针对所研究的离合器衬套的特点，设计了整个工艺流程，包括落料、拉深、胀形、冲锻复合成形、冲孔和修边，其中通过多模块胀形工艺成形零件周向均布的36个齿槽，通过冲锻复合成形工艺实现零件底部的壁厚变化，重点分析了胀形工艺和冲锻复合工艺的实现过程。采用有限元软件DEFORM-3D模拟整个工艺过程，模拟结果表明：胀形工艺能够完整、准确地成形出零件周向均布的齿槽，冲锻复合成形工艺成功实现了零件底部壁厚的变化，整个工艺流程切实可行。
从模块、构型对M-Cubes自重构机器人进行了分析，用特征向量对模块的当前外部状态进行了描述；用元模块缓解单元模块的运动约束，增强模块的运动能力，并对元模块的状态进行了描述。静态构型引入了通信网络、能量网络、计算网络；动态构型引入动态图、元胞自动机，动态描述系统构型。模块个体和构型的分别描述提高了整个系统的认知程度，仿真试验表明，该方法是有效的。
结合系统动量（矩）守恒关系，对自由漂浮双臂空间机器人系统进行了运动学和动力学分析，得到了一组与适当选择的惯性组合参数呈线性关系的欠驱动系统动力学方程，采用增广变量思想，克服通常情况下，空间机器人系统动力学方程关于系统惯性参数呈非线性关系的难点，设计了漂浮基双臂空间机器人末端爪手跟踪基联坐标系内期望轨迹的增广变结构鲁棒控制方案。该控制方案不需要反馈漂浮基的位置、移动速度及移动加速度；与自适应控制方案相比，该控制方案化积分运算为简单四则运算，计算量大为减小，有利于实时应用。数值仿真验证了算法的有效性。
针对在覆盖件冲压成形领域对快速、自动化的有限元网格建模方法的迫切需求，提出一种快速的汽车覆盖件冲压仿真建模的思路与方法。将覆盖件冲压工艺设计与冲压成形仿真前处理集成，使用散乱三角面片模型，在自主开发的CAE前处理软件中，进行参数化的工艺补充面和压料面设计。模型的网格剖分与冲压工艺设计同时进行，自动生成整套模具的网格模型供冲压仿真计算。为了真实地模拟板料网格的流动，提出了参数化的真实拉深筋的模型建模方法和板料网格的预细分方法。完成了相关软件的开发。多个汽车覆盖件冲压工艺设计和冲压仿真计算实例说明了该方法的有效性。
利用超声电机低速大转矩特性，实现了三关节机器人的直接驱动。一方面，由于超声电机是通过定转子间的摩擦驱动，其模型无法精确描述,另一方面，由于无法在方程中将关节机器人的所有动力参数表达出来,因而该机器人在控制中存在摩擦干扰和参数不确定带来的动力干扰。针对这些干扰，采用了非线性H∞控制方式，以L2增益作为设计指标，设计了H∞控制器。实践证明，非线性H∞控制器不仅可以保证机器人稳定运行，而且位置精度大为提高。最后，还对控制器的鲁棒性进行了实验验证，结果表明该控制器有很好的抗干扰能力。
通过偏压辅助增强热丝化学气相沉积法，采用螺旋形热丝排布方式以及优化的预处理方法和沉积工艺，在硬质合金印刷电路板铣刀的表面沉积了均匀的金刚石薄膜，采用扫描电镜和拉曼光谱研究了金刚石薄膜的表面特征。随后，通过铣削试验研究了金刚石涂层刀具的附着强度和切削性能。试验结果表明，复杂形状金刚石薄膜涂层铣刀既具有附着力强、耐磨性好的特点，同时又具备优异的切削性能，并且其制备无需后续抛光处理就能得到平整光滑的表面，这对于推动金刚石薄膜在复杂形状刀具上的产业化应用具有重要意义。
为得到重型承载机器人倾斜提升架的运动特性，进行轨迹规划，实现液压缸的智能控制，建立了平面七连杆复杂机构运动分析的数学模型。提出了将倾斜提升架的倾斜和提升分开考虑求解，从而使得复杂液压控制问题简单化的方法，首先通过多连杆机构中的两个四连杆机构推导出倾斜提升架的转角θ与两液压缸位移之间的数学模型，在此基础上又以转角θ等于零为前提，建立了倾斜提升架的高度变化Δh与两液压缸位移间的数学模型。利用数值计算方法并结合具体的设计参数对运动学模型进行求解，最后通过仿真验证了建立的转角、高度与两液压缸位移间的数学模型的正确性。
