冷轧液压伺服位置自动控制(APC)系统中，系统参数会随着运行时间发生改变，针对系统这一特性，提出了一种基于改进动态多目标粒子群（DMPSO）算法的PID控制器参数整定策略。当系统发生变化时，该策略利用动态多目标粒子群算法的寻优能力和对环境变化的适应能力重新对PID参数进行整定和寻优。同时，针对算法存在的易于陷入局部最优和收敛速度较慢等缺陷，提出了一种基于多领导粒子策略的动态多目标粒子群算法。仿真结果表明：该控制系统对环境变化跟踪快，超调量小，调整时间短，性能明显优于传统PID控制。
提出了用多张四次带参广义Bézier曲面拼接描述汽车车身曲面的方法。由设计师构建多张四次带参广义Bézier曲面，并对这些曲面进行光滑拼接，在调整各曲面公共边界的位置及形状参数的条件下，形成不同的汽车造型方案。该方法基于四次带参广义Bézier曲面生成及拼接原理，可以迅速调整车身曲面和公共边界，获得光滑的曲面过渡效果，从而快速获得多种车身造型方案。
根据刮板输送机机械系统与控制系统之间的耦合关系，推导出刮板输送机的非线性状态空间机电耦合方程，采用MATLAB/Simulink模块建立刮板输送机的仿真模型，对刮板输送机系统的机电耦合动力学问题进行仿真和研究；采用等效变化载荷质量分析刮板输送机在空载启动、平稳运行、载荷突增以及卡链工况下的刮板链速度、电磁转矩的特性曲线，得到了启动时两链轮的转角曲线。结果表明，驱动链轮与从动链轮启动时转角差约为85°，从动链轮启动旋转较驱动链轮滞后约0.8s。研究结果为研究刮板输送机不同工况、载荷下的转矩、速度变化以及计算链轮张紧度提供了理论和数值依据。
基于高温铸坯材料黏弹塑性本构方程，建立了坯壳动态鼓肚数学模型。根据坯壳不同的初始状态与变形历史确定了两种边界条件。利用模型计算坯壳鼓肚变形，并与实测数据进行对比，验证了理论解的正确性以及模型的有效性。根据鞍钢工业板坯连铸机的设备工艺参数，分别计算了刚出结晶器的坯壳和远离结晶器的坯壳的鼓肚变形曲线，以及坯壳在固液交界面处的应变与应变速率。分析了铸坯坯壳在铸机扇形段内的鼓肚变形与应变变化规律，并讨论了辊间距、
基于D-S证据理论融合验前信息,建立了一种适用于小子样复杂系统多阶段可靠性增长分析的Bayes模型。选择Gamma分布作为失效率的先验分布,通过多源可靠性信息融合,将专家经验转换成概率分布, 利用D-S证据理论融合多个专家信息,确定了先验分布参数,结合产品研制阶段试验数据,根据Bayes统计推断理论,给出了失效率、平均故障间隔时间（MTBF）和可靠度的Bayes点估计和置信下限。以兆瓦级直驱式风力发电机研制试验验证了该模型的有效性。
提出了一种变量飞轮辅助液压激振方案，即采用变量飞轮-液压马达-液桥辅振回路与液压激振主回路动力耦合，利用飞轮转动惯量变化和液桥的整流作用使飞轮脉动旋转，进而在飞轮和振体之间形成动量循环，强化振动。构建了系统数学模型并进行了仿真和动量循环能效分析。理论分析和MATLAB仿真表明，变量飞轮激振效果与系统频率特性和飞轮动力学特性有关，合理选择回路力学参数和控制方式可获得明显的激振与节能效果。
针对轻型自动化制孔系统的单向压紧制孔工艺，提出了一种基于自适应响应面法的单向压紧制孔工艺参数优化方法。该方法仅通过少量样本点的有限元分析，即可构建可靠的自适应响应面，避免了优化迭代过程中的有限元仿真分析，大大提高了计算效率和精度。以飞机机身框间对接结构为例，构建了自适应响应面模型并进行参数优化，给出了该典型结构的工艺参数推荐值。优化结果表明，压紧力大于和小于最佳值都会造成贴合面间隙过大，采用合理的压紧力是工艺实施的关键。最后通过试验结果验证了所提方法的有效性。
