自然界的生物结构在自适应生长规律的控制下形成了既没有不承载区，也没有过载区的最优材料布局形态，基于这种自适应生长规律原理的SKO（soft kill option）方法可用于工程结构的拓扑优化设计。深入探讨了基于满应力准则的SKO原理的实现方法，并着重讨论了结构拓扑形态寻优过程中的设计参数、寻优策略等关键技术，以若干典型的设计实例说明了该方法的有效性。
为了解决五轴端铣加工的3D刀具半径补偿的难题，在现有CAM软件UG的基础上，深入研究各种类型刀具的补偿向量的计算方法,并开发了一种双转台型五轴机床专用的后置处理程序，该程序可以输出带有补偿向量的数控G代码。最后通过仿真软件VERICUT和实际加工进行了验证,结果表明该补偿算法完全满足系统加工的要求。
微滴沉积制造过程中，微滴产生是一个随机变化过程。为了精确控制微滴的产生，利用现场采集的关键参量反馈控制，建立一个闭环的金属微滴产生系统。采用模块化结构设计该系统，并采用虚拟仪器技术实现了关键参量的有效控制。试验结果表明，该系统能够通过调整激振频率有效地提高微滴尺寸精度与形状精度。在优化激振频率的条件下，系统能产生具有窄带尺寸分布的金属颗粒，其直径相对偏差小于3%,满足制造过程对微滴的要求，为后续微小型金属件的成形提供必要的基础。
在对地震模拟平台三向六液压缸系统的z轴上4个液压缸进行非线性分析的基础上，用不同的比例系数按分段控制方法进行非线性补偿，使地震平台上升和下降的运行速度保持一致；采用位移差和速度差组成的双闭环结构动态修正PID参数，实现了各轴的自适应同步控制；用零点补偿方法解决了液压系统的泄漏和液压缸的死区造成的稳态误差的问题；用补偿预估模块方便地实现了零点补偿值的自动调整。
为提高隧道掘进机后配套运输方案设计系统的能力和效率，提出了一种工程装备方案设计的混合求解方法。该方法集成规则推理和知识导航技术，通过对象消息传递机制，运用元规则实现设计规则的管理、求解过程的控制和知识导航流程节点的迁移，适用于在设计规则缺乏完整性和实例解难以找到等情况下的人机协同交互混合求解。
通过分析一种平面并联机构间的复杂几何关系及精确的几何作图，并结合虚拟样机的建模仿真技术提出了一种新的轨迹规划方法。该方法通过逆向仿真的思想能有效实现系统原驱动关节的精确轨迹规划。该方法避免了运动学逆解的计算，从而克服了传统方法中的运动学逆解不唯一、计算量大、实时性差等缺点，而且还能保证末端轨迹和各个关节的位移、速度、加速度的连续性，求解过程形象、直观。最后通过某并联机构的运动学仿真验证了该轨迹规划方法的可靠性及精确性。
分析了离心摆式DMF-CS减振器的结构，运用Lagrange原理建立了离心摆式DMF-CS减振器的运动微分方程，推导出离心摆固有频率的表达式，并发现其固有频率与所在飞轮的稳定转速成正比。利用该特性，合理调整离心摆的结构参数，可在理论上完全消除发动机点火频率引起的扭矩波动。同时，对影响离心摆隔振性能的因素进行了分析。
针对复杂的航空弧齿锥齿轮齿面的误差测量，基于微分几何和空间啮合理论，在准确表达理论齿面的前提下，根据三坐标测量机测得的实际齿面坐标，高效地处理齿面测量数据，精确地反映了齿面误差，为制造高精度的航空弧齿锥齿轮提供了有效的方法。以一对航空齿轮为例，在Mahr检验机上检测实际齿面坐标，用该方法进行齿面误差分析，并和Mahr检测机自身软件分析结果对比，验证了该方法的有效性和可行性。
从闭环控制系统出发，基于力平衡式微加速度计的工作原理及工作过程,分析了机电耦合控制与结构参数对加速度计灵敏度与非线性误差的影响，并运用解析法得出以下结论：加速度计的灵敏度与系统的交流偏压及增益无关；非线性误差与系统的交流偏压及闭增益成反比，与输入加速度的三次方成正比。运用深反应离子刻蚀技术与硅微键合技术制造出加速度计敏感芯片，离心机测试的数据表明实际结果与理论结果相符。
建立了由大型设备制造企业下属的各个区域备件代理商构成的多仓库联合库存优化模型。模型以库存持有成本、缺少备件导致的停机损失成本和横向转借成本之和为目标函数，以系统的备件需求满足率为服务水平约束。算例仿真表明,多仓库联合库存系统的运行成本和备件库存水平明显低于分散式库存系统的运行成本和备件库存水平。调整停机损失成本大小，重新计算两类库存系统运行成本，结果显示某些类型备件的联合库存系统运行成本反而高于分散式库存系统的运行成本，说明联合库存策略适用于需求率低、成本高的维修备件。
