为实现重离子肿瘤治疗临床实验中对照射束流状态的实时监测,研制了束流强度及剂量监测系统,包括积分电离室、后续电流频率转换电路及LabVIEW数据获取处理三部分。利用闪烁体探测器和标准剂量计测试了系统的线性响应和得到剂量的准确性,结果表明：系统在束流临床照射流强范围内的线性响应好于90%,其实时反馈的临床照射剂量偏差小于5%。同时束流强度及剂量监测系统与安全控制系统相结合,保证束流照射状态满足临床照射的安全要求。

通过涡旋齿端面槽内安装密封机构，可以有效降低涡旋齿端面轴向间隙的泄漏。根据密封机构的工作原理，对涡旋齿内密封条进行了受力分析，详细阐述了重力和压差力载荷计算的理论依据，进一步深入研究了密封条所受力载荷的大小及分布规律。计算结果表明，压差力是密封条的最重要力载荷，是保证齿端面密封的关键作用力；沿渐开线展开角方向呈现间断式分布规律，气体压缩过程中压差力逐渐增大，使轴向间隙减小而不易产生泄漏，吸气、排气过程压差力逐渐降低，使轴向间隙增加而易产生泄漏，这将为密封机构的设计与计算提供了理论依据。

为了提高无油涡旋压缩机轴向间隙的密封性能,以涡旋齿顶的聚四氟乙烯密封条为研究对象,对其进行有限元分析。利用三维建模软件建立了密封条和涡旋齿的几何模型,导入有限元软件中进行网格划分。通过齿顶密封模型的受力分析,详细阐述了边界载荷的计算依据,分析了密封条沿渐开线展开角方向的底面和侧面气体力载荷变化规律。设定了密封条的边界条件,对密封条模型进行有限元分析。计算结果表明,借助有限元技术可以获得不同曲轴转角时密封条的应力、变形分布规律,更好地掌握了密封条的工作性能,为密封条的设计提供了新方法。

根据隔膜压缩机膜片的受力分析,建立了三层膜片层间接触力学模型。通过理论计算获得了不同挠度情况下膜片的挠度曲线、径向应力、周向应力及主剪切应力值。根据膜片不同挠度的应力分布,求出三层膜片接触面滑动区和黏着区的分布情况,发现可以通过改变膜片材料、膜片厚度来改善膜片层间接触状态,降低膜片层间摩擦磨损,对延长膜片的使用寿命具有重要意义。