为了更好的度量三维CAD模型以实现面向设计领域的典型模型结构信息的智能重用，提出了基于粒子群算法优化的三维CAD模型典型结构挖掘和相似性评价方法。算法首先由组成模型各面的边的数目构造相似性评价矩阵，然后以此为描述体，通过粒子群算法搜索两模型的面最优匹配序列，最后根据搜索到的面最优序列提取并计算面相似度，进而对模型整体的相似度进行计算。通用ESB模型库实验结果表明，与已有算法相比，所提算法可以更准确地描述三维模型的典型结构相似性，有助于典型结构的准确挖掘和设计重用。

厚度分布是影响膜片顺利翻转较大的因素，为获取两种方案厚度分布的膜片在翻转过程的形变、应力、应力分布及质心的横移量，通过对推进剂贮箱金属膜片采用UG建模，结合非线性有限元分析软件Patran模拟分析膜片的大变形非线性特性，经过对比从而寻找出具有较优翻转特性的膜片厚度分布区间为0.9~1.3mm，且第二种方案应力分布更为均匀;结合实验验证仿真真实性，通过实验测得起翻压差为0.14MPa，且压力达到0.45MPa时液体可以完全排出;推进剂最大流量达到工作要求，且翻转时的最大偏心量符合设计要求。

为探讨燃油箱振动耐久性试验中半箱油对燃油箱结构的影响，利用有限元软件分别对某燃油箱在空箱状态进行模态分析和在半载状态下（即燃油箱额定容量的1/2的油）利用流固耦合的方法进行阻尼振动分析。分析得到了这两种状态下燃油箱的固有频率及对应振型，并对该燃油箱进行扫频试验验证。结果表明，在空箱状态下，最大位移出现在隔板上，在半载状态下，最大位移出现在下箱体上，并且燃油箱的前四阶固有频率均有不同幅度的下降，下降幅度最大达到56.8%。可见由于半箱油对该燃油箱的作用使该燃油箱的固有振型发生改变并且使其固有频率大幅降低，而且随着固有频率阶数的上升，下降幅度也在减小，其中第一阶固有频率受影响最大。此外这种分析方法可以对燃油箱在装载油液后，在振动耐久性试验中是否会产生共振，起到预测和防范作......

针对结构拓扑优化中存在的计算量大，计算效率低的问题，以二维结构拓扑优化问题为研究对象，提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究，结合GPU并行计算的基本特点，采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵，相对于MATLAB向量化计算，该算法加速效果显著。以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例，在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算，得到了清晰的拓扑构型，将该方法与现有计算方法进行对比，GPU并行计算速度有较大提升。

碳化硅在研抛加工过程中极易产生表面损伤，从而影响工件表面质量和疲劳性能。基于硬脆材料的研抛去除机理，建立有限元仿真模型，模拟单颗粒研抛过程，分析了工件材料的去除过程，以及不同工艺参数对表面应力分布和表面去除形貌的影响。通过计算机控制精密研抛工艺对碳化硅进行研抛试验，进一步分析了各工艺参数下表面形貌的变化，结果表明，较小的主轴转速、较大的磨粒尺寸和研抛深度对工件表面破碎损伤严重，而进给速度对工件表面去除效果的影响不明显，不同工艺参数对表面损伤影响变化趋势与模拟分析结果吻合较好。研究结果对于选择合理的研抛工艺参数以获得良好的表面质量具有重要意义。

汽车干式离合器压盘摩擦面产生的内凹变形的发生过程及其关键影响因素尚不清楚。建立了压盘总成简化有限元模型。推导了持续滑磨工况下压盘摩擦面热流密度的一种函数表达式。模拟了压盘在持续滑磨至冷却工况下其摩擦面产生内凹变形的过程。分析了摩擦面最高温度、压紧力以及压盘齿顶处摩擦系数等三个重要因素对压盘内凹变形量的影响规律。将数值仿真结果与台架试验结果进行了对比。结果表明所建立的数值仿真模型能有效地模拟压盘内凹变形过程;压盘产生内凹变形是由于压盘冷却至其摩擦面水平时压盘内部仍存在温差所致;摩擦面最高温度对压盘的内凹量影响较大，温度越高、内凹变形量越大;压紧力及压盘齿顶处摩擦系数影响不明显。

实现移动机器人的同步定位与建图（SLAM）是实现移动机器人真正意义上自主导航的关键。越来越多的研究者开始关注基于机器视觉的SLAM技术，这是因为它具有丰富的信息和低廉的价格。针对传统的室内环境下的3D SLAM存在实时性差、鲁棒性低等问题，提出了一种改进的RGB-D SLAM算法，利用主成分分析法（PCA）对特征描述子进行降维处理，以加快图像匹配的速度。同时针对RGB-D SLAM过程中平移和旋转较慢这一特征，提出了一种将图像区域分块匹配的方法，提高了特征点匹配的效率，降低了误匹配率。同时限制所划分的区域内的特征点数目，使得提取到的图像特征更均匀。为了克服原始RGB-D SLAM的效率不佳问题，采用了RTAB-MAP来实现RGB-D SLAM。在后端，g2o用于机器人的轨迹和全局地图优化。

为了提高FSAE赛车的操纵稳定性，文中采用自主设计的多连杆独立悬架并运用ADAMS/Car模块创建了整车虚拟模型。对前多连杆悬架转向系统运行双轮同向激振仿真试验，利用ADAMS/Insight模块对悬架的车轮前束角、外倾角、主销后倾角及内倾角四个运动学参数进行优化分析，并对优化前后的整车虚拟模型进行转向盘转角阶跃输入和虚拟蛇形穿越仿真试验。结果表明，悬架的整体运动特性得到较大的提升，整车的操纵稳定性也得到改善，对提升整车的操纵稳定性提供了参考。

针对磁吸附轮式双面擦窗机器人（WCWR）进行动力学建模。分析其在匀速运动情况下，不发生倾覆和不同程度打滑情况下所需最小磁力，并对最小磁力与机器人航向角建模，研究磁力与位姿关系。引入车辆动力学理论，对单个驱动轮进行受力分析，并研究车轮打滑现象，同时引入滑转率概念，由此建立滑转率、航向角与车轮扭矩关系式，并进行建模仿真，以此来研究与设计驱动系统。从而为磁吸附轮式擦窗机器人（WCWR）在打滑情况下的设计提供理论基础。并以此理论为基础选择合适磁力与扭矩进行设计与实验检测理论准确性。

离心压缩机是石油化工生产中的核心动力设备,然而运行过程中易发生喘振故障造成事故。对于喘振故障,传统方法采用时频特征分析方法诊断,而该方法通常在喘振发展到后期、信号特征明显的情况下才诊断出喘振故障。为解决该问题,提出基于BP神经网络和证据理论的诊断方法,该方法使用故障数据训练得到BP神经网络,进而对采集的数据进行初步诊断,再采用证据理论融合各初步诊断结果得出诊断结论。通过在离心压缩机实验台上模拟喘振故障,结果表明该方法能够准确诊断压缩机喘振故障,此外与传统方法相比,采用该方法能在喘振发生初期诊断出故障,从而进行调控避免喘振发展到后期,这对实现离心压缩机防喘具有重要意义。