为了获得气浮导轨设计的更为准确的结果，需要在设计计算中将导轨所受的正压力和倾覆力矩同时考虑进去，为此将有限单元体上的分布力简化成集中力，并通过力的等效替换求得了导轨在复合载荷作用下的设计方法，为了分析这种简化可能带来的误差，又推导出了事先估计的事后校验误差公式。

介绍受复合载荷作用结构动力分析的背景和意义。从工程应用的角度,探讨温度与随机振动载荷作用下结构动态响应的有限元分析技术,包括对流边界条件下温度场的求解、热应力计算、预应力刚度矩阵的建立、响应功率谱分析等。然后以一种典型多层壳结构为研究对象,根据其在温振复合试验中的受试状态建立有限元模型。在此基础上,采用模态迭加方法和等效黏滞性小阻尼条件,计算复合载荷作用下的振动加速度响应,并与单一振动载荷作用结果进行对比,结果发现,由于环境温度的升高,结构的振动模态频率降低,而振动响应增大。分析结果可作为多层壳结构可靠性试验方法选取的参考依据。

特殊螺纹接头在井下服役时,当开关井、压裂液注入和产气时,因井口装置和井底封隔器的约束及井筒中流体变化的作用,特殊螺纹接头密封面处将会产生滑移。通过有限元法,建立锥面对锥面特殊螺纹接头有限元模型,分析在不同内压与轴向循环载荷作用下,特殊螺纹接头密封面处能量耗散情况。结果表明当接头所受内压一定时,轴向循环载荷幅值越大,密封面处能量耗散值越大,密封面处接触压力降低幅值越大;当接头轴向循环载荷一定时,随着内压的增大,接头密封面处能量耗散值越大,但其接触压力幅值降低越小;随着接头锥度的增加而增加,密封面处能量耗散值增加,接触压力幅值降低越小。因此,在特殊螺纹接头服役过程中应适当增加内压,减少轴向载荷即增加减震装置,并采用锥度较小的特殊螺纹接头。

针对水下液压连接器的性能及结构特点,进行水下液压连接器性能试验,包括FAT试验、锁紧装置试验、密封装置试验及PR2性能鉴定试验。建立水下液压连接器PR2性能鉴定试验系统,验证了水下液压连接器的锁紧/解锁、密封的可靠性;模拟连接器使用工况及极限承载情况,获得连接器的性能数值,为工程应用提供依据。

侧风及弯道情况下的横向力对轮轨接触特性产生重要影响,从而影响轮轨的使用寿命。同时考虑轮轨所受的垂向力和横向力,建立轮轨接触有限元模型。轮轨的材料本构模型选择弹塑性,采用罚函数法模拟车轮和轨道之间的接触关系。对不同垂向力及横向力作用的轮轨接触进行有限元仿真,分析轮轨接触部位的接触变形、等效应力以及塑性应变等随垂向力和横向力的变化规律。结果表明:轮轨最大接触压力、接触斑面积、最大Mises等效应力和最大Mises等效塑性应变都随垂向力近似呈线性增加,但垂向力主要影响接触斑面积和最大Mises等效塑性应变;轮轨Mises等效塑性应变最大值随横向力的增加近似呈线性增长,且塑性变形主要集中在钢轨的接触部位。

考虑螺旋升角,应用Solid Works建立某特殊螺纹油套管接头的三维有限元模型并利用ANSYS软件进行有限元分析,分析不同复合载荷工况下油套管接头的应力分布情况。分析结果表明：在一定的内压范围内,管体的应力随内压的增大而增大,但对油套管接头的连接强度影响不大;在一定的轴向拉力范围内,轴向拉力的增大不会引起油套管接头螺纹牙两端的应力超过材料屈服强度,但可导致两端螺纹牙发生断裂失效,影响螺纹连接强度;复合载荷工况下,随着内压的增大,油套管管体和接箍出现向外扩张的趋势,密封面上的接触压力不断增大,可以起到提高油套管接头密封性能的效果。

为了提升特殊螺纹套管接头的密封性能,通过模拟油套管下井后的实际工作环境,利用ANSYS有限元分析软件研究和分析不同轴向拉伸载荷对套管接头密封性能的影响。研究结果表明：在复合载荷作用下,过大的轴向拉伸载荷会使螺纹粘扣现象严重,而且还会在密封接触面间产生泄漏通道,同时会使接触面间的接触压力和接触长度减小,接头密封效果变差。