为明确各种材料的感觉特性带给用户的感性体验,将产品材料质感这个定性的问题定量化,量化考核了一系列形容词对于材料各种感觉特性表述的贴切度,并制作了一系列适于表达材料质感的样本图片,从产品使用者的生理和心理感觉出发,通过问卷调查的方式让普通用户将形容词与常见典型材料的图片样本进行匹配.综合运用统计分析法、对比分析法对调查数据进行整合分析,研究出产品的八大类典型材料的质感语义认知及其对应的表述词语,以利于产品设计师准确、快速地进行产品质感设计和需求分析,以及与工程师、销售人员的有效交流.

立柱是机床加工中心的关键部件,其结构形式对机床的加工精度有很大影响.以提高立柱动态性能为目的,考虑加工中心的动静刚度性能要求,提出立柱的优化设计方案,建立优化设计模型.首先采用HyperMesh的优化模块Optistruct对立柱进行拓扑优化,得到高性能的拓扑形式,然后考虑可加工性将立柱简化为筋板结构,并在此基础上利用遗传算法结合ANSYS的APDL编程语言进行进一步的详细设计.相比原始设计方案,立柱的动态刚度有了明显的提高,表明给出的方法对机床的结构设计有指导意义.

谐波齿轮具有优异的特性,在传动系统中的应用越来越广泛.针对谐波齿轮,考虑其设计过程中的各种不确定因素,根据其失效形式建立谐波齿轮的可靠性分析模型.在可靠性理论和优化设计方法的基础上,将可靠性设计与遗传算法结合起来；根据应力—强度干涉理论使用一次二阶矩法对谐波齿轮进行了优化设计；使用矩阵微分技术,分析了设计变量对结构可靠性的影响程度,即灵敏度.并使用蒙特卡洛模拟的方法对可靠性进行了验证.在基本随机参数的前二阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以迅速准确地得到谐波齿轮可靠性优化设计信息.数值算例表明,所提出的方法是一种实用、有效的方法.

为了避免繁琐的渐开线方程的建立,并且能精确地得到齿轮齿根部分的非渐开线齿廓曲线即齿根过渡曲线而不只是作近似处理,同时能有效地模拟齿轮轮廓的加工过程,使齿轮参数化建模更方便、精度更高,根据范成法加工齿轮原理,通过齿条刀具模拟加工齿轮过程,并对齿条齿轮啮合系统进行参数化定义和设置,结合Pro/E中的运动仿真模块,使其齿条刀具上的各结点在运动仿真中生成运动轨迹,并作轨迹曲线的修改,从而获得精确的齿轮渐开线,进而完成齿轮的参数化三维模型的建立.此方法有效地模拟齿轮轮廓的加工过程,实现了齿轮齿廓精确绘制,脱离了繁琐的渐开线参数方程和程序语言的束缚,在齿轮参数化三维设计中新颖实用,通俗易懂.

机载电子设备之间的间距很小,而且通常有用于散热的功能性孔阵,容易造成电磁泄漏,必须进行近场屏蔽效能分析.对比分析了采用有限元法的HFSS和传输线法计算孔阵近场屏蔽效能的结果,理论分析和计算结果均表明,传输线法不适合用于近场屏蔽效能计算.基于HFSS仿真分析,研究了相关参数对近场屏效的影响规律,提出了提高近场屏效的设计方法.

机械化海带打结是当今未解决的技术难题，目前研制的海带打结机难以达到产业化要求的99%的打结成功率. 为了研究海带打结机的海带成结原理并提高海带打结成功率，利用悬链线理论对海带打结过程进行了分析. 建立了海带线的悬链线数学模型，提出了端点等高、端点不等高和受到端点外其他约束等各种悬链线方程的解法，分析了海带线打结过程中4个不同阶段所处的状态，通过将海带线在4种状态下的空间曲线向指定平面投影的方法研究了打结原理，结果表明海带线符合扭转打结法的条件，证明了此种海带打结方法的正确性和可行性，为提高海带打结机打结成功率提供了理论上的指导.

针对传统发动机辅助系统中进气系统的设计多采用经验公式,结果不够准确这一问题,提出了基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)的设计方法.通过建立进气系统的三维模型并进行网格划分,选择RNG(renormalization-group)湍流模型建立气相的数学模型,定义适当的边界条件,利用Fluent软件对进气系统气相流动规律进行数值模拟.在充分考虑空气滤清器滤网的影响,将滤网结构设为多孔介质区域的基础上,对比分析3种设计方案内部流场的速度矢量分布和压力分布,以进气阻力为评判准则,确定进气阻力最小的方案2为最佳设计方案.这种方法对进气系统的设计提供了实用的参考.

欧美国家对通用小型汽油机排放法规不断加严,目前中国生产的不同批次通用小型汽油机排放性能差异较大已是行业共有的技术难题.油气混合气浓度对通用小型汽油机排放影响很大,利用作者开发的通用小型汽油机进排气系统稳流试验台,对不同汽油机气缸盖进排气道、空滤器等进行稳流试验,对试验数据进行分析,得出进排气系统流通特性的差异和不同批次的生产波动是批量生产小型汽油机混合气浓度改变和排放性能差异的主要原因.研究结果还表明：通用小型汽油机采用压铸气缸盖,进排气道结构受压铸工艺的限制,流通系数偏低,影响发动机性能的提高,进一步提高进排气系统性能是优化通用小型汽油机性能的一个重要途径.

