共形3D打印是利用3D打印的方式在紧贴承载曲面上完成共形结构制造的技术。应用3D直写技术和六自由度机械手控制技术,完成共形3D打印平台的搭建。对曲面共形3D打印轨迹路径生成的数据流结构进行分析,论述了轨迹路径的生成方法。以CAM中曲面上轨迹路径的刀位轨迹点信息为媒介,由代码转换程序将机械手系统与CAD/CAM系统连接,根据机械手的控制要求,通过坐标变换和机床旋转角求解,实现从刀具轨迹路径的刀位信息到机械手运动的位置点信息的转换,解决了曲面共形3D打印轨迹路径生成的问题。实验完成了曲面共形结构的较高精度打印,证实了这种轨迹路径生成方法的可行性。

为提升汽车铝合金轮毂螺栓联接轴力保证轮毂螺栓联接的安全可靠性，建立轮毂螺栓锥面联接旋紧过程力学分析模型，研究轮毂螺栓联接结构设计对轴力提升的影响因素，分析轮毂锥孔的弹塑性状态，利用Abaqus分析啮合螺纹轴力分布规律及螺栓联接轴力与旋紧力矩的关系，提出轮毂螺栓联接的轴力提升方法和改进措施。仿真结果表明，减小螺母锥面联接摩擦力、增大螺母锥角及旋紧力矩、改变螺母锥面结构形式均可提升轮毂螺栓联接轴力，轮毂及啮合螺纹的承载能力影响螺栓联接轴力的提升程度。通过轮毂螺栓联接实验验证了理论分析结果。

机械加工对于模具结构的要求日益复杂,导致在模具自由型面上存在大量沟槽、凸凹等结构,容易出现磨损严重、拉毛拉裂等问题。对于模具不同位置所需要的应力特征不同,多采用镶块式模件拼接后整体铣削加工。而拼接处存在铣削力的突变导致刀具磨损过快和型面精度不高问题。本文通过阐述球头刀铣削凸曲面拼接模具表面形成机理,分析了铣削过程中不同位置的刀具-工件的接触关系;并且以球头铣刀加工不同硬度的淬硬钢Cr12MoV凸曲面拼接模具试验为对象,揭示切削深度、切削速度、每齿进给量及刀具铣削方向对拼接处铣削力突变的影响规律;以铣削力突变最小为目标进行正交试验研究,得到考察指标的主次影响规律和最优参数组合。

为提高机床基础件静、动态性能和轻质性,以某数控车床斜床身为原型,初步设计玄武岩纤维树脂混凝土（Basalt fiber polymer concrete,BFPC）斜床身,分析典型工况下该床身的受力情况,并对两种床身的静态、动态特性和质量进行仿真分析和计算;对BFPC床身进行拓扑优化设计,根据拓扑优化设计结果和BFPC床身的制造工艺性,重构BFPC床身结构,以其减重孔尺寸参数为因素,以其前六阶模态的固有频率和质量为试验指标,进行单因素轮换试验研究,最终确定其数值;对优化后的BFPC床身的静、动态性能和轻质性进行仿真分析和计算,再与原型和优化前的BFPC床身的相应性能进行对比分析。结果表明,拓扑优化设计后的BFPC床身在静、动态性能和轻质性方面都明显优于后两种床身。

对现有空间连杆机构进行分析改进，提出了一种6R对称布置的具有两自由度的空间扑翼机构。首先，通过对6R空间扑翼机构理论计算和仿真分析，得到了不同杆长对翼尖“8”字形轨迹的影响规律。然后，提出通过调整扑翼平均上反角来提高飞行平稳性的方法。最后，采用Adams对本文设计的机构进行仿真分析，结果表明所设计的空间扑翼机构传动流畅平稳，并满足扑动角和扭转角相位相差906;。

针对模拟电路故障信号的非线性和非平稳性,提出了用局域均值分解(Local mean decomposition,LMD)和近似熵算法对模拟电路进行特征提取的方法。利用LMD算法把电路故障信号分解为一系列乘积函数(Product functions,PF),再选取前3个PF分量,求它们的近似熵,作为故障的特征向量。电路发生不同故障时,其输出响应信号的复杂度不同,经LMD分解后的PF分量的复杂度就更不相同,而近似熵可以表征时间序列的复杂度,故用LMD加近似熵可以有效提取故障电路的信息。在对故障进行分类判别时,使用核Fisher判别分析,得出各故障的诊断精度。仿真结果显示,本文的特征提取方法在改善故障电路特征的同时提高了诊断准确度,平均分类精度为97.86%。

在真空状态下,为将混合时间尺度小、粘度较高的不同液体快速均匀混合,提出了一种带有挤压槽轮和搅拌叶轮的动态混合器,介绍了这种动态混合器的结构原理和混合机理。基于FLUENT中的动网格模型、Mixture多相流模型、RNGκ-ε湍流模型及PISO算法,对混合器预混合管道不同出口位置、叶片数量、叶轮转速等不同条件下的两相流混合效果进行了数值模拟,结果表明：预混合管道出口位置不同时,混合效果不同;当叶片数量为16时,混合效果最理想;模拟还表明,增加叶轮旋转速度对混合效果作用明显,但是达到一定转速后,混合效果趋于稳定。在此基础上,通过液体质点运动矢量图、速度流线图和湍动强度分布云图,分析了加速溶液混合均匀的是叶轮二次剪切和混合器中运动部件对流场的湍动作用,选用环氧树脂（E51）与对应的固化剂进行混合并浇注成型,并对制品的硬度...

针对在采用增减材复合制造技术加工复杂零件时存在的欠工艺规划问题以及工艺规划优化问题,重点提出了一个基于增减材制造的复合加工工艺规划算法,通过执行零件分割、建造方向确定、增减材操作序列建立和操作序列优化4个步骤,最终生成一个时间最优的可行操作序列,能够实现复杂零件的精确加工。并进行了实验案例研究,其结果验证了提出算法的可行性和先进性。

提出了一种新型弹性足式机器人腿部结构设计方法。设计了一种结构简单、响应速度快、抗冲击性强的新型足式机器人腿LCS-Leg（Linkage cable-drive spring leg）。该机器人腿采用弹性连杆机构和线驱动系统,有效降低了腿部惯量和着地冲击力,提高了机器腿的响应速度和减振抗冲能力。使用复数矢量法和D-H方法建立该机器腿运动学模型,基于此模型求解足端运动工作空间,分析了LCS-Leg的越障能力。设计单腿仿真试验平台,对两种不同结构的机器腿进行仿真,对比两者的质心高度、前进速度和足端接触力,验证了所设计机器腿的运动性能。试制弹性足式机器人腿及其试验平台,通过实物样机单腿行走试验,验证了设计方法的有效性,并完成了四足机器人整体结构设计。

设计了一种由多个2R1T并联机构联合组成的飞机机翼支撑平台,该平台各个并联机构的主动支链采用液压互联的方式实现各动平台协同自适应调节,使其具有更好的翼型匹配度。研究了该并联机构基于多评价指标综合约束的尺度综合方法,建立其在不同约束条件下的评价指标,利用单调性分析法,并以各项性能最优的原则,引入统一的比例系数,确定尺度参数可行域。最后结合算例,以并联机构动平台中心的运动偏差率在最大许可范围内为初始目标,进行多评价指标综合约束,确定该并联机构的最优尺度参数可行域。