基于行星探测车行走机构的特点和地面验证试验的要求，研制了行星探测车车轮牵引特性试验台，介绍了试验台的机械结构及测控系统。试验台针对的车轮直径范围为20～40cm，可施加垂直载荷0～300N，可测量挂钩牵引力0～300N，台车最大线速度为43mm/s，车轮最高转速为9.9r/min。试验台装备了六分力传感器、垂直电位计、旋转编码器等传感器，保证了试验参数测量的准确性。试验结果表明，该试验台具有较高的测量精度，可以用于轮土交互作用试验研究。
根据带有主被动关节辅助腹腔镜手术机器人的特点，提出一种基于几何模型和图像导航的穿刺孔定位方法，得到了穿刺孔在辅助腹腔镜手术机器人基础坐标系中的坐标，为辅助腹腔镜手术机器人提供腹腔镜的位姿信息从而实现对腹腔镜位姿的精确控制。定位系统包括两个激光器和一个微型CCD摄像机。实验表明，该定位方法能够准确获得腹腔镜穿刺孔的坐标。定位过程由辅助腹腔镜手术机器人自动完成，缩短了手术时间，提高了手术效率，避免了由手术医生仅通过激光器手动操作辅助腹腔镜手术机器人进行穿刺孔定位时产生人为误差的现象。
基于加大流量设计法，采取增加分流叶片和增大喉部面积等措施，提出了低比速离心式消防泵的设计方法。运用FLUENT软件对设计的样泵进行了数值模拟，计算结果表明，泵内部流动稳定，静压分布合理，湍动能小且分布均匀。设计的样泵性能曲线平坦，高效区宽，效率高，满足了消防泵的特殊性能要求。通过对比试验讨论了分流叶片和喉部面积对消防泵性能的影响，试验结果表明：分流叶片可以有效地控制轴向旋涡，提高泵的扬程和效率；增大喉部面积有利于获得平坦的性能曲线，同时可以扩大高效区范围和提高最高效率。
针对某高速凸轮轴磨床主轴砂轮架系统，在多体动力学软件ADAMS中建立其柔性体模型，并对其进行动力学仿真，对比刚体模型和柔性体模型中砂轮质心的位移变化。建立径向基函数近似模型，从而对主轴砂轮架系统进行结构分析，在此基础上利用遗传算法对关键参数进行优化，对比优化前后的主轴砂轮架系统的性能，结果表明采用该方法提高了优化设计的精度和求解复杂有限元模型优化问题的效率，并且使用柔性体进行系统动力学仿真更能反映出主轴砂轮架系统工作状态下的变形和受力情况。
提出一种基于STL格式文件的全四边形网格生成方法，该方法可避免基于CAD模型的网格剖分方法繁琐的模型修补工作，且与基于散乱点模型网格剖分方法相比，网格生成算法的效率大幅提高。该方法可对原始模型中的重要几何特征进行正确的分类、识别和提取，将几何特征保留在网格模型中，并在特征区域生成高质量的网格单元。提出一种综合考虑单元最小角和翘曲的四边形网格质量评价标准，以该标准为优化目标，提出了一种以面积为权值的Laplacian方法与小种群遗传算法相结合的网格光顺方法，在兼顾计算效率的同时，可有效地优化网格形态质量。多个复杂汽车钣金零件网格剖分的结果表明，运用提出的方法完成的网格模型质量很高，能够应用于有限元仿真计算。
分析了一种由直径3mm的电磁微马达驱动的微装配机器人的精密定位方法和原理，提出了转矩自平衡的概念。在动力学分析的基础上，应用MATLAB建立了微机器人步进运动模型，利用该模型对精密定位时的微步进运动进行了仿真研究。仿真及实验结果说明了转矩自平衡在精密定位中发挥了作用，也表明了控制通电电流可实现较为稳定的定位。
讨论振动研磨加工过程中通过辅助振动提高材料去除率的原因。在试验研究的基础上总结了振动研磨的加工特性，并建立了相关数学模型。通过分析和讨论，结果表明：受振动频率、振幅和磨粒运动规律的影响，辅助振动能够增大磨粒切削轨迹长度、切削速度和材料去除率；材料去除率的增大是材料去除量增大的主要因素，这主要是由于磨粒的交叉切削所致。
通过Reynolds方程讨论了润滑油膜的主要形成机理，分析了滑移型三叉式联轴器主要配合表面在摩擦学方面的结构缺陷并提出了新型抗磨损结构。针对这一结构，进行了受力分析并使用无限长假设获得了主要配合表面的用于数值分析的几何模型。最后，在等温牛顿流体条件下，列出了用于数值分析的控制方程，并给出了一个算例。