在分析设备零部件间约束关系的基础上，总结了约束关系在Petri网模型中的应用特点，将零部件间的约束关系利用Petri网模型进行表达，并提出了基于约束关系的Petri网拆卸过程模型。通过对阀门Petri网拆卸过程模型的研究，分析了Petri网拆卸过程模型的行为特性，并依据阀门的实际拆卸过程对模型进行了验证。
对太空可展开天线索网结构中表面精度和基频的优化问题进行了研究，建立了索网的有限元分析模型，并用非线性有限元法对其进行了求解。以索网的上下弦索及中间调整索的直径为设计变量，上弦索的表面精度和结构的基频为目标函数，建立了天线单片辐射索网的多目标优化数学模型。采用序列二次规划法对模型进行了优化求解，得到了不同权重值时的多目标优化解集。由优化结果可知：以上弦索网的表面精度为目标函数之一，可使得优化后的索单元截面积有上下非对称的特点，不同位置索单元的截面积也有着特定的分布。
针对国内外现有研究缺乏对绿色制造运行模式进行系统分析的状况，首先从系统集成的角度分析了绿色制造运行模式的含义，然后从功能、产品生命周期、制造过程、资源流、环境影响、系统结构等6个视图切入，对绿色制造运行模式进行了较为系统的阐述,进而建立了一种4层结构的绿色制造运行模型,最后结合某机床制造企业进行了应用研究。该企业较好的实施效果验证了通过六视图能够对绿色制造运行模式做出整体的描述，该运行模型可以为企业实施绿色制造提供参考。
针对现有军工企业存在外协质量低、返修率高而无法满足大批量订单快速响应的问题，提出了面向工艺的扩散制造资源选择方法。该方法在物元模型的基础上，结合快速扩散制造的特点，建立了定量化的扩散工艺工序特征物元模型和扩散制造资源的物元模型，并通过关联函数的计算，构建了匹配算法，该方法在某军工企业中得到了应用。最后，给出了一个面向工艺的扩散制造资源选择方法的实例。
提出了面向随机加工时间的车间作业调度方法，认为在整个遗传进化过程中出现频率越高的个体对环境的适应能力越强，该个体对应的调度方案为较优方案，构造了用于解决加工时间为服从正态分布的随机变量的车间作业调度问题的扩展遗传算法。在算法中设计了考虑设备能力空间的解码算法以产生活动调度方案；在交叉/变异过程中通过设计的基因调整算法确保新个体的合法性，以满足工序约束；采用基于适应值的轮盘赌的选择策略控制遗传进化的方向，使算法快速收敛到最优解。仿真实验验证了该算法在企业实际随机车间作业调度中的有效性。
对可视化设计计算系统的内涵、特点以及开发流程进行了综合性研究。以3-TPT并联运动机床为研究实例，利用VB开发了该机床的运动学可视化设计系统。该系统以可视化的界面接收用户输入的参数，可以快速实现机床的位置、速度、加速度的计算与仿真，并能以位图动画的形式模拟机床的运动状态。实践表明，开发可视化设计系统能将研究成果快速应用于工程设计。
圆形结构特征大量存在于工业CT图像中，有效地检测出圆并获得其参数，在图像测量及逆向工程应用中具有重要意义。针对现有存在概率图的圆检测方法计算时间长、占用内存大的缺点，通过事先确定潜在圆心选择范围的方法，将存在概率数值符合设定条件的圆的参数信息存储在链表中，并根据被检测圆的数量确定圆的参数，标识其位置。该方法大大降低了计算量，由于利用链表方式存储数据，降低了内存的开支。实验表明，该方法在计算效率上比现有方法提高了36～178倍。