预警机作为空军预警探测的重要组成部分,飞行前对其进行航迹规划是至关重要的.在分析预警机航迹规划与目前已研究的飞行器航迹规划区别的基础上,研究了单架预警机静态航迹规划问题.首先,结合当前预警机的作战运用模式,综合考虑对预警机跟踪监视目标性能有影响的各种主要因素,将预警机航迹规划划分为2个阶段；然后,对影响各阶段航迹规划的主要因素分别进行数学建模并得出代价函数,设计了各阶段具体的航迹规划步骤,并基于改进的粒子群算法对飞行段航迹进行搜索.通过Matlab仿真证明了所设计的方法能够根据目标分布情况自动生成质量优越的航迹.

为了分析多点输入下大跨越输电单塔和塔线体系结构响应的差异,采用时程分析法系统地分析了多点输入下其地震响应,从节点最大位移、结构最大扭转角、杆件最大轴力和基底剪力等方面找出了2种结构体系地震响应的差异.通过分析可知,单塔和塔线体系结构响应存在较大的差异,且其差异与其所处的位置有关,并且与视波速的变化有关.因此对于大跨输电塔结构,应该考虑塔和线的耦合作用,在进行抗震分析建模时应采用塔线体系模型,否则得出的结论将偏于保守或偏于危险.

针对摩擦学系统特征信息的多样性以及设备在运行寿命期内表现出的磨损规律性,以齿轮箱摩擦学系统为研究对象,建立试验齿轮箱摩擦学特征信息系统.对采集到的齿轮疲劳磨损试验润滑油采用油液分析方法试验研究了系统润滑油黏度与磨损特征信息间的表现关系及内在机理,考察磨粒及油液变质物在试验寿命期内的变化行为,采用扫描电镜和能谱分析磨粒的表面形貌及成分变化.试验与分析结果表明,润滑油黏度的增加具有与磨损信息相似的时间累积性,在磨合期、正常期和故障期三个阶段,润滑油黏度受到不同程度的磨损磨粒、油品变质物、摩擦聚合物及油泥的综合影响,其黏度变化与磨损参数变化具有良好的映射关系.

目前制动器惯性台架大都采用直流电机驱动和纯机械模拟的方法,该方法存在反应速度慢、惯量调整困难、模拟精度低等缺点.为此，基于机械模拟和电模拟相结合的方法,采用交流电机驱动和矢量变频调速技术,设计出一台能够实现反应速度快、惯量无级调整的汽车制动器惯性台架.详细介绍了该台架的基本原理、总体结构、技术参数以及交流电机的选择.最后,通过设计出的台架进行了实测验证,结果证明该台架惯量误差远小于汽车制动器性能台架试验标准中规定的误差,极大提高了模拟精度,达到了设计要求,可以应用到实际生产中.

针对旋挖钻机钻桅垂直度控制系统的多变量、不确定性、非线性等特点,提出结合自适应模糊控制算法建立系统模型,目的在于简化系统描述,并提高控制精度与响应时间.通过仿真和试验证明,自适应模糊控制算法使跟踪误差在短时间内达到预期目标,并且该系统控制效果显著,验证了自适应模糊控制算法对旋挖钻机钻桅垂直度控制是一种可行而有效的方法.

针对现在中低端汽车中使用的具有固定频率无钥匙进入系统容易被干扰和破解,导致汽车防盗系统损坏甚至汽车丢失的问题,并为了保证无钥匙进入系统可以长时间使用以及未来可能的系统扩展升级,利用基于ARM9的S3C2410微处理器以及具有载波频率调制功能的射频收发芯片nRF905设计了一款新式的低功耗高可靠性的无钥匙进入系统.该系统利用跳频通信技术使得信息在通信过程中不会被干扰或拦截,增强了系统的可靠性；采用合理的电源管理模块,极大地降低了系统功耗.试验表明该无钥匙进入系统能够很好地满足实际应用要求.

为了避免儿童家具在某个年龄段使用过后就处于闲置状态,造成资源和空间的浪费，对可持续性儿童家具进行深入研究,了解儿童的生理成长、心理发展和行为方式,并对家具制作材料和加工工艺进行系统的认识.在现有产品的基础上寻找可持续性方面的突破口,从多角度进行设计提案,最终得出了一种组合式设计方案,对儿童家具的设计和生产起到了一定的推动作用.

针对传统家具定制设计的不足,提出利用3DS MAX开发沙发定制设计系统.通过范例,使用3DS MAX在场景中创建模型,并用MAX Script编写用户界面,使用户通过界面控件对场景中的模型进行操作,实现了客户对沙发的款式、颜色和材质定制,并为其添加了空间、配套茶几,最后通过播放动画浏览定制效果.研究结果充分表明将3DS MAX及MAX Script应用于沙发定制设计系统的可行性,为家具定制设计系统的开发提供了新的工具.

为了提高平缝机产品的设计效率和质量,提出了一种组态式产品设计方法,并给出了基于组态技术的产品开发流程,分析了组件化设计的方法.在应用层次分析法和模糊综合评判算法的基础上,对组件的确定过程进行了详细阐述,并通过生成性规则和修改性规则两种准则来完成组件的设计.最后,应用该组态设计方法对平缝机进行产品设计开发,验证了该方法的可行性和有效性.