碳纤维复合材料以其比强度高、比模量高，耐高温、耐摩擦、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、风电、船舶等领域得到了广泛的应用。基于铺层碳纤维复合材料就是将各向异性的碳纤维层材料按照一定的顺序和角度叠在一起，然后通过其它工艺使各铺层紧密的贴合在一起成为一个整体。众多领域复合材料使用量的快速增长催生了碳纤维的分析及优化需求。目前，国内外碳纤维复合材料优化设计的主要设计变量为：几何形状、碳纤维铺层厚度、碳纤维铺层角度和碳纤维铺层顺序，采用多阶段优化设计方法，分别进行几何形状优化、铺层厚度优化与角度优化、铺层顺序优化。这种传统的多阶段优化设计方法要求先优化完一个设计变量再进行下一个设计变量的优化，这不但要求工程师等待一次优化计算完成后提交下一个设计变量的优化计算且忽略了各...

采用FEA和CFD相结合的方法对直通型迷宫密封齿尖磨损引起的封严性能退化规律进行了研究,利用已有的实验数据对数值方法的有效性和精度进行了验证,获得了迷宫密封磨损后的几何形状,分析了齿尖磨损对迷宫密封泄漏量和流场结构的影响机制。结果表明在动静碰磨过程中,密封齿尖会出现显著蘑菇化变形。接触换热系数hrot和对流换热系数hair对磨损形状影响显著。当转子向齿尖侵入0.4 mm,泄漏量增大了82.4%。磨损导致齿尖下游腔室静压降低、总压升高、动能耗散作用降低,携流效应增加。

当生产车间设备数目较多（超过15个设备）的情况下使用传统的方法不能有效解决。针对该问题以物流运输费用最小和车间面积利用率最大为原则,建立数学模型。使用模拟退火算法中的并行性和遗传算法中收敛速度快的特点结合完成算法设计,即通过模拟退火算法和遗传算法的交替使用,避免遗传算法陷入局部最优,又能迅速得到最佳结果。实例化到16工位大型零件车间。结果表明该算法具有很快的收敛速度和较好结果,改善了遗传算法过早收敛和模拟退火算法收敛较慢的缺点,是一个行之有效的方法。

齿向修形斜齿轮的成形磨削存在齿面原理性加工误差,为提高磨削精度,在分析齿面原理性误差产生机理的基础上,建立齿面误差模型,并提出误差控制方法。采用点矢量族数字包络方法建立了齿向修形斜齿轮的接触线计算模型,并组合砂轮磨削轨迹上的接触线得到仿真齿面,进而通过齿面仿真实例对齿面误差进行评定。从接触线形态及X轴、C轴附加运动3个方面对修形齿面原理性误差产生机理进行分析,建立齿面误差计算模型,并与仿真实例结果进行对比验证了误差计算模型的正确性。为了控制齿面误差,提出砂轮安装角及砂轮廓形的联合优化方法。通过齿向修形齿面磨削仿真实例,验证了所提误差控制方法的有效性。