针对目前我国很多企业消化吸收新技术和二次创新能力明显不足的状况, 提出一种基于功能本体的再创新设计策略.利用功能本体知识库,对产品结构进行功能匹配与功能组合,实现从已有产品结构到其功能的映射；在全面理解和消化吸收其原始功能模型基础上,通过对核心功能的泛化与具体化来分析同义或反义功能语义表述,从而得到合适的替代功能来实现功能变更, 并通过对原始功能的改进与替换来产生新的功能模型.在功能实现方法库中寻求新的功能实现方法,从而实现对产品的再创新设计.最后,用实例阐述了上述的再创新设计方法.

以设计出环境友好的产品为目标,将生态设计策略映射到AT&T环境影响评估矩阵的各项指标上,提出了一种产品生态设计方法.介绍了如何将此种方法应用于产品设计概念提出的过程中,并以手动式封杯机的设计为例,展示该方法应用在具体产品设计中的优点.该方法通过对环境影响评估矩阵的应用,使生态设计策略得到归类与细化,并能估算各条生态设计策略对不同产品的重要程度,从而更加有针对性地指导设计.

根据自顶向下的设计要求,提出基于映射技术的功能模型向装配模型的转换方法.通过信息实例化及规则表达,保证了映射技术的可行性.通过建立不同的实例库和Mapping表,较好实现了模型信息的转换.通过功能单元映射为装配单元,功能间约束映射为装配连接特征以及装配关系,实现了设计约束的自顶向下传递和功能设计与结构设计的集成.利用二叉树对模型交互进行装配序列化处理,保证了装配模型结构的完整性与可装配性.通过开发原型系统验证了该方法的可行性.

针对由一阶动态过程与ARIMA(0,1,1)噪声组成的系统,分析了异因对整个系统的影响,并给出一种带有质量特性约束的经济设计模型.该方法不仅从经济角度保证了整个生产过程成本的条件最小化,同时兼顾对产品质量特性的要求.研究结果为方差EWMA控制图的设计提供了一定的理论依据.

为了有效减少高校培养出来的工业设计人才与社会实际需求之间的错配现象,利用KJ法将能力需求类聚为9类,课程类聚为6个模块,采用层次分析法(AHP)求取各能力需求项的重要度,将其与调研得到的能力需求满意度一起作为基础信息输入质量屋.在进行课程模块的质量设计时,以质量屋的信息为基础,根据本校的经验和竞争对手的信息确定能力需求的目标满意度,以此建立目标规划模型求出各课程模块的目标值,进而得到工业设计专业的课程体系.由此,从根本上保证工业设计专业人才满足社会需求．

基于机械优化设计的思想,通过对冲压件前罩壳的分析,建立了符合要求的模型.运用Dynaform软件进行CAE分析.由于引入了CAE,冲压成形已从原来的对应力应变进行分析而逐步发展到采用有限元等进行工艺过程的模拟与分析,实现了冲压过程的优化设计.

麦弗逊悬架中,为了提高乘坐舒适性,减震器和车体之间采用橡胶钢零件作为弹性连接.为了更好地研究此橡胶连接件对汽车悬架垂向动态特性的影响,对其垂向动态特性进行实验研究.根据其在汽车中的实际使用情况,在MTS 810万能材料试验机上对其动态特性进行了测试.汽车在行驶过程中的频率范围多在1～12 Hz之间,因此将动态测试实验的频率范围设置在相同的频率范围内.在实验的基础上,基于双折线恢复力的迟滞回线模型,建立了橡胶连接件的动态数学模型,将其迟滞回线分解为一次弹性恢复力、三次弹性恢复力、线性阻尼力和双折线恢复力,并对建立的恢复力模型中的参数分批进行识别,提高了弱参数项的识别精度.通过与实验曲线对比,仿真得到的模型曲线与实际测试曲线吻合得较好,尤其对于阻尼力相对较小的系统,满足实际工程计算的要求,为研究橡胶对悬架动力学的影响奠定了良好的基础.

通过对渐开线弧齿锥齿轮研究,以齿廓啮合定律为出发点,提出一种与加工方法无关的弧齿锥齿轮的精确建模方法.以此理论为依据,开发了一种基于OpenGL图形内核,集几何设计﹑动态仿真和力学计算于一体的弧齿锥齿轮专用建模软件,通过便捷的参数输入,自动完成渐开线弧齿锥齿轮的三维实体造型.且在建模过程中直接利用方程建立球面渐开线,从而保证了齿形的准确性,为后续直齿锥齿轮的有限元力学计算提供了精确的模型.

