针对飞机翼身对接过程中，叉耳式交点接头因装配变形而发生干涉的问题，提出基于关键点距离检测的装配干涉判断方法.根据对接前叉耳接头上的现场实测数据，计算接头在装配坐标系下的位姿并建立耳型接头和叉型接头的坐标变换关系，通过投影方法计算并归纳出接头的距离极值点，求出叉耳接头间最小距离.综合考察各个叉耳接头处的最小距离，判断干涉情况，提出在多种叉耳接头布局方式下的机翼位姿调整方案.该方法将三维距离问题转化为有限个点的检测问题，能够快速实现在任意机翼位姿下的翼身对接干涉检测和机翼位姿修正.仿真验证结果表明该方法的有效性.

为了研究国产奥氏体不锈钢S30408在低温下的力学性能变化规律，通过-196~20℃下的低温拉伸试验和冲击试验，获得S30408焊接接头与母材的低温拉伸性能和冲击性能数据.试验结果表明：焊接接头与母材的屈服强度和抗拉强度随温度降低呈现明显的增加趋势，低温强化效应显著；夏比冲击吸收能量和侧膨胀值则随温度降低呈现下降趋势；焊缝处铁素体含量最高，冲击韧性最差，且焊缝处冲击韧性的降低与其本身在低温下抵抗裂纹扩展能力的降低有关；铁素体分布的不均匀性致使焊接接头存在微观力学性能的差异，对接头处变形产生塑性拘束，削弱了焊接接头的承载能力.

为了解决跟踪微分器跟踪函数选取多样、参数调整困难的问题，研究跟踪微分器在平衡点附近的等效线性模型.提出平衡点附近非线性跟踪微分器的统一型式，用Lyapunov方法证明统一模型的稳定性.将统一模型在平衡点处线性化，得到不同非线性结构对线性化参数的影响，仿真算例验证了线性化模型的等效性.基于等效线性模型的频率特性分析跟踪微分器的滤波性能及相位滞后，据此提出跟踪微分器的参数优化方法.提出前馈补偿的复合跟踪微分器，减小相位滞后并抑制前馈噪声.数值仿真结果验证了跟踪微分器参数优化方法的可行性，表明所提复合跟踪微分器具有最佳的跟踪误差与微分误差组合.

为了研究全断面隧道掘进机（tunnel boring machine，TBM）支撑推进系统掘进过程中的振动问题，基于多体系统动力学仿真平台，对TBM掘进过程进行动力学仿真研究，得到TBM支撑推进系统各部件的振动加速度，进行时域和频域分析.对比不同方向的加速度有效值和不同部件的加速度有效值，分析TBM支撑推进系统掘进方向的载荷传递规律.结果表明：TBM支撑推进系统的振动以低频为主，其中主梁二振动频率集中在20~30 Hz和46~56 Hz.TBM支撑推进系统的振动集中在掘进方向，主梁二掘进方向加速度最大值达到11.80 m/s².部件距离刀盘质心越远，振动加速度有效值越小.掘进方向载荷从刀盘传递到主梁一均值减小了42.7%，变化幅度减小了58.3%.对吉林引松工程的TBM进行了振动测试，测试结果一定程度上验证了仿真结果.

为了研究供应中断风险下多周期弹性供应网络的集成优化问题，建立集成供应者选择、生产配送调度的多级供应链模型.基于供应者的供应柔性和稳定性，提出供应中断发生时的应急计划策略，开发一个两阶段、双目标混合整数规划方法.2个冲突的目标是最小化供应链成本和最大化服务水平，配送方式是每一周期生产结束，立即配送到相应的配送中心.结果表明，集成决策可以在不同目标偏好下给出有效的解决方案，成本偏好的决策倾向于选择更少的、成本更低的供应者，服务水平偏好的倾向于更多的、更稳定的供应者.以供应柔性为基础的应急计划可以在供应中断发生时提供应急策略，在维持供应成本的同时有效地改善服务水平.

针对磨齿机在磨削加工时，电主轴存在热致误差等问题，提出基于模糊神经网络（FNN）建立电主轴热误差模型的方法.分析电主轴内部的热生成和热传递机理，得到内部的传热规律.通过计算热载荷和边界条件，利用有限元分析（FEA）软件对电主轴系统的温度场和热变形进行数值模拟，得到电主轴系统中温升和热变形最大的部位.通过电主轴热误差实验获得温度和热变形数据，分别训练模糊神经网络和BP神经网络，建立温度场和热变形之间的热误差模型，对主轴热误差进行预测.结果显示：在电主轴径向热误差预测模型中，模糊神经网络模型和BP模型的建模精度分别为96.74%和89.77%.这表明模糊神经网络模型建立的热误差模型，在拟合和预测精度上优于BP神经网络模型.

