非球面接触式测量过程中，采用空气静压轴承的气浮式测头，可以减小测量探针对被测表面的压力和测头移动过程中所受的摩擦力。设计了一种非球面超精密气浮式测头，采用工程算法对其方形空气静压轴承进行了尺寸设计，建立了三种采用不同节流孔形式的轴承设计模型，同时分别对这三个轴承工作时内部的气流以及整个测头内部的气流建立了有限元模型，并采用Fluent流体计算软件对以上气流模型的气压分布、压强以及流量进行了仿真计算，预测了测头的静态性能。结果表明,测头刚度可达1.77MN/m,测头与被测表面之间的接触力可控制在0.1~7mN之间,所消耗空气流量最多为3.6m3/h，满足测头设计要求。
研究了高速高精度NURBS曲线插补算法，提出了一种基于量子框架软件总线结构的嵌入式数控系统，以NURBS曲线高速高精度插补器活动对象为例研究了活动对象构建方法。最后通过螺旋转子摆线段加工实验验证了所提出理论和算法的正确性。
为了定量评价磨粒在磨具表面的分布形态,采用静态磨刃密度Cs与磨粒分布均匀性CV两个评价指标来描述磨粒在磨具表面的分布信息。针对金刚石磨具的SEM图,对图片进行二值化处理及磨粒质点化，通过对质点的统计获得静态磨粒密度Cs,另一方面,采用泰森多边形法,获取各质点所占据的面积,利用γ分布的变异系数来评价磨粒的分布均匀性CV。利用所提出的两项指标，评价了同一磨具表面及不同磨粒排布磨具表面的磨粒分布形态，结果表明所提出的指标能较好地用于磨粒分布形态的评价。
云模型将概率论的随机性和模糊集合论的模糊性相融合,能很好地解决不确定性问题,基于此设计了一种二维液压弯辊云模型控制器，其控制策略不需要被控对象的数学模型，只需通过语言原子和云模型将人用语言定性表达的经验和逻辑判断转换到语言控制规则器中，就能实现板形实时在线控制。以某公司1220mm液压弯辊板形控制系统为仿真对象进行仿真实验，结果表明,该控制器简易、快速、控制性能良好、鲁棒性强，较常规模糊控制具有更好的控制品质。
为了使全液压矫直机的液压伺服系统控制更精确、系统更稳定,从工程实际出发,以阀芯控制电压为输入信号，液压缸位移为输出信号，建立了基于高频响非对称比例伺服阀控制非对称缸的数学模型，并且通过仿真分析和实验室应用,验证了该系统模型的正确性。
基于有关索的建模方法建立了覆冰四分裂导线连续体三维耦合的非线性动力学模型。充分考虑结构参数对系统各阶模态线性固有频率的影响,应用Mathematica程序进行数值模拟可得系统舞动轨迹图和时间历程曲线。根据动力系统稳定性判据可判别该系统属于垂直激发舞动模式,导线振动频率偏离于该阶模态线性固有频率，表明非线性因素使振幅对频率产生了影响。通过与有限元结果进行比较发现,连续体模型能很好地反应系统的结构和振动特性。
为了保护光电吊舱的内部光学载荷,减小振动对机载光电吊舱成像质量和稳定精度的影响,设计了一种用于载荷内框架安装的橡胶减振器。依据橡胶减振原理,对橡胶减振器进行了形状设计和参数计算。所设计的超薄型橡胶减振器，安装后仅使吊舱内部光学载荷相对内框架距离比安装前增大1mm。试验结果表明:振动强度测试值(加速度均方根值)明显减小,垂直方向由23.1g降至10.0g,水平方向由11.4g降至4.8g,有效地减小了振动对光学载荷的影响。光电吊舱在实际挂飞时,成像质量良好,跟踪精度满足技术指标要求。
