本项目属机械设计领域。在我国装备制造业产能过剩的大背景下，机械产品高端化发展成为必然趋势。汽车零部件、海洋工程和港口装备、机床及机器人、工程机械、矿山机械等各领域的产品都面临着技术创新和产品换代。长期以来，我国机械产品“傻大笨粗”的特点不仅导致产品的国际竞争力低下，而且已成为产品进一步创新升级的技术门槛。实现机械结构的轻量化，不仅可降低产品成本，而且可减小装备总装机功率，改变驱动形式，提高作业效率和操作性能，因此结构轻量化技术已成为我国机械产品技术创新升级的关键，是机械产品向高端化发展必须突破的关键技术瓶颈。 自2005年起，项目组以实现轻量化机械结构，从而进一步实现机械产品升级换代为目标，开展了机械结构轻量化设计的关键技术攻关。在国家和省部级多个项目的支持下，通过校企深度合作研究，发明了多项机械结构轻量化设计关键技术，并在实现结构轻量化的基础上，发明了典型机械产品关键零部件的多项创新技术，最终集成并开发了多款创新性升级换代的机械产品。 1. 板壳结构加强筋自适应成长技术：针对汽车零部件及工程船舶等机械产品中常见的板壳结构轻量化设计难题，发明了加强筋自适应成长技术【ZL201210213720.7，ZL201010154892.2】。 2. 箱型结构轻量化构型设计技术：针对港口起重机、机床及挖掘机等产品中的箱型结构，发明了箱型结构轻量化构型设计技术【ZL200910197135.0，ZL201010154882.9】。 3. 复杂装配体结构综合轻量化设计技术：针对机械产品中复杂装配体结构，发明了复杂装配体构件边界条件确定方法和三维结构的材料自适应分布方法【ZL201210384639.5，ZL201110193932.9，ZL201110268853.x ，ZL201110229100.8】。 4. 典型机械产品关键部件创新技术及升级换代产品：在产品结构轻量化的基础上，发明了汽车座椅、港口装备等产品的多项关键零部件创新技术，并集成开发了多款创新型产品【ZL201210286936.6，ZL200910199483.1，ZL201010526892.0， ZL201110027067.0，ZL201110045517.9，ZL201210208550.3，ZL200910260336.0，ZL201110229039.7】。 已运用发明的关键技术开发完成多款汽车座椅、港口装备和海洋船舶、机床和机器人、工程机械、矿山机械等行业8家企业的升级换代产品，实现了整机系统性技术与性能创新升级。其中汽车座椅骨架平均减重15.4%，港口装备结构件平均减重6%-15%，开发的创新性港口装备目前已出口东南亚、中东和欧洲等地区。近三年完成单位新增产值16.62亿，新增利润1.96亿；应用单位新增产值8.81亿，新增利润超过2.8亿。发明技术的推广与应用，突破了机械装备因结构自重过大而影响进一步创新升级的门槛，改变了传统产品开发设计理念，为我国机械装备系统性创新提供重要的技术支撑。 本项目授权发明专利16项，实用新型专利16项，软件著作权2项。