针对粗糙表面微凸体的多样性引起的接触切向刚度的变化，提出粗糙表面切向接触刚度概率分析方法.基于Hertz理论和GW模型，考虑微凸体接触半径与高度均服从正态分布，得到各自的概率密度函数.运用接触力学和统计学原理，计算粗糙表面微凸体的个数，建立粗糙表面切向接触刚度的概率统计模型.采用控制变量法，研究外界载荷、摩擦系数和统计参数对切向接触刚度的影响，与同种工况下分形模型的计算结果与实验结果进行对比.研究结果表明粗糙表面切向接触刚度与法向载荷和摩擦系数成正相关，与切向载荷成负相关；微凸体之间高度或接触半径的正态分布标准差越小，切向接触刚度越大.这与同条件下分形模型及实验得到的结果趋势相一致.

为了解决机构在一定输入范围内需要输出常力的问题，提出在一般初始位形下，空间曲柄滑块机构（RSSP）空间柔顺常力机构的建模与参数优化方法.建立机构柔顺关节的变形量与机构无量纲几何参数的关系.运用虚功原理，建立机构输出端与外部环境接触力与柔顺关节的扭矩的力学模型.以接触力采样点相邻差值和的方法表征接触力波动特征的大小，建立起表征接触力波动的目标函数.优化得出一般初始位形下的空间柔顺常力机构的无量纲化结构参数.设计出实验装置，测得实际输出接触力.结果表明，实际接触力围绕着理论接触常力在5%以内波动.

为了研究S式水轮机水动力学性能，利用流体动力学软件建立S式水轮机的网格模型，分析流场特性，对S式水轮机在不同叶尖速比与重叠比的水动力学及能量提取性能进行研究.结果表明：S式水轮机在运动过程中存在负力矩情况，这是造成功率系数较低的主要原因.S式水轮机适合在低叶尖速比下工作，且力矩系数随着叶尖速比的增大而减小，存在一个最优叶尖速比使水轮机的功率系数达到最大，重叠比能减少甚至消除负力矩情况，改善水轮机的水动力学性能.在研究参数范围内，重叠比在0.15附近时，S式水轮机综合性能最优，功率系数可以达到最大值0.256.

为了更好地基于不同用途选择合适的滴状冷凝表面，针对滴状冷凝的实现方法、其滴状冷凝换热性能和寿命进行综述.结果表明：增强滴状冷凝表面的疏水性能不会同时显著提高滴状冷凝换热性能；滴状冷凝的表面寿命限制了其工业应用；滴状冷凝工质目前主要针对水蒸汽，缺乏对工业中普遍存在的低表面张力工质的关注；现有方法得到的滴状冷凝表面对温度敏感，温度过高或过低均会影响其性能；未来发展宽温区、适用于低表面张力、长寿命的滴状冷凝表面是非常必要的.

通过有限元方法结合势流理论，计算LNG独立C型舱内液体在自由振荡下的理论固有频率，通过试验结合快速傅里叶变换（FFT）对计算结果进行验证.利用外界激励，在0.25、0.40和0.60倍液舱模型直径的载液高度下，以相同激励幅值在液体固有频率附近进行扫频试验.对液体受迫晃荡时自由液面形状进行描述，发现0.5的理论固有频率为晃荡起始频率，终止频率会随着液位升高而下降.利用统计值对3个不同载液高度下的理论固有频率与共振频率的关系进行定量比较，结果表明：共振频率比理论固有频率分别增大31%、13%和7%.

为提高平板折展机构（LEMs）的灵活性，提出一种一移两转三自由度平板折展柔性铰链.综合考虑各柔性片段的变形特点，设计一移两转平板折展柔性铰链的外形结构；利用等效弹簧模型推导该铰链沿x轴、y轴方向的转动等效刚度及沿x轴方向的移动等效刚度的理论计算模型，并通过设计实例的理论计算结果和仿真分析结果对比，验证刚度计算模型的正确性；探讨各结构参数对3种等效刚度的影响灵敏度；以提高铰链的转动性能和移动性能为目标，构建一移两转平板折展柔性铰链的多目标加权优化模型，并利用基于罚函数的粒子群算法对各结构参数进行优化.结果表明：优化后的一移两转平板折展柔性铰链的各项性能都有较大提升，优化模型具备可行性.

