将田口信噪比函数与逼近理想解的排序方法（TOPSIS）相结合对多元稳健设计问题进行优化,改进了综合信噪比法对各质量特性平均赋权的不足，并将TOPSIS法在稳健设计中的应用范围推广到产品质量特性的三种类型，最后以一个典型算例说明了该方法的有效性。
无级变速器速比控制系统存在着明显的时滞性和非线性，其中时滞性是引起常规控制算法速比跟踪过程中实际速比波动的根本原因。为解决以上问题，设计了无级变速器速比智能预测控制器，该控制器以支持向量机非线性模型作为控制器的预测模型，解决线性预测模型失配问题；以混沌优化算法作为控制器的滚动优化策略，解决最佳控制量实时计算的问题。台架试验结果表明，与常规PID控制器相比，应用智能预测控制器，系统的稳态性能和动态性能都得以提高：在稳态跟踪过程中，速比的波动更小；在阶跃响应中，超调量和过度时间均显著下降。
围绕产品族设计的基本思想，以数控弧齿铣齿机产品族设计为例，分析了产品族设计的方法与过程。利用公理化设计中设计域的思想，从多域角度对产品族设计过程中各过程模型包括用户需求模型、产品功能模型和产品结构模型的建立方法、求解技术等进行了探讨。
为了改善电磁体工作姿态的稳定性，以电磁制动器电磁体的工作机理为依据，利用力学理论分析了电磁体工作时的姿态，提出了电磁体非对称的准椭圆结构，并对此进行了理论计算。由于电磁体磁路较复杂，采用三维电磁场分析软件Maxwell-3D进行仿真验算。研究和试验表明,非对称结构能较好地解决电磁体工作时存在严重的倾覆和旋转趋势的问题，从而提高了电磁制动器的制动性能，同时达到了均匀磨损的效果，延长了电磁体的使用寿命。
利用齐次坐标变换推导了一种新型五自由度平动、转动独立的复合机构的位姿反解。基于位姿反解和一阶泰勒展开，建立了考虑机构形位尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的位姿误差计算模型。应用误差模型能够得出末端执行器位姿误差和各个误差源之间的显式映射关系，定量地分析各个误差源对机构运动精度的影响程度,从而确定机构中影响其运动精度的关键环节。应用差分法就机构位置误差对主要设计变量的灵敏度进行了分析计算。灵敏度分析有助于合理确定机构的设计参数。位姿误差建模及灵敏度分析为该复合机构的优化设计和误差补偿提供了理论基础。
提出了一种跳跃机器人起跳运动优化方法，分析了跳跃机器人惯性匹配与跳跃性能的关系。基于空间浮动基建立了跳跃机器人变约束动力学模型；运用惯性匹配椭圆和方向可操作度理论，优化起跳姿态。仿真和实验表明，惯性匹配椭圆是一种较好的跳跃机器人起跳姿态优化方法。
针对型腔电解加工中阴极流场设计分析的难点，应用计算流体动力学软件对型腔电解加工的流场进行仿真，得到加工间隙中流场的速度和压力分布，用以指导阴极的流场改进设计。经工艺试验验证，仿真结果较准确反映了型腔电解加工过程中的流场压力和速度分布，从而可以显著减少阴极流场设计中试验修正的次数，实现高效、低成本设计工具阴极流场之目的。
对一类摩擦颤振中具有代表性的双质体—传输带干摩擦系统的平衡点进行了稳定性分析，利用平均法求得系统纯滑动状态下的近似解析解，并结合数值方法揭示系统的非线性动力学现象，讨论了摩擦颤振的产生机理。通过分析可知，在传输带速度减小的过程中，系统的静平衡状态失稳，出现纯滑动和黏滞-滑动形式的摩擦颤振现象。
应用统计过程控制技术，对国产七轴五联动数控螺旋锥齿轮磨齿机YK2050的加工性能进行实验研究。根据实际磨齿加工采集的数据，运用平均值－全距控制图分析了机床的稳定性，并计算了机床的工序能力指数，研究结果表明，机床具有良好的加工稳定性以及充足的工序能力。最后对造成机床加工性能异常的原因进行了分析并给出了解决方法。
建立了静电硅微多折叠梁谐振器的横向振动模型，得到了多折叠梁的变形方程和该类谐振器谐振频率的解析表达式。用标准体硅微工艺设计加工出两类共4种该类谐振器，通过试验测定其谐振频率，并用ANSYS软件进行了模态分析。结果表明，该类谐振器谐振频率的理论计算值和ANSYS模拟值与实测值间的相对误差均小于2%，验证了该理论模型的正确性。采用多折叠梁谐振器可以实现低频下大振幅的电能-微机械能的转换。
