在整体叶盘的电解加工中,叶间区域易发生加工意外。通过有限元流场分析发现该区域存在过流面积突变。为了改善该区域流场,设计了一种消除过流面积突变的移动密封阴极结构。改进流场的有限元分析结果表明,移动密封阴极结构显著提升了电解液流场的稳定性。移动密封阴极的电解加工试验结果表明,新型阴极显著提升了加工稳定性，试验件具有较好的加工重复性与表面质量。
为研究振动筛驱动输入变化对机构输出特性的影响,对一、二、三自由度的三种三维并联振动筛的输出特性进行了分析。首先对三种振动筛主机构的筛面运动输出曲线进行了分析；然后采用离散元应用软件EDEM,对一、三自由度的两种振动筛进行了谷物透筛仿真;最后在一自由度并联振动筛样机上进行了谷物筛分试验。结果表明,一自由度三维并联振动筛可实现谷物的高效三维筛分，且结构简单、工作可靠、能耗低、易操作。
提出了一种基于磁场作用来实现磨粒规则排布的砂轮制备方法,设计了金刚石微粉砂轮成形装置,并对其磁路及环形磁场分布进行了仿真。观察了环形磁场的分布状况,制作了磁控砂轮,并用制作的磁控砂轮磨削了碳化钨试件。试件表面粗糙度Ra达到了29nm,与非磁控砂轮相比，表面质量得到了明显提高。
为了提高机械故障诊断的准确性与可靠性，引入了诊断维护知识的语义表示方法。通过对设备结构信息、维护经验知识以及诊断行为过程进行建模，建立了本体驱动的故障诊断推理模型。提出了设备运行状态与故障征兆之间的本体映射算法，并根据征兆空间到故障案例空间的映射关系进行实例匹配，完成了静态维护知识与动态诊断过程的统一，从而实现自动化、智能化的故障诊断与维护决策。将所建立的本体驱动的故障诊断推理模型应用于某转子故障诊断，得到了准确、实时的诊断结果。
提出了一类Stoney延伸公式来表征多层MEMS膜结构的曲率和其各层膜内沿厚度任意分布的残余应力之间的关系。推导出三层结构下的Stoney延伸公式,并利用它解决了残余应力沿厚度方向梯度分布的三层悬臂梁结构的变形问题。制造了一个Si3N4/p+Si/Si三层悬臂梁微结构,并测得其弯曲曲率,在p+硅层残余应力梯度分布和均匀分布两种情况下分别对该结构进行了仿真和解析计算。结果表明：所提出的Stoney延伸公式能比较准确地表征多层膜结构的弹性变形和其各层膜内任意分布的残余应力之间的关系；用平均残余应力代替实际的梯度残余应力，会对结构变形的预测带来更大的误差。
以综合能耗为优化目标研究了悬浮式物料输送系统的设计参数，搭建了智能实验平台，采集了不同长度下悬浮式物料输送系统的气室压力和供气流量，得出了气室压力和载荷一定时，供气流量与输送带长度的关系。完成了不同气孔排列方式下实验数据的采集，并提出了悬浮式物料输送系统的综合能耗模型。基于系统综合能耗对设计参数进行了优化，得到了满载条件下的最佳运行状态和最优工作点,提出了任意长度悬浮式物料输送系统的风机选型指导意见。
基于时间序列模型、线性变换方法和Johnson转换系统，研究粗糙表面的重构方法。为减少数据储存空间的需求和收敛性要求，采用非线性共轭梯度法（NCGM）求解自相关矩阵，得到高斯型表面及非高斯型表面的数值模拟方法。对不同相关长度及高度分布的高斯型、非高斯型粗糙表面进行数值模拟，并与实际测量结果进行对比。结果表明，所提出的基于NCGM的粗糙表面数值模拟方法能有效地模拟满足高度分布函数与自相关函数的实际加工表面。
高精度的滚刀铲磨是提高滚刀精度的重要保证,滚刀重磨是延长滚刀寿命的重要措施。传统滚刀铲磨以滚刀前刀面刃形为基准刃形,重磨误差随重磨角度的增大而增大,基于此,提出一种滚刀径向铲磨优化方法。以某一重磨角度下的理论刃形为基准刃形来优化铲磨砂轮截形,在滚刀重磨误差允许范围内,使重磨误差随重磨角度的增大先减小后增大,延长了滚刀使用寿命。对一种单头直槽零前角右旋双圆弧齿轮滚刀进行了滚刀径向铲磨优化实例计算，结果表明该方法可行、有效。
