变截面格构式结构为工程实际中常见的复杂杆系结构,为高效、准确地分析其轴压稳定性问题,利用三次样条函数建立变截面格构式梁单元的位移场,基于有限元插值理论推导变截面梁单元的切线刚度矩阵。通过静力凝聚法消除单元节点的曲率自由度,获得一种全新的两节点变截面格构式梁单元。基于该新型变截面格构式梁单元,采用有限单元法研究悬臂变截面格构式结构和中间等截面两端变截面的组合格构式结构在典型约束下的失稳临界力,并将计算结果与Timoshenko精确解进行对比。结果表明,推导的变截面格构式梁单元是正确的和有效的,该新型梁单元可高效的应用于变截面格构式结构轴压临界力分析。

耐高压观察窗是深海装置的重要组成单元,受到海水液力和高压的作用,容易发生疲劳损伤,进而影响装置的使用寿命。基于锥台式耐高压观察窗的结构特点,对观察窗的疲劳载荷和所受的液动力进行分析;基于观察窗载荷谱和有机玻璃的S-N曲线,进行有限单元法建模仿真分析,并根据Miner线性累积损伤理论公式,分析观察窗的疲劳损伤,获得使用寿命;搭建观察窗压力试验装置,获得观察窗压力载荷作用下的轴向位移,根据蠕变损伤模型,对疲劳寿命进行分析,获得观察窗的使用寿命。结果可知有限单元法获得观察窗的使用寿命为21359 Circle;试验分析获得观察窗的使用寿命为21326 Circle;两种方法获得的分析结果误差在1.5%,可认为二者基本一致,表明模型仿真的可靠性和准确性;为此类研究提供重要参考。

发动机曲轴轴系扭转振动不仅影响整机的运行安全,也是NVH分析的重要内容。针对某直列四缸发动机曲轴轴系进行研究,采用多种方法对扭转振动特性进行分析,分为自由振动、约束模态、激励强迫谐振等工况;在此分析的基础上,对橡胶减振器的性能参数和结构参数进行分析设计,并对安装扭转减振器后,曲轴轴系的扭转振动幅频特性进行分析,以检验减振效果。结果可知理论分析、有限元模型分析表明,曲轴轴系扭转振动的前三阶固有频率为阶次328Hz、789Hz、2029Hz;有限元分析结果略大,但二者数值基本一致;在发动机轴系的二阶自振频率值处出现了较大的共振振幅;在主谐次下出现的最大振幅值要比次主谐次下的大一个数量级;加装扭振减振器的曲轴轴系,无论是主谐次激振力矩还是次主谐次激振力矩下,振幅值在二阶自振频率附近处都已经基本消失;而二阶振幅的最

热弯曲是工程实际中常见的转子故障．采用有限元法，利用热-结构-动力学耦合理论，探讨了稳态温度场对某汽轮机转子系统的振动特性的影响．对比研究了不平衡响应、热弯曲响应以及不平衡和热弯曲耦合响应，讨论了稳态温度场、转子系统的工作转速等因素对转子-轴承系统热振动特性的影响，找出了影响其热振动特性的敏感参数．结果表明，由于热弯曲的产生，转子系统的刚度重新分布，导致了其热振动的一阶临界转速显著降低，同时改变了振动的平衡位置，使转子系统围绕新的平衡位置做周期性运动．计算结果为转子-轴承系统的设计和热弯曲故障诊断提供了理论依据．

采用有限单元法对液浮摆式加速度计在过载-振动复合环境中的动力学特性进行研究,应用ANSYS软件对浮子摆组件进行模态和谐态分析计算,得到了复合载荷下检测质量的动态偏移数据,从而为建立加速度计的动态误差模型提供依据.

采用有限元方法对高精度物镜波纹管致动器的几何非线性变形进行了分析，并引入线性度对波纹管致动器的性能进行了评估．通过有限元方法分析了常见的U型、S型、C型、方型及三角型波纹管的几何非线性变形，并结合最小二乘法，得到了上述各种波纹管致动器的行程及线性度．计算结果表明：在设计大行程波纹管致动器时，S型波纹管的线性度最好，为0．161％；而在设计小行程波纹管致动器时，三角形波纹管的线性度最好，为0．135％．

飞行器液压管道的振动关系着飞行器管道系统的使用寿命及飞行安全,该振动主要由液压泵体振动、机身振动及管道与流体耦合振动三部分组成。前两种振动可以通过软管连接而得到较好的解决,最后一种振动则需要通过对管道系统进行优化设计来减弱。在管道与流体耦合振动中,管道转弯处又是耦合的敏感区域,应用有限单元法及计算流体动力学法对某型飞行器一典型的高压管段进行了数值液固耦合分析,探讨了在航空泵非定常流速下弯管转角对该管道振动特性的影响。分析结果表明,管道弯头的转角从90°降低到60°,其振动幅值降低了50%,振动峰峰值降低了68.29%,可见弯管转角对管道振动的影响需要在将来的设计中应给予足够的重视。

介绍了液压铆接机铆钳的主要结构，分析铆钳装置的弓臂在最大载荷作用时的受力情况，用平面有限元法对弓臂进行有限元网格划分，并进行有限元模型应力分析，分析结果为合理地进行弓臂结构设计提供了参考。