针对装备研制早期对其维修性定性要求缺乏评价依据的问题，以《GJB368B—2009产品维修性工作通用要求》为参考，研究装备维修性定性评价指标体系构建原则和方法．分析得出维修性4类定性属性，即“容易维修”、“快速维修”、“经济维修”和“安全维修”，并由此确定维修性4个定性评价项目，即“拆装简易性评价”、“易修复性评价”、“经济性评价”和 “安全性评价”；提出由“调研论证”、“资料分析”、“指标建立”、“指标论证”、“指标分类与分解”等环节构建维修性定性评价指标体系．该指标体系可以应用于装备研制各个阶段，特别是方案设计阶段，为研制方、订购方或使用方对装备的维修性进行综合评价提供全面、系统和客观的依据．

生物信息在工程中的应用是仿生方法研究的核心．已有方法缺少对生物知识在工程中系统转化的支持，难以分析复杂的生物信息，造成了仿生设计的效率低下．为解决这一问题，分析了现有理论中对生物信息的分析策略，结合生物耦合机制等新理论，以工程系统的建模为基础，提出了一套面向工程应用的符号化生物信息模型，能够有效地对生物原型中的功能特性和系统特性进行描述和分析，同时是面向工程设计人员的，与传统的产品功能特性和系统组成的建模策略具有很好的相容性，克服了传统方法部分局限性．最后通过生物信息建模实例，验证了本方法的实用性与可行性．

在知识经济主导社会发展的时代，核心专利群规避已成为企业对抗竞争对手的一项策略，这一策略有助于企业在市场经济中保持竞争力．提供了一种确定核心专利群规避范围的方法，通过选取专利库并制定专利检索策略以及筛选策略检索出相关技术专利，借助向前引证分析出需要规避的核心专利群，并建立核心专利群中每件专利的系统结构树及相应的功能树，依据系统结构树及功能树提供的元件及其功能关系，建立核心专利群的模块\|功能表，由表中元件所处的模块确定规避范围；最后寻找出插头的核心专利群的规避范围，并评估该方法的优越性．

为研究可变功能机械设计变更过程和相关设计方法，从机械产品概念设计的角度出发，基于功能-结构映射模型，分析了机械产品在设计变更中功能与结构之间的映射关系，提出了3种变更约束规则．借助工程设计学中功能抽象化的方法进行功能关联性分析，并将产品结构分解为变更结构体和共享结构体，通过结构体的组合来实现产品的设计变更．在此基础上，建立了产品设计变更流程图，将变更过程划分为5个阶段，并提出变更执行图．最后基于功能-结构映射模型，通过设计变更执行图对CA6140车床进行了数控改造，验证了该映射模型应用于机械产品可变功能设计变更的可行性．

燃气轮机的性能下降很大程度上是由于燃机的核心部件——组合转子的退化导致的，因此，非常有必要重点研究组合转子的性能退化规律．组合转子局部结构的损伤，必将导致整体性能的下降．从该角度出发，建立组合转子的有限元模型，对组合转子拉杆裂纹进行扩展计算，定义组合转子性能退化量，分析了不同尺寸的拉杆裂纹对转子性能退化的影响．研究结果表明：随着裂纹尺寸的逐渐增加，组合转子的退化速率逐渐加快；不同微裂纹拉杆的分布形式对组合转子退化程度影响不同，当微裂纹拉杆相邻分布时组合转子退化速率最快，裂纹拉杆180°分布时组合转子退化速率最慢．

为了合理确定铜带拉弯矫直机的校验周期，提高其生产效率，确保其矫直精度，根据某铜板带公司拉弯矫直机9个月的维修数据，对拉弯矫直机的失效模式进行随机Petri网建模，将系统失效模式转换成相应的随机Petri网；基于马尔科夫过程对随机Petri网进行瞬态概率求解，并得到该拉弯矫直机失效模式的稳态概率；利用或门对应的随机Petri网模型分析，计算不同校验周期下拉弯矫直机的可用度.综合考虑设备可用度和经济效益，确定了合理的校验周期，为拉弯矫直机的长周期运行提供了依据．

微操作平台处于温度变化的工作环境中会产生热误差、断裂或疲劳破坏等意外情况.为了提高基于直梁式柔性铰链的微操作平台的精度，采用有限元方法建立考虑温度效应的平台热响应模型，并基于该模型对其热误差和热应力进行分析．采用欧拉-伯努利梁模拟直梁式柔性铰链和杆件的力学行为，采用最小势能原理得到计入温度效应的微操作平台的力学方程．采用模态截断技术推导出温度变化与热误差、热应力之间的传递函数．以桥式微操作平台为算例分析温度变化对其性能的影响.分析结果表明：热误差对温度变化的灵敏度为0.192 μm/℃，温度变化会产生较大的静态热误差；通过选择合理的结构参数可减小热误差；当单位温度变化时会产生0~0.21 μm振动和11.6 MPa的热应力，在动态热载荷作用下会产生较大的热振动和热应力．所以，不能忽略温度效应对微操作平台的影响，需要通过优化设计和热误差补偿策略减小其影响．

