坏形式影响其装配质量问题,对影响加工质量的重要因素——纤维方向进行了试验研究。试验以单向玻璃纤维复合材料为研究对象，选用不同的纤维方向角,通过显微镜观察切削过程，借助于SEM观察切削表面情况，建立了力学模型进行切削分析，得出纤维方向角小于90°时，单向纤维复合材料加工质量较好的结论。
采用XP-5型高温摩擦磨损试验机考察了MoSi2/Si3N4摩擦副在700~1100℃间的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察与分析了MoSi2和Si3N4的磨损表面与相组成。结果表明：MoSi2/Si3N4摩擦副的摩擦因数随温度升高而减小，MoSi2在1100℃时磨损率达到极大值，研磨和氧化是其主要磨损机理；Si3N4出现磨损增重现象，归因于氧化增重大于磨损失重。
组合随机摄动法、四阶矩技术、可靠性优化设计、可靠性灵敏度与稳健设计等理论方法，提出了车辆半轴的可靠性稳健设计方法，将可靠性灵敏度作为目标函数之一体现在可靠性优化设计模型之中，将可靠性稳健设计归结为满足可靠性要求、重量最轻和敏感性最低的多目标优化设计问题。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下，可以实现基本随机参数为任意分布参数的车辆半轴的可靠性稳健设计。数值算例表明该方法是一种有效实用的设计方法。
在注塑成形过程中，考虑塑料物性参数等随机因素波动的影响，选取最大翘曲变形量为成形质量指标，提出了基于关联度的变量筛选、神经网络响应面及蚁群优化的注塑成形工艺参数稳健设计方法。基于左侧距和位值的定义，提出了关联度的计算公式；建立了基于关联度的稳健优化模型；提出了混合交叉变异的蚁群算法。将基于关联度的稳健设计方法应用于某遥控器外壳的注塑成形工艺优化，数值模拟及实际注塑试验表明，该方法减小了最大翘曲量的标准差，并有效地提高了塑件的尺寸公差。
从整车转向动力学和运动学角度出发，通过驾驶员给定内外侧马达目标转矩来分别控制马达输出转矩，从而实现整车转向运动，并对这一转矩控制方法进行了理论分析。在考虑离心力的情况下，得出了转向时两侧马达所需的转矩及转矩之和、转矩之差与相对转向半径、转向角速度和路面参数之间的关系。研究结果为转矩控制策略的实现提供了理论基础。
针对取消方向盘与转向器之间的机械连接后，线控转向系统存在的安全性和可靠性问题，提出以软件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障重构方法。以现有的线控转向系统为基础，从最优控制角度出发，基于Riccati型方程构建了线控转向系统主要传感器的最优软件解析故障重构方法，并进行了传感器故障重构的硬件在环仿真。仿真结果表明，该方法能够实现传感器信号的重构，可以满足线控转向系统的容错控制要求。
根据ISO15654-2004（传动用精密滚子链疲劳试验方法）中规定的链传动疲劳试验规范，分别利用成组法和升降法对汽车发动机机油泵滚子链06BT-1进行了疲劳可靠性试验，研究了高速汽车链的疲劳寿命分布规律，建立了与不同可靠度相对应的疲劳寿命和载荷水平之间的关系曲线。通过试验结果的对比分析，探讨了成组法和升降法的“谐应”关系，提出了实用的高速汽车链的疲劳试验方法。