针对半空间流，从R13矩方程出发，基于壁面附近Knudsen层外Knudsen层的修正效应近似为零的条件，理论推导得到等温情形下扩展的速度滑移边界条件.该速度滑移边界条件的滑移系数是不固定的，不仅与气流的努森数有关，还与壁面适应系数有关.以微Poiseuille流为例，分析扩展的速度滑移边界条件的适用性.研究表明，在近过渡流区，扩展的速度滑移边界情形下的质量流率与基于Boltzmann-硬球分子模型方程的结果更为接近，优于现有文献中的速度滑移边界条件.当努森数为1时，扩展的速度滑移边界条件情形下的气流速度与直接模拟Monte Carlo（DSMC）模拟结果之间的差别仍然较大.

为了优化线筒式荷电反应器设计、提升柴油机排气中颗粒的荷质比，在高放电电压下通过改变电晕放电参数（电极电压、分流排气流量、放电区域内部温度、电极材料、电极直径等），研究电晕放电参数对颗粒荷质比的影响规律.试验结果表明：在正常的放电范围条件下，负极施加电压对颗粒荷质比有显著的影响，荷质比随着电压的升高而增加，且负极的荷电效果较正极更好，但因局部火花放电的限制，正、负极电压均存在最佳值；当反应器其他特征参数确定后，分流排气流量并非越小越好，而是存在一个最佳值；放电区域内部温度决定荷电反应器起晕电压，但当内部气流温度高时，对颗粒荷质比的影响较小；选择导电系数较大的电极材料更易获得较高的荷质比；线筒式结构中电极直径越小，电极间距越大，需要的起晕电压越高，在施加电压较高时荷质比的提升效果更明显.

针对可倾瓦滑动轴承稳定性机理研究方法不完善的问题，提出可倾瓦滑动轴承三维润滑流场计算方法.该方法基于计算流体动力学软件FLUENT、结合自行开发的动网格算法可对可倾瓦滑动轴承三维润滑流场进行瞬态计算，与转子动力学计算耦合可以得到可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统在不同转速下的轴心轨迹.对可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统进行不同转速下的振动试验，测试轴颈的振幅以及涡动中心的偏移情况.结果表明，相比常规固定瓦滑动轴承（圆柱、椭圆和三油楔轴承），可倾瓦滑动轴承得到的轴心轨迹幅值更小、涡动中心沿载荷作用方向下沉更低且偏位角几乎为零，试验结果与理论计算吻合一致.

为了揭示水泵水轮机在泵工况流动结构演变对特性曲线驼峰特性的影响，采用SAS湍流模型对多个工况点的流态进行全流道数值模拟，得到两者之间的关联性.结果表明，当水轮机在40%~80%最优流量运行时，导叶内发生旋转失速；当流量低于40%最优流量时，转轮进口产生的回流涡结构在尾水管边壁侧产生螺旋回流阻碍过流，并改变转轮叶道在空间上的过流能力，进而改变转轮出流特性；转轮出口下环侧流速降低，使导叶所有叶道均产生剧烈流动分离，导致旋转失速消失，并产生回流流入转轮.转轮进口回流涡结构的出现，改变了水轮机内的流动分离特性，使水头损失突然增大，产生驼峰特性.

为了探索不同主机工况对大型船用柴油机余热利用系统能量利用率及相关参数的影响规律，以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型船用低速柴油机及自主设计的余热利用系统为例进行研究.柴油机余热利用系统包括船舶主机、余热锅炉、动力涡轮发电子系统、汽轮机发电子系统、高温冷却水利用换热设备和有机工质汽轮机发电子系统等装置.基于主机试验数据和后续的理论计算，研究不同主机负荷和环境温度对余热利用系统发电功率、余热利用潜力及其相关参数的影响规律.结果表明，随环境温度和主机负荷的升高，该船舶主机余热利用系统的余热利用能力逐渐升高，余热利用系统总体发电比的最大值为12.9%，发电总功率的最大值为1 288.7kW，系统余热利用率的最大值为17.9%.

为了解决因混合动力公交车控制策略开发工况与实际道路工况存在较大差异导致混合动力公交车在实际道路工况行驶下燃油经济性不能达到最佳的问题，在AVL_Cruise建立整车模型，在Matlab/Simlink环境下建立整车控制策略，实车采集郑州市32路公交车实际道路行驶工况并构建这条公交线路的代表性循环工况（ZZDC_32工况）.以此工况为基础，利用基于Isight建立的自动优化平台对整车控制策略的5个关键参数进行全局优化，通过半实物试验对基于ZZDC_32工况优化后的整车控制策略进行验证，结果表明：混合动力公交车百公里燃油消耗比实际燃油消耗降低了5.8%.