针对传统内置永磁电机损耗高、发热量大的问题，提出非对称混合磁极永磁电机拓扑结构. 介绍非对称混合磁极永磁电机的拓扑结构，对比分析两者的电磁特性与损耗分布特性. 针对非对称混合磁极永磁电机分布式绕组的结构特点，对绕组进行等效处理，确定等效导热系数，建立集中参数热网络模型. 建立单向磁热耦合模型，计算电机各部件的温度分布，验证了热网络模型的正确性. 考虑到温度对永磁材料的影响，建立双向磁热耦合模型，对比分析不同电流密度对电机温升的影响规律. 试制一台样机并搭建温升试验平台进行温升试验，验证了新型拓扑结构的有效性与合理性以及磁热双向耦合法计算结果的准确性.

通过开孔板压缩试验和建立的参数化多尺度有限元模型，获得微细(?0.11 mm)金属Z-pin植入体积分数和排布方式对开孔板压缩力学性能和失效行为的影响规律. 采用离散实体单元代表Z-pin，选用3D Hashin失效准则判断面内起始损伤，可以有效地模拟结构失效过程中扭结现象的不稳定扩展. 结果表明，所有加Z-pin开孔板的压缩强度均低于无Z-pin试样. 随着Z-pin植入体积分数的增加，Z-pin与层合板之间的桥联作用增强，加Z-pin开孔层合板压缩强度增加，开孔周围分层损伤区域受到抑制，损伤区域面积最高减小了67%. 在相同的体积分数下，Z-pin排布变化对开孔板压缩强度没有显著影响. 加Z-pin开孔板有限元模型的模拟结果与试验结果之间的最大相对误差为8.6%.