行星滚柱丝杠副在短时高过载下发生弹塑性变形,易降低传动精度和增大摩擦力矩,影响其使用寿命;其径向载荷和节距偏差亦对螺纹上的接触载荷影响较大。因此,建立了行星滚柱丝杠弹塑性接触和精度损失的计算模型,利用有限元方法计算残余塑性变形,分析了径向载荷、节距偏差、螺纹牙数、接触角以及螺纹升角对残余塑性变形的影响。结果表明,残余塑性变形随螺纹牙数、螺纹升角增加而减少,随接触角的增加而增加;接触角取36°~40°、螺纹升角取1°~5°时,能够得到较小的精度损失;增加轴向载荷会加剧行星滚柱丝杠副的精度损失,而径向载荷在一定程度上对减少精度损失有益,但会加剧塑性变形在滚柱间的分布不均。

钢丝缠绕预应力嵌合结构是指在预应力钢丝缠绕层的预紧下,嵌合子结构经界面嵌合作用而连接起来的结构。其应用解决了重型承载结构的设计、制造、运输、安装等诸多困难。近年来在我国自主建造的万吨级重型压机中已经得到广泛应用,但嵌合连接的基础性原理研究远滞后于工程应用。现重点从多峰弹塑性接触理论、断裂力学和弱边界理论三个方面对嵌合原理进行分析和探讨,为嵌合结构的深入研究和工程应用提供了初步的基础性原理支持。

采用自适应无网格-有限元耦合方法研究多层介质表面弹塑性接触问题。将基于应变能梯度的自适应无网格法与线性规划-增量初应力法相结合,给出模型计算理论和算法实现,并在计算中考虑了材料的塑性应变。研究了一种涂层表面和圆柱体表面、粗糙表面的弹塑性接触,并分别与其均匀密化解进行比较。结果表明：在同等条件下采用自适应无网格方法对弹性-理想塑性接触问题进行计算能在较小的计算耗费下取得较好的计算结果。

微摩擦热实验比较复杂，现有实验条件还难以对其进行较为深入的研究。采用有限元数值方法模拟硅材料微机电器件表面镀Si—DLC膜前后的弹塑性接触及摩擦热分布的性能。用Ansys10．0建立弹塑性接触和摩擦热分析的有限元几何模型，分析弹性阶段和弹塑性阶段各参数与接触性能之间的规律、摩擦热及热耦合应力的分布规律。研究结果表明：硅表面镀上一层Si—DLC膜后，其抵抗外力变形能力和抗磨性得到很大的提高，而且摩擦热引起的升温和热耦合应力大大降低。

基于分形几何理论,利用双变量的Weierstrass-Mandelbrot函数模拟三维分形粗糙表面,建立了三维分形粗糙表面弹塑性接触模型。推导出各等级微凸体发生弹性、弹塑性以及完全塑性变形的存在条件。确定了粗糙表面上各等级微凸体的面积分布密度函数,获得了总接触载荷和真实接触面积之间的关系式。计算结果表明：单个微凸体的临界接触面积与其尺寸相关,随着微凸体等级的增大,微凸体的高度和峰顶曲率半径减小。微凸体的变形顺序为弹性变形、弹塑性变形和完全塑性变形,与经典的赫兹模型保持一致。粗糙表面的力学性能仅与最小等级及后续的6个等级微凸体相关,其余微凸体基本上对整个粗糙表面的力学性能影响很小。最后对粗糙表面的接触力学性能进行了试验测试,验证了该模型的合理性与正确性。

金属O形环作为核级阀门的静密封元件,优良的回弹特性、足够的结构强度是实现其可靠密封的根本。对于结构的强度计算,因不能预知装配后的O形环形变,应用分析设计法将不可避免的产生误差,并且非圆截面环壳的弯矩积分也非常困难。介于上述不足,基于ANSYS的接触分析功能,选用可避免参数拟合的多线性等向强化模型（M ISO）描述其材料的非线性特征,模拟设计工况对O形环的结构强度作了弹塑性接触分析。结果表明,O形环结构满足强度要求,设计工况下,最大应力出现在O形环内壁的0°位置。

针对液压机预应力机架拉杆螺纹第一承载牙根部出现了早期裂纹并发生断裂的问题，运用弹塑性接触有限元方法和Python语言，对拉杆连接螺纹进行参数化建模和分析，研究标准锯齿形螺纹的螺距和旋合圈数对牙根部最大等效应力以及牙间载荷分布的影响，并进行优化设计，得到不同螺距下的最优旋合圈数。结果表明，合理的螺距和旋合圈数能够有效地改善螺纹连接应力及载荷分布，进而提高螺纹的疲劳寿命，为大型压机螺纹连接结构设计提供理论参考。