为解决大型工程机械设备的定制设计，满足客户的产品个性化需求，在分析产品定制技术的源流、类型及现状的基础上，针对现有定制方法和技术存在的局限性，提出了一种可视化的工程机械定制模式，建立了可视化定制系统的体系结构。针对工程机械的特点构建了该类产品的分类功能系统，生成与功能模块对应的三维模型。建立了由工程机械外部形态、色彩、装饰方案三部分组成的外观模块及对应的外观模型，和功能模块模型共同构成了完整的产品模型。建立支持各定制模块的ASP数据库，形成了综合产品功能和外观定制的定制系统。在Quest3D虚拟现实平台上，实现从产品局部定制到整体完成的全过程可视化，保证了定制操作的直观性和定制对象的视觉真实程度。最后，以路面铣刨机可视化定制系统为例，介绍了以铣刨机的功能和外观为主要定制内容的系统工作流程，证明可视化定制模式具有可实现性。

针对设计过程中所需确定的产品主要参数的可靠性设计门限值进行了分析。通过采用蒙特卡洛仿真方法和性能性参数可靠性评定方法，实现了随机变量的综合分析和可靠性设计门限值的确定，从而提出了产品设计过程中保证可靠性指标的实现途径，并为产品的制造验收和使用检测提供了定量依据。

自动控制已广泛应用于现代化工生产，不仅改进了生产装置的自动化水平，而且提高了产品的质量和产量。介绍了一种以生产过程监控软件和PLC（可编程控制器）相结合的方法，对一套乳液聚合装置进行自动控制系统设计，实现了整个生产过程的自动控制以及监控功能。对其中影响质量最关键的因素——聚合温度，采用了串级加分程控制方法进行调节。通过长期实际运行，系统达到了预期设计的控制效果，证明了控制系统的可行性。

针对柳钢2 800 mm 双机架中厚板轧机,自主设计开发了完整的Level Ⅱ计算机控制系统。Level Ⅱ系统由数据通讯模块、模型设定模块、模型自学习模块、轧件跟踪模块、数据管理模块等多个模块组成。数据通讯模块负责Level Ⅱ控制系统和其他系统之间的数据通讯；数据管理模块包括数据采集与数据记录，为模型计算查询模型参数，记录每块轧件的实际工艺过程参数等；轧件跟踪模块负责轧件从出炉到轧制结束全过程位置和数据的跟踪，并在不同的触发点调用其他功能模块，进行自动轧钢的轧件调度控制和轧制节奏控制；模型设定模块利用数学模型，计算轧制规程；模型自学习模块包括长期自学习和短期自学习。通过各功能模块的协作,可以实现轧机生产过程的模型自动设定和全自动轧钢控制。该系统已经成功应用于生产现场，且应用效果良好。

研制陶瓷自动配料的柔性开发系统有利于实现相关大型应用系统的柔性开发，并且可以缩短开发周期、大幅节约开发成本。运用西门子WinCC组态软件和S7-300 PLC，基于现代工业以太网和现场总线控制技术，设计了某陶瓷自动配料柔性开发系统中的控制软件。由于上、下位机使用了统一的变量，其软件操作、维护非常方便，控制系统也表现出良好的智能性。该软件易于和企业局域网或Internet联接，以实现系统的远程监控与维护。

针对斜齿螺旋扭带的制造困难，提出了一种自动清洗式传热强化新元件——旋流口椭圆齿平带，每个椭圆齿都是使平带自转的流体动力结构元素，平带两侧的旋流口使管内的部分液体形成螺旋线流，因而具有近似斜齿螺旋扭带那样能够在较低流速下自转、实现管内污垢在线自动清洗的性能。同时流体经过椭圆齿后产生的大量涡流、管内部分液体转变成的螺旋线流以及螺旋线流与轴向流线不断交错混合等三方面的综合作用，使管内对流传热得到强化。对椭圆齿的齿距、斜角和旋流口三个因素进行了试验研究，结果表明：旋流口椭圆齿平带在管内流速为0.5 m/s左右就能可靠旋转运行；相对于光滑螺旋扭带，旋流口椭圆齿平带的管内侧传热系数可提高171％；其在管内流速为0.625 m/s时的流体阻力为3.25 kPa/m，流体阻力在一般工程许可的范围内。因此，旋流口椭圆齿平带具有良好的综合性能，并且又容易制造，具有较高的工程应用价值。