为了优化模态测试悬挂系统中气悬浮无摩擦气缸的结构参数，建立了活塞和缸壁间隙内的气体压力分布、气体泄漏流量和活塞径向承载能力的数学模型，提出一种基于非支配排序遗传算法（NSGA-II）的气缸－活塞优化设计方法。以气缸结构参数作为优化变量，以降低泄漏流量和提高径向承载能力为设计目标，等价转化目标函数，并将气体流动的复杂非线性方程组转化为约束条件进行处理。该方法能够获得目标空间内分布均匀的Pareto最优参数集，全面掌握活塞结构参数的最优取值。试验结果表明，优化后的气缸能有效地降低摩擦力，减小气体泄漏流量，从而验证了该方法在工程应用中的有效性。
以工程学的观点审视能量学分析，提出对于大多数具有“流体运输系统”功能的泵与风机系统应以“单位体积流体输送能耗量”即能耗系数作为能量利用性评价指标的新观点，并在此基础上讨论了系统数学模型构建等相关的设计与运行优化问题。
为解决实际大型结构的健康监测问题,首先针对大型铝板结构建立了多Agent系统，整个多Agent系统可实现压电传感器、光纤传感器、应变片传感器等不同传感器的选取和自组网络，自动实现声发射源监测、紧固件松动、应变分布监测等三种典型损伤监测。介绍了作为整个系统实现的基础工作之一的基于声发射技术的损伤诊断Agent的构造过程。通过具体试验，基于声发射技术，集成不同的时延判定方法，针对铝板、环氧板、碳纤维板进行了声发射源定位的诊断Agent研究。
提出一种新的装配序列推理方法，该方法以装配约束关系与或图为依据建立装配约束关系多色集合矩阵和约束关系逻辑方程，并将工艺可行性作为求解可行序列的约束条件。给出了约束方程组的求解算法和产品的装配序列生成算法。用实例说明了装配序列的求解过程,验证了算法的可行性。研究的算法通过求解约束关系方程组,提前排除了不合理的装配方案,减小了搜索空间,结构清晰,运算简单,便于复杂产品的应用。
分析了电极反应的暂态过程，探讨了超短脉冲电流提高电化学加工精度的机理，并根据法拉第定律和巴特勒伏尔摩方程建立了电化学暂态加工的数学模型。在微细电化学加工系统中，采用纳秒级的超短脉冲电流,通过加工试验验证了理论分析，加工出了直径为20μm的微小孔。
在e-HUB系统中，服务匹配模块对工程服务提供商的自身能力与客户需求进行匹配，匹配的结果是e-HUB系统所推荐的两者协作关系的基础。为了实现服务的准确定位，结合e-HUB系统是公共服务平台的特点，提出了基于Web的e-HUB服务匹配模型，重点设计了Web服务描述语言及相应的匹配算法，将服务匹配类型分为5种类型，引进相似函数来度量松弛匹配的服务相似程度，分析了服务匹配语义相似度计算。最后，将该服务匹配模型及算法应用于e-HUB系统。
以研制的飞行模拟器操纵负荷系统原理样机为研究平台，对驾驶机构施加力加载的液压力控制系统进行了试验研究。为解决稳态精度和稳定性之间的矛盾，提高力加载控制系统的加载精度，构造了一种前馈补偿和PID反馈调节相结合的复合控制算法。试验结果验证了该复合控制算法的有效性，同时也验证了由前馈控制和PID控制构成的复合控制是实现操纵负荷力加载高精度跟踪控制的有效方法。
利用遗传局部搜索算法求解了作业车间调度问题，遗传算法中的染色体编码采用基于工序的编码，并用插入式贪婪解码机制将染色体解码至主动调度。为了克服传统遗传算法易于早熟收敛的缺点，设计了一种改进的优先操作交叉IPOX操作和子代产生模式的遗传算法。对于遗传算法每个染色体个体，使用基于N6邻域结构的局部搜索进一步使它们得到改善。利用所提出的混合遗传算法求解基准问题，验证了算法的有效性。
针对结构与材料拓扑优化子域交互式设计问题，提出了复合域结构的重构拓扑优化（CDRTO）方法。建立了基于均匀化理论的复合域结构拓扑优化问题的数学模型，采用一般连续近似优化算法进行了优化求解，利用复合域子域变量压缩技术提高了计算效率，同时针对求解结果的可制造性问题提出了重构方法。将CDRTO方法应用于X形汽车车架设计和结构与固定装置并行设计两个实际工程设计问题，结果表明该方法具有可行性与有效性。
以齿轮箱类复杂耦合系统为背景，推导“柔性振源齿轮轴－多维柔性轴承连接路径－柔性能量接受箱壁”的子系统导纳矩阵关系式，建立了系统的结构声功率流传递模型。建模过程中充分考虑了振源的力/力矩多维激励、振动功率流传递路径的柔性以及多维耦合特征。研究了齿轮箱不同的功率流传递路径及各路径之间的耦合特征，并对传递路径的柔性和引起箱体壁横向振动的功率流进行了定量分析。研究结果显示，该模型可方便地分析各子系统性能参数对整个耦合系统功率流特性的影响。
