对现有一台钻探装备液压阀体试验台进行优化设计,优选了相关液压元器件;采用电液比例控制技术远程自动调节取代了原设备手动调节;设计了远程加本地全自动控制油冷机外循环冷却系统取代原风扇冷却装置。新设计的被试件仓采用双轨对开双推拉门结构,观察窗采用防弹玻璃材质,既方便装卸又提升设备安全性能。

液压支架是煤炭开采的重要设备,主要担负着控制管理顶板、保证开采安全工作空间、保护开采设备的安全等工作,液压支架设备的优良直接决定了煤炭开采的生产效率。因此,研究液压支护设备应用和发展变得十分重要。本文主要综述了液压支架设备的研究现状,基于有限元仿真技术液压支架的发展和应用,并对液压支架的零部件基于数值仿真技术方面的参数优化进行了阐述与展望。

针对马铃薯收获机架的工作可靠性方面存在的问题,利用Hyper Mesh与ANSYS软件联合对机架进行了有限元模态分析,得出了自由状态下的固有频率与振型,分析了机架的作业频率对固有频率的影响;然后对机架的结构进行了优化,优化结果表明：机架的第四到六阶频率分别为111.842Hz、310.596Hz、390.412Hz,均超出了马铃薯收获机作业激振频率（20-50）Hz范围,有效的避免了机架共振的发生;最后利用DASP系统对优化后的机架进行了模态试验分析,证明了理论分析的准确性与可行性。为以后马铃薯收获机机架的优化与设计提供了依据。

运用CFD(computational fluid dynamics)软件ANSYS的Fluent15.0模块,以某感应交流电机为例,使用流固耦合的方式分析其冷却系统在额定工况的流场分布。通过冷却风扇叶片间的流动分布状况,定、转子通风槽内部流动分布状况及主要发热部件的表面温降状况,对电机冷却系统的散热性能进行评价。最后基于增大流量的优化思路,通过改变冷却风扇出口角的方法对冷却系统进行优化设计,并将优化前、后冷却系统散热性能进行比较分析。结果为当冷却风扇出口角为45°时,电机冷却系统换热性能更好。

为提高圆盘造球机的工作性能,提出一种对盘体进行轻量化优化思路。利用ANSYS Workbench对造球机的盘体进行静刚度和强度校核,通过灵敏度分析得到影响其质量和最大等效应力的关键参数,借助二次响应面法对盘体进行轻量化优化设计,并建立考虑质量和最大等效应力的可靠性计算模型,运用六西格玛设计准则得到其质量和最大等效应力的概率分布,得出优化前后盘体的可靠度。对优化前后的盘体结构进行比较,其结果表明：在最大等效应力降低10.88%,薄弱方向部位静刚度提升10.56%的同时,其质量下降16.35%,这既达到了轻量化的目的,又提升了其静刚度和强度,并且其可靠度提高了7%,使造球机的性能得到了改善,为其优化设计提供了理论依据和参考。

机床横梁是机床零部件主要支撑部件,对机床的加工精度影响很大,因此,需要对横梁自身的结构进行优化,以提高机床加工精度。文中首先对原横梁进行仿真分析,并依次分别对横梁薄弱位置的结构、筋板结构、筋板厚度进行了设计与分析,采用灰色关联—层次分析法对不同筋板厚度的横梁进行分析与数据处理,最终获得最优方案。结果表明,横梁＂井＂型筋板结构设计,上导轨支撑筋板倾斜55°,筋板厚度15mm为最优方案,优化后横梁质量减轻了751kg,形变量减少了3.6%,一阶固有频率增加了3.5%,优化设计效果明显,为机床其它零部件的设计提供了方法参考。

以茶叶筛分机所依托的空间并联机构4-UPS-S为研究对象,对机构进行运动学分析,建立机构的雅可比矩阵,并提出了衡量机构工作性能的指标。鉴于加工误差对机构参数的不确定性造成机器人性能的影响,建立了包含不确定性因素的优化设计模型,基于多学科多目标软件IOSO NM采用DFSS优化算法对模型进行求解,使工作性能指标达到整体最优。研究结果表明,考虑不确定性的多学科多目标优化应用在并联机构中是可行的,能为并联机构的优化设计奠定理论基础。

施工便梁是铁路线路维修改造所需的重要设备。但目前对于该设备结构的研究却相对较为薄弱。而随着我国高铁事业的逐步推进,施工便梁必将发挥愈加重要的作用。运用有限元方法,对铁路施工便梁金属结构进行静力学分析。并运用ANSYS的零阶优化方法,采用SUMT算法对便梁进行结构的优化设计。在保证结构满足应力许用值的前提下,提高材料使用效率。经过优化后,便梁结构自重减少12.6%。并通过ANSYS分析验证了优化后的方案可行性。研究对于施工便梁及相关同类产品的结构优化有较高的借鉴意义。