高速角接触球轴承拟静力学模型是轴承内部载荷分布的有效分析手段，是动力学分析的基础．对受轴向载荷的高速角接触球轴承的具体算例进行了求解计算，得出了不同转速下钢球与沟道接触力随预紧力的变化规律．计算结果表明：在低转速范围内，钢球与外沟道接触力随着轴向预紧力的增大而线性增大；随着转速的升高，该接触力会呈现非线性变化，表现出先减小后增大的变化趋势．对这一变化规律进行了详细的分析，并从接触疲劳寿命和陀螺转动摩擦生热的角度，提出了确定高速角接触球轴承最佳预紧力的双重约束条件，为高速角接触球轴承的设计与使用提供参考依据．

针对三维连续体结构静力学拓扑优化中灰度单元过多的问题，以结构的柔度最小为目标函数，运用基于SIMP插值方法建立的静力学拓扑优化数学模型，提出一种密度-敏度层次更新策略．以数控插齿机床身为例，运用该更新策略，采用MATLAB编程进行三维拓扑优化.优化结果中灰度单元明显减少，说明了密度-敏度层次更新策略的合理性．

为了抵消伴随型非线性系统中的非线性项，可以设计控制器对非线性系统精确线性化．通常由于系统中存在外界不确定性因素导致系统模型的不确定，而不能直接设计控制器．利用“RBF神经网络能以任意精度逼近连续函数”的原理，对系统模型中的不确定项进行自适应辨识，并将辨识结果提供给控制器，从而实现伴随型非线性系统的神经网络自适应补偿控制．将控制器应用于起重机吊重摆角子系统，对摆角进行控制.实验结果表明：吊重摆角及其角速度约在5 s后，得到了很好的控制，并且控制器对系统模型的不确定项的逼近误差约在5 s时达到0；控制器对系统的不确定性因素和系统参数变化均具有很强的鲁棒性．

传统的汽车座椅骨架构件布局依靠经验设计，不仅设计效率低，而且得不到性价比最优的结构．以某轿车后排座椅板管结构骨架为研究对象，基于结构拓扑优化设计技术，提出了座椅骨架构件布局设计方法．首先，根据骨架外观形状及尺寸要求，确定设计区域，并根据实际的安全带加载工况，建立设计模型；然后，以结构静刚度最大为优化目标，采用变密度法对结构进行拓扑优化设计，并根据拓扑优化结果，提出2种不同的布局方案；最后，根据有限元分析结果确定最终的设计方案，并对优化设计结果进行行李箱后撞的安全性分析．研究结果表明，在骨架质量下降1.92%的情况下，整体静态刚度提高19.0%，并满足动态碰撞的安全性要求．采用所提出的设计方法，可以得到最优座椅骨架构件布局结构．

为了使纵弯谐振变幅器的输出振幅满足齿轮超声加工的要求，设计了一个带有级联变幅杆的变幅器.利用Mindlin中厚板理论，根据变幅杆各段的力和位移耦合条件、变幅杆与齿轮的力和位移耦合条件、边界条件，推导出变幅器的频率方程和位移方程，实现了变幅器的设计，并求得变幅器的振幅分布曲线．通过理论求解、有限元软件ANSYS进行模态分析和谐响应分析、变幅器谐振特性试验分析变幅器的动力学特性，得出三者的结果一致，齿轮分度圆处的振幅为12 μm，较常用的变幅器有了较大的提高，满足了齿轮超声加工的需求．

为了解决E类功放工作带宽过窄的问题，对E类功放的输入、输出匹配网络提出了一种改进方案.该方案中输出匹配网络采用微带线结构与切比雪夫低通匹配网络相结合的方法，在较宽的工作带宽内有效地抑制了谐波；并采用阻抗变换方法设计了含闭式解的宽带带通输入匹配网络，明显增强了输入匹配网络设计的灵活性．利用该方案，同时采用多谐波双向牵引技术得到功率管的最佳源阻抗和负载阻抗，基于CGH40010F功率管设计了一款应用于L波段的宽带高效率E类功放．测试结果表明，在输入功率为28 dBm，漏极偏置电压V_DS=28 V，栅极电压V_GS=-3.3 V时，在整个L波段频率范围内漏极工作效率大于65%，最高达到83%，输出功率为39~41.1 dBm，增益为11~13.1 dB，增益平坦度为±1 dB.这一结果验证了该改进方案的有效性，使得E类功放具有宽带宽、高效率的性能．

为了改善电控机械式自动变速器（automated mechanical transmission， AMT）的换挡品质，分析了影响其换挡品质的关键因素，提出了一种新的基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略．该控制策略将换挡过程分为3个阶段，每个阶段都实现了发动机与离合器之间的联合控制，有利于提高AMT汽车的换挡品质．为验证该策略是否正确有效，基于MATLAB/Simulink软件平台建立了电控液动式AMT的仿真模型，并通过dSPACE实时仿真系统完成TCU的快速控制原型，进行了实车测试．仿真和实车测试结果都表明，基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略能够有效提高AMT汽车换挡过程中的舒适度，改善换挡品质．

考虑到综掘巷道液压迈步式超前支护装备的工作原理，以及多个液压缸在控制顶梁上升过程中同步性不良的问题，提出了一种等状态交叉耦合模糊同步控制方法.该种方法是以液压缸上升过程中的同步性能和跟踪性能为控制要求，将交叉耦合控制理论及模糊控制理论相结合而提出的一种非线性同步控制方法.为了验证该种控制方法的性能，与使用主从交叉耦合控制方法相比较，对提出的同步控制方法的作用效果进行理论分析和试验研究.分析与实验结果表明，该种同步控制方法能够在超前支护装备顶梁上升过程对多个液压缸进行同步控制，相比于主从交叉耦合控制方法，其同步控制效果更优.