为了能在工业机器人运动过程中快速准确地估算出末端执行器的位姿,提出了一种基于unscented卡尔曼滤波器（UKF）的末端执行器位姿实时估算方法,并将该方法应用于以激光跟踪仪作为反馈系统的工业机器人中。首先,在工业机器人运动过程中实时获取各个关节运动参数，并结合工业机器人的结构参数计算末端执行器的位姿初值，然后借助于激光跟踪仪实时跟踪测量固定在机器人末端执行器上的一个测量点，运用UKF融合以上两类数据,估算出末端执行器的实时位姿。计算机仿真验证了该方法的有效性与实时性,同时表明该方法具有易于实现、计算速度快和精度高等优点。
鉴于传统方法在处理存在由部件选择性失效传播引起的共因失效的复杂可修系统可靠性与可用性评估问题时的缺陷，提出一种基于元胞自动机思想的蒙特卡洛模拟方法用以评估存在共因失效的复杂可修系统的可靠性。该方法首先将系统转化成二终端网络，然后基于问题的基本假设去模拟不同时刻下网络各边对应的状态值，利用元胞自动机并行搜索的优势判断每次模拟过程中不同时刻下网络的连通性,从而推导出计算系统可靠性、瞬时可用性、区间可用性、系统平均维修时间以及系统单位时间平均维修次数的具体算法。最后,通过算例对算法进行了说明。
对偏心圆节曲线非圆齿轮传动和椭圆节曲线非圆齿轮传动的关键设计参数偏心率e和离心率ε分别进行了分析。在椭圆曲线的基础上，通过改变极坐标极点，得到了一种新型的封闭曲线——类圆曲线,它可以看作是更广义的椭圆曲线或偏心圆曲线。针对一般意义的椭圆曲线和偏心圆曲线只是类圆曲线的两种特殊类型的情况，在类圆曲线的数学表达式中，引入了两个关键设计参数偏心率e和离心率ε,建立了具有不同性质的非圆齿轮节圆曲线方程。研究发现,偏心率e可以确定类圆曲线的最小和最大向径，离心率ε可以确定类圆曲线的形状。类圆曲线非圆齿轮传动具有与偏心圆齿轮和椭圆齿轮类似的传动特点，同时在设计上比偏心圆齿轮和椭圆齿轮更加灵活、方便。
介绍了谐波分析法的原理,阐述了谐波分析法在汽车轮毂跳动量检测及分类判定中的应用。通过傅里叶变换，计算出了谐波的幅值和初始相位,使相位按照特定的步长从0°变化到360°,画出了谐波波形。通过傅里叶变换将离散的数据分解成周期性的谐波数据，增强了采用谐波分析法检测轮毂质量的直观性。
为检测内裂纹，建立了一套基于脉冲激光激发、电磁超声探头接收的非接触型超声检测系统。为避免在试件表面产生烧蚀损伤,采用热弹性模式激发超声,采用EMAT探头接收信号。利用出平面EMAT探头和内平面EMAT探头,分别研究了横波与纵波在半圆铝制试块的传播情况。最后,结合阴影法,使用该试验系统测量了试件背面的裂纹，检测得到的裂纹深度与实际深度非常接近。证明在热弹性模式下，激光激发、EMAT探头接收信号的方法对于内裂纹的检测是可行的。
针对传感器信号不确定会产生冲突证据的问题,提出了一种基于改进证据理论的多传感器信息融合故障诊断方法。提出了基于遗传神经网络的原始证据生成方法，利用遗传算法优化神经网络参数，提高网络训练速度;定义了向量空间和方向相似度，利用分类准则函数区分冲突证据和相似证据，通过可信度修正冲突证据，降低了因不确定性产生的冲突对合成结果的影响。通过齿轮泵故障实验验证了改进方法的有效性,改进方法的诊断正确率明显高于单一传感器的诊断正确率，并通过设置适当的阈值提高了方法的灵活性和适用性。
针对风电机组运行工况复杂多变,难以实现故障特征提取和预警指标量化的特点,提出基于k邻近度异常检测技术的风电机组故障预警方法:首先利用阶比重采样技术将时域非平稳信号转换为角域的平稳或准平稳信号;其次构建出新量纲一幅域特征值,提取阶比重采样角域信号早期故障特征;最后将振动角域序列映射成多维特征向量，通过基于k邻近度的异常点检测技术挖掘机组潜在异常信息,实现机组的早期故障预警。试验仿真验证了该方法的有效性。
