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。

为了满足世界空间紫外天文台中的有效载荷长缝光谱仪（LSS）的设计要求，设计了LSS主结构并对主结构的优化设计方法进行了研究。建立了以结构频率要求为约束条件，以结构质量最轻为目标函数的LSS结构优化模型。采用ANSYS软件作为结构分析器，提出一种新的更新蚁群路径信息的策略，并使用这种改进的蚁群算法作为优化器，构建了一种组合的结构优化方法。应用这种优化组合方法对LSS主结构进行优化设计，并与ANSYS零阶优化方法的优化结果进行比较。计算表明，优化组合方法得出的质量比ANSYS零阶方法降低约7％，使主结构质量相对于初始质量减少约25％，基频达到82．3Hz，满足了设计要求。组合方法结合了改进蚁群算法和ANSYS软件两者的长处．可应用于其它类似工程结构优化。

为了减轻长缝光谱仪（LSS）主结构的重量,保持结构响应的高稳定性,对LSS主结构进行了稳健优化设计。分析了结构尺寸加工公差和材料参数波动等不确定性因素对LSS主结构稳健性的影响;调整结构尺寸加工公差,建立以结构质量为目标,以结构频率为约束的LSS主结构稳健优化模型,应用蒙特卡罗模拟方法和蚁群优化算法对稳健优化模型进行优化求解。结果表明,稳健优化后的结构质量为33kg,比初始质量减少17.5%;频率为77Hz。稳健优化最优结构质量较确定性优化略高,但结构响应更为稳定,具备抵抗尺寸波动和材料参数波动的能力,满足设计要求。采用的设计方法对类似结构的稳健优化设计有参考意义。

分析了大型光学望远镜副镜位姿精调机构的性能要求，提出了基于Gough-Stewart平台机构的副镜位姿精调机构的2个设计准则：运动精度准则和刚度准则。选取Gough-Stewart平台机构的2个角度尺寸参数和3个无量纲化的线性尺寸参数作为设计变量，分析了各设计变量对机构性能的影响规律；提出了与设计准则相对应的2个全条件性指标：运动传递精度指标和刚度指标，按照统一目标法的乘除法构造统一目标函数，建立有约束单目标优化问题数学模型。针对机构性能比较的实际需要，以普适空间替代全条件性指标中的可达工作空间。针对选定的设计变量定义域，以改进的遗传算法计算得到机构参数的Pareto最优解。结果表明，当动定平台的半径比为1．095时，机构性能最优，相对于动定平台的半径比≤1时的最优解，运动传递精度指标提高了0．7％，刚度指标减少了

汽车离合器压盘在恶劣工况下易出现烧蚀、变形等情况，进而导致离合器传递扭矩能力下降。针对某公司生产的φ430离合器，建立了压盘的有限元模型。计算出压盘表面的热流密度并作为边界条件施加到有限元模型上。利用ANSYS对压盘进行热-结构耦合分析。得出压盘在连续接合和持续滑磨两种恶劣工况下压盘的温度场及变形场分布。并针对该分布提出一种新的结构改进设计方案。结果表明，改进后的压盘变形量有所降低，重量减轻达11％，压盘工作性能提升明显。