在考虑雅可比矩阵变化与动平台姿态偏移之间映射关系的基础上，基于螺旋理论和矢量微分法建立了3RPS并联机构末端位姿偏移与支链构件变形之间的映射模型。首先采用螺旋理论和矢量微分法分析了支链各构件刚度与整个支链刚度之间的关系，然后建立了3RPS并联机构的瞬时刚度模型，并分析了雅可比矩阵的变化对机构刚度的影响。对冗余驱动支链改善并联机构刚度的原理进行了分析，建立了冗余驱动并联机构的整机刚度模型。仿真分析和实验验证，冗余驱动支链确实能够改善并联机构的刚度。
自动寻优控制是目前被广泛研究的转子自动平衡控制方法之一，但是该方法平衡精度有限且平衡时间较长，在实际应用中存在较大局限性。基于此，针对单平面双配重的转子自动平衡装置，提出了一种基于模糊控制原理的步长计算方法，并设计了变步长寻优控制算法，进而实现变步长寻优的转子自动平衡控制方法。通过自行设计并搭建的转子实验台及测控系统进行实验验证，实验结果表明该方法较传统的自动寻优控制方法在平衡精度和平衡效率上有明显改善。
针对汽车零件材料优选过程中评价信息具有的主观性和不确定性情况，提出了一种基于二元语义信息公理的汽车零件材料选择方法。该方法将各专家语言评价信息转化为二元语义形式并使用二元语义信息集结算子分别得到群组二元语义决策矩阵和群组二元语义指标权重向量，从而确定指标主客观组合权重向量；依据信息公理思想分别计算各汽车零件材料的二元语义信息量，从而根据信息量大小对汽车零件材料进行排序和选优。最后，通过汽车仪表板材料遴选案例验证了该方法的可行性与有效性。
针对轮毂结构复杂和周期载荷的特点,采用刚性元法简化轮毂有限元模型, 基于材料疲劳损伤规律、应变等效假设理论和有限元方法,提出了一种计算旋转轮毂结构疲劳损伤的新算法。该算法采用拟合得到的损伤演化材质参数和ANSYS的二次开发工具对轮毂的疲劳损伤过程进行数值计算,在得到裂纹全寿命的同时，给出裂纹群扩展路径，真实地模拟了轮毂动态旋转损伤进程。试验研究证明了该方法的可行性和有效性。
针对局部特征尺度分解（LCD）存在的模态混叠问题和其在均值曲线定义方面存在的不足，在对LCD方法研究的基础上,充分借鉴经验模态分解（EMD）和LCD等此类基于筛分的信号分解方法的思路，定义了一种新的瞬时频率具有物理意义的单分量信号——内禀致密尺度分量（ICC），并提出了一种新的自适应信号分解方法——自适应特征尺度分解（ACD）方法。同时，给出了ICC分量评价准则，通过对ACD每阶筛分中由不同均值曲线和致密系数取值得到的一组不同的分解分量进行对比，选取最优分量作为该阶筛分的ICC分量，从而保障最终分解效果优于LCD方法分解效果。对仿真信号的分析结果证实了ACD方法的分解效果优于EMD、LCD、总体平均经验模态分解（EEMD）和自主致密局部特征尺度分解（ACLCD）方法的分解效果；对实验数据的分析结果验证了ACD的有效性，从而为旋转机械故障诊断提供了一种新的方法。
