微型及小型柔性机械结构的设计与制造技术研究

深入研究利用连续体结构拓扑优化设计微小型柔性结构的理论和方法，以解决小、微、微纳机械的传动副制造、装配与维护上面临的突出问题。结合摄动理论、结构拓扑优化的均匀化方法和广义优化技术，构造了小型和微型柔性机械结构优化设计的数学模型和计算方法；应用指数映射和算子半群理论，以及有限变形的多变量变分原理，构造了适合考虑微柔性结构大变形分析设计的混合有限元方法；结合正交小波和半正交样条小波等多尺度分析方法和软化核技术，构造出拓扑优化的非局部化方法，解决了目前拓扑优化结果普遍存在“棋盘格式”和“计算风格的敏感性”的难题，研制了微夹钳和微动工作台。并发展出结构和材料一体化并行设计制造的理论和技术。