分析了公理化设计在产品设计中的应用现状，指出现有公理化设计的两大不足：不能提供从功能域到物理域具体的映射实现手段和公理化设计不能支持这种经验性设计行为．针对公理化设计中存在的不足，提出基于改进型功能方法树的公理化设计方法的框架模型：以设计知识库为基础，建立改进型功能方法树，并以此为依据促成公理化设计的功能需求与设计参数的分解与映射，实现公理设计中功能与结构的同步演化；最后，通过自动化糖果包装机设计为例验证了该方法的可行性．

紫外告警虚警率和精度都较低，而红外告警则相反．基于此，提出一种将紫外告警与红外跟踪相结合的全新的告警/跟踪一体模式，并进行基于TMS320F2812的伺服系统设计．依据设计要求和实际机械结构参数建立了伺服控制模型，并对模型进行软硬件设计．最后对伺服系统进行基于Matlab软件的伺服控制仿真，并在仿真环境试验型样机上进行相关的实验验证，得到与设计要求基本符合的结果，为系统的实际装校提供了依据．通过对仿真结果的分析处理，得到了系统可行性结论．该控制系统可应用于其他光电伺服平台．

针对气动肌肉在使用过程中出现的失效问题,对影响气动肌肉强度与可靠性的因素进行分析.首先对编织网线的受力进行分析,给出由气动肌肉参数表示的网线受力计算公式.然后对影响气动肌肉橡胶管强度与可靠性的因素进行定性分析.最后,提出气动肌肉在设计和使用中应注意的一些问题.给出的结论对气动肌肉的设计和制作具有一定的指导意义.

为解决气动发动机在高转速下动力性和经济性恶化的问题,对进排气阀开启角进行优化．基于热力学理论建立了气动发动机缸内过程模型,通过计算分别得到进排气阀开启角对气动发动机动力性和经济性的影响.计算结果表明,在排气阀开启角不变的情况下,适当的进气提前有利于动力性和经济性的提高,在进气阀开启角不变的情况下,适当的排气提前有利于动力性和经济性的提高,并利用试验验证了模型的正确性．最后以功率和气耗率为优化目标,利用已建立的模型,采用降维法优化计算．优化结果表明,不同的转速下,最优的进排气提前角不同．在高转速下,动力性和经济性提高显著．当转速大于2 000 r/min,功率提高20%以上,气耗率下降25%以上．

复杂结构的灵敏度分析及其优化是结构设计的重要问题．利用导纳法分析多源激励浮筏隔振系统振动响应和功率流特性,用灵敏度分析方法研究系统对于给定参数的灵敏度,并对系统中存在非线性阻尼时的灵敏度进行分析．研究系统特性对这些参数的敏感程度,估计参数变化的效果,从而指导系统结构的优化．

以Hertz应力表达式为基础，将单齿啮合的渐开线齿轮等效为相互挤压的两个圆柱体，推导了齿轮接触应力的理论表达式．建立一套单齿对啮合的有限元分析方法，包括引入渐开线和齿根过渡曲线方程及对应的自变量区间，建立参数化齿廓；模型轮缘厚度取3倍的模数，周向宽度取3倍的齿厚；在接触面上进行网格细化处理；在对应的主、从动齿轮内缘分别施加均匀切向力和固定约束等．计算结果显示，有限元解和理论解吻合较好，最大偏差不超过5%，该方法适用于不同的啮合轮齿参数．由有限元方法得到的渐开线轮齿的接触应力符合Hertz理论中的半椭圆分布规律，Mises应力和剪应力分布也符合接触力学理论，但应力分布的对称中心存在偏离或者偏斜现象，分析认为，是由于轮齿弯曲变形造成的．

在齿面接触强度和轮齿弯曲强度方面,双圆弧齿轮比渐开线齿轮高，但其几何设计和力学计算比较复杂.为了推广这种性能优异的齿轮,必须实现设计自动化．DAM软件正是针对这一目的开发的,它是基于OpenGL图形内核,集几何设计和力学计算乃至数控代码生成于一体的专业圆弧齿轮软件．限于篇幅,主要介绍几何设计部分．