为了减缓或消除单反馈回路的余度舵机上的力纷争现象，并同时改善系统响应速度，在对飞机副翼舵面的结构进行分析的基础上，对系统的机械传动部分、板阀、作动筒、管路、转轴等进行建模仿真分析，得到了系统的带宽频率及由于舵机内部的不对称性所导致的系统纷争力大小。进一步研究了系统的输入比、板阀死区大小、板阀开口面积梯度对系统纷争力大小及系统响应速度的影响。仿真结果表明，将控制反馈回路的板阀死区设置得较小,有利于系统纷争力的减小；增大系统输入比可大幅度减小系统纷争力并提高带宽；减小板阀死区或增大开口面积梯度可提高系统带宽但并不影响纷争力的大小。因此合理设置两板阀死区，提高输入比、减小板阀死区或增大板阀开口面积梯度均可改善系统的动静态性能。在以上结构参数无法更改的情况下，提出了设置可变节流孔的方法减小系统纷争力，仿真结果证实了该方法的有效性。
以大型冲压线中机器人的运动性能与相邻机器人的最小距离为评价指标,提出了面向大型机器人冲压线动作方案的评价指标——利用率和重叠率。利用“时间等分动作匹配”法对一条大型机器人冲压线进行了动作方案设计，并利用所提出的评价指标对动作方案进行了评价。结合所设计的动作方案对该生产线进行运动仿真，以验证评价指标的正确性和简便性。
为提高测量仪器的定位精度,采用一维自校准方法来分离仪器的系统误差。该方法利用一个精度小于或等于待校准仪器精度的辅助测量标尺，通过平移得到每个标记点在多个不同位姿时的测量数据。最后，利用自校准算法分离出仪器的系统误差，从而实现一维定位精度的自校准。仿真结果表明：无论是否有随机测量噪声，该算法都能有效地分离出仪器的系统误差。实验研究证实了该算法的有效性。
针对制造车间多瓶颈预测问题,提出一种基于两种瓶颈度的多瓶颈动态预测方法,以在合理认定瓶颈责任的前提下实现系统多瓶颈的连续准确预测。首先，建立综合瓶颈度和独立瓶颈度的概念模型，并以时间、质量和成本为参数，构建其数学模型；然后，构建包含多瓶颈双层预测机制、瓶颈多态性分析和瓶颈指数迭代预测模型的多瓶颈动态预测方法；最后，将多瓶颈动态预测方法、单瓶颈度法和PBM法运用至某汽车产品总装线，以验证该方法有效性。
为评估制造服务协同中制造服务单元划分的合理性,提出了基于信息熵的制造服务单元建模与定量评估方法。阐述了制造服务协同过程,提出了制造服务单元模型。基于Shannon信息论,结合制造服务单元信息容量和制造特征标识码的相关性，建立了制造服务单元评估的定量方法。实例证明，该方法可有效地减少制造服务链的信息冗余，优化制造服务协同过程。
采用谱元法计算分析了复杂刚架结构的动力学响应特性，建立了直杆和Timoshenko梁的局部动力刚度阵，并组装得到了整体刚架结构的动力刚度阵。计算了刚架结构的频响曲线，并与有限元法得到的结果进行了比较，获得了刚架的固有频率和冲击载荷作用下的频域曲线。研究结果表明，谱元法可有效且准确地分析刚架结构的动力学响应特性，尤其适合中高频动态响应特性分析，与有限元方法相比，其精度高且用时短。
随着微纳米测量系统中测头微探球尺寸的不断减小和测量不确定度要求的不断提高，测力所引起的力变形误差对测量系统不确定度有着不可忽略的影响。根据Hertz理论，构建了微探球与工件接触时的接触模型、微探球与试样力变形模型，给出了最大允许测力估计方法和力变形计算方法。以现有的3种微纳米三坐标测量机微探球为参考，分别估计了允许最大测力及引起的力变形。结果表明，对于纳米量级测量不确定要求，接触式测量中微探球的受力变形误差是不可忽略的。
针对磁悬浮隔振器动态电磁力模型存在非线性及磁滞且很难建立其精确模型的问题,提出了基于BP算法、改进遗传（MGA）算法的混合算法的BP神经网络的模型辨识方法，建立了磁悬浮隔振器动态电磁力气隙电流关系的模型。结果表明，基于混合训练算法辨识得到的模型具有更高的精度，能够满足磁悬浮隔振器动态电磁力模型辨识需求。最后，搭建了磁悬浮隔振实验平台，建立控制模型,并验证了辨识模型的有效性。
工程实践中常常需要对结构上相同、几何上彼此有一定偏差的批量复杂结构毛坯逐件进行CAD模型逆向重建，这样重复的操作会浪费大量的人力,制约生产周期。针对此类问题，提出了一种基于结构特征模板和逆向设计表的快速逆向建模方法。该方法首先根据毛坯结构的特点制定结构特征模板、创建基于开放式知识表示的逆向设计表，然后通过读取模板中的元素和设计表中的操作步骤信息自动地依次进行点云测量数据的自动分割、不同曲面类型的逆向重建、各重建曲面特征之间后处理等操作。在算法和理论研究的基础上开发了相关程序，实例验证表明，该方法达到了快速逆向建模的目的。
