综述了工程结构振动疲劳问题.首先从工程中存在的结构振动疲劳现象出发,论述了开展结构振动疲劳研究的重大意义,并对结构振动疲劳的定义及特点进行了详细的阐述；而后从结构振动疲劳寿命分析和结构疲劳损伤的振动诊断两方面回顾了结构振动疲劳研究的国内外现状,同时介绍了有关结构振动疲劳耦合分析的研究进展；最后讨论了目前研究存在的一些问题及今后的研究方向．

为了研制可主动运动控制的仿生机器尾鳍,以鲫鱼的尾鳍为研究对象,利用仿生学研究结果以及形状记忆合金材料的特点,设计形状记忆合金驱动的仿生鲫鱼尾鳍结构,实现尾鳍的主动运动控制.介绍了仿生尾鳍及其驱动器的机械结构和控制方法,详细分析了核心部件形状记忆合金鳍条的根部变形曲率和摆动幅度之间的关系.最后由实验给出了形状记忆合金鳍条厚度与最大输出力及摆动幅度之间的关系,同时给出加热电流占空比对鳍条最大摆幅和最高频率的影响规律.由实验结果可知：最大输出力随着SMA薄板的厚度增加而迅速增大,它们之间呈现非线性关系；鳍条厚度和摆动幅度之间呈线性反比关系,摆动幅度随着厚度的增加线性减小；随着驱动加热电流的增加,鳍条的响应频率显著加快；不同加热电流占空比下鳍条所能达到的最大摆幅显著不同．

针对导弹折叠展开机构工作可靠性计算精度较差的问题，应用力矩状态函数和功状态函数相结合的可靠性分析方法，以导弹翼面上的力矩和功作为可靠性特征变量，建立导弹折叠展开机构工作可靠性计算模型，提出了机构可靠性的Monte Carlo模拟计算方法，并对某型导弹的翼面折叠展开机构工作可靠性进行了分析计算，所得可靠度比仅仅基于力矩的计算结果提高24.34%，比仅仅基于功的计算结果提高11.74%．计算结果表明，采用所提出的方法计算得到的机构可靠度，与仅仅基于力矩或功的计算结果相比较，更接近于工程实际．

为了抑制连续体结构拓扑优化结果中的棋盘格和灰度单元问题,借鉴粒子群优化算法中粒子状态的更新方法,提出一种改进的敏度更新技术.以结构的柔度最小为优化目标,构建了基于固体各项同性微惩罚结构的结构拓扑优化模型,根据结构的力学响应分析,采用优化准则法进行设计变量更新,进行载荷作用下二维连续体结构的拓扑优化设计,得到了材料在设计域内的最优分布.通过与已有敏度过滤技术的对比分析,验证了文中方法的正确性和有效性．

针对滑行刨煤机能耗和载荷波动问题,讨论了随机参数服从非正态分布滑行刨煤机刨头的多目标可靠性优化,在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法,计算刨头多目标的可靠性,并采用遗传算法NSGA\-Ⅱ算子进行模拟可靠性运算.研究结果表明：该方法计算得到的刨煤机刨头的载荷波动和比能耗显著降低,提高了刨煤机的工作可靠性,优化了刨头的结构参数．

方程式赛车转向沉重是一个需要解决的问题.在考虑轮胎非线性侧偏特性的基础上,根据双横臂悬架主销内倾角的计算公式,确定了转向回正时残余横摆角速度与主销定位角度的数学关系.在此基础上对赛车的主销内倾角进行了优化.并利用多体动力学仿真软件ADAMS建立了赛车的虚拟样机模型,优化后的赛车多体动力学仿真结果表明,在保证赛车转向回正性能的前提下,赛车的转向轻便性得到了提高,为赛车主销定位角度的设计提供了指导．

离散磁道式磁盘在与磁头瞬态接触过程中极易损坏.为改善离散磁道式磁盘的瞬态接触状况,采用有限元仿真方法,建立了平整化前后离散磁道式磁盘与磁头的瞬态接触模型,分析了平整化前后离散磁道式磁盘接触应力分布特点,研究了磁头冲击速度、径向速度、磁盘表面摩擦系数等接触条件及平整化对离散磁道式磁盘最大等效塑性应变、塑性应变总体积的影响.结果表明：磁头冲击速度、寻道速度增大均可导致磁盘最大等效塑性应变、塑性应变总体积增大；摩擦系数增大可增大磁道最大等效塑性应变、减小塑性应变总体积；在接触初期,平整化离散磁道式磁盘可以减小磁道最大接触应力,缓解应力集中现象；在接触全过程中,平整化离散磁道式磁盘可以减小磁道最大等效塑性应变及塑性应变总体积；平整化所用2种弹性模量等力学特性不同的填充材料,即磁道材料与类金刚石碳,对于磁道接触状况的改善作用区别较小.以上结论可为降低离散磁道式磁盘的破坏程度提供理论指导．

为了研究截齿布置对纵轴式截割头破岩载荷规律的影响,在建立截割头破岩载荷数学模型的基础上,对3个不同截齿布置参数的截割头破岩载荷进行了仿真,得到了载荷波动曲线及其相关统计量.仿真结果表明载荷存在2个频率的波动：低频波动由螺旋线头数及其包角决定,波动频率等于螺旋线头数与截割头转频的乘积；较高频率的波动由截齿的不连续性引起,波动频率以截割头转频为基频,其大小与截齿周向间隔角有关；同等条件下,随着截齿周向间隔角θ_i的增加,载荷R_a，R_b，R_c，M_c的峰值和平均值依次增加,但其均方差和波动性系数依次减小.根据仿真结果总结出载荷波动频率的理论计算公式,这对纵轴式截割头的设计研究具有重要的理论指导意义．