对通用注塑模具的典型模架结构进行深入分析,提出标准模架的统一建模方法,即利用冗余控制参数控制标准模架中模板的抑制与显示以及相关组件的尺寸变型实现模架统一建模,并研究了基于统一装配模型的模架设计技术．通过控制表达式、模板特征构造、自顶向下的模架装配构造、虚拟的装配定位关系、基于属性的部件识别等技术,开发出利用冗余控制参数实现模架变型设计的模架装配系统,从而实现基于统一装配模型的模架自由变型设计．

为降低成形过程的热应力，抑制成形过程裂缝的产生，减小成形过程试样和基板的翘曲变形，激光金属沉积成形往往需要进行基板预热，因此研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程温度场的影响具有非常重要的意义．根据有限元分析中的“单元生死”技术，利用APDL编程建立了基板预热对激光金属沉积成形过程温度场影响的三维多道多层数值模拟模型，详细分析了基板未预热和分别预热到200，300，400，500，600 ℃时对沉积成形过程温度场和温度梯度的影响．通过中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统，在与模拟过程相同的参数下，利用镍基合金粉末在基板未预热和分别预热到300，400，500，560 ℃时进行了成形试验，试验结果跟数值模拟结果吻合较好．

搭建了以ARM9为控制核心的锌空电池生产线控制系统的硬件平台,并对其软件系统进行设计．针对系统中伺服电机的控制设计了一种有效的控制算法,实现了收卷、放卷速度的高精度匹配,提高了产品质量．实践表明,该系统能较好地完成实时控制任务,实现对速度、张力的精确控制．

基于PLC的网络控制系统因其良好的性能已经得到了广泛应用.为了实现控制系统远程操作的要求，采用网络控制和PLC相结合的方式，设计和实现了具有网络控制功能的水听器回转扫描控制系统，并详述了其系统组成及软件设计流程．

为了满足生物组织显微分离的需求,将超声振动引入微切割领域,开发了一套基于超声振动的显微切割系统.在对超声振动微切割理论研究基础上,结合生物组织切割的具体特点,完成了系统总体方案的设计,并对关键技术开展研究,研制了面向生物显微切割技术的执行模块与控制模块,实现了系统的集成.同时,利用该显微切割系统对新生小鼠大脑组织进行超声振动显微切割实验,取得了较理想的切割效果,充分验证了超声振动显微切割技术对生物组织操作的可行性和有效性.

对MEMS中应用广泛的静电微泵进行有限元建模分析．对于涉及多能量域下多场耦合的静电微泵建模，在仿真过程中进行了合理简化．其中在静态分析中，利用圆型薄板的小挠度变形理论和微机电系统中的静电力驱动理论来模拟静电—结构耦合过程；在泵膜的模态分析、谐响应分析以及非线性瞬态分析中，把腔内的流体当作附加质量作用在泵膜上，近似代替流场对泵膜的影响，从而减小计算量，提高了仿真效率．

为降低饲草压捆机的能耗,寻找最佳性价比,结合自行研制的饲草压捆机的现场试验,提出一种新的有关稻草压缩的理论模型,提出了单方向压缩、多方向变化的理念,对其主要借鉴流变学理论中黏弹性体的基本性质进行理论推导．将稻草在压缩过程中的变化划分为5个阶段,解释了稻草在压缩过程中的一些实际现象．指出开式压缩中压缩仓长度接近2 m比较合适,在压实程度大约为8倍时,峰值压强约为0.8 MPa,减少捆绳消耗约1/3,为今后农牧业纤维物料压缩设备的动力设计提供了一定的理论依据．

为了减小直线电机和感应板的间隙以提高直线电机工作效率，便于直线电机安装和减小直线电机对转向架结构设计要求，提出一种采用独立旋转车轮的直线电机地铁车辆转向架．利用多体动力学软件SIMPACK，对采用独立旋转车轮的直线电机车辆系统进行动力学计算．动力学仿真分析结果表明，采用独立旋转车轮的直线电机车辆具有良好的运行平稳性和曲线通过性能，满足城市轨道交通车辆的要求．