研究时变结构模态参数辨识，基于泛函矢量时变自回归模型(Functional series vector time-dependent AR model, FS-VTAR)提出一种改进的移动最小二乘法的时变结构模态参数辨识方法。该方法源于无网格法中构造形函数进行局部近似的思想，引入带权正交基函数对移动最小二乘(Moving least square, MLS)的基函数进行改进，使得在辨识时间域内构造形函数矩阵过程中不再出现数值条件问题，从而提高了计算精度。把时变系数在形函数上线性展开，利用最小二乘法得到形函数的系数，从而得到时变系数。把时变模型特征方程转换为广义特征值问题提取出模态参数。利用时变刚度系统非平稳振动信号验证该方法，结果表明：改进的移动最小二乘法相比于传统的FS-VTAR模型能有效地避免基函数形式的选择和很高的基函数阶数且更加高效，相比于移动最小二乘法能有效地避免辨识过程中的数值问题，具有更高的模态参数辨识精度。
试验研究了静态接触中表面纹理对塑性变形界面微凸体平坦化的影响。运用抛光技术制备了两种试件表面：单向纹理表面和各向同性表面。采用HDM-20端面摩擦试验机，分别在有、无润滑油条件下对试件进行了压缩试验。用JM-6200型光学显微镜观测试件表面形貌结构的变化；用Talysurf CCI Lite测量三维表面参数，并选取Sa、Sal、Str、Sdr和Sdq等参数来定量描述试件表面形貌结构的变化。结果表明，试件表面纹理对微凸体平坦化行为具有明显的影响，无润滑油时各向同性表面微凸体平坦化程度大于单向纹理表面，但有润滑油时刚好相反；表面纹理对微凸体平坦化的影响使得三维表面参数发生了规律性变化。基于机械流变模型的分析表明，封闭润滑油坑的出现导致了有润滑油时表面纹理影响微凸体平坦化行为。通过封闭润滑油坑特征的提取，验证了分析的正确性。
针对某机床结构薄弱件立柱的结构优化设计，提出了一种基于拓扑优化、筋板形式选择与布局以及尺寸优化的结构设计方法。首先利用有限元法(finite element analysis, FEA)对机床整机进行动力学分析，模态分析与谐响应分析结果表明立柱为影响整机动态性能的关键结构件。然后以立柱结构为优化目标，对立柱进行拓扑优化，根据拓扑优化的材料分布情况设计了立柱的最优基本结构形式，再通过选择抗弯、抗扭刚度较好的W类型筋板进行布局与尺寸优化，得到了最终的立柱优化结构。最后对优化的立柱结构进行验证，分析结果表明：该结构设计方法有效地改善了整机的动态性能，在立柱质量减轻的前提下，优化后的整机前六阶固有频率均得到了不同程度的提高，其中一阶固有频率提高了10%以上；并且机床在x方向上的最大共振峰值下降了49.8%，y方向下降了70.1 %，z方向下降了66.2%。
