以螺旋理论为基础,提出并联机构移动自由度的实现条件,阐述了分支输入副的选择准则,确立了分支运动副的配置原则,进而形成了较为完整的移动解耦并联机构构型综合理论。根据所得综合理论,以工程实际任务要求为例,综合出三移动解耦并联机构的各分支,并选取其中三个分支组合得到一种具有全局各向同性的新移动解耦机型。针对新机构的自由度及位置正反解进行分析，以雅可比矩阵的条件数为目标进行了位形优化，并据此参数开展了样机研制。
以推力型关节轴承为研究对象，分析了轴向载荷下的接触应力，并根据试验所得摩擦力矩反推出了动态摩擦因数。结合接触应力及摩擦因数求出了摩擦热流率，并将其作为第二类边界条件进行了轴承非定常温度场有限元分析，最后利用红外热像仪拍摄了摩擦过程中轴承侧表面温度分布，检验仿真结果的可靠性。仿真与试验结果表明：该计算方法解决了球面摩擦副摩擦因数的精确计算和热流率的空间分配问题，建模时忽略球面间隙会直接影响接触应力分布并造成温度场分布出现较大误差，考虑球面间隙可以更精确地计算轴承摩擦温度场。
研究了SMA弹簧集群的驱动控制与动态特性。在分析生物骨骼肌微观结构特性的基础上，建立了3行5列的阵列结构SMA弹簧集群及驱动控制实验平台。基于数理统计理论，建立了SMA弹簧集群驱动开关控制方法，利用ADAMS软件对SMA致动器集群的位移和力特性进行了仿真分析。设计了基于PLC的集群控制硬件平台，利用组态王软件建立了集群控制图形用户界面，给出了SMA弹簧集群的激活控制法则，获得了SMA弹簧集群的张力时间历程，在此基础上研究了不同的SMA弹簧激活组合对输出力特性的影响。实验表明，SMA致动器集群存在严重的耦合特性。最后讨论了致动器集群输出力的振荡特性及振荡消除方法。
将动作元的概念引入到金属成形装备组焊件制造工艺的碳排放解算中，根据动作元之间的关联特性，将组焊件的制造工艺分解为碳排放速率恒定的动作元和碳排放速率随工艺参数变化的动作元两类，以各动作元为对象进行碳排放的清单分析，分别给出组焊件制造过程中碳排放解算的方法，通过实例验证给出了基于动作元的碳排放解算与分析流程。
研制了一种基于白光波长扫描干涉法的表面形貌抗振反馈测量系统,介绍了白光扫描干涉法的相位提取算法和相位去包裹算法，对声光可调滤光器低速率扫频时产生的非线性误差进行了算法修正，设计了用于振动补偿的DSP硬件控制模块，并搭建了抗振反馈测量系统。在不同振动环境下，对研磨12级的标准样块进行了三维表面形貌测量以及粗糙度参数评定。结果表明,施加低频振源后的粗糙度评定参数大小为未施加任何振源的粗糙度评定参数大小的2倍左右,开启系统振动反馈后，粗糙度评定参数接近最大允许值，说明本测量方法能在一定程度上消除振动噪声的影响，保证测量的顺利进行。二维、三维表面评定结果对比表明，三维表面评定能更全面地表现被测表面的形貌特征。
针对支持向量机(SVM)的参数优化问题，结合人工化学反应优化算法的优点，提出了基于人工化学反应优化算法的支持向量机(ACROA_SVM)方法；然后利用标准数据验证了ACROA_SVM方法的有效性和优越性；最后,结合局部均值分解信号分析和能量矩特征提取，将ACROA_SVM方法应用于旋转机械故障诊断中。分析结果表明，ACROA_SVM方法不但具有较高的故障诊断精度和较好的泛化能力，而且时间消耗短，故障诊断效率高，有利于实现在线智能故障诊断。
研究了航空发动机套齿联轴器的连接刚度，推导了套齿动态啮合力计算模型，分析了随扭矩、套齿不对中和动态相对位移变化的套齿啮合力和啮合刚度。依据航空发动机套齿连接结构，建立了含套齿联轴器的三支点转子动力学模型，分析了套齿连接刚度对系统频率响应特性的影响，在考虑转轴间角度不对中的情况下，分析了套齿连接刚度对系统不对中响应的影响规律。结果发现，动态啮合力模型能够更加真实地模拟套齿连接刚度的变化，但是，当其径向啮合刚度变化不大时，其计算结果与等效刚度模型的计算结果相同，套齿角向刚度对系统动力性能影响很大，在套齿设计、装配和使用中需要重视。
针对有多个工作站、同一工作站中有不同效率并行机、各工作站之间有缓冲区、允许工件有等待条件下的混流生产线排产优化问题，提出了一种逻辑智能推理方法与遗传算法相结合的问题求解思路,解决了针对该典型问题求解排序长度时存在的数学建模及计算较为复杂的问题。
