为降低压力补偿灌水器制造和装配的复杂性，设计了新型的一体式压力补偿灌水器，并基于快速成形技术，提出了一体式压力补偿灌水器的快速实验和定型方法。采用正交实验设计方法，取压力补偿区结构参数为因素，设计并制作一体化滴管进行其水力性能实验分析，结果表明，补偿区流道单元个数和剪切深度对灌水器补偿性能影响显著，而且滴头体上迷宫流道尺寸对灌水器流量影响最大。建立了关键结构参数相对于流量和流态指数的关系式，通过实验验证了其正确性。最后进行了压力补偿区液固两相流抗堵塞机理计算流体动力学分析，为新型压力补偿灌水器的结构设计提供了理论依据。
建立了随机载荷作用下的失效相关串联系统、并联系统和k/n系统动态可靠性模型，并研究了系统可靠度和失效率随时间的变化规律。在系统层运用载荷-强度干涉模型建立了失效相关系统可靠性模型；在分析系统可靠性模型的基础上，建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数，进而建立了强度不退化时载荷多次作用下的系统可靠性模型以及系统动态可靠性模型。运用概率微分方程建立了强度退化时的系统动态可靠性模型。研究了串联系统、并联系统和k/n系统可靠度和失效率随时间变化的规律。研究表明：系统与零件具有相似的特征；系统的可靠度随时间逐渐降低，k/n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间；强度不退化时，系统的失效率随时间逐渐减小；强度退化时，系统的失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。
研制了一种基于布雷顿热力循环（Brayton cycle）的微燃烧透平发电系统，其关键部件微透平运用VC[HT5,5"]+[KG-*3]+[HT5K]6.0和Object ARX工具二次开发AutoCAD设计而成，直径14mm，由电火花加工工艺（EDM）制造。介绍了系统的结构设计、制造、集成过程及关键技术。对系统的冷态和热态性能进行了测试，获得最高62000r/min的转速，17.2V的线电压，1.35W的电功率以及1.12％的热电转化效率。阐述了微燃烧透平发电系统中的基本科学问题，为进一步研究指明了方向。
提出一种新的磨削加工工艺，即采用CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具，利用球面的自适应性，以减少所需CNC磨床联动轴数，并实现球头铣刀不同形状刀体接合处前刀面的光滑过渡。同时，新工艺为新型的复杂曲面CNC磨削工艺系统的开发提供理论参考。在以AutoCAD2006为基础构建的磨削仿真加工平台上，以典型的圆锥球头立铣刀前刀面的磨削加工为例，验证了该方法在减少机床联动轴数以及实现前刀面光滑过渡问题中的可行性和有效性。
介绍了对电磁轴承-挠性转子系统进行本机动平衡的方法。在实际的动平衡试验中，以自行设计的电磁轴承-挠性转子试验装置为对象，利用转子的3个平衡圆盘，采用影响系数法和振型平衡法分别对转子的刚性模态和前两阶挠性模态进行了本机动平衡。平衡后，转子的振幅明显减小，最大降振幅度为83.6%，并在H∞控制器作用下，转子顺利超越了第二阶挠性临界转速，提高了系统的运行精度和安全性。
运用计算流体动力学（CFD）方法对烟气转换阀中的离散两相流场进行了数值模拟。在考虑气相与颗粒固相之间相互作用的前提下，对气相采用带旋流修正的k-ε模型，对颗粒固相采用随机轨道模型,成功地模拟出颗粒的运动轨迹。计算结果表明:阀体内的流场分布可分为4个区域，每个区域内的压力和速度分布存在明显不同的特征;另外，颗粒粒径、颗粒在入口的初始位置对颗粒运行轨迹和时间有很大的影响。该方法为阀体结构的优化设计提供了理论依据。
通过分析越野车用液压缓冲器的特性，推导出液压缓冲器的综合特性公式，在代入相应设计参数后，得到了反映缓冲器特性的活塞运动速度和压差关系曲线，然后对液压缓冲器特性的各种影响参数逐一进行了分析讨论。
研究了一种新型非对称并联机构的结构特点，详细阐述了并联机构的创新概念及设计思想。在运动学模型基础上，计算了位置正解、逆解和速度。以雅可比矩阵条件数为指标，将该机构与 SKM400机构进行了运动学分析对比。该机构具有良好的工业应用前景。
