在电子对抗设备设计过程中，为了实现对已有知识的继承、管理、共享与重用，降低电子战系统在概念设计阶段的设计难度，缩短研发耗时，针对电子战系统在概念阶段方案设计过程中的复杂性及其涉及的知识繁多的问题，以广泛应用的数字接收机为主要研究对象，结合知识工程理论，建立结构化、标准化的电子战系统的知识模型，并以此模型为标准阐述建模的方法与准则.通过将所有知识模型用知识工程系统进行管理，达到对已有知识的继承、管理和共享的目的.这样，知识工程系统在知识模型的支持下，可向系统工程师提供多种备选概念设计方案并通过重用知识模型进行方案验证，实现对已有知识的重用，最终达到已有知识对电子战系统在概念阶段方案设计的支撑.

快速地确定满足配光要求的自由曲面型前照灯的设计方案，是车身造型的要求.采用基于事例推理的方法，首先研究了面向对象的前照灯事例表达模型，然后根据最近邻事例检索方法，利用车灯包围盒和布置坐标系等预处理工具，建立了前照灯事例索引模型和匹配算法，提出了约束满足和尺寸驱动求解相结合的前照灯事例修改算法.应用实例表明，所提出的方法能在前照灯方案设计中引入工程设计要求，快速产生符合要求的设计方案，能够有效地克服工程要求与造型设计的冲突，减少设计过程的反复.

传统感性工学(kansei engineering,KE)使用的形态学图表法(morphological charts,MC)聚焦于形态“轮廓”变量以及各产品构件拆解，造成一维变量表达的研究结果在外观感性设计阶段价值微弱.以“造型特征”取代“产品构件”为解构原则，融入认知科学、形态学观点，丰富“外观层面”特征解析要素.除视觉认知的“外观层面”外，融入“使用交互”及“文化象征”层次，且提出一种多感官通道的多维度的特征解析步骤，更符合造型设计规律.结合空气净化器产品案例验证该方法的具体使用过程，确保KE模型更可靠.

为了探究矿用挖掘式装载机铲斗铲取散体煤岩过程随机载荷的性质及其特征，通过合理的假设与简化，把铲斗的载荷看作是沿斗齿切向、法向和侧向三向阻力的合成，用威尔分布的随机过程结合确定型分析方法建立了铲斗的法向阻力模型，用双参数法建立了铲斗的侧向阻力模型，用联合分布随机信号法建立了铲斗的切向阻力模型.以国产某型矿用挖掘式装载机为例，利用Matlab模拟得到了铲斗铲取散体煤岩的随机载荷，并分析了其特征.研究表明，矿用挖掘式装载机铲斗铲取散体煤岩的载荷具有明显的随机性，波动很大，而且各向阻力达到最大值的位置不同：其工作臂正向工作时，法向阻力在铲取角为2.5628°时达到最大，为5.7×10⁶ N，侧向阻力规律不明显;当铲取角等于39.950°时，切向阻力的均值最大，为2.9×10⁶ N;法向阻力最大值是切向阻力最大值的2倍；而铲取载荷在铲取角为22.628°时最大，为5.8×10⁶ N.所做的研究为矿用挖掘式装载机工作载荷的确定提供了一种方法，为其工况分析提供了参考.

为了提高粒子群算法全局寻优能力，提出一种远邻粒子群算法，该算法引入邻域算子概念，每个粒子选择与自身欧氏距离较远的粒子建立邻域，邻域中粒子的数目用邻域算子表示.测试函数实验结果表明，该算法在一定程度上消除了标准粒子群算法容易陷入局部最优的缺点.应用远邻粒子群算法对Delta机器人进行优化设计，结果证实：所提出的远邻粒子群算法较标准粒子群算法具有更好的寻优能力，比邻居递增粒子群算法搜索精度更高.

