为了解决航空发动机机匣性能试验中双目DIC变形测量偏差难以全场、精确量化的问题，提出了一种系统、全面的DIC测量数据与有限元仿真数据之间的映射方法。首先，采用FPFH特征和ICP算法精确配准两类点云数据，完成了数据坐标系的精确对齐；然后使用遗传算法优化的拟合神经网络调整有限元节点位置，从而消除两类数据间节点位置不一致的问题，完成仿真网格向DIC网格的高精度映射；最后，使用逐点最小二乘应变估计算法统一了有限元仿真和DIC测量的应变计算模式，得到与DIC属性一致的有限元比对数据，从而实现被测面全场变形的偏差估计。机匣刚度实验中肋板处的变形比对结果显示，网格节点的映射精度优于1×10-6mm，仿真变形和DIC变形的偏差云图与偏差曲线具有良好的一致性，且能够显示DIC测量偏差存在的具体位置，在未来航空发动机机匣及类匣体的研制和测试领域具有良好的应用前景。

通过实验和仿真的方法，研究了多点分布的内部热源加热作用对紧凑型双路TEA CO₂激光器谐振腔热稳定性的影响。采用直流风扇热交换抑制了高压电源的局部加热效应，通过调整热交换的效率，可在13~22 ℃环境温度范围内，使前后谐振腔镜受到的局部加热形变作用和环境温度引起的热胀冷缩作用基本抵消。为实现更宽温度范围的谐振腔稳定性，在有效热交换措施的基础上，根据模拟预测的形变规律，提出了谐振腔变形的角度补偿方法。使用传感器获得环境温度与设定初始环境温度的偏差，通过调整伺服电机步数实现对方位角的补偿，补偿值约0.28 step/℃，通过PZT促动器调整悬臂调谐结构末端位移，实现对俯仰角的补偿，补偿值约0.79 μm/℃。

位移监测是结构健康监测最基础、最常规的任务之一。针对桥梁、隧道等长大线状结构形变监测，基于相机组网的位移传递测量是有效手段，但随着相机测站数量的增加，提点误差、模型简化等因素会导致相机网络的误差传递与累积，从而使得测量方程的病态程度增加，如何有效地抑制相机网络误差累积效应是该方法的关键问题之一。为此，本文对相机组网测量误差传递机理进行了系统分析，并提出一种基于误差系数的位移传递测量误差抑制方法，通过误差系数可以对网络测量误差直接进行表征。根据所构建的理论模型，优先在控制点处布置相机测站，尽可能在相机测站处增加标志点，并尽可能在相机测站间多布设标志点，以优化相机网络构型、提高测量精度，并在大跨度斜拉桥上对误差抑制方法进行了现场验证。结果表明，通过优化网络构型，相机网络的传递误差最高可被抑制79.19%。该研究可为相机组网测量在实际工程特别是长大线状结构形变测量中的应用提供有效的累积误差抑制和网络构型优化手段。

微型软体机器人通常具有结构尺寸小、柔性可变形等特征，在生物传感以及靶向载药等方面具有广阔的应用前景。刺激响应型水凝胶材料对外界刺激具有膨胀收缩的能力，是一种优异的微型软体机器人本体材料。目前针对提升微型软体机器人变形能力的研究主要聚焦于材料性能的提升和加工工艺的优化上，而通过微型软体机器人关节结构优化来提升其变形性能的研究相对较少。鉴于此，笔者提出了一种基于双光子聚合加工的双层膜弧形关节的设计方法，有效提升了双层膜关节的形变能力。通过改变双光子聚合过程中的激光功率和扫描速度，可有效调节pH响应材料的溶胀响应特性，进而获得双层膜关节的变形或驱动能力。进一步，笔者制备了圆心角不同的双层膜弧形关节，结果表明：不同圆心角的双层膜弧形关节在pH响应下的形变能力具有明显差异，当圆心角为240°时形变率最大，形变率是传统直角形双层膜关节的6.73倍。基于双层膜设计和构建的弧形关节具有良好的稳定性和形变能力，为微型机器人的高效驱动提供了新的设计思路。