应用空间算子代数理论，在通用计算机符号演算软件Mathematic5.2的环境下，对多体系统动力学雅可比矩阵进行设计与实现，主要用于速度和静力的高效递推算法，用空间算子代数理论求出雅可比矩阵简洁形式，具有编程效率高、直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematic5.2软件无缝集成，对多体系统动力学仿真及雅可比进行参数化分析与计算，给出了实施过程。根据分析结果，对Stanford机器人进行了雅可比设计，并与结果进行了对比，通过算例验证了结果的正确性和有效性。
从提高制品缠绕质量的角度出发，分析了布带缠绕方式、缠绕工艺及影响缠绕制品质量的关键参数，详细介绍了一种新型布带缠绕机的结构、组成及实现方式，并对机床本体、张力控制系统、温度控制系统、纠偏系统及数控系统的设计与开发中的关键技术作了较为详细的探讨。
分析了Morlet小波及其滤波特性，结合小波变换技术和奇异值分解技术，提出了基于最优Morlet小波和奇异值分解的滤波消噪方法，解决了传统小波去噪方法的不足,即如何选取小波基、阈值方法和阈值。依据最优Morlet小波滤波方法，研发了基于小波变换的故障特征分析仪，并应用于轴承故障的特征提取，实验结果表明，该方法具有良好的去噪性能，用于故障特征提取是有效的。
研究了用于分析产品冲突问题的约束理论(TOC)中的5个逻辑图表：当前实现树（CRT）、冲突解决图表（CRD）、将来实现树（FRT）、必备树（PRT）、转变树（TRT）。提出一种将发明问题解决理论（TRIZ）与TOC构造模型相结合的设计方法。利用所构造的产品当前实现树、冲突解决图表和TRIZ的矛盾冲突解决矩阵解决产品冲突问题，能够达到驱动产品创新设计的目的。
为满足复杂环境下自主驾驶智能车辆的高可靠性导航要求，对智能车辆的多传感器组合导航进行了研究。提出了一种基于自适应联邦卡尔曼滤波的智能车辆SINS/CP-DGPS/双向光电测速仪组合导航方法，根据联邦滤波的分散滤波结构，分别建立了各滤波器的模型，进行了仿真试验验证。结果表明，该组合导航系统能为智能车辆提供丰富的导航信息，具有100Hz的高频输出、厘米级的导航精度和较强的容错能力，便于实现对发生故障的传感器的隔离。当GPS较长时间中断时，组合系统通过SINS/光电测速仪所构成的局部滤波器的辅助仍能为智能车辆提供可靠的导航数据。
在分析产品元数据语义关系的基础上，从结构层、过程层和表达层描述了全生命周期信息模型，提出了基于属性、约束和操作表达的信息模型，分析了元模型扩展机制与领域模型建立方法，并以汽车减震器为例，阐述了信息模型的建立方法与应用。
采用一种新型滚压工艺进行板式翅片加工,简述了板式翅片的成形原理及滚压刀具的设计原则；利用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真，获得了理想的模拟翅片结构；分析了成形过程中工件的应力应变状态和滚压刀具在成形中的受力状况，通过加工实验验证了该方法的可行性。
针对金属微结构器件制造难的问题，提出了活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术，通过屏蔽膜板动态地限制电沉积的区域，可以用低深宽比的膜板图形加工出高深宽比的金属微结构，并且免除了去胶等难题。在对活动屏蔽膜板微细电铸电场及传质进行分析的基础上，开展试验研究，获得了特征尺寸为500μm，深宽比分别为3和5的微静电梳状驱动器梳齿及微圆柱电极阵列。
通过多因素方差分析法分析了超声振动辅助磨削—脉冲放电复合加工参数（脉冲宽度、脉冲间隔、参考电压、超声振幅）对加工表面粗糙度的影响程度，建立了表面粗糙度的二次模型，并用响应曲面法预测一定切削参数范围内任意切削条件下的表面粗糙度值，方差分析结果和响应曲面法预测结果基本一致。研究结果对实际生产过程中加工参数的优化具有一定的指导作用。
针对通用涡旋型线设计及其形状优化，研究了基于切向角参数固有方程的弧函数通用泛函涡旋型线的系数参数变换特性，通过对各系数参数的单独特性分析，掌握了泛函弧函数涡旋型线在各个阶段的特性及其在整个阶段的共性。通过形状优化后的涡旋型线，在保证根部强度的同时，能使压缩比达到最大，兼顾了高强度和高压缩比的优点，使压缩效能达到最优。
描述一种应用于集成电路制造的超精密硅片台系统及其运动控制。介绍了超精密硅片台系统配置及其主从控制原理，结合粗动台和微动台两者的优点,可以实现运动控制的大行程和高精度。基于闭环控制，给出精密硅片台机电系统动力学辨识的方法并进行了实验辨识。利用环路整形技术，研究并联PID控制器和鲁棒控制器的自动综合方法。基于实际实现，提出力解耦控制策略。仿真结果表明，利用双台结构的超精密硅片台的定位精度可达到10nm。