为了解决现有反循环潜孔钻头排岩屑效率低的问题，利用几何拓扑方法设计了一种新型钻头.该新型钻头在传统钻头基础上优化了钻头齿间距、齿的数量等，并提出了一种对数螺旋线式齿排列方式.然后，利用大型流体商用软件仿真分析了几何优化前后钻头的气流情况，并利用试验验证了仿真模型的有效性.研究发现，优化前、后钻头附近的气流速度从约16.5 m/s提升到约19.25 m/s，并且气流速度变得更均匀，即优化后钻头的排岩屑能力更强、更平稳.设计的优化钻头可以更好地满足工程实际需求.

针对具有保鲜度要求的薄片类工件的排序上料作业，传统振动盘给料器无法满足其保鲜度要求，而人工操作或多自由度机械手虽然能满足其保鲜度要求，但速度较慢，无法满足工效要求.针对一种医用试条和干燥片的排序作业，基于筛分理论，采用具有倾斜底板的直线振动筛进行工件的自动排序，并针对薄片类工件易于产生的侧立堆叠现象，设计了一个带有喇叭口结构的盖板配合具有倾斜底板的筛盘共同进行工件的筛分排序.通过往复筛动工件，工件透筛率可达到99%，并且相对无盖板结构振动筛，在增加约7％的工件筛分次数的情况下可有效地消除工件侧立堆叠现象.综合考虑工件的排序和效率要求，具有盖板结构的振动筛在牺牲少量筛分排序次数的情况下，严格保证了工件的筛分效率和面触地水平叠放的排列要求，是一种可广泛适用于具有保鲜度要求的薄片类工件的自动排序振动筛.

针对目前很多产品存在结构组成冗余、工作流程繁杂的问题，提出了一种基于理想解-裁剪法的产品创新设计策略.该策略通过对产品系统进行需求分析确定出系统的理想解，并依据理想解找出产品系统问题存在的部位；在对系统组件进行功能分析的基础上，确定造成系统问题的问题组件，利用裁剪法将问题组件裁剪掉，最终实现消除系统问题的目标.通过使用该策略对现有水面油污清洁器进行改进设计，显著地简化了现有水面油污清洁器的结构组成，提高了其工作效率和工作环境适应性.

为解决阳光输送机用于隧道增强照明系统工程中光纤成本高和光能传输损耗大的应用瓶颈，提出一种极坐标跟踪式阳光输送机.分析它在省去光纤等传输介质情况下利用光-光转换及光路跟踪变换以满足照明要求的工作原理，设计了极坐标式跟踪装置并配备双跟踪控制系统，驱动聚光器实时汇聚太阳光再结合导光机构进行光路调整.研究实验表明，该阳光输送机能实现高精度自动跟踪太阳定向输出增强型平行光，有效完成太阳光于隧道过渡段的自适应性直接照明.

为进行复杂海洋环境中因波浪载荷导致的船体柔性变形状态下的特种船舶-推进装置系统振动实验研究，提出了基于垫升船舶的激励可控的模拟实验系统的设计思想，设计了一种由柔性浮箱、弹性支承、变频电机、风机和空气螺旋桨负载、推进轴以及控制系统构成的船舶轴系推进装置的实验系统.为模拟波浪载荷对柔性船体变形的影响，研究了实验系统的激励控制元件、电路设计和激励控制策略.利用该实验系统，进行了10，20和30 mm等三种中拱变形状态下的基础变形控制测试.测试结果显示：该实验系统能对柔性基础的各弹性支承的高度进行组合调节，并具有良好的变形控制精度，能够模拟海洋环境激励对船体的影响.研究结果表明，该实验系统可为船体刚度较小的特种船舶进行推进装置振动特性研究提供有效的实验研究平台.

目前一般的机载数据记录系统通道数量与存储容量固定，不能灵活适应被测对象数据通道数量、存储容量的变化. 针对机载数据记录系统被测对象要求多变的问题，采用模块化和柔性化的设计方法，构建一种以基板为中央逻辑控制的插槽式数据记录系统，实现接口与存储模块的灵活扩展，提高了记录系统的灵活性和通用性. 对数据记录系统的关键模块进行测试与分析. 通过多次现场试验，验证记录系统的可实现性和可靠性. 模块化和柔性化的设计方法具有较高的可行性，值得推广到车辆、船舶等数据记录领域.

