阐述了机械可靠性设计理论和蒙特卡罗方法。运用ANSYS软件的PDS模块,将有限元方法和可靠性设计理论相结合,对油缸进行二维参数化建模,并编制APDL命令流,建立可靠性分析文件对油缸进行了可靠性设计。设计结果经过了实践的检验,对类似油缸的轻量化设计具有一定的参考价值。

作为柴油机共轨系统的核心元件,喷油器系统鲁棒性是精确喷射技术的重要保证。针对喷油器系统稳定性分析以及多参数匹配整定困难问题,采用蒙特卡罗方法拉丁超立方体抽样原理对结构参数相关性进行计算。结果表明:预注入量与阻尼孔直径A、阻尼孔直径B、弹簧预紧力和阀芯直径的相关性高,且直径A和直径B对主喷射过程影响较大;通过NLPQL算法进行系统关键结构参数优化,使喷油器预注入和主喷射流量各增大10.7%、18.3%,预注入和主喷射容量各增长8.2%、25.6%,预注入和主喷射关闭行程各缩短6.8%、15.9%,有效提高了共轨喷油系统鲁棒性和喷射技术快速性、精确性。

基于蒙特卡罗方法,采用FLUKA软件建立了中子源散射球壳和质子源入射水靶球壳数值模型,分析了不同厚度钢渣混凝土对不同能量等级和不同屏蔽角度中子射线的屏蔽能力,并与普通混凝土进行了对比。结果表明:随着屏蔽厚度的增加,混凝土对中子射线的屏蔽能力不断提升;混凝土对慢中子射线和中能中子射线的屏蔽效果优于快中子射线;钢渣混凝土对中子射线的屏蔽效果优于普通混凝土;屏蔽角度越大,使关注点剂量当量率满足规范要求的混凝土屏蔽厚度越小;用钢渣混凝土取代普通混凝土可显著减小材料的屏蔽厚度。

本文使用蒙特卡罗模拟软件BEAMnrc，构建出加速器治疗头各部件，并进行6MV电子束经过钨靶产生光子束在加速器治疗头各部件中的传输模拟，获得源皮距为100cm，射野大小为10cm×10cm的开放野治疗平面上的粒子相空间信息。并用BEAMDP程序对该粒子相空间数据进行了分析，得到源模型所在平面的光子和电子的注量、能谱、角分布、平均能量等信息。

完成了轻元素定量电子探针分析的修正程序。比较了计算的和实验测得的Ｋ比。得到了用我们修正程序计算的１２１个轻元素（Ｂ、Ｏ、Ｆ）分析值的相对误差和平均相对误差。标准偏差为２．９％，平均相对误差是４．１％。把我们的修正程序与其它几个最近提出的定量电子探针分析的修正程序作了比较。

随着EGS在辐射物理和医学物理等众多方面的广泛应用，其物理内核被EGS开发小组不断更新，电子的输运模型也越来越完善。文章综述了电子输运模型的进展，包括韧致辐射光子的角度抽样、阻止本领数据的更新以及电子的多重散射算法等等。

文章以6MeV的电子、正电子和X光子为辐射源，以三维水箱为介质模型，模拟计算了水箱模体中不同深度的剂量分布，并对不同种类放射源的照射结果进行了对比，对其结果产生的原因进行了分析和探讨。研究结果对放射治疗的临床应用具有一定的指导意义。

为了确定不同高度飞行时航空伽玛谱仪对大面积伽玛源的校准因子，采用蒙特卡罗方法模拟了航测模型源和无限大地面源在机载NaI探测器上的计数响应过程，给出了标定高度1m处的计数响应能谱，得到了不同高度飞行测量时谱仪对地面无限大^137Cs源的校准因子，计算结果和实验标定结果符合较好。

通过计算机模拟及实验研究了磁流变液颗粒在渐变磁场作用下的成链过程。首先从理论上建立了磁流变液成链过程的物理模型,采用蒙特卡罗方法模拟了其在渐变磁场作用下成链的详细过程。其次,采用光学显微镜观察了磁流变液在渐变磁场作用下的成链过程。数值模拟和实验结果表明,在平行磁场中,当外部磁场为零时,磁流变液的磁性颗粒处于随机分布状态。随着磁场强度的增加,磁性颗粒产生磁团聚形成链状絮凝体,进而由二连体或三连体发展到多连体,甚至网状及柱状结构;在倾斜磁场中,磁流变液中的聚合链也同时旋转,磁性颗粒沿着磁场方向从小链逐渐增大到大链,最后全部沿着磁场方向呈链状或柱状排列。研究结果对优化磁流变液材料的配置和设计高性能磁流变液装置具有重要意义。

针对机床主轴可靠性的预测,提出了一种基于蒙特卡罗模拟仿真的机床主轴可靠度求解方法。阐述蒙特卡罗理论并建立主轴可靠性预测模型,采集机床主轴输出端电机的电压和电流信号,计算出电机的输出功率,并画出功率的时域图,结合数理统计和概率论相关理论得到样本均值的置信区间和可信度。利用蒙特卡罗仿真产生符合抽样样本的总体分布的随机数,通过置信区间和功能函数计算出机床主轴可靠性的无偏估计,判断数控机床运行状态下主轴的可靠性。实验数据结果分析表明,该方法可以有效地判断机床主轴可靠性预测,验证了方法的可行性。