运用计算机数字化技术建立了一套针对多种超声波探头性能指标的自动检测分析系统。详细阐述了构建该系统的关键技术,包括数字化超声波发射采集卡和运动控制卡的选用,软件系统的设计。该系统实现了超声波探头运动控制与数字化探头性能检测分析的集成,具有功能实用、操作简单、自动化程度高的特点,可为超声波探头生产厂家或探头使用者提供快速、准确、可靠的探头性能检测结果。

针对微型机电系统（MEMS）设计所存在的多学科交叉、周期长等问题,以自顶向下的三级建模法为基础,结合多学科优化设计法,提出了基于三级建模的微型机电系统多学科优化设计法。该方法既保持了三级建模法设计效率高的优点,又能够很好地解决MEMS设计中多学科耦合的问题,比较适合复杂MEMS的设计任务,可以进一步提高设计效率。该方法在微加速度计设计中的应用,证明了该方法在MEMS设计中的有效性。

为满足网络化制造企业对远程设备进行远程控制和管理的需求,提出了一种远程控制系统模型和结构,并详细地论述了其工作原理。比较了传输控制协议和用户数据报协议的特点,选择传输控制协议作为远程控制系统控制/反馈信息的网络传输协议。针对网络信息传输的不确定时变延时,采用现代鲁棒控制理论设计了H∞控制器来改善电液位置伺服远程控制系统的鲁棒跟踪性能。通过仿真表明,设计的H∞控制器不仅可以得到期望的稳定控制,还能降低时延对系统的影响。

磁流体密封装置中的密封间隙、极齿结构参数、极齿级数等对密封能力均有影响。本文首先分析磁流体密封原理,结合企业所给磁流体密封装置参数建立模型,应用Maxwell分析软件对模型进行分析计算,得出磁流体密封结构中磁场强度及其分布情况。分析讨论磁流体密封结构中极齿结构参数、极齿数量、密封间隙对磁场强度的影响,并总结其中的规律。分析结果表明一定范围内,磁场强度随着极齿磁极角度数的增加先增大后减小;极齿级数越多,磁场强度越大;密封间隙越大,磁场强度越小。本文提供了使用Maxwell仿真分析软件进行磁场分析计算的参考。

针对机床重要结构件优选设计时难以在多个方案和多项性能评价指标之间进行取舍这一问题,提出了基于熵权TOPSIS模型的机床结构件优选设计。以龙门机床的定横梁为研究对象,结合有限元分析设计了10个不同的定横梁结构作为备选方案,并对10个备选方案依次进行了灵敏度分析和多目标优化,确保10个备选方案都具有相对最优尺寸参数。利用有限元软件依次对优化后的10个备选方案进行静动态特性和热特性分析,得到了优选决策的原始数据。建立了机床结构件优选评价的熵权TOPSIS数学模型,利用Matlab软件求解计算选出了最佳方案。对比分析了定横梁部件优选前后的静动态特性和热特性参数,认为优化后定横梁部件综合性能有所提升。结合实际工程经验分析了优选决策原始数据,认为优选结果符合实际,验证了熵权TOPSIS模型对机床结构件优选设计的有效性。

针对机床加工快速换装的需要,在建立统一工艺基准零点的基础上,设计了一套机床加工零点夹紧系统,使机床工作台具有精确定位和自动夹紧功能。通过建立零点夹紧系统动力学方程,利用有限元软件对该系统关键部件进行静态结构分析和模态分析,获取了关键部件的变形云图、应力云图、固有频率以及模态振型。基于零点夹紧系统轻量化设计要求,对其关键部件进行了结构改进和性能仿真分析。结果表明：进行铣削加工时,零点夹紧系统不会发生共振现象,验证了夹具系统设计的可行性,具有良好的工程应用价值。

以采用自力式压力调节阀的全电泵润滑油系统为例,根据主油泵、蓄能器、自力式压力调节阀及轴承等相关元件的特征方程和设计参数,利用Flowmaster软件建立了全电泵润滑油系统的动态仿真模型,确定了主辅油泵切换过程中主辅油泵本身参数、自力式压力调节阀参数以及蓄能器放油过程参数的变化规律,分析了有无蓄能器对系统节点压力、自力式压力调节阀开度和动作时间的影响,以定量分析手段获得了油泵切换过程中各参数的变化规律。仿真模型输入参数可靠、关键工况的仿真结果与试验数据基本吻合,可以认为仿真模型计算精度满足工程设计要求,为全电泵润滑油系统的设计和故障诊断提供了数据支撑。

在机械产品设计阶段，设计者总是借助于已有实例或相似的实例来进行产品开发，针对这一特点，本文以液压缸设计为对象研究基于实例推理的设计方法，提出一种机械产品用实例结构与实例数据相结合的描述方法，论述产品零部件实例的分级描述模型和实例推理方法，实际应用表明，基于实例求解方式是开发系列化产品设计或改进设计智能ＣＡＤ系统的一种有效的推理方法。

采用参数化设计技术，把设计实例的数据从图形中抽取出来，提出ＣＡＳＥ＝数据＋结构的实例描述新方法，以及基于知识的综合实例推理新方法，从而提出设计实例决策树的概念，把实例提取问题转化成数据库复合索引问题，并以液压缸设计为例，对如何实现上述方法做了探索性的研究。

提出一种用于机械产品设计的并行式多专家系统理论模型，针对并行式ＭＥＳ理论模型建立了用于实施液压缸智能ＣＡＤ系统的结构模型，定义了ＭＥＳ协同求解概念，阐述了ＭＥＳ协同求解原理。