基于专家CAD平台的坐标测量机实例库技术以设计单元实例类为核心,用设计单元的分级层次结构组织实例库。实例类以设计单元为载体,是设计单元的抽象,提供了设计单元的属性及检索、修改等方面的信息。该设计单元实例库以商用CAD系统与专家系统集成构成的专家CAD系统作为平台。在该系统的GUI下,设计人员的经验和启发式思维方式直接面向专家系统,通过实例检索和约束设计进行设计单元实例的修改,方便快捷地完成定制产品的设计。该系统在一定程度上实现了坐标测量机面向大规模定制制造的设计理念。

在综合分析了几种曲线、曲面测量方法的基础上,实现平面2次包络环面蜗轮副的三坐标测量实践,探讨采用"三点共圆法"进行测量数据的处理的方法,实现对测量数据进行半径补偿研究,并对数据处理精度进行了分析,获得平面2次包络环面蜗轮副的啮合面数据矩阵,为平面2次包络环面蜗轮副的重构及误差分析打下基础.

球基微操作器通过压电陶瓷管端部与微操作球之间惯性摩擦形成的相对位移实现微操作球三自由度的运动,这种摩擦运动中存在黏滑现象。在简化球面高副连接的条件下,建立了球基微操作器双质量摩擦振子等效工程模型,对球基微操作器黏滑驱动过程进行了阶段细分,基于等效工程模型及动态LuGre摩擦模型建立了黏滑摩擦过程的动力学方程。运用数值仿真方法分析了球基微操作器的参数特性曲线,进行了运动测试实验,进一步验证了分析的正确性。

建立了测量系统运动学模型;针对以往球坐标激光跟踪系统中参考点只能借助于外部具有更高精度的仪器来校正的缺点,提出平面约束自校正方法,并对测量系统进行了自校正研究。仿真结果表明了平面约束自校正方法的有效性。

为制作离子聚合物一金属复合材料（IPMC），基于全氟磺酸液制出厚达0．5mm基体膜，在利用还原法在膜表沉积出铂电极后，制成动力达22．5mN的IPMC。研制出IPMC视觉测控系统，并通过视觉采集部件捕捉其电致动图像，引入区域平均法和Roberts算子进行图像滤噪与锐化，采用灰度阈值法从图像中分割出IPMC轮廓并提取其末端位移。设计出IPMC控制电路，进行了IPMC功能特性与控制实验。研究表明，增大IPMC膜厚可增大其输出动力，采用PI控制可使IPMC末端位置跟踪误差控制在±0．5mm之内。

评述了迄今为止在微观无损评价中已付诸应用或具有潜在应用价值的各种现代检测技术,其中包括超声检测新技术、热成像、快速X射线衍射成像等。研究表明,这些无损检测技术不但可以对材料和构件的生产工艺、组织成分、微观结构和性能进行精确的自动检测和控制,反过来又会大大促进无损评价技术的进一步发展。

介绍了目前研究纳米接触问题的方法;根据Hamaker理论,利用连续介质方法,建立了原子力显微镜针尖和试样面接触的包括斥力项的力学模型;对模型进行了仿真,仿真结果同实验现象一致.将纳米接触问题的研究领域从非接触区域扩展到间歇接触区域,为原子力显微镜的进一步研究,实现原子操纵提供理论基础.

运用非线性有限元方法分析了U形波纹管在深海大压力环境下的非线性力学行为,提出了波纹管体积变化的计算方法和相关公式;基于液体的可压缩性,推导出了仪器工作水深与波纹管体积变化以及内外压差之间的关系式,并给出了内外压差的计算流程,从而为压力平衡用波纹管的设计计算提供参考。以充油式深海压力传感器为例,分析了U形波纹管的压力平衡能力与各种因素之间的关系,总结了波纹管式压力平衡结构的设计原则,从而为基于波纹管式压力平衡的水下仪器设备的结构设计提供指导。

结合ＳＮＯ（Ｓｉｅｒｒａ Ｎｅｒａｄａ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ）新望远镜的实施结果，对叉式望远镜装置在镜筒，支承和驱动方面的一些设计和校准问题，进行了分析和讨论，研制结果表明，跟踪精度和指向精度等性能全部达到设计指标。

针对宏微进给系统,利用弹性铰的微变形原理设计了宏微系统中的微动台。采用最小位能原理推导出一般弹性铰的二维刚度矩阵;并将此刚度矩阵应用于设计有弹性铰的微进给平台中,给出了所设计的微动台简化的计算模型。将简化模型计算结果与有限元计算结果和实验结果比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。