针对高强化柴油机气缸盖排气门鼻梁区严重的热负荷问题,提出在该区域冷却水腔中建立特殊的结构表面以强化其传热的能力,并建立8种不同的特殊结构表面.采用欧拉多相流以及壁面沸腾换热模型分别对8个不同结构表面的鼻梁区简化流道进行流动传热仿真分析,并设计了流动沸腾试验平台,验证仿真计算的可靠性.在此基础上,研究各种结构表面对表面流动的扰乱程度以及对传热系数的影响,最后进行各结构表面传热能力的综合评价.结果表明:特殊的表面结构对表面湍流强度以及传热系数有不同程度的影响,其中柱体结构表面与两种槽肋结构表面对湍流强度的提升都达4.9倍以上,叉排式柱体结构表面与垂直流向的槽肋结构表面的提升传热系数分别提升了65.9%和57.4%;并且在传热能力的综合评价得到上述3种结构对火力面最高温度降低均达23℃以上.

通过对带有附加质量块薄板的理论分析和频率计算，从中获取了影响薄板系统动态特性的质量块主要参数，再运用有限元方法系统地分析了质量块的质量、位置、数量、所处介质和分布面积对薄板频率的影响规律．数值仿真结果表明：通过添加质量块来实现结构移频，应尽量采用质量为结构总质量10％以下的集中质量块，并放置于振型波峰处，以获得最大的频率改变量；沉浸于重质流体的薄板需要更大的附加质量，才能获得与轻质流体相同的频率改变量；对于高阶模态，应尽可能多地在振型峰值上布置质量块并呈对称分布．在此基础上开展的薄板移频技术的应用研究，可为实际薄板结构修改时调整固有频率以避开工作频率、减小振动提供指导．

组合结构的动力学分析中因存在高度非线性的接触边界而成为有限元分析中的技术难点。文中直接采用接触单元和非线性算法，对组合结构进行模态计算和接触状态稳定性能分析。在分析接触算法中影响组合结构刚度矩阵变化的因素、在何种程度下可以将组合结构线性化的机理的基础上，讨论组合体受预紧力时的组合模态、不同摩擦因数对组合结构模态的影响，进行不同预紧力下组合结构抗干扰能力的计算。通过该理论得到的规律和结论可以指导其他组合结构的动力学计算，并且排除以往分析方法由于使用人员不同、分析经验不一样而导致的计算结果随机性和不正确性，对组合结构的动力学分析提出新思路、新方法。

针对组合结构轴向载荷下呈现的刚度非线性特性难以计算的问题,提出了梁-双弹簧等效计算模型,研究了在包含不同材料垫片的组合结构中螺栓预紧力以及部分几何尺寸对轴向刚度非线性特性的影响.结果表明：采用铝合金垫片时,该连接组合结构的非线性特性主要表现为其轴向载荷-位移曲线在拉压状态改变时出现明显拐点;而该结构采用石墨垫片时,位移曲线在拉压阶段分别表现出非线性.相比于垫片厚度,螺栓预紧力、法兰厚度以及螺栓位置对轴向拉压刚度的影响更显著,且影响规律与所受载荷方向、垫片材料属性有关.