以曲轴磨削砂轮架为研究对象,提出了一种平移-扭转集中参数模型作为基本分析模型。首先基于拉格朗日能量法推导出集中参数模型的控制方程,计算并分析机构的固有频率和模态振型;然后通过直接微分法计算固有频率对设计参数(包括支撑刚度、部件质量和惯性矩)的灵敏度系数;最后在灵敏度分析的基础上,得到了一种优化的参数修正方案。该模型清晰展现了系统的固有特性,优化后砂轮架系统固有频率比优化前平均提高了8%。

针对某压缩机活塞,采用材料替换和结构优化的方法对其进行轻量化设计。首先利用SolidWorks三维软件建立活塞三维模型,将材料替换为7075铝合金,然后利用SolidWorks Simulation有限元分析方法对活塞进行静力学分析和模态分析。针对材料替换后活塞刚度不足的问题,采用增添加强部件的方法进行结构优化。结果表明,在力学性能不低于初始活塞的前提下,轻量化后活塞质量从834.31 kg降至479.37 kg,减重比例达到42.54%。

首先提出一种基于线性加权和法的压缩机性能综合评价方法并构建了评价函数;然后利用评价函数分别分析了分流叶片的长度与周向位置分布对压缩机性能的影响;最后兼顾分流叶片的长度和周向位置分布来寻找性能最优的压缩机模型。结果表明当分流叶片向主叶片吸力面偏转时有助于改善流道内流体的流动特性;适当的分流叶片长度能抑制流体的过度扩张,但当分流叶片长度系数超过0.8时,由于进口叶片稠度过大会导致压缩机的流量与效率均大幅下降。当分流叶片长度系数为0.6并向主叶片吸力面偏转时能使压缩机性能最佳。

为提高磨床头架的回转精度和磨床的加工精度。研制了高精度主轴系统。主轴由双力矩电机直驱，液体静压轴承支承，从根本上消除了机械传动误差，大大提高了传动效率。首先提出主轴系统的设计方案，其次对主轴电机进行选型，然后对前后静压轴承进行设计，最终完成了曲轴随动磨床头架主轴系统的设计，可为其他设备主轴系统的设计提供参考。

为提高曲轴磨床砂轮回转精度,介绍了一种高精度带轮传动机构的设计和优化方法。首先依据花键传动特点,设计纯扭矩传动机构;然后采用MATLAB全局寻优算法和ANSYS有限元仿真,进行连接螺栓优化和结构参数灵敏度分析;最后依据结构参数灵敏度曲线修改各参数取值完成结构优化。结果表明：优化后传动机构最大变形量下降40%;前6阶模态频率增幅均在27%以上。