建立了液压约束活塞发动机配流系统的多目标优化模型，采用复合形法进行了优化研究。通过MATLAB语言程序对配流系统进行优化设计，并对优化数学模型进行求解。通过对优化前后的结果进行分析，证明了液压约束活塞发动机配流系统多目标优化模型的正确性。对配流系统优化后的容积效率进行了仿真分析，仿真结果与实验结果对比表明，容积效率的改善程度比较显著。
结合切片谱和RBF神经网络提出一种切片谱RBF神经网络旋转机械故障诊断方法。该方法以信号的切片谱为故障特征量，以RBF神经网络为分类器,进行旋转机械故障诊断。轴承故障的诊断结果表明，该方法是可行和有效的。
在进行结构可靠性分析时，将影响结构功能的不确定性设计变量用区间数描述，建立结构可靠性分析的区间应力－区间强度干涉模型。针对两个区间变量情况的区间应力－区间强度干涉模型，定义了结构安全可能度和失效可能度，形成在设计变量分布形式已知或未知时都适用的结构区间可靠性分析的可能度法，建立了结构区间可靠性分析的可能度准则。分析了结构区间可靠性分析可能度法具有的良好数学性质。在已知设计变量在区间取值范围内都服从均匀分布的前提下，研究了结构安全可能度和概率可靠度的关系，认为结构安全可能度可以对结构安全或可靠的程度做出合理的估计。算例验证了区间可靠性分析可能度法的有效性。
为了研究以静态多工况下刚度和动态振动频率为目标函数的车架拓扑结构，提出了一种结构的多目标拓扑优化研究方法。基于实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法，采用折衷规划法定义多目标拓扑优化和多刚度拓扑优化的目标函数，而振动固有频率拓扑优化的目标函数则采用平均频率法定义。通过优化得到了同时满足静态刚度和振动低阶频率要求的汽车车架结构拓扑。该方法避免了单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点，适合连续体结构的多目标拓扑优化。
通过对干扰因素下TIG焊电弧的光谱信息进行采集，研究了气流量变化、焊接试件表面存在锈等干扰因素对焊接过程电弧光谱分布的影响，并基于光谱分布的分析，进一步探讨了不同光谱谱段对干扰因素的反映，寻求实现焊接过程质量在线光谱测控的理论依据。研究结果表明：干扰因素在焊接电弧光谱信号不同谱段（220~300nm、300~430nm、430~520nm、530~680nm、700~900nm、900~1000nm）的分布和变化规律不同，其中 220~300nm对应谱段以FeⅡ谱线的影响为主，在700~900nm对应谱段以ArⅠ谱线的影响为主，在此两个谱段干扰因素响应较明显。历史通道采集结果表明，干扰在250~350nm、700~830nm谱段，信号特征非常明显，具有很好的信噪比，并且不同干扰因素在特征谱段的反映具有自身特点，可据此对干扰因素进行分类判识。
以刚黏塑性有限元为基础，采用基于灵敏度分析的正向模拟优化法，以直接设计预成形模具形状为目标，提出并建立了一种控制变形力的灵敏度分析理论和模具形状优化设计方法。给出了目标函数的表达形式，确定了优化设计变量，推导了目标函数对优化设计变量的灵敏度，利用FORTRAN语言开发了变形力预成形优化设计程序，并对一平面应变变形的H形锻件进行了预成形优化设计，得到了目标函数及终锻件Y向应力分布随优化迭代次数的变化情况。
线控转向系统将电液比例、计算机和自动控制等高新技术充分结合，取消装载机原有转向系统中转向盘与转向轮之间机械（或液压）的联系，使装载机转向系统的转向灵敏度可以根据工况进行调节,为驾驶员提供合适的路感，解决了装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾，在提高作业效率的同时,降低了操作人员的劳动强度，简化了装配过程，使装载机的遥控驾驶成为可能。设计了装载机线控转向系统的液压系统、电控系统的软硬件，并在样车上进行了试验，结果表明装载机在安装线控转向系统后可以满足实际使用要求。
通过建立全地形车车架的有限元模型，进行模态分析，得到车架振动的固有频率，结合发动机的运行特性，分析其振动对车架动态性能的影响，并由谐响应分析得到车架各部位的振动情况，提出避免发动机与车架共振的方案，分析计算得到橡胶减振器的参数，对比减振前后的车架位移响应幅值，结合道路试验证明了该减振方案的合理性。
