针对混凝土、岩石等脆性材料，利用热传导和热-力耦合的相关理论，并结合材料在细观尺度上的损伤演化规律．提出了一种考虑损伤的热-力耦合模型，并在原有材料破坏过程分析系统RFPA（Realistic Failure Process Analysis）模型的基础上建立了脆性材料热破裂过程分析的数值模拟方法。该方法考虑了脆性材料在细观层次上力学性质的非均匀性（包括强度、弹模、传导系数等）．并通过统计分布函数建立了宏、细观力学性能之间的联系。对不同均匀程度材料的数值模拟结果表明：材料的非均匀性对热传导规律、热应力分布以及热破坏模式有较大的影响。材料热力学性质的非均匀性加剧了材料内部热应力分布的非均匀性，这是致使非均匀材料热破裂的一个重要因素。对稳态和瞬态热传导两种条件下的脆性介质破裂过程模拟分析表明，考虑瞬态热传导计算所得到

以深海推进器等水下设备用机械密封为研究对象,建立机械密封环模型,考虑深海变工况下接触端面摩擦因数的差异性,采用分离法分别对机械密封动、静环端面进行热-力耦合变形分析,并对分别考虑密封环热变形、力变形、热-力耦合变形的分析结果进行比较。结果表明接触端面摩擦因数大小与介质压力、转速、液膜厚度等因素有关,端面摩擦因数随介质压力增大而减小,随转速增大而增大,随液膜厚度增大而减小;单一力变形、热变形分析与热-力耦合变形分析结果差别较大,热-力耦合分析结果要比单一变形分析更接近实际、分析更准确;瞬态工况下,端面温度及端面接触应力峰值均出现由外向内的变化趋势,端面接触状态受端面温度分布影响明显。

为研究机械密封环的变形情况,在Workbench平台联立热场和结构场来分析密封环在混合摩擦热和液膜环境热、惯性离心力和液膜平衡力以及两者热-力耦合效应下随转速变化的变形规律。研究表明:热作用产生膨胀凸变形,力作用产生压缩凹变形,且密封环在热作用下的轴向变形最大,热-力耦合次之,力作用最小,其中热变形为主导;动环轴向最大变形在螺旋槽内,静环轴向最大变形在端面中径处;动环在三种载荷下的轴向变形均大于静环。转速增大,动环在热作用、热-力耦合作用、力作用下的轴向变形均依次增大;静环在热作用、热-力耦合作用下的轴向变形逐级增大,力作用变形基本保持不变。

为分析铝合金Al2024⁃T3在微细铣削加工过程中存在的尺寸效应,利用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit中的Johnson-Cook热力耦合模型对试样金属进行模拟仿真。仿真结果表明:当刀具的每齿进给量为0.4μm/s时,切削力达到最小值0.429232 N,该结果与尺寸效应现象的现实表现相吻合。所构建的微细铣削有限元仿真模型为微细铣削加工提供了一些可参考的切削要素,为进一步开展微细铣削机制研究提供了参考。