鉴于目前产品创新设计服务平台的设计用户类型众多、资源形式复杂，不同用户要快速、准确地获取其所需信息比较困难，提出了一种基于用户模型的产品创新设计服务平台框架并实现了相应系统的开发．通过建立基于本体的用户模型以获取用户兴趣，为平台用户提供3种方式获取不同用户的兴趣．基于用户模型构建了包括用户层、应用服务层、个性化操作层及资源层四个层面的平台架构，并为用户提供基于用户需求的特定服务流程，从而能够辅助用户有效获取所需信息，实现对用户设计过程的支持．

针对木工板手工排样效率低和材料利用率低问题，提出木工板“一刀切”排样优化算法．在剩余矩形填充算法中添加启发式分块原则，改进的剩余矩形填充算法满足“一刀切”工艺要求．采用遗传算法对矩形件进行排样优化，以提高木工板利用率，降低企业生产成本．为提高算法的优化精度，使用基于指数变换的非线性动态适应度函数，引入精英保护策略，应用部分填充交叉（partially matched crossover）算子．结合剩余矩形填充“一刀切”算法对遗传种群进行解码计算原料利用率，并作为适应度函数值，进行迭代搜索最优解．排样实例表明木工板“一刀切”排样优化算法能够很好地解决多品种大规模木工板排样问题．

目前在链磨损试验中用于检验延伸率的一种简易链长测量方法在其计算过程中存在较大理论误差，面对日益多样化的测试任务不具有普遍有效性，有必要对其改进．将基于中心距测量的测量系统拆分成与中心距对应的绷直链部分和与测量设备接触的弯折链部分，对测量系统进行数学建模，同时考虑具体的测量时刻对测量误差的影响，对误差展开较为全面的分析，结果发现误差主要来源于用弧长代替折线的近似手段．随后提出的一种基于理论节距的改进算法经过理论分析和对照测试标准的计算证明，在整体误差上比原算法小1个数量级，能显著地提高简易测量法的精度以满足工程要求，拓展了其有效应用领域．此外，结合设备的误差分析还以提高精度为目标对测试工具的设计提出了建议．

为了设计一种结构简单、可靠性高的全向天线，提出了一种基于半模基片集成波导技术的漏波天线.这种天线是在半模基片集成波导结构的H壁增加4个对称振子形成的漏波辐射结构.使用电磁仿真软件对提出的天线结构进行了精确的建模，分析了介质厚度对天线带宽的影响，并对天线结构进行了优化，最后制作了天线测试样片进行实验验证.所设计的天线具有较宽的带宽和准全向辐射的特性，在7.3~9.7 GHz频段内具有良好的辐射性能，最大增益为5.8 dBi，测试结果验证了设计的有效性．

针对混凝土湿喷机臂架系统的液压油缸驱动力难以显式计算的问题，采用解析几何法和拉格朗日方程建立混凝土湿喷机臂架系统的动力学模型．将驱动油缸等效为活塞杆沿着套筒运动的二连杆机构，这样臂架成为不完全开链的十连杆机构．采用解析几何法，推导臂架杆件转角与液压油缸行程的函数关系，即臂架系统的运动学方程．在运动学基础上根据拉格朗日动力学方程，建立广义力（液压油缸驱动力）对广义坐标（油缸行程）的数学模型．仿真分析时选择了湿喷机的一个典型工作过程，利用符号运算工具MAPLE求解广义力的解析式，并导入MATLAB进行数值求解．同时，利用PRO/E的机构动力学仿真工具对臂架进行分析．对比可见MATLAB与PRO/E仿真结果相吻合，验证了混凝土湿喷机臂架系统动力学模型的正确性．最后，结合动力学模型分析驱动油缸铰点位置变化对油缸工作过程中最大驱动力的影响，结果表明原湿喷机臂架系统结构有待进一步优化．因此，该动力学模型为油缸选型和油缸受力优化提供了理论依据．

为对大型装备壳体类零件进行创新设计，建立了大采高采煤机铸、锻、焊结合摇臂壳体的柔性虚拟样机耦合模型，研究截割部齿轮系统热平衡过程，确定温度载荷和边界条件，加载动力学仿真软件ADAMS输出的载荷文件．应用有限元软件ANSYS对摇臂壳体进行温度结构耦合分析及疲劳寿命预测，得到了壳体的温度场及结构场云图，发现了摇臂壳体疲劳寿命的薄弱环节，并提出了改进措施．结果表明，温度场的影响使摇臂壳体的最大应力增加了11.707%.研究结果为大型壳体类零件的设计与优化提供了明确的量化依据，可有效提高该类零件的工作可靠性．