再制造毛坯是退役后的产品，其零部件存在状态不确定的问题，无法实现产品中配合零件的最佳利用，针对该问题提出了基于寿命匹配的零部件再制造优化设计方法。通过分析产品失效中所存在的“短板效应”，提出了零部件寿命均值匹配和倍数匹配的寿命匹配模式，并给出了相应的寿命匹配方法；建立了设计信息与服役特性映射模型及基于该映射模型的反馈设计机制；最后，以曲轴-轴套系统为例进行寿命匹配，对其初始设计参数进行面向再制造的改进，验证了所提方法的有效性和可行性。
针对复杂大型装备的单件生产模式产品规格繁多、结构复杂且个性化强、工艺变更频繁且难以标准化、工艺编制难度大、加工周期长、对资源能力依赖严重等特点，以及制造服务提供企业在订单阶段难以对客户需求与当前制造能力的匹配度进行正确、快速预判等问题，提出了基于零件特征的单件生产制造需求和制造资源能力模型。引入基于层次分析法与直觉模糊集的特征工序矩阵与设备资源能力矩阵匹配算法，计算零件需求和资源的匹配度，实现订单阶段的用户需求和制造资源的快速匹配，最后通过企业实例验证了该方法的有效性。研究结果有助于提高单件制造企业的订单评估质量，降低接单风险，增强企业的竞争力。
为兼顾车道识别的鲁棒性和实时性，综合考虑硬件设计资源和软件功能的有效分配，设计了一种基于嵌入式平台的车道线识别方法。从整个系统的生产消费模型考虑，提出了匹配增强的必要性，并根据车道线不同宽度特征，提出了多尺度匹配滤波方法；根据改进的恒虚警率检测数学模型来估计局部噪声水平从而确定最适应的动态提取阈值。以可编程逻辑门阵列(FPGA)采集高帧率、宽动态范围的道路图像，并以系数分解法实现匹配滤波的硬件加速优化设计。实验和评估结果证明，该嵌入式系统可以在多种交通场景下鲁棒地识别车道线特征点，处理速率达到每秒60帧。
基于涡轮增压器涡轮箱传热机理，采用专业CFD软件和FEM软件分别建立了涡轮箱流体区域和固体区域网格仿真模型。在流体域建立多重旋转坐标系，精确计算出涡轮箱流场、壁面传热系数及温度。应用流固耦合的仿真方法对涡轮箱进行耦合传热分析，得到涡轮箱固体域的温度场并对其进行热应力分析。与实验结果对比发现，仿真模型的温度场符合实际涡轮箱温度分布，最大误差仅为3.3%。该涡轮箱耦合传热模型具有较高的精度，为涡轮增压器的设计优化提供了依据。
针对实际生产中关节轴承内外圈间隙分布不均问题，以GEW12关节轴承为例，应用ABAQUS软件对关节轴承挤压装配过程进行了数值模拟。采用BP神经网络建立了挤压模具形状与内外圈最大间隙与最小间隙之差的映射关系。以关节轴承内外圈间隙均匀分布为目标，结合遗传算法，提出了一种集数值仿真、人工神经网络和遗传算法为一体的关节轴承挤压模具型腔优化设计方法。实验结果表明，模具型腔经过优化后，轴承内外圈间隙均匀性得到了很大的改善，轴承金属流动速度更加均匀。
基于延性耗竭理论和损伤力学，对材料疲劳-蠕变交互作用下的延性消耗、损伤、循环周次和失效寿命之间的关系进行了分析，在此基础上,建立了一种疲劳-蠕变交互作用的寿命预测模型,模型形式简单,非常便于实际工程应用。通过1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃和520℃环境下应力控制的梯形波加载试验，用该模型进行了失效寿命的预测，可以很好地解释相同温度和加载条件下的寿命波动，预测结果与实测结果符合较好。
针对微线段数控加工过程中的插补问题,为减小微线段数控加工中的速度波动,实现转接点的平滑过渡,提出过控制顶点曲线的过渡插补算法。首先构建微线段曲线的过渡矢量模型,根据基于特征多边形顶点的曲线模型的几何特性,构建过控制顶点曲线的过渡矢量模型,然后采用过控制顶点曲线过渡模型对微线段进行插补计算,根据加工误差计算控制顶点,确定约束速度并实时进行前瞻处理,最后通过实例进行了验证。实验结果表明,所提出的方法有效地提高了微线段转接速度,缩短了加工时间，实现了曲线的平滑过渡。
为了解决传统数值分析方法在电解加工间隙间电场分布边界敏感问题上计算精度不足的问题,提出利用等几何法原理提高叶片电解加工数值仿真精度的思路,采用NURBS基函数替代原有拉格朗日基函数建立加工间隙物理场的求解方程组,解决由于NURBS基函数在边界处非插值特性引起的Dirichlet边界条件施加误差问题。并通过实验证明，等几何方法能提高叶片电解加工数值分析的计算精度和收敛速度。
依据交叉型微流道的结构设计要求，分析了金刚石磨粒排布方式对交叉微流道形成规律的影响。仿真了固定磨粒研磨加工轨迹的均匀性，计算了不同磨粒排布方式下加工轨迹线形成的微流道分形维数，得到了被加工工件表面的宏观和微观开孔率。综合对比了不同磨粒排布方式对轨迹均匀性、分形维数和开孔率的影响,获得了最佳的金刚石磨粒螺旋排布方式。
