对结构动态载荷反演问题进行深入研究,提出了一种基于灵敏度分析法的结构动态载荷识别时域分析技术。将结构输入动态载荷表示为一系列参数的形式,通过灵敏度迭代分析来确定相应的载荷参数,从而确定结构的动态输入载荷。在灵敏度迭代求解过程中,为减少响应测量噪声引起的影响,引入正则化求解技术来寻求满足工程要求的稳定近似解。最后提出的方法成功应用于正弦级数迭加形式的输入载荷识别,仿真结果表明灵敏度分析法在载荷识别中是有效的。

运用ANSYS软件和参数化设计语言APDL,建立YZY800D型液压静力压桩机压桩箱的参数化有限元模型,进行有限元分析,找出结构的危险工况;在此工况下,利用ANSYS概率设计系统(PDS)和基于响应面法的蒙特卡罗模拟技术,进行结构灵敏度分析,确定压桩箱主要结构尺寸参数对结构应力和总质量的影响程度;根据有限元和灵敏度分析结果,设置结构优化设计变量,利用ANSYS的OPT系统进行优化设计,并结合工程经验,确定出优化后的结构尺寸;通过优化前、后的有限元分析结果对比,优化后的结构总质量减少了13.16%,有效降低了结构重量。

针对气动设计中遇到的具有大规模设计变量的优化设计工程,造成优化搜索难度大,计算代价高等问题,提出了一种基于全局灵敏度分析方法的分层优化设计方法。即选取M-OAT方法对设计变量进行全局灵敏度分析,根据灵敏度信息对设计变量进行分层,随后分别对各层设计变量进行优化。对翼型及机翼进行分层优化设计之后,与普通全参数优化设计系统相比,建立的分层优化系统可以在单次优化过程中有效减小设计变量的数目,减小优化搜索的难度,加快优化收敛速度,同时也能获得较好的优化结果。

针对均匀间隙磁流变制动器制动力矩较低、制动效率低的问题,根据磁流变液挤压增强效应原理,设计了偏心式磁流变制动器,建立了偏心式磁流变制动器制动力矩模型;分析了工作间隙、偏心率及偏心距对制动力矩的影响规律,基于Sobol法对制动器结构尺寸参数进行全局灵敏度分析,以偏心制动器制动力矩为目标进行了结构尺寸优化。结果表明,偏心率对制动力矩影响最大,且偏心制动器制动力矩随偏心率增大而增大;偏心率从ε=0.1到ε=0.2变化时,制动力矩从38.3 N·m提升到51.9 N·m;偏心距对制动力矩影响较弱,且制动力矩随偏心距的增大而减小,在偏心距e大于1后,影响效果不明显;优化后的偏心制动器制动力矩达到86.3 N·m,较优化前提高了约35.27%;在磁流变液达到磁饱和时,偏心结构对制动器制动力矩提升约7.57%。

为提高圆盘造球机的动态性能,提出一种优化思路并对其盘体进行多目标优化设计。利用ANSYS Workbench对造球机的悬臂转子系统进行模态分析与谐响应分析,表明盘体为影响转子系统动态性能的关键结构。以盘体结构为优化目标,利用灵敏度分析确定设计变量,通过Response Surface Optimization得到5组候选设计点,借助基于熵权的模糊物元法得到最优设计方案。对优化前后的转子系统进行比较,其结果表明：悬臂转子系统的动态性能得到有效改善,盘体质量减轻了15.55%,转子系统前六阶固有频率均得到提高,且转子系统在x方向上的最大共振峰值下降了61.7%,y方向下降了49.4%,z方向下降了54.0%,为提高系统动态特性提供了理论依据和参考。

文中将灵敏度分析方法和优化方法相结合，快速有效地解决汽车车门下沉刚度不足的问题。首先在灵敏度方法的相关理论基础上进行灵敏度分析，找出影响车门下沉刚度的灵敏部件，将灵敏部件的厚度作为优化设计变量、车门下沉刚度目标值作为约束、车门部件的重量作为目标函数建立优化模型，运用adaptiveResponseSurfaceMethod优化算法，找出部件厚度的最优值，在满足车门下沉刚度的同时使车门轻量化。

立柱是机床加工的关键零部件之一，其性能的优劣对加工精度有很大的影响。鉴于立柱和滑座(下座)结构的复杂性以及有限元WokbendhF台建模的薄弱性，采用三维软件SoltWorkSS行参数化建模，对其进行模态分析、静力学分析的研究。在静动态分析的基础上,利用有限元中DesgnExpOatOr模块对模型进行响应面分析优化，通过灵敏度分析,找到影响程度较大的关键尺寸，对关键尺寸进行优化。优化结果表明，在相同约束和受力的情况下，一阶固有频率提升4C%,质量减少98%实现了轻量化的目的，满足机床的设计要求。

YJ216型接装机采用了锥鼓轮方式进行烟支掉头，锥形换向器将前排或后排的烟支掉转，使所有烟支滤嘴朝向一致并排成一列。文中分析了YJ21?接装机的掉头轮传动原理。

利用Pro/E软件自带的灵敏度分析模块对油底壳的基本模型尺寸（长宽高）进行分析,得出油底壳的内部体积与基本尺寸的影响关系,从而为进一步的优化设计指明了方向,明确了设计方向和目的,提高了设计效率。

借助Pro/MECHANICA Structure模块对筛网编织机梳子的设计参数进行灵敏度分析，得出了梳子模型力学性能最敏感的设计参数，以敏感参数为优化设计参数，建立最小质量目标函数，在满足强度要求的前提下，编程计算得出各敏感参数的最优值和最优目标值，优化后梳子减重21.7%，提高了优化设计的效率。