根据单轴气浮台的结构及工作原理,通过对单轴气浮台核心部件静压气体轴承摩擦力矩和功率的分析,得出单轴气浮台的摩擦力矩和功率；在此基础上推导出单轴气浮台在不计外界空气阻尼条件下的低速自由转动规律,即单轴气浮台旋转的角速度及转速是一个随时间衰减的单指数函数；并通过运用Matlab曲线拟合工具箱将实验采集到的离散数据进行曲线拟合,结果表明：拟合曲线完全符合单轴气浮台低速自由转动规律.该规律对单轴气浮台的设计有一定的参考价值.

高压静电场是影响空气净化机净化杀菌效果的重要参量.为确定电场结构参数对空气净化机净化性能的影响,利用有限差分法,使用Matlab语言编写程序对高压电场的二维特性进行仿真分析,并研究了电晕半径、线板间距、线线间距因素对电场伏安特性的影响.最后通过实验验证了该有限差分程序仿真数据的有效性和正确性,为深入研究空气净化机杀菌机理和设计高性能的空气净化机提供重要参考价值.

总结了更改1个或2个相邻权因子对NURBS曲线形状影响的一般规律,及根据新NURBS曲线形状来确定权因子的计算公式.在对前人研究成果的深入分析下,笔者发现并证明了通过权因子来使三次NURBS曲线朝任意方向推拉的有关性质,并提出根据修改后的三次NURBS曲线特征点的变化来推算相应1个或2个相邻权因子的计算方法.在针对指向非控制点方向的三次NURBS曲线推拉中,采用直接搜索法得出新曲线相邻两权因子的比值后根据权因子计算公式确定权因子.最后通过实例分析证明了所提出的方法与计算公式与实际相符.

针对汽车电动助力转向试验平台,利用Matlab/Simulink和xPC 目标工具箱实现了对伺服电机的控制.通过组建低成本的双机型快速实时仿真系统,开发xPC目标工具箱下PCI-1720数据卡的驱动程序,连接试验电路,并对电动助力转向试验平台中的伺服电机进行加载实验,结果表明xPC控制的伺服电机能够随着转角变化而加载相应变化的转矩,达到了通过双机型实时控制伺服电机加载的目的.通过开发xPC的驱动程序扩展了xPC工具箱的应用范围,增强了Matlab与硬件通信的能力.

针对当前探地雷达中双天线存在严重耦合影响了信号检测的问题,开发了一种高速的开关系统.通过ADS电路仿真和参数优化,利用PIN管芯制作了一种串/并联结构的宽带高隔离度微带单刀双掷开关,设计了开关的电源电路和驱动电路.经过实验测量表明该开关系统达到了技术指标要求,能满足探地雷达的要求.

提出推进液压系统的同步控制策略,对区间的液压缸采用PID控制,仿真结果表明,PID控制能够满足区间控制的精度要求.针对现有的盾构推进系统分区控制区内液压缸压力同步的情况进行了仿真分析,提出流量同步的协调控制方法,仿真结果表明,流量同步控制可以把同步误差控制在3 mm内.最后对压力同步和流量同步的优劣性进行了比较,结果表明：压力同步在缓变负载下能保持优良特性,但对突变负载而言,其同步性受到很大的影响；流量同步对突变负载能够保持优良的特性,但有一定的能量损耗.

加工坐标系和涡旋体旋转坐标系偏差会引起较大的侧面啮合间隙,加工坐标系的在线调整能提高涡旋体加工精度.基于极坐标系开发了涡旋体侧面轮廓快速测量系统，可调对齐平台能精确确定测量坐标系原点.分析并去除了测量系统误差,通过涡旋体径向误差三维粒子群寻优计算,得到加工坐标系和涡旋体旋转坐标系的坐标偏差和旋转角度偏差.新的测量系统获得了同三坐标测量机(CMM)相同的测量结果，同时测量时间从20 min缩短为180 s,测量环境和测量时间能满足涡旋体在线加工补偿的要求.

在激光光谱分析中静态干涉法比传统机械扫描的稳定性好、实时性高,因此设计了一种基于静态傅里叶干涉具空间扫描型光谱分析算法,并在Visual Studio平台下采用C#编写了光谱分析软件.实验采用532，660，780，850，980 nm的多种激光器,经斜楔角度0.1°的静态傅里叶干涉具,得到干涉条纹,由CameraLink公司的M2CL型线阵CCD探测器采集干涉条纹,经光谱分析算法得到光谱信息.通过将本算法得到的光谱数据与采用Q8344A型光谱仪经Labview分析得到的光谱数据作对比,计算得到相似度大于95%,并给出误差及灵敏度分析.