研究机构创新设计中运动链同构判定问题. 依据图论和机构拓扑学原理,提出子块、平方和度、子块关联度等概念；利用拓扑图顶点间连接关系,构造顶点分类集合；提出一种将所有顶点一一划分并两两映射的算法,实现同构识别. 实验结果证明该算法比现有算法效率高. 将算法设计基础理论应用于机构拓扑学,为该领域研究提供新思路

矢量图形应用非常广泛，但是缺少可动态扩展图元库的矢量图形编辑组件，如何设计可重用矢量图形组件已成为提高设计效率、改进设计质量的重要课题之一．通过对图形编辑组件需求的分析，利用Java平台和反射机制构建矢量图形的方法，包括复合图元创建，图元的显示和保存，图元的缩放和拖拽，漫游和鹰眼等关键技术，规范了设计思想和设计架构．设计出矢量图形编辑组件，可以通过已有图元的组合和派生，达到可扩展、可编辑的效果．

为了提高并联机器人的轨迹跟踪控制精度,以平面二自由度并联机器人为研究对象,构建了一种可拓自适应控制器用于其控制系统中.利用自适应控制器善于处理不变和慢时变问题,可拓控制器善于处理时变和突变问题,将2种控制器的优点结合起来,设计了一种新型的可拓自适应控制器.仿真结果表明,可拓自适应控制器能较大地提高并联机器人关节位置精度和末端执行器的轨迹精度,能够满足机器人的控制要求.研究所得的方法和结论具有较强的通用性,对并联机器人的控制具有普遍的应用意义．

吸运风机是农业现代化生产机械联合收割机的重要组成设备.针对目前吸运风机经常出现的故障,收集了吸运风机故障征兆和其对应的故障类型.将故障样本数据和模糊神经网络相结合,并根据BP神经网络确定网络的输入和输出向量,对风机进行故障诊断,诊断结果与实际情况比较吻合.运用MATLAB实现神经网络故障诊断仿真,仿真结果表明诊断误差较小,输出向量与实际故障矩阵结果接近.

针对飞轮系统在高转速时功耗大的问题,设计了基于超导磁悬浮轴承的微飞轮系统样机,研究了超导磁悬浮轴承对飞轮系统功耗的影响.微飞轮系统采用超导磁悬浮轴承作为支撑机构,以平面直流无刷电机作为驱动装置,在保证超导轴承场冷高度和电机间隙的条件下设计真空系统,通过搭建飞轮能耗实验平台,对超导磁悬浮飞轮系统的功耗进行分析,并通过测试不同场冷高度下的飞轮系统降速曲线,研究场冷高度对超导磁悬浮轴承的摩擦损耗影响.实验结果表明,在同样功耗下飞轮转子的最高转速可达到33 000 r/min,在15 000 r/min时超导磁悬浮轴承的功耗仅为机械飞轮系统功耗的1/7,并可以通过增加场冷高度进一步减少系统功耗.超导磁悬浮技术可以满足飞轮系统高转速、低功耗的要求．

压力容器上使用快开门装置越来越普遍,如何使压力容器快开门关闭和压紧后,能自动锁紧且安全可靠,一直是一项技术难题.提出一种新的纯机械控制压力容器快开门安全锁紧装置,由压紧钩、连杆、摇杆、机架及锁紧气缸组成,其中压紧钩、连杆、摇杆和机架构成了四杆机构.在容器门盖快速关闭和压紧后,利用四杆机构中的连杆和摇杆“死点”位置来锁紧,“死点”位置再由锁紧气缸锁定.该装置是借助压紧时本身的能源来实现锁紧的,压紧钩与压紧块既可压紧又能锁紧,不仅结构简单、操作方便,而且锁紧性能稳定、可靠.

TRIZ(发明问题解决理论)的发明原理数据库可以为设计人员提供设计案例进行结构的类比创新.钢丝绳电动葫芦导绳器发生损坏以后,其原有弧形压板更换时安装拆卸麻烦.针对这一问题,利用TRIZ中的冲突分析解决方法对其进行详细分析,并利用基于TRIZ构建的软件系统获得相应的发明原理.根据所得到的发明原理对钢丝绳电动葫芦导绳器进行改进设计,所提出设计方案一方面可提高钢丝绳电动葫芦的性能,为钢丝绳电动葫芦的使用带来社会效益，也可以进一步补充TRIZ发明原理案例数据库,给其他应用该系统中发明原理的设计者以启发．

利用进化树可以进行产品预测,并作出专利规避.进化树的画法是以物体的分割路线为主线,找出其中需要改进的阶段,进一步寻找可用的进化路线,最终形成进化树,从而在进化树中找出解决问题的方案.在立式滚筒洗衣机柔顺剂供给装置的改进创新中,利用进化树,根据系统组件裁剪进化路线和物体的几何进化路线的提示,找到了新的解决方案,对原来的四槽供给装置改进为单个三角棱柱供给装置,有效规避了现有的专利.