为满足当前传动技术的需求，提出了一种新型内功率分流无级变速器。阐述了该变速器的工作原理、性能及应用前景；应用Pro/E Wildfire软件建立了该变速器虚拟样机模型；应用YWD-100/2型动平衡实验平台对加工制造出来的变速器实物进行动平衡实验。结果表明：变速器装配体间无干涉，零件结构设计合理，验证了该产品加工制造的可行性；动平衡实验结果接近理想的平衡数值。该新型内功率分流无级变速器在军用装甲车辆和大功率民用辆领域具有良好的应用前景。

在对中医推拿手法运动学研究的基础上，依据中医推拿手法运动学特征并结合并联机构的特点，提出基于并联机构中医推拿机器人机型及输出矩阵。对基于三平移三转动并联机构、三平移两转动并联机构、两平移三转动并联机构、两平移两转动并联机构、两平移一转动并联机构的中医推拿机器人进行了概念设计，并利用Pro/E软件构建出各机型虚拟样机。最后从动平台输出矩阵、控制解耦性、结构对称性、工作空间及转动能力等方面对各机型进行了分析总结。为各中医推拿机器人的实际应用提供了理论依据。

从气固流态化原理出发介绍了分级填料塔的工作原理，借助波纹填料塔的一些计算方法，进行了超细粉体分级填料塔的结构设计。固体颗粒由于颗粒大小的不同，其重量亦不同，使其上升的曳力亦不同，故在固定风速下，不同粒径的颗粒在分级填料塔内由上至下实现分层，团聚的颗粒受到填料的不断冲击而达到分散，提高了整体的分级效果。将该设备用于固体颗粒的分级，取得了显著的分级效果，展现了广阔的应用前景。

介绍了一种以PZT作动器为动力源，双平行弹性铰链为弹性变形元件的新型微进给刀架的设计理论及设计计算方法。以已知微进给刀架的输出位移作为前提条件，提出PZT作动器选型的理论依据和弹性铰链的有效刚度计算方法，进而进行了弹性铰链结构设计、微进给刀架系统刚度计算及刀架模态分析。利用有限元软件及实验对设计理论及设计计算方法进行了必要的验证；并作为刀架设计方法的一部分，通过实验对微进给刀架的实际性能参数进行了测量，同时测量数据验证了方法的可靠性。

金属介质对射频信号的干扰一直以来影响着射频识别技术（RFID）的有效应用。为了研究导致干扰发生的机理以及解决办法，以超高频段RFID系统为对象，依据电磁场相关理论，进行了一系列实验。通过对实验所得数据的分析，验证了金属介质对RFID被动标签读取率的影响，并进一步发现标签和金属介质表面间隔距离与读取率之间的变化关系。另外，发现了附加金属层产生的同相位电场对标签读取性能的放大作用。最后，根据实验研究结果，提出一种可用于金属表面的RFID被动标签的设计方案，该设计方案不但可以有效消除金属干扰的负面影响，还可在原有读取性能的基础上进一步提高读取率，同时兼顾使用方便性和制造成本两方面。

以氧化铝和氧化锆两种工程陶瓷在高效磨削条件下的磨削振动和表面波纹度为研究对象，概述了磨削表面波纹度的定义和评价方法以及产生波纹度的原因，在超高速平面磨削实验台上进行磨削工艺试验，通过改变砂轮线速度、进给速度和磨削深度，分析了磨削参数对零件表面波纹度的影响。在试验研究的基础上，对磨削表面波纹度的影响因素和机理进行分析和讨论。试验结果表明，在陶瓷材料高效平面磨削中，砂轮线速度和进给速度是影响磨削颤振与表面波纹度的主导因素。在如120 m/s的较高砂轮线速度时，磨削过程振动主要是由强迫振动引起，工件表面质量好于低速情况。在保证较高磨削效率的前提下，陶瓷材料的高效磨削更适合在大切深和小进给速度条件下进行。