针对滚动轴承故障振动信号的非平稳特征和故障征兆的模糊性，提出了基于拉普拉斯分值和模糊C均值（FCM）聚类的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先在时域和频域对滚动轴承振动信号进行特征提取，组成初始特征向量;然后利用拉普拉斯分值进行特征选择，形成故障特征向量;最后以FCM聚类为故障分类器，实现滚动轴承不同故障类型的识别。应用实例和对比实验表明，该方法能有效提取滚动轴承振动信号特征，诊断滚动轴承故障。
鉴于大型直缝焊管的几何特殊性,多采用压力矫直的方式修正其直线度。受材料批次、热处理、变形情况等因素的影响,焊管的性能参数会有较大波动，准确地识别出管件的材料性能参数是提高矫直精度的一个重要条件。采用有限元方法验证了相同截面形状、相同材质的小曲率曲管在压力矫直过程与直管三点弯曲过程的等价关系;依据直管三点弯曲过程的理论模型建立了在线识别材料性能参数的识别系统,只需输入管件的几何参数、矫直模具参数、载荷-行程实验数据，即可获取管件的真实材料性能参数。大型管件的有限元仿真结果和小尺寸管坯的试验结果均验证了识别系统的可行性、可靠性。
针对液压系统清洁度对整个系统故障影响缺乏量化分析方法和工具，液压系统故障及故障源的多样性问题，借鉴信息论的熵权法，对液压系统的清洁度和故障进行了分析。提出“清洁度熵”的概念，分析了清洁度对液压系统故障的影响，建立了液压系统故障源的特性判断矩阵，将液压系统非损坏性故障追溯到各零件、油液等的清洁度，建立了清洁度熵的数学模型，并运用专家打分法对各清洁度熵综合权重进行了评价与排序，提取影响系统性能的关键故障源。结合实例进行了清洁度熵的计算，利用软件仿真法验证了清洁度熵计算过程，然后对故障源进行排序，得到了关键故障源。该方法弥补了传统的液压系统故障分析方法缺乏定量分析的缺点，使得液压系统故障原因的确定更为直接、准确。
针对惯量负载下旋转型行波超声电机的瞬态特性及变化规律，建立了描述超声电机响应特性的动力学模型,从动力传递机理的角度分析了超声电机的转速阶跃响应特性。通过试验分析评估了阶跃幅值和惯量负载的变化对阶跃响应时间的影响，给出了带惯量负载下旋转型行波超声电机阶跃响应的瞬态特性，验证了旋转型行波超声电机在给定环境下应用的瞬态响应能力。
为了提高发动机故障分类的准确率和成功率，提出了基于角域信号特征统计量的发动机故障分类方法。包括：利用编码器进行发动机振动信号的等角度采样;采用小波包分析和相关系数法获取发动机角域信号的特征阶次;选取特征阶次信号的能量比、标准差比、谱能量比及谱均值比4组参数作为角域信号特征统计量来提取发动机故障特征;采用支持向量机法对发动机故障进行分类。连杆轴承配合间隙故障的台架试验结果证明:相比于传统的分类方法,该方法明显提高了发动机故障分类的准确率。
针对FCM聚类法对初始聚类中心比较敏感、迭代容易陷入局部极值、难以取得最优聚类的问题，提出了一种改进的FCM方法,即利用SOM网络对主成分数据进行聚类,将得到的权值作为FCM聚类的初始聚类中心,从而使聚类结果更加接近最优聚类。将改进的FCM聚类方法应用于合肥市道路行驶工况的构建中,理论分析及试验结果表明，该方法有效地提高了聚类精度,构建的行驶工况与实际道路的交通状况吻合很好。