基于目前多种工艺过程描述方法的优缺点，针对可重组制造系统中制造资源的动态变化，提出了一种适于动态制造环境的工艺过程描述方法。给出了工艺过程状态的数学分析以及相关的表达方式，通过分析状态矩阵、位置矩阵以及控制向量之间的关系，利用取状态码函数确定各工序的状态值，准确描述了工艺过程的状态信息。根据零件各个特征的加工状态，通过重用相应的工艺信息，实现了工艺过程的重排，满足了实际生产中对工艺过程状态信息的完整描述的要求。
构建了气囊缓冲的动力学模型,并提出了一种高效的气囊缓冲特性多目标优化方法,该方法以气囊缓冲特性为优化目标,采用微型多目标遗传算法，对气囊底面积、气囊高度、初始充气压力、爆破膜起爆阈值和喷管结构尺寸进行了优化。实验结果表明，该方法不但能减少气囊设计过程中实验的次数,降低昂贵的实验成本，还能仅通过一次计算就提供多组方案以满足不同产品的需要。该研究在载人空投防护技术领域也具有一定的实际工程意义。
快速扩散制造贯穿了企业内制造与跨企业协同制造两种制造模式，针对复杂零部件扩散制造运行的需求，构建了面向过程协同的复杂产品快速扩散制造执行平台，该平台可支持盟主优化生产排程，建立扩散生产预案及虚拟企业，并在工作流执行服务的协调下由企业内部和外部的资源协同完成生产任务。针对某分厂具体生产任务对该平台进行了应用验证。
研究多领域仿真优化中SQP算法的并行处理与调度策略，提出了基于多领域仿真的SQP并行优化问题中的抽象调度模型即等式约束离散变量优化模型，对算法理论的可行性做了深入探讨；采用机群系统构建了并行仿真优化环境，在自主研发的多领域统一建模与仿真平台MWorks下实现了并行优化模块。以F14战机简易模型的控制参数优化为例，验证了该方法的有效性。
基于平面简谐波在弹性介质传递过程中能量与波动同步传播的特点，提出一种以能量分布为出发点，识别转子连续碰摩状态的方法。该方法用快速傅里叶变换处理测振信号，以能量的观点分析振动色谱图和功率谱密度图，并结合时域图、频谱图判断转子的碰摩状态。经验证，试验结果和数据分析结果吻合，为工程中转子碰摩状态诊断提供了实践依据。
针对三维等温树脂传递模型的数值模拟问题，提出基于实体流的控制体/有限元的模型。在非结构化四节点体单元的基础上根据控制体/有限元理论，重新划分三维节点控制体实体单元，然后将Darcy方程和质量守恒方程组成的控制方程在控制体内进行积分，建立树脂在纤维增强体中流动的实体流的模型，并编写计算代码。计算结果表明:即使采用较少的节点，经过有限次的迭代，仍能得到较好的计算精度;实体流能提供更多的有关信息数据来反映树脂的运动情况，有助于更好地了解树脂的流动状态。
提出了一种多类型自同步振动系统同步稳定性判据，〖KG*2〗采用四电机驱动振动系统的同步理论，进一步推导出各种类型多电机驱动振动系统的同步理论。从该四电机驱动振动系统的同步理论进行推导分析，分别得到了各种类型的双电机和三电机驱动振动同步系统的同步和同步稳定性判据。研究结果表明，多类型自同步振动系统的同步理论分析更清晰、全面地概括了各种类型(双电机和三电机以及四电机驱动自同步系统)的同步运转和同步稳定性判据。该理论拓宽了自同步振动机同步理论的研究思路。
用有限差分法循环迭代求解新型螺旋油楔动静压轴承油膜压力的雷诺方程和变阶梯结构的流量控制方程，采用一阶线性摄动法计算轴颈扰动情况下轴承的动态刚度和阻尼系数，研究了这些系数随轴承参数的变化规律，并利用国外试验数据对理论分析进行了验证。结果表明：油腔螺旋角、长径比和偏心率对油膜刚度和阻尼系数的直接项和交叉项都有较大的影响；合理地选择设计参数可以使这种轴承具有较好的动力特性；与国外试验数据的对比证明了该计算方法和结果的正确性。
微细电火花深孔加工中电极的损耗变形严重影响了加工精度。分析了造成电极形状失真的原因，提出了增强电极侧面抗电蚀能力的方法，通过复合电镀技术，在电极侧面电沉积Cu-ZrB2复合镀层，制成的复合电极在电火花机床上加工深孔，结果表明，Cu-ZrB2复合镀层提高了电极的抗电蚀能力，该方法能够有效地保证电极端面的等损耗，减小加工孔的锥度。
