对现有CAD/CAE集成技术进行了研究,分析和总结了CAD/CAE集成方法。针对目前CAD/CAE集成方法自动化程度不高、数据单向传递、设计效率低等问题,提出了一种基于Txt和Excel中心数据库的CAD/CAE集成方法。该方法使得数据可以双向传递,避免了几何模型在不同软件之间传递的原有数据丢失问题。尤其对定制产品在快速建模和校核一体化系统开发上,该方法为实现系统开发提供了可能。以某离合器零件从动片内环疲劳分析为例,验证了该方法的有效性和可行性,对其他机械零件性能优化系统的开发提供了指导意义。

建立齿轮传动方案设计的知识单元,提取知识单元的运动、动力以及结构属性,依据机械运动方案设计的状态空间理论,将知识单元的运动及动力属性转换为特征矢量,从而使齿轮传动方案求解转换为矩阵计算,并将知识单元动力属性与三维参数化模型相关联,通过知识单元参数化模型的配合实现传动方案的可视化。建立齿轮传动方案的知识单元库并转换为相应的数据结构,在知识单元的串并联组合基础之上,实现知识单元混联组合的方案求解。运用VS开发工具开发齿轮传动方案设计模块,输出满足用户需求的齿轮传动方案三维模型以及方案相关详细信息。

以轴系的模块化知识模型为基础,提出了综合结构设计和性能设计的轴系数字化设计方法。综合考虑轴系的结构组成及性能分析类型,对轴系进行了模块化划分,并从功能属性、工作性能、经济性和结构合理性4个方面建立了轴系结构评价指标模型,通过模糊层次分析法建立评价模块,实现了轴系设计方案评价和最优方案选择。最后通过案例说明了轴系结构设计流程,证实了其可行性,为机械结构设计提供了数字化解决方案。

为改变传统机械零部件设计制造中“三维模型+二维图样”的工艺表述现状,加快企业数字化和智能化技术的推广及应用,在基于MBD工艺模型的建模过程中,分析了MBD工艺模型的内涵及构成,针对三维工艺模型不易生成的问题,提出一种基于MBD的零部件工艺模型三维参数化设计方法。结果表明通过SolidWorks API和Visual Studio相结合的二次开发方式,利用三维工艺参数化设计方法建立带式输送机零部件的MBD工艺模型,结合特征识别和CBR推理技术,能够实现面向制造的工艺智能设计和产品工艺信息三维表达,从而缩短研发周期,提高设计效率。

超声变幅杆是超声振动系统中的重要元件，针对传统的设计方法存在着效率低、精度差等缺点，以超声变幅杆的设计原理和结构类型为重点，运用现代设计技术，在SolidWorks平台的基础上，使用VisualBasic语言开发了超声变幅杆数字化设计系统。该系统集成了实例推理技术和专家系统等现代设计方法，实现了变幅杆从类型选择到结构尺寸确定等一系列工作的智能化，提高了变幅杆设计的质量和效率。

液压拉伸成形仿真与模具数字化设计能显著降低成本和提高制件质量,在设计制造领域中将广泛采用。研究了具有空间曲面特征的重载汽车螺旋底制动器壳件的Pro/E三维造型、Dynaform液压拉伸成形仿真建模技术和仿真成功后的模具Pro/E自动生成技术。研究结果表明,该零件底部通过数学公式建立扫描曲线,将Pro/E的实体造型和曲面造型功能两者巧妙地结合运用,成功地实现了有空间曲面特征的制动器壳件三维实体造型。再由此通过Pro/E和Dynaform各自的优势快速产生液压成形仿真的形面模型,实现了仿真快速建模,并设置合理参数进行仿真,成功后用Pro/E快速生成液压成形模具,实现设计-仿真数字化,为今后此类型的制动器外壳件液压成形生产提供了技术指导。

以饮料灌装输送线为对象，在分析产品及其设计过程的基础上，提出了面向灌装输送线数字化设计与制造集成平台体系结构和关键技术。结合实际，开发了一个面向灌装输送线的数字化设计与制造集成平台，并介绍了企业的应用情况。

从2002年至今，我国机械行业实现了连续多年的高速增长，企业实力和行业竞争力也进一步增强。与此同时，作为国内最早应用信息化技术的行业之一，机械行业两化融合也取得了长足发展。从传统的图纸、图板设计，到数字化设计和产业链协同研发；

针对现今的鱼蛋撒料加工现状,根据需求采用虚拟样机技术对鱼蛋撒料进行了数字化设计,设计出一种可实现自动、均匀撒料的鱼蛋生产线。该新型撒料生产线具有质量轻、操作简单、生产效率高、绿色环保等优点,在功能性上有着高生产力、高性能、高自动化、均匀撒料的生产效果,有效地实现了鱼蛋调料撒料过程的“机器换人”,极大地提升了鱼蛋撒料加工生产效率。

为了解决工程机械复杂工况下难以准确建立液压滑阀动态模型的问题，提出了面向多学科交叉的液压滑阀数字化建模方法。考虑内部流体动力学对滑阀系统的影响，利用 CFD 方法对滑阀工作时的内部动态耦合过程进行了解析，分析了滑阀动态工作过程中过流截面面积、流量系数、液动力随阀芯位移的变化规律，并将它们作为滑阀数字化设计系统的边界载荷和输入参数。同时，在流体动力学解析模型的基础上利用 AMESim 搭建了基于功率键合图的液压滑阀工作模型，对滑阀进行了数字化设计，分析了不同的结构和系统参数设置对滑阀性能的影响。最后，进行了液压滑阀的台架实验，验证了仿真模型的正确性。