为解决频率选择表面（frequency selective surface, FSS）在工程应用中的尺寸限制问题，提出了一种新型小型化FSS. 新结构通过增大方环谐振单元的等效电容和等效电感实现频率选择表面的小型化，与前人提出的小型化FSS比较，该新型FSS单元的尺寸更小，仅为0.079λ₀×0.079λ₀（λ₀为阻带中心频率点对应的波长）.另外，新结构的高度对称性确保了其性能的高稳定性，仿真和实测结果表明：新结构对不同角度和不同模式的入射波保持了十分稳定的传输特性．

组合转子作为燃气轮机等的核心部件，其性能退化机理并不明确，揭示其性能退化机理并有效地进行性能退化评估对燃气轮机等长期安全运行具有重要意义.为此，从结构损伤导致性能退化的角度出发，分析拉杆裂纹引起的组合转子性能退化特性.分别建立了组合转子有限元模型和弯曲、扭转刚度模型，利用有限元模型对拉杆上含初始裂纹的组合转子进行裂纹扩展分析，得到拉杆裂纹扩展速率；利用弯曲和扭转刚度模型分析了不同深度的裂纹对组合转子振动的影响，得到组合转子固有频率随裂纹尺寸的变化规律；并提出了衡量由微裂纹导致的组合转子性能退化的度量指标，实现了拉杆裂纹引起的组合转子性能退化的定量评估.研究表明：随着拉杆裂纹尺寸的增大，裂纹的扩展速率变快；拉杆裂纹的存在对组合转子的弯振影响较大，对扭振影响相对较小.

通过研究圆弧型柔性球铰的柔度性能，使该柔性球铰可代替传统的双轴柔性铰链应用于空间多自由度柔顺机构.根据《材料力学》中的卡氏第二定理，圆弧型柔性球铰柔度的解析公式被推导出，然后利用ANSYS12.0软件对其进行有限元分析， 结果表明有限元分析与解析式的计算结果基本一致.通过改变圆弧型柔性球铰的各结构参数来分析其性能，得出各结构参数对其柔度的影响大小依次为：最小截面直径 t、圆弧的圆心角θ^_m、圆弧半径R、杨氏模量E. 此设计计算和特性分析为柔性球铰在柔顺机构的应用提供了依据.

不同的机械加工方法会形成相异的表面粗糙纹理.为了探析不同粗糙纹理对齿轮传动润滑效应之影响，基于实际测量所获得的一系列粗糙度数值，进行了45组数值计算.计算结果显示：当粗糙度均方根值σ≤0.15 μm时，粗糙度对齿面油膜厚度与接触应力影响甚微；当σ>0.15 μm后，随着σ的增大，纵、横向纹理粗糙齿面接触应力均呈线性规律增加，但前者的接触应力始终大于后者.尤其是当σ≥0.55 μm时，与光滑齿面相比，纵、横向纹理粗糙齿面接触应力分别增大90%和80%；与此同时，纵向纹理膜厚值减低40%，而横向纹理膜厚值增大80%以上.在此基础上，针对纵、横向两种粗糙纹理齿面，分别建立了轮齿接触应力与齿面粗糙度之间的回归方程.最后，给出了横向纹理粗糙齿面的润滑效果要优于纵向纹理粗糙齿面的研究结论.

浮动凹弧底推杆-盘形凸轮组合机构的Ⅰ类综合问题即是其综合理论的重要内容，又是其工程推广应用的重要准备.然而，机构的Ⅰ类综合问题是一个十分复杂的问题，难以一次性解决.“运动保真条件”是Ⅰ类综合问题必须首先保证的重要前提性条件.将“支撑函数法”应用于浮动凹弧底推杆-盘形凸轮组合机构，成功解决了预设凸轮轴心O₁（x_O1，y_O1）条件下，凸轮曲率半径的通用公式和“运动保真条件”.在为未来解决该类机构Ⅰ类综合问题奠定重要前提基础同时，还将“支撑函数法”推广拓展为适用于新型组合机构的一种通用有效方法.