提出了一种工程实用性强的飞机翼面结构布局优化方法。将机翼布局优化问题分解为拓扑优化与尺寸优化两个优化子问题来处理：尺寸优化采用成熟的准则法来处理；根据基结构法思想将拓扑优化转化为N根翼梁的0/1规划问题，并采用改进的蚁群算法来处理。为了加快蚁群算法的进化速度，避免重复计算，引入了蚂蚁路径数据库。算例结果表明：改进的蚁群算法有较高的效率；所提结构布局优化方法减重效果明显，是可行和有效的。
针对自动机理论用于制造系统建模时易受系统规模影响的问题，提出了一种构建分布式自动机死锁监控器的新方法，用于解决知识化制造单元死锁问题。该方法可有效地提高自动机建模和运算效率。引入知识化制造单元关联矩阵的概念，给出关联矩阵自相关操作定义，在此基础上，将知识化制造单元划分为若干个单元子模块，构建了相应的分布式自动机死锁监控器，并得到了知识化制造单元无死锁的控制策略，用于对知识化制造单元进行实时监控，保证知识化制造单元运行的安全性。实例研究表明了该策略的可行性和有效性。
产品零部件选择性拆卸回收、产品维修/服务、产品零部件再制造等问题的关键是目标零部件拆卸技术。针对产品零部件目标拆卸分析的准确建模问题，提出了一个基于约束和产品拓扑组成关系的产品复合有向图模型。除有向约束之外，图模型还引入虚约束以描述拆卸问题中的复杂空间约束关系，同时提出后拆卸约束分组模型用以解决不完全拆卸问题，提出前拆卸约束分组模型用以解决多拆卸空间问题，并利用约束链概念描述约束之间的制约关系。产品复合有向图模型特别适合对目标零部件拆卸问题进行准确建模。在此基础上，建立了产品拆卸分析决策支持原型系统。最后以减速箱的拆卸为例说明了该模型及其系统的应用。
基于网格理论，将物流能力的硬件及其操作封装为一种虚拟网格元素，建立了物流能力网格数学模型。将物流服务质量(QoS)分解为功能、容量、时间、价格、质量、分布等物流能力指标，作为网格服务目标函数。将物流能力网格元素调度问题描述为动态模糊群体决策过程，建立了一种随网格元素信息而变化的动态熵权合成方法。最后设计了一个案例以验证所提方法。
理论研究了带黏弹性包覆层管道中扭转模态的传播特性。在实验中利用研制的传感器激励出50kHz和75kHz的扭转模态T(0,1)，对带环氧树脂包覆层钢管中纵向和周向缺陷等两种不同类型人工缺陷进行了检测。利用小波包分析方法对接收到的信号进行消噪处理。实验结果表明，低频的T(0,1)模态超声导波可用来检测带黏弹性包覆层管道中的缺陷，并且利用小波包分析对信号进行消噪后，可以有效提高缺陷回波信号的信噪比，便于管道中的缺陷定位。
建立微型行波超声电机定子的参数化有限元模型，在灵敏度分析的基础上选择设计变量，设定了可反映电机输出性能的目标函数（由速度因子以及径向运动分量构成），并采用模态置信准则（Modal Assurance Criteria）自动识别出定子的工作模态，实现了对电机定子的参数优化设计。将该方法用于12mm行波型旋转超声电机定子的结构设计，最后根据设计方案加工得到样机，通过试验验证了该优化方法的有效性和正确性。
切削温度是影响切削加工过程中刀具状况和工件表面质量的重要物理量，但切削温度信号的获取与处理存在一些实际问题。针对切削温度测量中的自然热电偶法、人工热电偶法以及红外热图像法，介绍了热电偶的固定、从旋转体上引出测量信号、自然热电偶的标定、工件和刀具表面发射率的标定，以及应用红外热像仪进行测温时切削实验的设计等一些实践做法。实践证明，开槽嵌夹绞丝热电偶方法的测量结果比较可靠；采用集流器引出旋转体热电势信号时所产生的摩擦附加电势可被定量测定并可将其从测温信号中减除；应用红外热像仪测量切削温度时应标定被测材料在各温度段的表面发射率并量化标定环境的影响。
提出一种新型的并联双自由度转动机构（RGRR-Ⅰ）。RGRR-Ⅰ机构的特点如下：耦合度为零，便于分析与研究其机构运动学和动力学；机构活动构件少，仅有三个活动构件；工作空间大，可以实现绕固定坐标系Z轴的摆动（幅度为-90°~90°），以及绕摆动轴X1轴360°的转动；相对于双自由度串联转动关节，具有刚度好的优点。在虚拟样机基础上完成原理样机的制造,并进行了实验验证。