为优化双刀并行车削中的切削参数,降低加工成本,提出了结合蚁群算法和子问题枚举算法的切削参数优化算法。以最小化加工成本为目标函数,以粗精车削两阶段的切削参数为决策变量,建立了双刀并行车削的切削参数优化模型;根据车削加工的特点,将参数优化问题分解成若干个子问题，并推导出相应的加工成本理论下限，从而有效降低问题的复杂度。模拟结果表明，该算法运算效率高，能快速找到优化的车削参数，从而节约加工成本。
位移与压力之间的稳定快速切换直接影响自动化设备的运动速度与定位精度。针对传统直接力/位切换的不足，提出了一种基于速度阻尼思想的位移与压力切换控制方法。该方法通过改变速度环的参数来改变阻尼参数，实现了位置/压力控制的平稳切换。更重要的是，压力加载过程中,该控制具有明显的振动抑制作用。试验结果表明，与直接力/位切换方法相比,采用速度阻尼方法的控制系统更精确与快速，压力加载阶段力的波动接近±0.3N。
针对结构特性参数识别问题,提出了一种基于Galerkin映射减基法的参数反求方法。采用该方法对结构进行有限元建模,在观测点位置通过对向量子空间的夹角进行评判，构造出非奇异的观测点基矩阵及相应的整体基矩阵。通过使向量离散L2范数最小化途径构建结构参数的减基识别模型,进而利用信赖域优化技术求解得出问题的结构参数。算例表明，该方法在反求精度和总体计算效率方面优于传统方法。
在微观层面建立铝材料正方体纳米原子模型，采用结合修正莫斯势能的分子静力学理论和算法,对其进行仿真求解，对形体热变形机理给予了科学的论证，并给出宏观热变形实验结果。微观分析与宏观实验从机理理论和实验两个层面论证了机械形体热变形非相似性特征的客观存在，弥补了机械形体热变形非相似性特征长期局限于实验验证的缺陷,完善了机械形体热变形理论基础。同时，将分子静力学理论引入对热膨胀机理的研究中，拓展了热变形理论研究思路。
针对12mm厚的SUS 304不锈钢板的大功率光纤激光焊接过程中,焊缝表面容易出现塌陷的问题,利用高速相机及“三明治”焊接方法拍摄了熔池的流动状况。讨论了焊接位置和焊接速度以及底部驼峰的形成对表面塌陷的影响,研究了塌陷产生的原因。结果表明:从水平焊接位置到竖直焊接位置的过程中,表面塌陷平均深度逐步减小。焊接速度越小,小孔前沿孔壁上“凸台”越大，表面塌陷越严重。底部驼峰的形成，导致熔池熔融金属不足，形成表面塌陷。
利用数值模拟法对缩尺AP1000空槽定子铁芯与定子屏蔽构件的装配过程进行了研究。首先提出了5种不同内压加载路径的装配过程，通过分析成形能力确定了较为合适的加载路径；接着在此加载路径基础上分析了成形能力与内压力关系随初始间隙变化的规律；最后分析了不同摩擦因数对装配过程的影响。研究表明:数值模拟法有助于装配方案的确定以及装配效果的预测；装配中存在一定的摩擦可获得到较好的装配效果。
传统轮式工程机械使用机械差速器来完成差速，而轮边电力驱动系统的差速功能主要通过电子差速控制技术来实现。分析了常用的电子差速控制策略，提出了基于弱磁控制算法的自适应电子差速技术，搭建了轮边电力驱动装载机模型，并对转弯工况和不同滚动半径直行工况进行了仿真研究，进行了轮边电力驱动装载机的空载转向和重载转向试验。研究表明，采用弱磁控制算法的左右电动轮能够自适应差速，实现平稳转向。
为改善汽车的平顺性和操纵稳定性，建立了包含主动悬架与主动横向稳定杆的整车动力学模型，并根据主动悬架与主动横向稳定杆两个系统间的耦合关系，分别设计了主动悬架与主动横向稳定杆的子控制器，将PID与线性控制相结合，设计了PID集成控制策略。在MATLAB/Simulink中对汽车的转向工况进行了仿真。仿真结果表明,PID集成控制策略有效,可提高车辆的操纵稳定性和平顺性。
提出一种基于改进的预瞄跟随驾驶员模型的电动汽车智能转向控制策略。借鉴驾驶员预瞄跟随模型提出转向控制方法，并对预瞄跟随算法进行改进，提出一种新的预瞄点搜索算法，确保预瞄点落在预期路径上，避免由于路径转弯曲率过大导致电动汽车脱离路径。结合考虑稳态响应的影响，提高转向控制策略精度。利用多领域建模软件Dymola,结合电动汽车动力模型、路径模型，对该转向控制策略进行仿真。仿真结果表明应用该策略的电动汽车具有良好的路径目标跟随精度。
