根据均相流等多项假设，运用两相流动基本方程建立了绝热毛细管分布参数的稳态数学模型。模型中分别利用了常用的2种计算沿程摩阻系数方法（Churchill关联式、Jung等人推荐工质为r22的摩阻系数关联式），模拟结果表明用这2种方法来模拟均能获得较高精度，但工质为r134a时优先考虑前者，因此在模拟毛细管时不同工质有不同的最佳摩阻系数关联式。

为提高精密球体的成球精度及研磨效率,针对精密球体研磨盘,提出变径偏沟V形槽的设计结构。通过建立单颗球体的几何运动模型,对球体的几何运动进行分析,获得球体自转角与沟槽偏角及研磨盘沟槽半径之间的关系。以90°槽形角V形槽为例,研究变半径条件下偏沟V形槽结构对研磨等概率的影响规律,结合实际生产情况,提出偏沟V形槽沟槽偏角的合理取值。采用数值仿真技术,对球面加工轨迹和轨迹分布密度进行了仿真分析,结果表明:采用偏沟V形槽对球体进行研磨加工,可以使研磨轨迹的分布更加均匀,从而提高球体的切削等概率性。该结构有利于提高研磨球体的研磨质量与加工效率。

为提高研球机床身的静动刚度并减少床身质量,建立床身结构的有限元模型,通过有限元分析获得机床床身的静动态特性以及低阶固有频率。在此基础上利用尺寸优化和拓扑优化设计方法,对其进行了以减轻质量和提高结构刚度为目标的结构优化设计,最终完成对床身的综合优化。将优化后的床身与原床身进行比较,结果显示:综合优化后的床身最大变形量减少了19.45%,最大应力减小了12.24%,床身的质量下降了3.52%,并且前5阶固有频率均有明显提高。通过综合优化,提高了床身的工作性能,减轻了床身质量,该研究结果对提升机床床身刚度提供参考。