分析了透射式光学系统中透镜以球面接触形式和平面接触形式装配时,多种公差对透镜装配误差(倾斜误差和偏心误差)的综合影响,从光学公差和机械公差设计的角度综合评价光学系统公差设计的合理性。借助于光学元件的分划工艺和绕中心轴线旋转装入的角度,提出了透镜与镜筒装配位姿量化的确定方法及装调路径描述方法。利用光学设计仿真软件ZEMAX进行了基于MTF指标的公差灵敏度分析,从而进一步提出了基于误差权重因子的装调路径优选方法,并用三片式柯克物镜系统的装调验证了研究方法的合理性。

轨道列车转向架构架的动态特性影响列车运行的平稳性和安全性。运用ANSYS参数化设计语言APDL建立列车转向架构架参数化有限元分析模型,对转向架构架进行参数化模态分析,得到转向架构架的前10阶固有频率与模态振型。分析转向架构架模态振型特点,得到对列车平稳、安全行驶影响较大的振型为转向架构架(7~10)阶模态;采用灵敏度分析方法,筛选出侧梁左右立板厚、侧梁盖板厚、一系弹簧横向刚度、横梁直径、一系弹簧纵向刚度、横梁管壁厚等对(7~10)阶模态影响较大的关键结构参数并进行优化,转向架构架(7~10)阶固有频率平均提高了7.8%且静强度、疲劳强度均满足要求,为其构架动态特性改进提供理论依据。

重型特种车的动力系统匹配将对整车的动力性及经济性有着至关重要的作用,动力性及经济性作为评价车辆性能的两个重要性能指标,一般而言,对于重型特种汽车的动力性要求往往较高,而忽略了整车的燃油经济性能,因此整车性能没能达到最优。为了在不降低其动力性的前提下,亦提高其经济性方面的性能,建立了一种基于近似模型的优化方法。首先利用AVL-Cruise建立其整车动力学模型,通过试验设计(DOE)完成灵敏度分析,以整车传动系统的动力参数为研究对象,采用克里格算法(Kriging)建立整车的数学优化近似模型,通过邻域培植遗传算法(NCGA)完成整车的全局动力参数优化,提高了整车的经济性能。

为提高纯电动汽车电驱动桥壳低阶模态频率,对直联电驱动桥壳进行模态灵敏度分析及优化设计。首先,建立直联电驱动桥壳的仿真模型,进行了模态分析获得前六阶模态频率并与桥壳锤击试验结果进行对比,以验证仿真模型的可信性。其次,选取桥壳各截面壁厚为设计变量,运用差分法计算桥壳模态频率对设计变量的灵敏度。然后,据桥壳模态灵敏度分析结果选取变量进行优化,以提高桥壳低阶模态频率为目标,质量与最大位移为约束,进行优化设计。最后,针对优化后桥壳进行了强度与刚度校核。研究结果表明直联电驱动桥壳通过模态灵敏度分析后选取的设计变量,经优化设计后低阶模态频率约提高了12Hz,优化效果显著。

基于实验设计方法，仿真分析了汽车动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性。以某款车的动力总成悬置系统为例，计算了悬置静刚度对悬置系统同有频率和解耦率变化的贡献率，识别出了对悬置系统解耦布置影响较大的悬置静刚度参数。算例结果表明，悬置系统固有频率和解耦率的变化是多个刚度参数共同作用的结果，悬置系统三个平动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较小，三个转动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较大。该方法为设计解耦布置优良、稳健的动力总成悬置系统提供了一般的分析方法和理论依据。

针对带捆绑火箭气动载荷分布受飞行状态及本身外形参数变化影响存在波动的现象,提出了依据多项式混沌理论对捆绑火箭气动载荷分布特征进行全局灵敏度分析及不确定性量化的方法,并以两助推构型火箭为例对所提方法进行验证。首先,提出了捆绑火箭气动载荷分布不确定性分析的方法,并给出仿真分析流程。其次,以两助推构型火箭为例对所提方法进行验证,建立火箭气动外形参数化模型,验证气动特性分析结果。最后,对该模型开展影响因素灵敏度分析及载荷分布不确定性分析,得到了不同因素的影响程度,以及气动轴力和法向力的不确定性分布形式,分析了流场流动情况及气动载荷波动的主要原因。分析结果为捆绑火箭气动载荷波动控制提供了一定参考,通过定量描述气动载荷分布不确定性,可以有效降低安全系数冗余,为开展精确结构设计提供依据。

气缸是工业自动化系统中非常重要的执行元件,如今轻量化、高可靠性是其主要发展方向。针对气缸可靠性试验中出现的气缸失效问题,研究了两端铰接固定工况下气缸的弯曲振动问题。通过建立气缸的动力学方程,得到气缸关键部位的接触力变化曲线,并在ADAMS中建立模型进行验证。通过灵敏度分析建立气缸内部接触力与各影响因素之间的定量关系。研究结果为减小气缸内部的接触力,提高气缸的可靠性提供了理论依据。

利用有限元分析软件ABAQUS,构建管材推弯有限元仿真模型,并利用推弯实验验证有限元模型的正确性。通过以椭圆率、管壁减薄量、弯曲回弹角度为指标的多指标正交实验方法,研究了相对弯曲半径（管材弯曲半径与内轮模直径的比值）、硬化系数、推弯长度、摩擦系数、推弯速度、芯棒深入长等主要影响因素对管材推弯成形质量的影响,并构建多指标正交实验矩阵分析模型,综合评价得出主要影响因素按灵敏度绝对值的排序及其最佳组合,为提高管材成形质量提供理论依据。

为了使袋装液体自动包装机封口机构转动臂尺寸参数设计的更合理精确以降低材料成本，借助CreeParametric建立了包装机封口机构转动臂的三维模型，通过CreeSimulate对转动臂进行了静态分析，使用局部灵敏度分析得出了影响转动臂承裁性能的主要设计尺寸，利用全局灵敏度分析得出了主要设计尺寸对模型的综合影响。并且以转动臂质量最小化为目标函数，采用二次规划优化算法对转动臂进行了结构优化，得到了转动臂最优的结构设计参数和外形。优化后转动臂总质量减小了66．7％，达到封口机构轻量化的目的。

为解决航空液压系统高速高压化发展带来的航空液压管路振动加剧问题，将液压管路与管路支架视为整体振动系统。基于灵敏度分析方法，采用ANSYS软件平台中的灵敏度分析工具，分析航空液压管路支架参数对振动响应的灵敏度；在灵敏度分析结果基础上，采用基于Pareto最优的多目标遗传算法对管路支架参数进行优化设计，得到振动控制效果更好的管路支架布局，形成一种有效的航空液压管路被动振动控制参数优化方法。为控制航空液压管路振动、推动国产大飞机发展提供理论和技术基础。