为了减少汽车液压动力转向系统中存在的较大能量损失，设计了一种含有浮动块的新型平衡式变量叶片泵。介绍了新型泵的结构和工作原理，建立了叶片泵输出流量的方程，并对液压转向系统的转向泵向系统执行机构输出的流量进行了仿真。制造了平衡式变量叶片泵样机，并进行了台架试验。仿真和试验结果表明：该泵能有效减少多余流量输出，减少转向系统的能量损失。
基于保持加工过程中刀具与工件之间的相对运动和相对位置不变的原则，论述用Free—form型数控磨齿机等效替代刀倾型摇台磨齿机展成螺旋锥齿轮的方法。通过分析加工参考点处刀具与轮坯相对运动的高阶加速度，推导了显式表达的两类机床加工参数的转换公式。通过对一个实例的计算及两类机床所展成齿面的接触分析结果的比较，证明所提出的计算公式精确高效，能满足数控机床实时控制的要求。
通过对CO2焊接过程中电路的整体分析，提出了“电源-电缆-净干伸长-熔滴-电弧”系统模型。在模型中，以焊丝净干伸长为变量，根据干伸长温度分布函数推导出净干伸长压降模型。而后，采用短路过渡熔滴时间权重长度及金属固液态体积转换的方法，建立了连续多周期过渡的液态熔滴压降子模型。在此基础上，考虑电源内部电路和焊接电缆等因素，得到电弧电压与焊接电流、净干伸长及焊炬高度的焊接过程动态模型，同时对参数控制进行了模拟分析，并将该模型与实际的焊接过程进行了有效比较。
以一种体微加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为研究对象，从参数化设计的角度详尽分析了加工误差引起的两个关键参数(检测弹性梁的弹性系数和检测质量块的质量)的性能变异对最终检测电容的影响。通过动力学分析，获得了系统固有频率以及检测总电容的解析表达式。根据电容幅频特性分析，获得了对微陀螺性能影响最大的两个关键参数，并针对这两个关键参数相应提出了合理化设计及加工的建议。提出了保证微陀螺性能的关键在于保证音叉振动式微陀螺左右部分的对称性这一观点。试验结果证明了仿真分析的正确性。研究结果明确了关键参数的变异对微陀螺性能的影响。
采用优化的最小二乘支持向量机方法进行轴承磨损寿命的预测。应用免疫粒子群算法对最小二乘支持向量机的建模参数进行了优化。试验样本数量通过预测得到了扩展。针对预测后的试验样本对可能服从的四种寿命分布类型进行了参数估计以及假设检验，确定了故障率分布及特征参数。试验结果表明：该方法精确度高。通过传统小样本方法与预测数据计算特征参数对比可知，预测数据计算所得的分布参数误差小，提出的预测方法合理。
对具有三条PC(RR)N分支运动链的3-PC(RR)N球面三自由度并联机构进行了运动学分析。3-PC(RR)N并联机构只含有两个独立的结构参数。建立了3-PC(RR)N并联机构的位置逆解模型和雅可比矩阵，并给出了基于位置逆解的可达工作空间和灵活工作空间的数值搜索方法。分析了该机构的约束奇异和运动学奇异，最后对样机进行了实例分析。
提出一种用于电液伺服系统位置跟踪的参数自校正滑模变结构控制方案。该方案引入参数可调的双极性sigmoid函数来替代符号函数，从而能有效地减轻输入控制量的高频抖振，同时能获得比使用饱和函数时更小的跟踪误差。基于李雅普诺夫稳定性理论，推导出sigmoid函数的切换增益与边界层厚度两个参数的自校正规律，计算出合适的非线性控制量，证明了位置跟踪误差将在有限时间内收敛到零。仿真与试验结果证明了该方案的可行性及有效性。
对超精密车削SiCp/2024Al复合材料时的单晶金刚石（SCD）刀具磨损模式及其机理进行了研究。结果表明，刀具交替切削硬质SiC颗粒和铝合金基体而产生的交变应力以及SiC增强颗粒对切削刃的高频冲击作用是促使SCD刀具发生崩刃和剥落的主要原因。切削时的高温高压及增强颗粒的微切削作用致使刀具产生明显的磨粒磨损。试件切削表面的XRD物相分析及刀具后刀面的拉曼物相分析表明，SiC增强颗粒的磨粒磨损与铝合金基体中铜元素催化作用的共同作用是SCD刀具后刀面在较低温度下发生严重化学磨损的内在机制。