为降低飞轮电控系统对其他星载电子设备的电磁干扰，以PWM全桥电路共模辐射源为研究对象，重点分析由开关管和散热片协同导致的共模辐射．建立铝制带鳍散热片计算模型，应用有限元数值计算法分析散热器能量耦合及辐射发射机理，以屏蔽作为主要抑制手段，研究屏蔽板尺寸、放置位置及通风孔对共模辐射抑制效应，并进一步提出屏蔽板改进结构．计算结果表明：使用2块屏蔽板在正确放置时就可有效抑制辐射，且屏蔽板越长，对共模辐射抑制效果越好；屏蔽板上有孔缝存在，对应的辐射就要比无孔时高，开孔个数本身对辐射的影响并不大．改进后的结构对共模辐射抑制效果更优于原结构，尤其体现在3.9 GHz窄频带范围内．

组合转子作为燃气轮机的核心部件，其性能退化将对整个燃气轮机的性能产生重大影响，揭示组合转子性能退化机理并进行退化特征分析对燃气轮机的可靠运行具有重要意义．为揭示组合转子结构损伤导致的性能退化机理，考虑拉杆螺栓在高温下的应力松弛，得到基于时间历程的拉杆预紧力变化规律；通过拉杆预紧力定义组合转子退化量指标，评估组合转子的退化程度；计算轮盘界面接触刚度，进行考虑接触界面的组合转子动力学分析，进而得到燃气轮机组合转子不同退化量下的动力学特征．结果表明：温度是影响组合转子性能退化的敏感参数；拉杆松弛导致组合转子固有频率漂移，组合转子前3阶固有频率的降低率相差很小，并在一定范围内与退化量呈线性关系．

车轮定位角的存在会使轮胎的受力状态发生变化，引起车轮的侧滑，从而改变车辆的性能，因此有必要定量地研究车轮定位的前束角、外倾角对操稳性能影响．一方面，从车轮侧滑来解释前束、外倾对转向特性的影响．另一方面，从考虑前束变化的车辆双轨模型推导公式来从理论上详细阐明前束、外倾与转弯半径的关系．然后，通过仿真，分析了不同轮胎载荷状态下的前束角、外倾角．最后，基于上述分析，具体定量地研究前束角、外倾角对车辆稳态和瞬态操纵稳定性指标的影响大小和趋势，并得到稳态及瞬态特性指标与车轮定位角的定量关系，结果与理论分析一致，为车轮定位角的精确设计奠定了基础．

为了实现液体融雪剂洒布管路系统动态特性的精确描述以解决洒布过程的有效控制问题，根据洒布管路系统工作原理，运用基于功率键合图理论的AMESim软件，建立完整的洒布管路系统分布参数仿真模型进行动特性分析．结果表明：洒布管路压力流量分布均匀性不足，需进行优化；系统呈现低通滤波特性，泵源频率在40 rad/s以上的信号传递至喷口时衰减迅速；系统的瞬态与稳态性能对管路的各影响参数有不同的敏感度．通过物理实验与系统仿真的稳态结果对比，证明了AMESim洒布管路系统模型的有效性．研究所得方法和结论为液体融雪剂洒布管路系统元件匹配的参数化设计及控制调试提供了有力的理论支持．

根据片状茶叶筛分的功能需求，引入三维转动并联机构作为茶叶筛分机构．首先建立3-UPS-S型并联机构运动学模型，进行工作空间、灵巧性及奇异性分析．根据该机构在筛分工作空间存在的奇异位形，通过添加冗余驱动方式消除机构奇异性，改进原机构得到4-UPS-S茶叶筛分并联机构，并对其灵巧性及筛分运动轨迹进行求解．分析表明，基于4-UPS-S冗余驱动并联机构的片状茶叶筛分装置具有良好的运动性能，并能实现茶叶分层、分散及透筛的功能，可以满足实际工作需求．