提出了一种阴极跳跃进给的微细电化学加工方法，将微细阴极安装在直线电机推杆上，利用直线电机周期性高加速度跳跃所产生的泵吸、搅拌作用，更新加工间隙内的电解液，输运电解产物。在自制的加工装置上，实现了主轴电机进给运动、直线电机跳跃运动、直流电源通断的匹配控制，在不锈钢（1Cr18Ni9Ti）板上进行了一系列微细孔加工试验。试验结果表明，采用阴极跳跃进给、较高的跳跃加速度、较大的跳跃高度、较短的周期加工时间有利于提高微细电化学加工精度。
纵扭复合型超声电机独特的工作机理决定了该类电机的定子往往是一个非常复杂的结构。基于拉格朗日方程、压电材料的机电耦合方程以及模态叠加理论，建立了纵扭复合型超声电机定子的解析模型，并且通过实例验证了该模型的可行性。该模型能方便地实现对电机定子各阶模态的计算，可用于电机系统的性能预测和参数优化设计，对电机整机性能的研究提供了一定的理论基础。
为研究微结构在高g(重力加速度)值加速度环境中的动态特性，研究了高g值加速度环境下微结构动态测试技术，构建了高g值环境下微结构动态测试装置，利用高速转台产生的离心加速度实现高g值加速度环境，采用基于压电陶瓷的底座冲击激励装置实现在高g值加速度环境中对微结构的激励，应用内置自测试技术解决了高g值环境下微结构动态响应信号采集问题，测试了在0~10 000g加速度环境下微结构的动态特性，获得其谐振频率与阻尼比等参数。测试结果表明，当微结构发生大变形时，其谐振频率会随着外部加速度增大而得到提高。
综合应用流体动力润滑理论和轧制理论，建立了金属塑性加工界面油膜厚度基本模型。通过入口区的分析，建立了考虑非稳态变量如入口角、带张力、轧制速度等因素影响的入口油膜厚度模型，同时还分析了入口油膜厚度的线性解及其频率响应情况。金属塑性加工界面工作区油膜厚度基本模型建立在已知的非稳态入口区分析的基础之上。以某大型公司轧机为例，通过仿真模拟，定量分析了一些主要参数对入口区和工作区油膜厚度分布的影响。计算结果表明：首先应避免轧辊速度的波动和低频后张应力，这是因为它们可能导致入口油膜厚度的较大变化；其次尽量避免轧辊的高频振动，这是因为轧辊振动频率越高，入口角变化越快，而入口角高频率变化也会极大地增大入口油膜厚度的变化。
研究了自冲铆接中模钉体积比对铝-钢以及钢-铝铆接接头的影响。试验结果表明，当模钉体积比大于1时，铝-钢与钢-铝铆接接头都具有较大的底切量；同时，对于钢-铝铆接接头而言，较大的模钉体积比有利于减小铆钉内侧与上层钢板之间的接头空隙，保证接头的紧密性。
使用Ti:sapphire飞秒激光(波长为800nm，周期为130fs)在空气中对晶体硅的进行作用，并通过扫瞄电子显微镜测试材料表面加工结果，对飞秒激光作用材料时产生的热影响规律进行了分析。以加工孔为研究对象，论证了飞秒激光在实际加工中的热影响不能完全被忽视的结论，同时给出了10个飞秒激光脉冲对加工孔表面形貌尺寸的热影响规律，获得了保证孔加工质量的最佳激光能量参数范围。
介绍了对称双辊轴向轧机原理，提出了对称双辊轴向轧制成形螺旋锥齿轮新工艺，利用刚塑性有限元模拟软件对新工艺变形过程进行了仿真分析，对成形工艺力进行了理论计算。根据仿真和计算结果，在对称双辊辗压机上进行了轧制螺旋锥齿轮工艺试验，试验结果表明，新工艺能保证螺旋齿形充满，且成形力较小，温成形外径为246mm汽车从动螺旋齿轮的成形力约为2000kN。
分析了并联式液压混合动力系统功率密度大和城市行驶工况制动频繁的特点，综合考虑车辆载荷以及驱动方式对再生制动性能的影响，提出了一种基于安全制动的再生制动控制策略，采用后向建模方法建立了液压混合动力汽车仿真模型，进行了典型循环工况的再生制动仿真研究。仿真结果证明了所提出的再生制动控制策略和系统模型的正确性与适用性，在确保制动安全性的前提下高效地回收制动动能。
针对对车身安全性有重要影响的薄壁纵梁进行优化设计，提出将薄壁梁的设计过程看作是一个需要考虑安全性、静态承载特性与一阶振动模态等方面的多学科优化过程的分析方法。同时，优化设计过程涉及材料、尺寸、焊点的布置等众多参数，传统的确定性优化设计结果往往都收敛于约束边界，而不能满足产品设计的可靠性要求。将试验设计、响应面模型、可靠性理论与遗传算法相结合，构造了基于产品质量工程的薄壁纵梁的可靠性多学科优化设计方法，与传统的确定性优化结果相比较得知，可靠性优化结果不仅较好地满足了轻量化的设计要求，同时也使得薄壁梁的使用可靠性有较大幅度的提高。
