基于板的一阶剪切理论和Von-Karman大挠度理论,提出了含嵌入分层的复合材料加筋层合板在受压缩荷载作用下的前、后屈曲分析的有限元方法,并推导了相应的有限元列式,分析中还考虑了分层前缘的闭合接触效应. 通过典型算例,研究了复合材料加筋层合板的屈曲和后屈曲性态与加强筋的分布、分层形状、分层位置及分层大小等因素的关系.

复合层合管是一种有广泛应用背景的工程结构,它是由多种材料层合而成的圆管.本文针对复合层合管的工作特性,运用有限元方法分析了复合层合管的力学特性,包括对于机械及温度载荷作用下应力与强度分析、动态振动特性分析.分析结果表明复合层合管具有高的比强度及比刚度,为复合层合管在工程实际中的应用提供了理论依据.

Cymbal换能器端冒的弯曲振动产生较大切向应力，损失大量机械能，而径向开槽的Cymbal换能器可释放切向应力，提高能量转化效率，同时可降低谐振频率、提高轴向位移及自由场电压接收灵敏度。本文利用有限元方法和ANSYS软件，仿真计算了槽的位置、数目、宽度及深度对Cymbal换能器机电性能的影响，研制了开槽Cymbal换能器并进行了测试，测试结果与计算结果具有较好的一致性，故开槽的Cymbal换能器具有很好的研究价值和应用前景。

基于有限元方法和试验测试，研究了芯片封装用压电超声换能器的动力学特忡。借助ANSYS压电耦合和非线性接触分析功能，对换能器自由和约束状态下的振动特性进行了分析。探讨了超声能量在空间域、时域和频域的传递规律。由模态分析得到换能器的振动形式，通过谐响应分析提取其在正弦电压激励下的振动信息，经瞬态分析获得换能器的瞬态响应。结果表明，螺栓径向尺寸和预紧力影响换能器的模态分布和动态特性，压电晶堆加载电压的频率影响超声能量传递特性。通过键合试验考察了焊点质量与螺栓径向尺寸的关系。分析和试验结果为换能器设计和键合工艺优化提供了指导。

针对MEMS陀螺中常见的折叠梁结构,建立了折叠梁的理论模型,并在SABER平台上建立了其系统级模型.进而将两根折叠梁相连的模型用于MEMS陀螺的设计与仿真,对其进行频域和时域分析.利用基于ANSYS的有限元仿真结果对模型进行了有效性验证,分析了折叠梁的尺寸参数变化对陀螺谐振频率的影响.仿真结果表明,折叠梁的系统级模型与ANSYS仿真结果的误差小于5%,仿真时间仅200 s,可以在确保仿真精度的前提下,满足MEMS器件快速设计的要求.

针对大突变载荷、极限重载荷作用条件下TBM液压推进机构承载能力,研究TBM液压推进机构刚度性能及其灵敏性。所述方法将并联连接的每个液压推进缸支链的缸体、活塞及液压油视作串联连接的多柔体,建立了推进缸静刚度模型,并用有限元法验证了其有效性。然后,运用并联机构微分运动原理建立了机构运动学模型,建立了变形协调方程和动力兼容方程,得到了机构静刚度的关系式,并用有限元方法验证了其有效性。利用灵敏性分析法得到了机构刚度与结构尺寸以及位姿之关系,结果表明:机构楔形角、动平台大小对机构横向x轴、竖向y轴刚度以及纵向z轴转动刚度影响较大,横向x轴、竖向y轴刚度及其转向刚度分别相等;机构各向刚度偏差分布规律相同且随着纵向位移的增加而逐渐减小,其计算偏差不超过2%。

重量是飞机的顶层参数,重量估算水平对整个飞机型号至关重要。研究了一种快速、精确的机身重量估算方法,将参数化几何建模和有限元分析方法相结合,快速地建立机身结构有限元模型,初步选择了结构尺寸。利用该方法估算已有机型的机身重量,并对新型布局的机身重量进行估算。结果表明,该方法可以在方案设计阶段对机身重量进行快速、准确的估算,且能评估材料与结构布局参数对机身重量的影响。

对辅助变压器柜体建立了有限元力学模型,应用有限元方法对在偏心载荷下的柜体进行模态和谐响应分析计算,从理论上得到柜体动态力学特性和稳态响应,确定了辅助变压器柜在振动激励频率（0～99Hz）下的振动显著位置,提出柜体结构优化的方法.分析结果表明,优化后的柜体整体振动速度和振幅均有明显降低,同时也为其他同类产品的设计提供了参考.

基于大型国际通用有限元软件ANSYS,采用有限元方法对AP1000临时顶盖骨架结构进行了力学分析。通过采用板中性层和实际结构的中性层重合原则建立三维有限元模型,并分析不同工况作业时总体框架、开口部件、环梁环杆的力学特性,来说明该顶盖骨架结构设计安全可靠,拥有较好的力学性能。

为了进一步降低液压电机叶片泵样机的噪声、提高效率,运用有限元分析软件对研制出的液压电机叶片泵样机的部分部件进行应力应变与流场计算和结构改进,获得了改进样机的转子转速、输出流量、噪声声压级和效率随输出压力的变化规律。结果表明：改进后液压电机叶片泵样机有效地解决了内泄漏较大问题,消除了因内部流道狭窄引起的气穴现象;与电机油泵组相比,容积效率基本一致,在输出压力大于13 MPa时,总效率略低,约为2%,噪声声压级降低了11 dB以上。