利用交指螺旋线结构和枝节贴片设计了一种新型对偶复合左右手传输线结构.采用电磁全波仿真软件和Bloch-Floquet 理论对其进行研究，计算并提取了其色散曲线，研究结果表明该对偶复合左右手传输线结构具有良好的带阻特性，并且阻带内2个传输零点独立可控．在此基础上采用2个单元结构级联的方式设计了一款具有小型化特性的性能优越的带阻滤波器，进行实物加工并使用适量网络分析仪测试，测量结果与仿真结果吻合较好，表明所设计的带阻滤波器中心频率为3.56 GHz，阻带带宽为39.3%，阻带矩形度为0.85，通带带宽为4.47~8.42 GHz，整体性能优越．此外所设计的带阻滤波器整体尺寸为0.237λ×0.145λ（λ为中心频率在自由空间波长），小型化优势明显．

为避免传统设计和加工的近似球面渐开线齿形螺旋锥齿轮存在的缺陷，提出了一种新型螺旋锥齿轮设计方案．从齿面精确组成和形状特征出发，将球面渐开线理论应用于齿面基本曲线的方程表达式求导中，实现了齿面曲线的分段参数化．然后，对组成齿面的各区域分别求取齿面离散点数据，并采用三次均匀B样条曲面方法进行初步的拟合与拼接．为了进一步提高齿面精度，借助NURBS方法对拼接后的齿面进行了统一的NURBS精确拟合，并给出了齿面统一参数化的优化方法．最后的算例表明了相关方法的精确性和可行性，为螺旋锥齿轮的数字化设计与NURBS加工提供了新的思路与途径．

进行齿面摩擦因数的研究，对于减少摩擦损失、改善系统传动性能等具有重要的意义．建立渐开线圆柱齿轮的非线性时变单自由度动力学模型，求解得到动态啮合力和单对轮齿的受力．结合载荷分担概念和弹流润滑理论，得到考虑表面粗糙度和动态载荷的不同啮合位置处的齿面摩擦因数，并与静态载荷条件的结果进行对比．同时分析转速、表面粗糙度和润滑剂黏度等工作条件对摩擦因数的影响．研究结果表明：动态载荷对油膜厚度、油膜承载比例和摩擦因数均有一定程度的影响．进入啮合段，油膜较薄，油膜承载比例较低.退出啮合段，油膜增厚，油膜承载比例增高.转速对摩擦因数的影响并非单调的，摩擦因数先是随着转速的增大显著减小，而后随着转速的增大而增大．随着表面粗糙度的增大，摩擦因数随之明显增大．在一定的黏度范围内，随着润滑剂黏度的增大，摩擦因数随之明显减小．

为了提高板条式艉轴承的润滑性能，应用有限元法研究不同板条形状对艉轴承力学性能的影响及其结构优化．具体探讨不同曲率半径凹弧型和凸弧型板条以及不同楔形空间承载面积板条的力学特性，将结构优化前后力学性能进行对比．结果表明：就3种不同形状板条而言，平板型板条的力学性能相对较好；不同曲率半径的凹弧型、凸弧型板条对艉轴承力学性能的影响规律有着较大差异；在不同楔形空间与单个板条承载面积之间存在应力最大、应变最小，力学性能相对最优的临界点；对平板型板条进行优化后，其力学特性有了明显的改善．

高性能复合砂浆钢筋网(high performance ferrocement laminate, HPFL)作为一种新型的加固方式，具有防火、耐高温、施工简易等优点．为研究其加固受火钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）梁的性能，结合已有的对高性能复合砂浆钢筋网的试验研究和对受火后混凝土梁强度、弹性模量等性能的研究成果，采用ANSYS中的PLANE55单元对高温后RC梁截面的温度场进行模拟，并利用计算二台阶模型简化成等效T形截面，考虑未卸载完全下高性能复合砂浆钢筋网同原材料间的应力—应变滞后现象，计算初始荷载下待加固构件的滞后应变，在此基础上结合构件受力情况推导出高性能复合砂浆钢筋网加固受火RC梁二次受力下的正截面承载力计算公式，将计算结果同试验数据进行比较，并给出了工程实际算例．结果表明，理论值与试验值吻合较好，采用高性能复合砂浆钢筋网加固后能提高受火RC梁的承载力，可供有关混凝土结构加固设计参考．