针对机床热误差补偿的建模问题，应用灰色系统理论建立了GM(1,4)及GM(0,4)模型。这两种模型均能够反映热误差元素序列同相关温度值序列之间的动态关系及热误差元素序列的发展趋势。采用一台CNC机床的实际切削加工实验数据来进行建模和模型验证。结果表明，两种新模型同传统GM(1，1)模型相比均能够获得更高的预测精度，且相对近年来被广泛应用的神经网络模型及其改进模型，具有计算过程简单、计算量小、便于实际工程应用等优点。
为解决磁力轴承的磁力在线测量问题，提出了利用光纤光栅(FBG)的应变传感原理测量磁力轴承定子与转子之间磁力的方法。开发了基于FBG的磁力传感装置，推导了磁力与FBG波长偏移量之间的关系式。搭建了基于FBG的磁力轴承的磁力在线测量实验系统，模拟磁力轴承工作状态。在不同的气隙、转子转速、线圈电流的实验条件下，对磁力进行了在线测量，验证了基于FBG的磁力轴承的磁力在线测量的可行性。
射流式真空发生器需持续供气以维持真空，需消耗大量压缩空气。针对这一问题，提出了一种基于容积扩张产生真空原理的活塞式气动真空发生器总体结构方案。为了提高系统极限真空度、缩短真空响应时间、减少耗气量，该方案中采用了两个不等径活塞的设计方案和由抽气换向阀控制真空腔室气体流动并在真空维持阶段进行流量控制的方法来提高性能指标。活塞式真空发生器原型样机的试验结果表明，其极限真空度可达93kPa，真空响应时间约为3.70s，在60s工作时间内的耗气量较同级别射流式真空发生器的耗气量减少了约71.3%。
针对康复训练过程中如何协调控制患者骨盆运动的问题，设计了由4根绳牵引的三自由度绳牵引并联康复机器人。基于力/位混合控制的思想，利用牛顿-欧拉法建立了绳牵引康复机器人的动力学模型，推导出绳的拉力和驱动电机控制力矩的计算公式。考虑到该机器人系统具有非线性、强耦合、多输入多输出等特点，采用模糊滑模控制算法来实现骨盆的轨迹跟踪。理论分析和仿真实验结果表明，该控制算法不仅能满足骨盆轨迹跟踪精度的要求，而且具有较强的鲁棒性。
根据机械产品创新设计对仿真分析的要求，对仿真流程建模与仿真分析执行过程中产生的各类数据和数据文档进行了特点分析与分类。基于协同仿真平台的功能框架，设计了关系数据库与内容仓库协同工作的数据管理系统，并构建了技术架构。通过Java内容仓库的树形模型结构实现机械系统的多层次存储关系，利用仓库节点及其属性存储仿真元数据和仿真数据文档，仿真流程数据的存储则由关系型数据库完成。最后，通过某天线传动锁定装置在平台环境中的实施，证明了面向复杂机械产品的协同仿真环境数据管理系统的有效性和实用性。
提出了一种针对CAD网格的尖锐特征快速重建算法。首先根据用户输入识别出特征区域，然后利用非特征区域面片的法矢增量式计算特征区域面片的新法矢，最后根据新法矢调整网格顶点的位置。该算法不仅能从圆角特征和倒角特征构建尖锐特征，还能从含有噪声的一般特征构建尖锐特征。实验结果表明，该算法能快速生成CAD网格的尖锐边和尖锐点。
综合Taguchi理论、响应曲面法、遗传算法及数据处理技术，对快速冷热成形工艺进行了优化研究。研究确定了对快速冷热成形制品品质影响显著的工艺因素，采用响应曲面法建立了制品品质预测模型，首度引入均值基的概念，实现了对实验数据的量纲一及规整化处理，在确保评价模型高适配性的同时，保证了对问题描述的客观不变性，进而采用改进遗传算法实现了对预测模型的求解。以LCD电视机前面壳为例，验证了该优化技术的可行性。
针对航空整体结构件铣削变形问题，提出了航空整体框类结构件铣削加工过程的数值模拟方法。对结构件数值模拟建模关键技术进行了研究。数值模拟综合考虑了材料毛坯初始残余应力、切削载荷、刀具轨迹等因素。在同样切削条件下进行了加工试验，试验结果与模拟结果较一致，验证了数值模拟过程的正确性。研究表明，数值模拟方法是研究航空整体结构件铣削加工变形的有效方法，可正确预测零件的加工变形。
通过水平集方法隐含描述材料域几何边界，研究了快速的弹性结构拓扑优化算法。利用FreeFEM实现了拓扑优化过程中的弹性结构有限元分析，该过程采用了三角网格模型，然后利用接口函数输出求解水平集方程所需差分节点的位移。MATLAB软件利用获得的结构位移，构造驱动材料边界运动的速度场，通过循环迭代实现弹性结构的拓扑优化。数值算例结果表明，该方法能够提高基于隐式描述的拓扑优化的计算效率和计算精度。