针对逆向供应链成员企业库存容量有限的问题,构建了由制造商和回收商构成的二级逆向供应链模型。综合考虑制造商再制造率、回收商努力程度和政府奖惩补贴等因素,分别讨论了Stackelberg博弈和集中式决策下双方的决策行为,其中Stackelberg博弈考虑制造商和回收商分别租用第三方库存两种情况。通过算例分析了决策变量和第三方库存设施对逆向供应链各企业收益的影响。研究结果表明:在第三方库存条件一定时,集中式决策优于Stackelberg博弈;在分散式决策下,与回收商负责租用第三方库存相比,制造商租用第三方库存可使各方决策更优，并能使供应链整体效益更高。
利用有限元软件ABAQUS/Explicit(显式动态求解器)对球-平面接触条件下的滑动摩擦振动噪声进行了数值模拟分析。对比试验结果,探讨了摩擦噪声的发生机制,并分析了摩擦噪声发生时接触界面的运动特性。结果表明，摩擦噪声主要是由摩擦系统的自激振动引起的,法向振动与切向振动的耦合是系统产生自激振动和摩擦噪声的一个重要因素。当摩擦系统发生自激振动时，从面节点与主面的接触并不是连续不变的，两者在相对运动的过程中具有黏着-滑动-分离-黏着的特性。
以某厂直径150mm大棒材连轧机组为对象,将大规格连铸坯芯部疏松视为体积可压缩材料,利用刚塑性有限元方法,建立了非均质大棒材轧制过程三维热-力耦合非线性有限元模型,采用数值模拟方法研究了机架间张力对疏松缺陷致密压实的影响规律。结果表明，采用负张力轧制比自由轧制或微张力轧制能更有效地压实芯部疏松缺陷。从各道次孔型充满度和出口断面形状、轧制力能参数等方面探讨了实施负张力轧制工艺的可行性。
分析了曲轴NTR弯曲镦锻物理模拟系统与原型系统的几何相似性、运动学相似性与动力学相似性。根据相似定理，两系统几何条件与运动学条件可以实现精确相似,并能在相关性水平α=0.05的情况下实现动力学近似相似。基于此物理模拟系统，以42CrMo钢6G32曲轴为原型,采用铅轴坯进行NTR弯曲镦锻物理模拟试验,所得锻件出现了曲轴原型系统模锻工艺中容易产生的塌角与飞边现象,且主体结构尺寸与原型锻件设计尺寸之间符合系统几何相似常数，系统传感器记录的模具成形载荷数据与预期变化趋势吻合。
采用计算机仿真方法探讨了在现有Hybrid Ⅲ假人基础上通过较少的改变来开发符合中国人体特征的假人的可行性。根据比例缩放方法建立了整体符合中国50百分位人体的假人有限元模型。考虑到中美两国人体最大差异在于四肢,且躯干全部缩放后加工难度较大，故建立了以美国人体特征为基础仅缩放假人四肢和调整部分躯干部件的假人模型，同时，改变假人的材料参数得到了另外一个假人模型。对以上三个假人模型进行碰撞仿真,结果表明,改变假人的材料参数对其碰撞响应的影响很小,而缩放假人外形尺寸对其碰撞响应影响较大,且结果显示缩放假人四肢并调整部分躯干部件的假人与缩放全体段假人的动态响应基本吻合。因此，采用部分缩放的方法来开发中国假人是可行的。
针对目前电控汽油喷油器生产过程中存在材料性能不稳定、生产效率低、产品综合性能较差等问题，将金属注射成形技术引入到电控汽油喷油器的制造过程中,根据金属注射成形的技术特点及电控汽油喷油器性能要求,选择了铁基纳米晶软磁合金材料进行样品试制。通过仿真和试验手段对金属注射成形技术生产的样品和传统产品进行了综合性能对比分析,结果表明,采用金属注射成形技术生产的电控汽油喷油器在电磁性能、动态响应特性和动态流量特性等方面与传统工艺生产的样品相比具有较大的优势。
