钢坯因生产工序的原因其表面有氧化层及缺陷，故必须通过磨削的方法进行表面修磨。针对目前没有专用的设备对大型的方形钢坯料进行表面修磨的问题，设计了一种方形钢坯修磨设备，并利用ADAMS软件完成了运动学仿真验证。结果表明，修磨设备可同时平稳完成对两相邻面的打磨作业。利用有限元软件ANSYS，对修磨机进行受载下的应力分析、模态分析，并对结构进行了改进；根据简化运动学模型进行静力学分析，得到了所需输入驱动力矩，并对关键部件弹簧完成了选型。理论计算及仿真结果表明，此修磨设备能够高效地完成对大型方形钢坯表面的磨削任务。

针对钢筋混凝土黏结?滑移行为，利用ABAQUS有限元软件，构建了基于内聚力模型的钢筋混凝土黏结?滑移有限元模型，通过能量和荷载?位移曲线探究了仿真模型网格敏感性以及内聚力参数敏感性。针对钢筋混凝土黏结强度问题，建立基于非线性自回归动态神经网络模型（NARX）的预测模型，以黏结长度、钢筋直径和加载方式为变量，建立20组数据对钢筋的荷载?位移曲线进行了预测。结果表明，当网格尺寸为6 mm时，可以较理想地平衡预测精度与计算成本；有限元预测结果对内聚力参数的敏感性由强到弱依次为损伤起始强度、断裂能和刚度；所建立的NARX预测精度达到99.6%，有潜力代替量大且耗时的数值模拟和物理试验，实现对钢筋混凝土黏结强度的高效准确预测，为钢筋混凝土黏结强度的预测和设计提供新的便捷途径。

镍基高温合金广泛应用于航空发动机、化工、船舶等领域，是一种典型的难加工材料。为了满足航空发动机特殊工况要求，进一步提高其表面加工质量和加工效率，研究人员开展了诸多理论研究和工艺探索。在概述镍基单晶高温合金和镍基多晶高温合金的发展及其材料特性的基础上，总结了国内外学者在镍基高温合金磨削去除机理、表面完整性、工艺特性等方面的主要研究成果，并对其发展趋势进行了展望。

超声变幅杆是超声振动系统中的一个重要部件。设计了余弦半周期圆柱形复合变幅杆，实现了余弦段与圆柱段的平滑过渡。通过理论计算，推导了其频率方程和放大系数公式。结果表明，新型余弦圆柱形复合变幅杆的频率方程比圆柱圆锥形复合变幅杆和阶梯形变幅杆更为简单；新型余弦半周期圆柱形复合变幅杆的放大系数公式与阶梯形变幅杆相似，比圆柱圆锥形复合变幅杆更为简捷。利用ABAQUS有限元分析软件，对所设计的余弦半周期圆柱形复合变幅杆进行了模态分析，确定了其固有频率和振型；进行谐响应分析，检查了理论设计的可行性。模态分析和谐响应分析结果表明，当余弦段长度为55、60 mm时，超声复合变幅杆性能最优。研究结果为超声复合变幅杆的设计与应用提供了参考。

碳捕捉、运输和储存（CCS）对实现碳中和具有重要意义。以超临界CO₂、超临界CO₂+CH₄混合物（CH₄摩尔分数分别为1%、3%、5%）及超临界CO₂+N₂混合物（N₂摩尔分数分别为1%、3%、5%）为工质，在工质质量流速为300～600 kg/（m²?s）、热流密度为80～100 kW/m²、入口压力为8～10 MPa的条件下，研究了超临界CO₂及超临界CO₂混合物在竖直圆管内的流动换热过程。结果表明，随着工质中CH₄和N₂摩尔分数的降低，工质的换热系数峰值逐渐升高，且其对应的温度逐渐升高；工质的换热系数随着质量流速的增大而增大，且质量流速越大，换热系数变化幅度越大；随着入口压力的增大，工质的换热系数峰值有所降低，且其对应的温度逐渐升高；湍动能、浮升力及定压比热容与超临界CO₂及其混合物换热强化密切相关。

微量润滑磨削加工技术是一种新型环保高效率的加工技术，具有所需磨削液量少、磨削力小等特点，而且有利于刀具的保养，能够有效提高工件质量。但是，微量润滑磨削加工技术高压气流的冷却性能十分有限，无法满足磨削区亟须降温的需求，而传统浇注式冷却技术通过使用大量磨削液可满足这一需求。综述了微量润滑磨削加工技术的研究背景、发展现状和最新研究成果，以期为进一步研究微量润滑磨削加工技术的特性和原理奠定理论基础。

钛合金TC4在加工过程中会出现工件变形及黏结等问题，因此加工难度较大。利用ABAQUS软件创建仿真模型，对比了超声椭圆振动车削和常规切削对钛合金TC4力学特点的影响，并对比分析了超声椭圆振动车削钛合金TC4的切削速度、切向幅值、频率和切削深度对切削力的影响。结果表明，超声椭圆振动切削平均切削力随着切削深度及切削速度的增加而增加；随着切向幅值及振动频率的增加而减小；与常规切削相比，超声椭圆振动切削能够明显降低切削力，改善表面加工质量，提高加工效率。