为实现知识对产品设计过程的支持，提高产品开发效率与质量，提出了面向产品开发过程的知识关联与导航方法。根据设计知识级综合采用不同的表示方法，将知识由静态描述拓展到动态领域，通过特征索引匹配进行设计知识与设计过程的动态关联，实现产品开发过程的知识导航。构建了面向产品设计的知识管理平台，并在低压电器产品开发中得到了应用验证。
以虚拟装配软件Division Mockup为平台，提出了卫星虚拟装配系统的体系结构，并在Division Mockup软件下完成了卫星产品的装配过程规划。针对Division Mockup只偏重于装配过程图形仿真的特点，开发了后端的卫星装配工艺生成系统，并通过数据接口实现了和Division Mockup的集成，从而完成工序工步规划、工艺文档生成、装配现场示教等功能。最后给出了系统的应用实例。
综合边缘检测、极线几何和立体图像边缘的相关性确定图像的匹配约束和搜索范围，对相应区域进行由粗到精的渐次匹配，通过全局松弛和滤波得到高密度高质量的视差图。实验证明该方法提高了匹配效率，一定程度上消除了单一纹理的影响，所得结果可用于机械零件的三维重建。
提出了一种PIN田字形四象限光电探测器接收激光干涉条纹的空间布置方法。利用积分分析法分析了在理想干涉条纹下，条纹宽度d和条纹旋转角度β与光电探测器差分信号幅值和相差的关系，并给出了满足正交条件的合适的条纹宽度d以及对应的条纹旋转角度β。设计了PIN型四象限光电探测器用于三维表面形貌测量的前置放大电路。实验应用结果表明，PIN型四象限光电探测器的差分信号能满足计数和细分要求，用于拾取激光干涉条纹能达到纳米级分辨率，能满足微纳米表面形貌测量的要求。
针对常规超声波难以对金属基复合材料结构的界面质量进行评价的问题，设计了非线性超声检测系统，利用超声波在界面上传播时微小缺陷与其相互作用产生的非线性响应信号，通过计算回波信号的超声非线性系数，就可以进行金属基复合材料结构界面弱粘接缺陷的检测，进而评价界面的粘接质量。实验结果表明超声非线性系数与界面的粘接强度之间存在一定的关系，因此，非线性超声检测方法有望用于金属基复合材料结构的无损评价。
将可靠性理论与优化技术相结合，讨论了不完全概率信息牛头刨床机构运动精度的可靠性优化设计问题，提出了可靠性优化设计的数值计算方法。在已知基本随机参数前四阶矩的情况下，通过计算机程序实现了牛头刨床机构的运动精度可靠性优化设计,迅速准确地得到牛头刨床机构的设计信息。
提出了一种基于静电驱动的新型谐波微电机，描述了该微电机的基本工作原理。给出了微电机中静电场力的静态分量、动态分量和简谐电压激励下的载荷。将受迫振动的位移解表示为柔轮自由振动振型的级数形式，进而把按照Donnell壳理论建立的控制微分方程予以化简。利用壳体振型的正交性，确定了简谐电压激励下系统的动态响应，并总结了其规律。最后，分析了系统在电压激励下的共振特性，以及随主要系统参数的变化规律。
使用有限元方法对8极径向磁力轴承的磁场进行了建模，计算了气隙磁通密度和磁力，对比分析了在转子不同的偏心情况下两种磁极布置形式（NSNS交替磁极布置和NNSS成对磁极布置）的磁力轴承的气隙磁通密度和磁力，并通过实验测试验证了有限元磁场建模和计算的准确性。结果表明,在同样大小的电流激励下，NSNS布置比NNSS布置的气隙磁通密度大，偏心时产生的磁力也较大，适合小尺寸的磁力轴承，而NSNS布置磁极之间的磁耦合比NNSS布置形式强，增加了控制系统的复杂性。研究结论对磁力轴承的结构设计和控制系统设计具有一定的指导意义。