提出一种基于灵敏度的多目标鲁棒优化方法。针对各维设计变量存在扰动的情况，在原约束多目标优化模型上，附加偏差目标函数，并采用最差估计法对约束条件进行鲁棒可行性调整。采用全局敏度方程方法来计算目标函数和约束函数对设计变量的敏度，进而采用Pareto遗传算法搜索约束多目标优化问题的非劣解集，设计者可以根据不同的设计准则从中选择合适的设计点。将上述方法用于飞机总体参数优化设计，并与采用常规优化方法所得的优化结果进行了分析和比较。

采用流体分析软件CFX对蒸发降温湿帘的交错波纹通道进行了传质的数值模拟，计算分析以90°波纹交角的流道为模型，计算采用SST（shear stress transport）湍流模型求解三维Navier-Stokes方程。通过数值模拟完成了对通道内湿度分布状态的揭示，得到了交错波纹通道的三维湿度场结构，并在技术上为该类型流道的优化提出建议。

以半埋雷打捞装置夹紧爪为研究对象,依据夹紧爪的工作要求,在常规设计结果的基础上,将有限元分析方法和传统的优化技术相结合,建立了基于有限元分析的优化模型。利用结构分析软件ANSYS软件完成了优化计算，得到了优化结果，并将有限元优化的设计结果和常规设计结果相比较.结构优化后的夹紧爪既满足了打捞鱼雷的要求,又使材料的承载能力得到了充分的利用.分析结果表明，将基于有限元分析的优化技术应用于夹紧爪的设计是一种有效的方法.

提出带有机械电子元件的车辆底盘的优化设计方法和工具。为此，开发了一种转换软件，使得ADAMS/Car的多体系统（MKS）车辆模型能够自动转换到软件工具alaska中，随后，转换成的车辆模型通过轮胎模型、驾驶员模型和机械电子操纵装置模型加以扩展，整个系统符号化的模型方程由alaska生成，并且以C代码形式输出。进行了车辆动力学评价准则的分析，为以性能准则（目标函数）和附加准则（约束函数）的形式进行多目标优化作好准备。讨论了各种灵敏度分析方法，自动微分被作为一种符号化方法的有用工具引入。对不同的优化方法进行了试验和对比，优化计算在工作站集群的通讯传输系统MPI支持下并行运行。所开发方法和工具的效率已在实际应用案例中得到体现。

公理化设计理论与TRIZ在产品设计开发中都有其优势及局限性。公理设计在系统性地生成概念初始方案方面有优势，TRIZ在解决设计中出现的冲突方面有优势。提出了集成公理化设计理论与TRIZ解决设计问题的一种方法。首先应用公理设计理论形成设计的概念初始方案；其次分析所得设计方案中可能存在的冲突，并分清冲突的类型是物理冲突还是技术冲突；然后对不同的冲突采用相应的冲突解决原理来解决；最后重新设计新的设计参数来消除冲突。通过液压修井机设计实例说明了这种方法的有效性。

针对机器设备磨损故障中由于采样数据样本较少，从而故障不易诊断的情况，提出了一种基于极大熵原理的磨损状态判别标准的方法。首先利用信息论中的极大熵原理对机器设备的油液分析数据进行处理，得到油样监测数据的最优无偏估计。利用油样监测数据的无偏估计得到它的算术均值和方差，然后结合三线值法得到基于极大熵原理的磨损状态判别标准（正常值、警告值、危险值）。最后以某石化企业厂鼓风机的监测为例，分析油样铁谱数据，建立故障状态判别标准，得到初步的判别结果，并与实际的大修结果进行比较，发现所建立的方法是有效的。