针对工业现场强噪声背景下振动信号特征信息提取困难和单尺度形态滤波时尺度选择的盲目性和随意性的问题,基于自适应多尺度形态分析(AMMA)的思想提出了一种迭代自适应多尺度形态分析(IAMMA)的滤波方法。该方法对振动信号进行多尺度形态差值迭代运算,每次采用的结构元素尺度逐渐增大,然后求多次滤波结果的平均值，达到滤除噪声成分的目的。对仿真信号和滚动轴承故障信号进行分析,结果表明，IAMMA较AMMA能够选取更为合适的结构元素尺度，提取更多的故障特征信息，滤波效果更佳,与Hilbert包络解调方法相比处理过程更加简捷,从而为轴承的故障诊断提供了一种有效的方法。
柔性作业车间调度是生产调度领域中的一个重要组合优化问题，由于取消了工序与加工设备的唯一性对应关系，因而相较于作业车间调度问题，具有更高的复杂度。针对该问题在批量装配方面的不足，考虑将批量因素与装配环节同时集成到柔性作业车间调度问题当中。以成品件的完工时间为优化目标，对该批量装配柔性作业车间调度问题进行了数学建模。针对该模型，提出一种多层编码结构的粒子群算法，并对该算法的各个模块进行了设计。最后，以实例验证了该数学模型的正确性及算法的有效性。
风电机组是一种典型的大型旋转机械，其运行状态具有变工况、非平稳特点，运行中工况和负载等非故障因素的变化会造成信号能量产生变化，因此传统的基于能量的振动级值及功率谱方法难以有效实现运行稳定性劣化特征的提取。针对该情况，研究了高阶累积量运行稳定性劣化特征提取方法，提出了基于敏感性、趋势性、差异性、一致性判断特征提取方法的趋势预测适用性的方法，通过转子实验台多种劣化类型下不同劣化程度状态的实验研究，检验了1.5维谱方法对状态劣化的敏感性、趋势性、差异性、一致性，评估了该方法作为特征提取手段的性能，解决了风电机组传动系统运行稳定性劣化的状态诊断、劣化趋势预测中特征提取方法的选择缺少理论依据的问题。
针对印刷机印刷滚筒运转过程中因挠曲变形过大而导致接触区域局部印刷压力不足，影响印品质量的问题，从改善印刷滚筒支承性能的角度出发，提出了将预负荷弹性复合圆柱滚子轴承作为印刷滚筒承载零件的方案，采用数值模拟软件ANSYS对预负荷弹性轴承进行了填充度优选，研究了在工作载荷的情况下预负荷弹性轴承过盈量对印刷滚筒挠曲变形的影响，讨论了在过压载荷的情况下对印刷滚筒的过载保护，并对预负荷弹性轴承进行了失效分析。结果表明，承受工作载荷时，预负荷弹性轴承能有效减小印刷滚筒的挠曲变形，而承受过压载荷时，印刷滚筒能产生一定的挠曲变形来缓解自身及附件的损坏。
通过铝板与复合板料碾铆连接与拉伸试验,分析了有无垫圈、不同预留高度及孔径对铝板与复合板料碾铆连接件连接质量的影响。试验结果表明:垫圈对抗拉伸性能影响最大,加垫圈试件比不加垫圈试件承载能力可提升50%左右；预留高度对连接性能有一定影响,随着预留高度增大，试件抗拉伸性能下降，预留高度为1mm和2mm时承载能力相差不大；孔径对连接强度影响较小，综合对比孔径分别为5.9、6.0、6.1mm试件可知，当孔径取6.0mm时试验结果较优。对钢铆钉进行了金相试验，从微观组织方面阐述了试件连接性能提升的机理。选取铜、铝铆钉进行碾铆及拉伸试验，所得结论相似。不同时间长度的腐蚀试验则表明较短时间内的硫酸溶液腐蚀对铆接件的拉伸性能影响较小。
基于厚壁圆筒理论,分析了整体式凹模工作载荷特点，讨论了单纯通过增加壁厚来提高模具强度的局限性。为提高承载能力，探讨了多层预应力组合凹模方案。基于第四强度理论，推导了n层组合凹模承受内压的数学表达式。采用Lagrange乘子法对组合凹模参数进行了优化设计,推导了n层组合凹模各层最佳径比分配、凹模极限内压、套缩界面残余压力及最优过盈量等设计变量的计算式。以三层组合凹模为算例，运用理论分析和数值模拟相结合的方法，对上述n层组合凹模的各设计变量计算式进行了验证，结果表明两者的结果吻合较好。