设计一种柔性机械手指，通过3D打印机打印了柔性机械手指模具，并以硅胶为原料制备了柔性机械手指；通过拉伸试验得到了硅胶材料的应变能密度函数的模型参数C₁₀和C₂₀，并用Solidworks软件建立柔性机械手指三维模型，用ABAQUS软件分析了该柔性机械手指在压力为－0.02～0.05 MPa时的应力与应变。结果表明，当压力为－0.02 MPa时，最大应力与最大应变分别为－8.866 MPa和－0.564；当压力为0.05 MPa时，最大应力与最大应变分别为2.981 MPa和0.711。建立柔性机械手指试验装置，获取了柔性机械手指在不同压力下的弯曲变形情况和手指末端的位移。结果表明，其横向最大位移为7.60 mm。

机床主轴系统的建模方式多为梁、管单元建模，系统结合面有主轴?刀柄、刀柄?刀具两部分，这些结合面多采用刚性连接或自定义刚度矩阵的方法进行模拟，主轴系统也可以采用实体单元的方式进行建模，同时在接触位置建立接触对。采用梁单元、实体单元对某立式加工中心主轴系统建模，通过计算结果，分析了不同单元类型建模对系统固有频率及刀尖点频响函数的影响。结果表明，实体单元建模的固有频率大于梁单元建模的固有频率，且振型更为丰富；随着激振频率的增大，实体单元建模方式下的幅频响应曲线震荡更加剧烈，说明该方式可以捕捉更多的激振频率。研究结果可为科学研究主轴系统的动力学特性提供理论参考。

零部件的性能退化对机构的运动输出性能有很大影响。考虑磨损退化这一累积性因素，在小样本的前提下，提出了机构时变可靠性的分析方法。此分析方法应用ADAMS与MATLAB的联合仿真，以Archard磨损模型为基础，计算销轴半径退化量；将销轴半径退化量考虑为时间序列问题，根据RSM方法建立机构功能函数，结合ARIMA方法预测后续磨损周期下机构响应值变化，实现数据样本扩展；以应力强度干涉模型为基础，建立机构极限状态方程，计算时变可靠度。通过曲柄滑块机构，证明了这一方法的便捷性与准确性。

在金属铣削尤其是低刚度工件加工过程中，颤振是影响工件表面质量、加工效率和刀具寿命等的关键因素。为了避免加工产生的颤振，从信号处理的角度出发，提出了一种基于系统动态特性和小波包的铣削颤振识别方法。通过模态实验获取系统的模态参数，依据颤振频率在系统固有频率附近会出现峰值的特点，采用小波包对原始切削力信号进行分解，然后选取包含丰富颤振信息的频段进行重构，最后对比和分析铣削力信号时频谱图和希尔伯特频谱，实现颤振识别，并对所提出的方法进行了实验验证。结果表明，所提出的方法具有有效性和可靠性。

为了研究FeNiCu合金微裂纹在不同温度下扩展时发生的力学性能及微观机理变化，运用分子动力学方法，在300、500、700、900 K和1 100 K的温度下，对含有微裂纹和位错的FeNiCu合金模型进行了单轴拉伸模拟；使用可视化软件，对拉伸过程中FeNiCu合金的微观结构演变进行了分析；结合应力应变曲线以及能量变化曲线，着重分析了温度对FeNiCu合金微裂纹扩展微观机理的影响。结果表明，温度越高，合金内原子间距越大，微观结构越不稳定；随着温度的升高，合金的塑性得到提高，其微观缺陷在单轴加载下得到一定程度的愈合，可维持较为稳定的力学性能；当温度升高时，加强位错滑移，加剧位错的发射及运动，而位错塞积更容易形成微裂纹，使位错在滑移方向<110>多处塞积形成微裂纹扩展。

通过碾压式搅拌头在深冷条件下对铜板进行多重旋转碾压，采用超景深显微镜、光学显微镜、摩擦磨损仪对碾压后样品的表面形貌、组织和性能进行了分析。结果表明，在深冷条件下多重旋转碾压后，样品表面成形良好，表层出现明显的超细晶区；在转速为50 r/min时，超细晶成形机制为晶粒的剪切破碎；在转速为500 r/min时，晶粒细化机制为动态再结晶和强制冷却抑制再结晶晶粒的长大；在深冷条件下多重旋转碾压制备的超细晶层可提高材料的耐磨性。

B10铜镍合金具有优异的耐蚀性能和力学性能，因此被广泛应用于海洋工程。但是，由于其服役环境复杂，B10铜镍合金易发生腐蚀而导致泄漏，造成不可挽回的损失。制备了B10铜镍合金表面防腐转化膜，以提高合金表面的耐蚀性能；进行了电化学阻抗、塔菲尔极化曲线（Tafel极化曲线）、扫描电镜与能谱分析，并通过X射线光电子谱（XPS）观察了转化膜的表面覆盖腐蚀产物。结果表明，当B10铜镍合金试样在含钼酸盐的溶液中浸泡120 min时，溶液转移电阻（R_ct）和膜电阻（R_p）达到峰值，且缓蚀率高达92.5%；转化膜中含有Cu和Ni的氧化物以及氢氧化物，Mo以+4价和+6价氧化物的形式存在于转化膜中。