分析了滚动轴承典型故障产生机理及其故障特征频率，提出一种利用自适应短时傅里叶变换(ASTFT)抑制维格纳分布(WVD)交叉项的故障诊断方法。该方法首先对信号进行ASTFT得到信号的ASTFT谱图，然后将ASTFT谱作为窗函数对信号的WVD进行加窗处理，从而有效消除掉WVD中的交叉项。仿真实验验证了该方法的优越性。将该方法应用于轴承的故障诊断，结果表明，该方法用于故障特征提取是有效的。
针对对称五自由度3R2T并联机构提出一种雅可比分析方法。首先简单回顾3R2T并联机构的自由度特性，然后运用螺旋理论建立单个分支运动链的雅可比矩阵，该矩阵为6×5阶长方阵；再利用该类并联机构的自由度特性，说明6×5阶分支雅可比矩阵的第6行是冗余信息，可将其删除，从而把分支雅可比矩阵简化为5×5阶方阵，可以证明该方阵在机构非奇异位形下满秩；在选定并联机构的驱动副后，通过对新的5×5阶分支雅可比方阵进行一系列矩阵运算，可以建立整个五自由度3R2T并联机构的5×5阶雅可比矩阵。
针对在液压泵故障诊断中故障样本难以获得的问题，融合人工免疫系统中的实值否定选择算法和支持向量机算法提出了一种混合的故障诊断方法。在该混合方法中使用算法产生非己集合(故障样本)，将其作为算法的输入进行训练，解决了难以获得故障样本的难题。应用小波分析完成液压泵端盖振动信号的消噪及特征提取。最后用柱塞泵脱靴故障样本进行诊断，正确率可达90%，验证了混合诊断方法的有效性。
针对广深线铺设使用中已出现斜线状裂纹的PD3和U71Mn两种钢轨试样进行了成分、机械性能与微观形貌分析。结果表明：PD3钢轨的强度性能优于U71Mn钢轨的强度性能；U71Mn钢轨裂纹扩展角度比PD3钢轨的裂纹扩展角度要小;U71Mn钢轨在疲劳裂纹扩展中以沿晶和穿晶混合型扩展为主；而PD3钢轨试样的疲劳裂纹扩展主要以穿晶为主，裂纹更容易扩展，扩展速率更大。综合分析表明，U71Mn钢轨更适合于高速铁路铺设使用。
根据某厂十机架微张力减径机组轧制工艺，采用大变形弹塑性有限元法建立了管坯连轧三维热力耦合计算模型，并对实际工艺过程进行数值计算，得到了连轧过程中轧件的温度场、应变场和应力场分布规律。基于计算结果，分析了管坯壁厚分布规律、机架力能参数分布。所得结果与现场设定、实测结果吻合良好，表明了该计算模型的有效性。该模型可为现场张力减径工艺过程离线分析提供有力帮助。
采用弹塑性有限元方法,借助非线性有限元软件MSC.Marc对带张力铝箔轧制进行了计算，得出了张力厚度调节模型，并且分析了摩擦因数对张力的厚度调节功效的影响。研究结果为铝箔轧制在线张力自动厚度控制调节提供了控制模型。
提出了一种在零件网格模型的基础上直接生成工艺补充网格，得到拉延件网格模型，以用于有限元分析计算的方法。该网格生成算法不同于传统的网格剖分问题，不需要工艺补充部分的几何数据，从而避免了CAD数据在向CAE软件传输过程中可能遇到的问题，实现了模面设计与CAE功能的无缝结合。实例证明所提出的算法是有效的。
通过建立铁道车辆舒适性虚拟试验系统，可以在设计早期对车辆的舒适性进行分析评估，从而优化车辆设计方案。根据铁道车辆舒适性评估标准，结合虚拟样机和虚拟现实技术，提出了铁道车辆舒适性虚拟试验系统的构建方案，并建立了铁道车辆舒适性虚拟样机模型、虚拟试验场景模型及虚拟现实模型。通过虚拟仪器技术，建立了虚拟试验仪表，使车辆舒适性虚拟试验数据实现了可视化。该虚拟试验系统能支持不同工况下铁道车辆舒适性分析试验。
将多学科设计优化运用在汽车车身耐撞性研究中，通过拉丁方试验设计获取采样数据点，同时，为了提高了计算效率，构建了考虑整车正撞安全性和白车身扭转模态优化设计的多学科系统的响应面近似模型，然后运用序列响应面方法结合多学科可行性方法对近似模型进行优化。避免了传统整车耐撞性和白车身NVH相结合的多学科优化设计方法计算量大，且在碰撞非线性系统优化中常常易导致收敛缓慢甚至不收敛的缺点。在较好地满足CMVDR294安全法规的同时，使得白车身的扭转模态值得到提高，在一定程度上改善了汽车的安全性、舒适性和平顺性。