将谐波行星机构与滚子凸轮机构组合，以从动杆上滚子与波轮的啮合替代普通谐波传动中柔轮与波轮的啮合，组成杆式谐波行星机构，用Pro/E进行了运动学仿真，再用ADAMS进行了动力学仿真，分别获得了DGX180-1、DGX180-2型杆式谐波传动低速电机的实体模型。结果表明，相同功率的杆式谐波行星传动低速电机与普通谐波行星传动低速电机相比，前者的制造成本约为后者的制造成本的40%；与基于Pro/E的运动学仿真所得到的杆式谐波传动的低速电机相比，基于ADAMS的实验设计仿真所得到的杆式谐波传动低速电机的从动杆长度缩短45%，传动部分径向尺寸缩小23%，质量减轻18%。
对含对称叠层复合材料构件的弹性连杆机构的动力学问题进行了研究。应用有限元法建立了考虑层合板构件大变形影响的机构非线性动态方程，在机构动态方程的基础上，利用多尺度法对机构的非线性特性进行了研究，得到了机构在同时满足内共振和超谐共振条件下弹性位移的时域和频域响应曲线。研究结果表明，机构的固有频率、非线性振动等宏观动态特性与复合材料的材料参数有关，可以通过合理调节材料参数来改善机构的动态性能。
提出基于Kohonen自组织神经网络的装夹面分组与选择算法和基于遗传算法的定位点优化算法，利用人工神经网络来处理装夹面选择中各种复杂的影响因素，选择最佳的装夹表面；在此基础上，参考夹具校验的一些结论，通过一些参数来模拟工件的稳定性与变形特性，利用遗传算法进行组合优化，确定最优定位点。最后用实例验证了算法的有效性。
采用西北工业大学固体力学实验室研制的SHPB（split Hopkinson pressure bar）动态实验装置，测试了H13钢在20～600℃，应变率为10.3～10.4s-1的流变应力和应变的关系，实验结果表明，应变速率和变形温度的变化强烈地影响H13钢的流变应力，流变应力随变形温度升高而降低，随应变速率提高而增大，在高温下出现明显的动态软化。根据得到的流变应力曲线，拟合出了Johnson-Cook模型中的相关参数。经与实验对比验证，Johnson-Cook本构模型能够很好地描述H13钢的动态力学性能，为工程应用中进一步的力学数值分析提供了重要的材料参数。
利用热压烧结工艺成功制备了WC基复合陶瓷材料，通过扫描电镜对WC基纳米复合刀具材料的显微结构、断裂方式及裂纹扩展情况进行了观察与分析。材料中由于ZrO2和Al2O3纳米颗粒的加入，促使其断裂方式以穿晶断裂为主，并伴有沿晶断裂。同时，研究了材料中纳米颗粒ZrO2和Al2O3的形态及分布。发现ZrO2的均匀分布在一定程度上影响WC晶粒的形状。通过透射电镜对纳米复合陶瓷中WC-ZrO2、WC-Al2O3、Al2O3-ZrO2的界面进行了观察，发现材料中气孔等缺陷较少，材料各相间具有较高的接合强度。同时，利用制备的刀具对钛合金（Ti6Al4V）进行了切削试验，并对刀具磨损和破损机理进行了分析与探讨，发现刀具主要的损坏机理为粘结磨损和疲劳磨损。
采用XP-5型高温摩擦磨损试验机考察了MoSi2/Al2O3配对副在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的磨损表面与相组成。结果表明：MoSi2/Al2O3摩擦副低于900℃时摩擦因数随温度升高而增加，MoSi2的磨损率较低，氧化与粘着磨损是MoSi2的主要磨损形式；高于900℃时摩擦因数略有下降，但基本维持在0.6～0.8之间， MoSi2的磨损率却显著增加，这是由于塑脆转变特性的影响，MoSi2磨损表面还发生磨粒磨损、变形与断裂，粘着和氧化磨损加剧；偶件Al2O3的磨损形式为粘着磨损。
