通过对压电双晶片执行器的受力分析,推导出弹性梁双面对称粘贴和单面粘贴压电片驱动位移模型的计算公式.通过计算机数值模拟,分析了弹性梁厚度及材料特性对驱动位移的影响.实验研究证明了所建模型的正确性,为双晶片结构中压电片和弹性梁的选择提供了理论依据.

介绍了以压电复合圆盘作为执行器的新型电-气转换器，论述了该转换器核心装置的基本结构、电-气转换原理；通过给其执行部件——压电陶瓷复合圆盘施加频率为20Hz、幅值为20v的方波电压107次，对转换器进行了循环疲劳试验，通过比较循环试验前后电-气转换器转换性能的变化，研究了其循环疲劳性能，合格率达90％，为新型压电式电-气转换器的产品化和市场化打下了基础。

研制了一种集成在刀头内的新型薄膜式热电偶.在切削的同时,能快速直接地测量切削温度.镀膜工艺采用了先进的磁控溅射和离子镀技术,成功地解决了绝缘、镀膜牢固性等问题.该热电偶测温接点位于刀尖,响应迅速,时间常数约为0.8 ms;并且在0～600℃的测温范围内具有良好的线性和热稳定性.详细论述了传感器的结构设计、薄膜热电偶的制作、静态标定、动态标定以及检测电路.当应用于现场切削试验时,传感器能快速响应瞬态切削温度.

采用ANSYS软件分析了温度载荷对YDC—Ⅲ89车削测力仪弹性环的热变形影响，得出改变弹性环半径尺寸弹性槽宽度不变；在弹性槽间增加螺钉联接可以减少弹性槽的热变形量。在此基础上提出了改进方案，并采用切削热模拟试验得到了温度载荷对传感器预紧力的影响。改进型测力仪的静态指标达到了CIRP-STCC规定的标准。实际切削结果表明：切削热对测力仪输出信号的影响减小了。

采用两片由压电系数d11转换的xy切型压电石英晶片构成单元晶组，研究了多次压电效应对压电传感器的影响，通过与传感器并联电容的方法使其不发生多次压电效应，得出了多次压电效应对传感器静态灵敏度的影响，实验结果表明，在0．1μF的并联电容下，传感器的灵敏度从4．00pC／N增大到4．07pC／N，提高了1．75％，进一步分析表明，传感器灵敏度发生变化的实质是多次压电效应影响了压电系数，同时探讨了灵敏度提高后多次压电效应对弹性系数以及传感器刚度和固有频率的影响。多次压电效应的研究为压电类传感器性能的提高提供了一种新方法。

介绍了基于压电陶瓷驱动器（PZT）驱动的二维微动工作台。该微动台采用双柔性平行四连杆结构，运用参数化的分析方法求得铰链各尺寸对微动台固有频率、应力以及刚度的影响，将理论分析、有限元计算和试验测试的结果相结合，提出了一种微动台的设计方法。

介绍了一种以新型压电复合圆盘作为执行器的电／气转换器的结构和工作原理。通过综合考虑压电陶瓷片直径、厚度和中间电极厚度对压电双晶片驱动电压的影响。采用正交试验法设计试验方案，并对试验结果进行了方差分析；提出了直径、厚度和中间电极三因素的最佳组合，并对最佳因素组合进行了实验，得到输出气压0．02～0．10MPa的工业现场要求下的驱动电压仅为8．2V，为新型压电智能型电／气转换器的研制打下了基础。

研制出了一种高能材料切削力的测试系统，测试切削过程中高能材料达到燃爆点时的切削力。详细介绍了该测试系统的设计过程，阐述了该测试系统各个组成部分功能的实现：进行了高能材料切削方案的设计、比较与选择，切削动力的选择与控制，切削力的动态测试，切削温度的动态测试，切削力数据的采集与处理。对橡胶材料进行模拟切削实验及对易燃易爆的高能材料进行切削实验，并分别对切削力指标的影响因素做了分析说明。

提出一种将切削与测温功能集成于一体的新型半人工热电偶快速温度传感器.该传感器的最大特点是响应速度快,时间常数τ约为1ms.论述了传感器的结构设计,静态标定,动态标定以及测量电路.并将该传感器用于现场切削试验,取得了良好的效果.

压电陶瓷执行器在较高电场的作用下将产生严重的非线性、迟滞和蠕变,从而大大降低了它的定位精度.从控制方式、驱动方式和控制算法上,分析、总结了国内外关于纳米定位中压电陶瓷执行器的各种控制方法,进而提出压电陶瓷执行器在静态或对频响要求不高的场合下,应采用电压驱动、电容传感器反馈并同优良控制算法相结合的控制方法;而在对频响要求较高的场合下,应采用电荷驱动、电容传感器反馈并同优良控制算法相结合的控制方法.