在传统的基于代理模型的冲压稳健性设计中，由于代理模型与真实模型间存在着误差，必然会导致优化结果存在一定的误差。将实验设计、Kriging模型相结合，综合考虑参数不确定性和代理模型不确定性的影响，提出了一种新的冲压稳健性优化设计方法。通过因素敏感性分析筛选出相应的设计变量和噪声因素，基于Kriging模型构建设计参数和质量指标的代理模型，采用蒙特卡罗分析方法以及遗传算法获得最优工艺解。实例分析结果表明，综合两种不确定因素的稳健设计方法能有效地降低拉裂、起皱约束失效概率，提高冲压件成形质量和工艺稳健性。
基于颗粒介质传压性能试验和AA7075-T6板材材料性能试验，对采用热态颗粒介质压力成形(HGMF)工艺拉深成形圆筒形件的法兰区、传力区和自由变形区进行了塑性力学分析，求解得到内压非均匀分布条件下成形压力的函数关系式，并与实测数据进行比对。分析结果表明，在成形中后期产生较大的偏差，理论求解最大成形力低于实测值24.6%。工艺试验研究表明，在成形温度为250℃条件下，采用HGMF工艺可一道次成形AA7075-T6圆筒形零件(底部为自由变形区)的极限拉伸比(LDR)为1.71。HGMF工艺操作便捷，装置简单，可在通用压力设备上实现轻合金板材件热成形，适用于航空、航天和军工等领域中小批量产品。
针对燃油经济性仿真模型仅能计算车辆在模态工况下的燃油消耗量的问题，提出了一种基于车速跟踪的燃油经济性仿真模型的建模方法。在建立车辆纵向动力学模型、驾驶意图模型和发动机与传动系统模型的基础上，利用MATLAB/Simulink搭建了商用车燃油经济性仿真模型，并以某客车为例进行了试验与仿真对比。对比结果表明：所建模型能对商用车的任意行驶工况进行较好的车速跟踪,并能对商用车在该行驶工况下的燃油消耗量进行较为准确的仿真计算。通过更改仿真模型中的相关车辆参数，可以方便快速地进行不同动力总成配置的商用车的燃油经济性仿真计算。
以东方红某型号拖拉机液压机械无级变速器中的机械变速机构为研究对象，探究其传动误差随时间的变化规律，目的是减少变速器的功率损耗。利用当量啮合误差原理，建立变速器中行星齿轮组、定轴齿轮副和两者共同作用时的传动误差与时间的关系式。比较各挡位的总传动误差和行星齿轮组传动误差，得到瞬时总传动误差最大、最小的挡位以及总传动误差的主导因素。在角频率相同时，行星齿轮组传动误差和定轴齿轮副传动误差存在耦合关系。利用蒙特卡罗法，验证了研究所得规律的正确性。建立总传动误差与功率损耗的关系式，结果表明两者存在正比关系。以减小传动误差为目的，提出了减少变速器功率损耗的措施。
行星架是履带式车辆侧减速器的重要传动机构，由于测试手段及试验方法的限制，行星架在设计时采用静强度设计理论，故无法准确反映其在不同的复杂任务工况下的动态特性，给动载荷作用下构件的寿命预测分析带来了极大困难，结果导致构件的实际寿命与设计寿命有较大差距。针对该情况，基于ADAMS.ATV建立了履带式车辆侧减速器虚拟行驶试验平台，仿真获得了行星架在不同工况条件下承受的动态载荷谱。基于MSC.Fatigue软件建立了侧减速器的疲劳分析模型，获得了行星架的疲劳寿命，进而通过改变行星架的结构，仿真预测其疲劳寿命随行星架不同结构参数的变化规律，为行星架的结构优化做了一定的探索研究。
