根据定量地震学中的矩张量理论，建立了裂缝扩展声发射源的力学模型及有限元模型，通过有限元计算得到裂缝扩展声发射的波形信号。利用小波变换对不同裂缝深度的声发射波形信号进行时频分析，得到不同裂缝深度的声发射波形信号的时频特征。通过研究声发射信号中零阶反对称模式成分（A0）和零阶对称模式成分（S0）的能量比，发现声发射信号的能量比EA0／ES0随裂缝深度变化具有一定规律性，能够通过能量比判断裂缝扩展的深度。

为检测高膛压火炮膛内弹丸运动加速度的时间变化规律,该文依据性能较优的电容式微型加速度计的测量原理,提出了一种高过载微型加速度计的结构设计方案,其弹性元件的动极板采用多根直梁支撑的形式,建立了该弹性元件的力学模型,并进行了有限元模拟。结果表明：该微型加速度计的量程为1.33×10^5g,具有较好的抗过载能力,加速度计弹性元件的固有频率约为250 kHz。

利用有限元方法,研究振子框架式微机械陀螺主要几何尺寸对其固有频率的影响.根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化了陀螺的结构尺寸,并为结构改进和制备工艺提供理论指导.

密封垫片的压缩蠕变性能是影响密封系统安全性和可靠性的重要力学性能之一,为研究现代核电运行系统中核级石墨密封垫片的蠕变性能,基于垫片压缩蠕变模型试验以及数值模拟,对比分析了预紧应力、服役温度以及垫片径向尺寸等因素对压缩蠕变性能的影响。试验结果表明:密封垫片存在一个使垫片金属环与法兰发生接触的门槛应力。在蠕变过程中,垫片压缩蠕变量随着环境温度的升高而增加,随着螺栓预紧应力的增大而增加,但垫片蠕变量受径向尺寸的影响较小。综合不同工况下垫片蠕变结果,发现其最大蠕变率为3.5%,远低于现行核电工程中对密封垫片蠕变性能的规范要求。研究表明:核级石墨密封垫片处于高温或高压环境下均具有较好的抗蠕变性能,可满足核电密封系统的可靠性要求。

为满足楔横轧工艺研究的需要,推动板式楔横轧机在我国的应用与发展,中国科学院金属研究所与白俄罗斯科学院物理技术研究所共同开展了高精度板式楔横轧机(IM500)的研制工作。IM500轧机采用卧式水平结构和液压驱动的单板可动设计方案,由主体机械结构、液压站、电控柜三部分组成。在主体机械结构方案设计过程中,采用有限元模拟方法进行同步校核优化。在IM500轧机上,分别采用45钢、GH4169、TC11三种材料进行楔横轧实验。结果表明该轧机具有轧件尺寸精度高、维护和更换零部件方便、自动化程度高等突出优点。

为获得不锈钢三通管脉动液压成形的最佳工艺参数,首先通过有限元方法研究了脉动加载条件下振幅和频率对零件成形性的影响规律。然后,结合响应面法,采用Box-Behnken方案进行了设计,建立了响应模型并研究了成形过程。以振幅、频率和轴向进给量为设计变量,目标件的最大减薄量和成形后总高度为响应量。结果表明,在一定范围内,大脉动加载振幅和小频率有助于改善三通管的成形性。响应面优化结果表明,在振幅为5 MPa、频率为0.8 Hz和轴向进给量为70 mm的组合下,可使零件成形总高度达到97.6 mm,最大减薄率控制在20%以内。试验获得零件的实际成形总高度为95 mm,最大减薄率为19.76%,试验结果与数值模拟吻合良好,且无明显缺陷,验证了响应面模型的准确性,并获得了最佳成形工艺参数。

由于整体制造困难等原因,复合材料结构件之间存在大量的机械连接,连接处往往是结构关键危险部位,因此提高连接区安全性和经济性十分必要。基于此,以承受单向拉伸载荷的铝合金与复合材料层合板连接结构为研究对象,针对四螺栓单搭接结构模型,采用Patran/Nastran有限元软件对比分析了4种常用连接单元模型,分别获得了各种连接单元模型连接结构钉载分配、应力应变分布以及应力集中情况,分析结果对复合材料连接结构建模和分析有一定的参考意义。

研究了金刚石刀具对具有镍磷合金（NiP）合金镀层的压印模辊进行长距离连续切削时刀具的磨损情况。首先，通过金刚石超精密辊筒车床对大尺寸NiP合金镀层模辊进行精密V槽切削。然后，利用加工好的V槽模辊进行卷对卷压印实验，通过压印片材上不同位置的表面粗糙度测量分析了刀具从切削开始到结束过程中的磨损情况。最后，利用AdvantEdge软件进行了有限元模拟切削过程中刀尖温度分布状态，同时对比了切削过程中不同位置处刀尖的轮廓线。实验结果表明：金刚石刀具切削NiP合金镀层模辊时刀具的磨损过程是有一个先慢后快的规律，即刀尖切削刃发生石墨化转变产生为崩刃以后，刀具的磨损速率明显加快。

以某设备的超高压组合缸体为研究对象建立组合缸体模型。首先对传统组合缸体进行有限元分析然后对外形相同的超高压组合缸体的两种自增强工艺进行有限元模拟和对比研究。研究表明:套装后再自增强处理在降低内缸内壁应力峰值上明显优于首先对内缸进行自增强处理。虽然套装后自增强压力超过1000 MPa但首先对内缸自增强影响过盈套装所以在压力源允许的情况下推荐套装后再进行自增强处理。该研究可为超高压组合缸体自增强工艺的选择和优化提供参考。

薄壁液压缸筒是工程机械中常用的零件。在加工中，液压缸筒的夹紧变形一直是影响其加工精度的主要原因之一。采用大型通用有限元软件ABAQUS作为模拟工具，对薄壁液压缸筒的夹紧变形进行模拟，并对不同夹紧方法进行比较。模拟结果与实验结果相一致，说明模拟方法是正确的，对实际加工及变形预测有现实的指导意义。