建立了以时间、成本、服务能力、信誉度综合最优的监控模型，并利用改进的粒子群算法优化支持向量机参数对监控模型进行时间序列预测，当监控模型的实际值与预测值在规定的误差范围内时，该资源服务是正常运行的。最后通过一个算例进行监控预测研究，以均方根误差(RMSE)作为评价监控模型的预测精度，研究结果及分析对比表明，该方法有效、可行。
提出递归定量分析与GG聚类相结合的滚动轴承故障识别方法。利用能够表征信号发散程度的RQA参数——确定率和分层率组成轴承故障识别的特征向量，结合GG模糊聚类实现滚动轴承故障模式识别。对实际故障数据进行分析，结果表明，该方法不仅能够识别滚动轴承的不同程度损伤，而且能够实现不同部位的轴承故障诊断。研究结果为滚动轴承故障识别提供了一种高效、直观的新方法。
针对普通UCM平整机组因不能配置分段冷却手段而无法对板形的非对称复杂高次浪形进行精细控制的问题,研发了一套配置工作辊非对称弯辊、中间辊非对称弯辊、中间辊上下非对称窜辊的AS-UCM新机型，定量分析了AS-UCM机型对负载辊缝形状的控制能力，建立了一套适合于AS-UCM机型平整机组的板形控制模型，并在相同初始条件下将AS-UCM机型与普通UCM机型平整机组对非对称复杂高次浪形的控制效果进行了对比，得出了采用AS-UCM机型的平整机组比普通UCM平整机组对非对称高次复杂浪形的控制能力大大增强的结论，从而为平整机组高次复杂浪形的治理提供了参考。
连续快速的冷冲压经一段时间后温度升高会影响到薄板的抗起皱性能，为研究温度变化对抗皱性能的具体影响，进行了不同温度下的单向拉伸试验和方板对角拉伸试验,并得到了薄板拉伸件在常温、75℃和150℃下的力学性能。单向拉伸试验结果表明,随着拉伸温度的升高，薄板的弹性模量、屈服强度和切线模量都有不同程度的减小。利用得到的不同温度下的材料参数对方板拉伸试验进行仿真，发现试验和仿真的拉力-拉伸位移曲线吻合较好。对比仿真和试验结果发现,在研究的温度范围内薄板的抗起皱性能易受温度变化的影响,且随着温度升高先后经历了上升和下降的变化过程。
应用分层设计与制备工艺得到了具有微小多层型腔的复杂硅模具,采用坯料直径为3mm的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金为实验材料,使用自行设计的实验平台,对双层微小齿轮（大齿轮模数0.05mm,齿数36,厚度150μm;小齿轮模数0.05mm,齿数30,厚度150μm;中心轴孔直径0.8mm)进行了超塑性成形工艺研究,优化了零件成形、腐蚀脱模、飞边去除及质量分析的工艺流程。结果表明,该工艺流程合理可靠,制备出的Zr基双层微小齿轮保持了非晶态结构、形状完整、充型率高、表面质量良好。
针对非线性主动悬架系统的控制问题，提出一种分数阶模糊控制方法。该方法采用分数阶微分信号作为模糊控制器输入,并根据悬架系统综合性能指标函数最小准则获得分数阶次。仿真结果表明：相比整数阶的模糊控制情形，即使车辆在不同车速和不同等级道路的行驶工况下，该分数阶模糊控制方法可以使得非线性悬架系统能够获得更优的控制效果，能进一步降低车身垂直振动加速度、动行程及轮胎形变，有效提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。
为了在概念设计阶段快速有效地实现车身梁截面的优化设计，提出一种基于P1N1植物生长算法的截面快速优化方法。该方法结合汽车车身关键截面数据库，同时考虑了车身造型、内部空间、基本性能、制造工艺等方面约束条件。通过提取出截面数据库中的截面节点坐标以及截面性能参数，将数据库中梁截面的节点坐标作为设计变量，导入到P1N1植物生长优化算法中进行优化，从而控制梁截面的形状。建立基于P1N1植物生长算法的相关数学模型，并编制了相应的程序，通过算例验证了该方法能够高效实现车身梁截面的快速优化。
针对双模式机电复合传动系统，运用最小值原理对系统的功率分配进行优化控制策略的研究。在保证系统电池荷电状态平衡的前提下，以燃油消耗最少为优化目标，并基于所设计的优化求解流程和建立的系统数学模型，确定最优的系统工作状态。仿真结果表明，基于最小值原理的优化控制策略能够改善机电复合传动系统的燃油经济性。研究结果可为系统实时优化控制策略的制定提供依据。