介绍了激光与化学复合加工的机理。在工艺实验基础上,系统研究了激光工艺参数（脉冲能量、脉冲宽度、重复频率、扫描速度）和腐蚀液参数（成分、质量分数、流速）对难加工材料复合加工蚀除量的影响规律。通过与单纯激光铣削的对比分析证明，复合加工可获得较高的加工效率和较好的表面质量。
根据数控机床主传动系统功率方程，建立了数控机床工步间空载运行时停机节能的理论决策模型。为解决理论模型求解困难的问题，采用了一种通过建立测试数据表和进行曲线拟合的方法，求得理论模型三个关键参数的实用计算公式，从而得到各机床的实用决策模型和实际运行方法。应用案例表明，该模型和方法具有决策准确度高、节能百分比计算精确、推广应用方便等特点。
基于有限体积法建立了管道流固耦合模型的数值离散格式，采用时间和空间均为二阶精度的MUSCL-Hancock方法计算界面上的数值通量，引入斜率限制器构建了高分辨率的TVD格式。在计算边界单元时，通过建立虚拟单元的概念，实现了整个计算区域的二阶精度求解。实例验证表明：该方法计算精度高，无虚假的数值振荡，对库朗数灵敏度低，具有良好的稳定性。
在通过谐波叠加法获得平稳Gaussian随机过程的时域激励样本的基础上，采用有限单元法空间离散化接触非线性预应力结构，使用中心差分法计算分析该结构在时域激励样本下的强度、接触状态及振动主频等动态特性。与传统线性振型叠加法不同，该方法可以模拟任意接触非线性问题，并具有高效、精确的特点。实例分析了接触非线性预应力结构在随机载荷下的动态特性，并对仿真分析中存在的关键技术进行了深入的探讨。
基于对Uhland滑移模型的理论分析，采用模型修正方法，建立了考虑熔体弹性的壁面滑移模型，并以PS材料为例，对所建滑移模型进行了数值模拟。模拟结果表明，随着通道特征尺寸的减小，壁面滑移有利于减小熔体的流动阻力，增大流动速度；毛细管流变实验结果与考虑熔体弹性作用的数值模拟结果的变化趋势一致。由此表明，熔体弹性作用对微通道中流动行为的影响不可忽视。
提出了以楔横轧和横轧组合方式轧制蜗杆轴毛坯的轴台阶和螺旋齿形的成形方法。运用DEFORM-3D有限元软件模拟了不同工况下蜗杆轴毛坯的成形过程，通过研究轧件心部破坏应力的变化特点，得出各工艺参数对蜗杆轴毛坯成形质量的影响规律。在H630楔横轧机上进行了蜗杆轴毛坯的轧制实验，得到的轧制效果与软件模拟结果基本相同。研究结果表明，对成形模具选取合适的工艺参数，采用楔横轧和横轧组合轧制方式可以轧制出合格的蜗杆轴毛坯。
根据材料性能波动对某冲压件回弹的影响，结合某汽车车身高强钢零件的冲压结果，借助有限元仿真工具，比较了该零件的实验试冲结果与仿真分析结果。在两结果基本一致的基础上，研究了高强度钢板的屈服强度、应变硬化指数、摩擦因数及板料厚度的波动对该零件回弹影响的规律。应用带一个中心点的部分因子实验设计方法，考察了主要因素的影响规律，结果表明，对回弹波动的影响程度由强至弱依次为屈服强度、板料摩擦性能、硬化指数、板料厚度。
为了深入研究汽车覆盖件模具的高速切削加工，通过对钼铬合金铸铁的高速压缩实验，获得了高温、高应变率和高应变状态下工件材料的力学性能，研究了刀屑间的摩擦模型和热传递方程等关键技术，建立了钼铬合金铸铁高速切削的有限元模型。通过切削力试验对该模型进行了验证，对钼铬合金铸铁高速切削加工过程中的切削温度、应力分布和切屑的形成进行了分析。该有限元模型可以用来进行钼铬合金铸铁的高速切削过程仿真，并可用于高速切削参数和刀具的优化选择。
以CVT混合动力轿车为研究对象，根据镍氢电池组和ISG电机性能试验结果，建立了电机/电池联合效率模型，获取了电机/电池联合最佳效率曲线，提出了实现CVT与ISG电机和镍氢电池组最佳匹配和系统效率优化的再生制动控制策略。仿真结果表明：所提出的再生制动控制策略，在保证整车制动安全的条件下，能实现ISG电机/电池高效工作，可进一步提高制动能量回收率。
为了解决单一传感器信息获取的不足，提出了一种融合视觉和超声波信息进行导航的方法，给出了从视觉信息中提取路面标志线及判断障碍物方位的算法。用D-S证据理论和模糊处理的方法将视觉分析得到的环境信息与多个超声波传感器获得的信息进行融合。算法包括了图像分割和数学形态学处理、超声系统的建模和信息的融合。仿真与实验结果表明：该方法可以有效提取出路面标志线并且信息处理和融合方法能有效判断障碍物，获得良好的避障导航效果。