对传统的电子辅助化学气相沉积 (EACVD)系统连续转动衬底进行改进，设计了无急回特性的曲柄摇杆机构摆动衬底，解决了原衬底结构复杂，只能单点测温，以及衬底冷却水渗漏等问题；对摆动衬底的温度场进行仿真计算，分析了不同摆动参数对衬底温度场的影响，结果表明,选用合适的摆动参数可以获得比较均匀的衬底温度场。仿真结果可以为衬底摆动机构的设计提供理论依据。
为预测渣浆泵性能及优化泵的设计,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法，对不同作业条件下渣浆泵全流道内的固液两相流进行三维数值模拟，计算了泵的扬程、效率和必需的汽蚀余量，分析了压水室型式、叶轮几何参数和浆体物性对泵性能的影响。结果表明：叶片数及出口角大小对泵扬程的影响明显；泵的扬程和效率随着固相粒子体积分数和固相粒径的增大而减小；泵的必需汽蚀余量受固相粒径影响很小，但随着固相粒子体积分数的增大而增大。
考虑工件材料物理性能与温度的非线性关系，假定进入工件的热流密度呈抛物线分布，采用圆弧热源模型对一些典型的磨削工况进行三维有限元仿真，研究平面磨削时工件表面因热载荷而引起的温度变化。将计算结果与实验值进行比较，发现有限元仿真值与实验测量值相当接近。根据仿真获得的温度场分布结果，结合工件材料金相组织转变的临界温度，可以预测工件的热影响程度。
介绍一种新型的精密磁浮平台，该平台采用三套悬浮线圈实现悬浮。针对该平台悬浮部分这一参数摄动、多变量、非线性、强耦合的复杂系统，提出一种改进的二阶自抗扰控制方案，该方案不仅可以对内部和外部扰动进行观测和补偿，而且克服了常规自抗扰控制器非线性误差反馈控制律中非线性函数的不平滑性。仿真对比分析和实验结果表明，应用这种改进的二阶自抗扰控制方案后，磁浮平台悬浮高度控制系统具有很好的动态特性、静态特性和鲁棒性。
将产品设计看作功能实现问题，提出一种基于变功能参数的机械产品创新设计方法。在对机械系统的组成进行分析的基础上，建立了功能特征模型和功能参数知识库，运用变功能参数操作，实现了产品功能的变异和扩展以及结构的重构，从而达到产品创新设计的目的。实例验证了该方法的实用性和有效性。
中空挤出吹塑型坯壁厚尺寸直接影响塑料容器的制造成本。提出了基于Catmull-Rom样条的型坯壁厚设计方法，该方法考虑Catmull-Rom样条的几何连续性，采用基于型值点和形状参数两种自由度的修改操作。根据型坯壁厚控制的连续性和快速响应的要求，设计了基于曲率的壁厚曲线自适应数据采样算法。基于弹性有限元方法模拟了型坯吹胀过程，实现了型坯壁厚形状的优化设计。仿真实验结果表明,壁厚数据编辑操作的方便性和灵活性得到改善，壁厚数据质量和壁厚控制精度得到提高。开发了型坯壁厚控制人机界面软件，并进行了应用验证，取得了良好的效果。
分析了航空整体结构件加工变形产生的原因，建立了隔框类薄壁件侧壁滚压校正有限元仿真模型，通过侧壁滚压的仿真分析，对滚压过程中滚压应力与工件初始应力叠加、工件初始应力再分布及滚压对工件变形的影响进行了初步探讨。通过对不同滚压参数下工件弯曲变形校正结果的比较，获得了合理的滚压参数;通过对滚压前后工件滚压区与非滚压区应力变化结果的对比，获得了工件滚压校正局部应力再分布对变形影响的规律。
将流体力学中的有限体积法（FVM）基本理论与刚黏塑性流动理论相结合，建立了基于非正交结构网格的铝型材挤压过程有限体积法数值模拟模型。模型采用非正交结构网格拟合复杂几何形状边界，可实现局部细化；在非正交网格上直接离散直角坐标系下的控制方程，避免了采用适体坐标系带来的复杂坐标转换问题。采用SIMPLE算法耦合求解压力场和速度场，推导了非正交网格上的压力修正方程。开发了铝型材非稳态挤压有限体积法数值模拟程序AE-FVM，并对典型薄壁铝型材挤压过程进行了模拟和模具优化，通过将模拟结果与基于有限体积法的模拟软件MSC/SuperForge的结果进行比较，验证了所建立的数学模型的正确性。
从滚动阻力的发生机理出发，建立了一套完整的轮胎滚动阻力分析系统。采用该系统对子午线轮胎的滚动阻力及滚动阻力系数进行建模分析与试验对比，通过轮胎组合工况的仿真计算，分析了载荷、充气压力、稳态速度等对轮胎滚动阻力及滚动阻力系数的影响情况。仿真数据和试验数据的比较表明，在实际的轮胎操作条件范围内该分析方法是可靠的。
