由于水、油介电特性差异较大,电磁波在不同含水率的油水混合介质中传播的相位系数有很大不同,通过测量电磁波在油水混合介质的同轴线内相位系数获取油水混合介质的含水率,并研制出了一种新型原油含水率仪.针对油田实际情况,对该仪器进行了动静结合的实验研究.实验表明,该仪器能够实现油井含水率全范围的连续测量,且具有较高的分辨率和准确度,解决了准确测量油田原油高含水率这一难题.

为提高防冲液压支架的让位吸能大小,提高防冲液压支架的安全性,设计一种点阵让位吸能装置。采用有限元仿真的方式分别研究3种典型点阵胞体的比吸能及单位质量支撑力,确定金字塔结构为最佳拓扑胞体结构。采用三因素五水平的正交实验分析胞体高度,胞体立足倾斜宽度及胞体立足直径对点阵芯体的吸能大小及支撑力的影响规律,确定最佳的胞体结构参数。通过仿真分析得到最佳结构参数的金字塔点阵吸能装置的总吸能为1470 kJ,支撑力为4679.76 kN,且支撑力较平稳。证明金字塔结构点阵吸能装置具有优越的吸能性,能够提高防冲液压支架的安全性。

为提高救生舱的隔热和安全性,设计一种泡沫铝填充结构救生舱。采用Workbench仿真分析的方法研究原型救生舱和泡沫铝填充结构救生舱的隔热和抗热-压力耦合冲击性能。通过对比分析可知在相同的热-压力耦合冲击作用下,泡沫铝填充结构救生舱的温度和应力及变形分别减小51.88%,30.19%和20.72%。证明泡沫铝填充结构救生舱具有更好的隔热和安全性,为新型结构的救生舱设计与制造提供新思路和新途径。

为提高机床基础件静、动态性能和轻质性,以某数控车床斜床身为原型,初步设计玄武岩纤维树脂混凝土（Basalt fiber polymer concrete,BFPC）斜床身,分析典型工况下该床身的受力情况,并对两种床身的静态、动态特性和质量进行仿真分析和计算;对BFPC床身进行拓扑优化设计,根据拓扑优化设计结果和BFPC床身的制造工艺性,重构BFPC床身结构,以其减重孔尺寸参数为因素,以其前六阶模态的固有频率和质量为试验指标,进行单因素轮换试验研究,最终确定其数值;对优化后的BFPC床身的静、动态性能和轻质性进行仿真分析和计算,再与原型和优化前的BFPC床身的相应性能进行对比分析。结果表明,拓扑优化设计后的BFPC床身在静、动态性能和轻质性方面都明显优于后两种床身。