在应变率分别为0.001、0.100、1.000、10.000、100.000 s^－1和200.000 s^－1的条件下，测试了双相钢HC420/780DP的高速拉伸性能，研究了其在不同应变率下的动态力学行为，得到了不同应变率下的真应力?真应变曲线，分析了其屈服强度、抗拉强度、流变应力以及断裂延伸率随应变率的变化规律。结果表明，随着应变率的升高，双相钢HC420/780DP的屈服强度、抗拉强度和流变应力均有所升高，断裂延伸率呈现先升高后降低的趋势。另外，基于Johnson?Cook本构模型，建立并修正了双相钢HC420/780DP与动态应变率相关的塑性本构模型，并验证了修正后的模型。结果表明，通过修正得到的本构模型与试验曲线拟合效果较好。

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。

螺杆的几何构型对单螺杆挤出机混合特性具有重要的影响。选取三种具有特殊构型的六菱形螺纹元件、四菱形螺纹元件和齿形螺纹元件，设计了三种针对不同加工工艺要求的新型单螺杆挤出机组合螺杆，研究了聚乳酸在三种组合螺杆中的流动和混合特性。结果表明，在组合螺杆压力交界处产生了较大的压力梯度；菱形螺纹元件可为物料提供高拉伸作用，流体在流道中停留时间较短，混合性能较差；齿形螺杆元件既可为物料提供高剪切作用，也可提供高拉伸作用，停留时间较长，混合效果较好。

中国石化大连石油化工研究院开发的“低温柴油吸收”VOCs治理技术在某炼厂芳烃及苯乙烯罐区的应用中，存在液环压缩机吸入罐区废气的气量稳定性不足的问题。针对这一问题，采用一种新型液环压缩机自动引气控制方案，通过测量与罐区联通管道上的压力值，并根据压力值设计压缩机电机频率及液环压缩机回流阀开度的引气控制方案，最终得出最优的控制参数。结果表明，此方法可以在确保废气达标排放的同时满足节能降耗的要求，并兼顾设备的长周期平稳运行。

建立螺栓法兰垫片整体的有限元模型，进行了DN500螺栓法兰连接系统的紧固实验，验证了有限元模型的合理性。通过控制螺母垫圈宽度及管道介质压力，对比分析了螺母垫圈对垫片及螺栓上应力分布的影响。结果表明，加合理尺寸的螺母垫圈不仅可以增加螺母与法兰面的接触面积，提高垫片上的压应力，而且在螺栓预紧载荷及介质压力高的情况下，可以防止螺栓的弯曲变形及垫片的圧溃失效，提高螺栓的使用寿命，改善螺栓法兰连接系统整体的密封性能。

基于差动式杠杆原理设计了一种多级柔顺放大铰链，并通过正交方式装配一种具有三个平动自由度的微定位平台，形成的对称闭环结构具有抗冲击、无累计误差和较好的各向同性的特点。材料采用7075铝合金，堆栈式压电陶瓷作为驱动装置提供输入位移。结合路径搜索法和静力学矩阵法，得出了机构的静力平衡方程和几何变形方程；对结构参数进行了敏感性分析，以位移放大比为目标，对机构中敏感度较高的参数进行了优化；对装配体进行了有限元分析。结果表明，行程可以达到391.42 μm，放大倍数为13.05，平台具有较大的位移放大比和良好的定位精度。

基于离散单元法，利用建模软件Solidworks、离散单元模拟软件EDEM，对单螺杆挤出机固体颗粒输送运动进行模拟。研究内容包括物料参数如颗粒的形状、大小，螺杆转速，结构参数如螺棱数量、螺棱倾角对固体输送量的影响，以及机筒内部颗粒的运动和填充情况。结果表明，单一螺杆?机筒模型存在最佳颗粒粒径、最佳颗粒形状；颗粒直径越小，填充效果越好；螺棱倾角为105°时颗粒输送量最大。

为提高压力容器螺栓法兰的紧固效果，对液压扳手和握持套筒的结构进行了改进，优化了握持套筒，并设计了一款新型固定扳手；对螺栓法兰紧固操作的液压扳手和握持套筒的配合使用进行了详细介绍并进行了对比，对握持套筒存在的问题进行了改进；运用ANSYS对新型固定扳手进行了静力学结构分析。结果表明，该结构优化可有效提高压力容器法兰螺栓的紧固效果。

针对偏心双螺杆挤出机自身结构存在的局限性，设计了一种新型偏心三螺杆挤出机。利用Polyflow软件，分析了压力场、剪切速度场、速度矢量场、混合指数、分离尺度、平均混合效率、对数拉伸率等参数；研究了偏心三螺杆挤出机的流动和混合机理，并与偏心双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明，在相同的条件下，偏心三螺杆挤出机拉伸折叠效果更好，混合效率高于偏心双螺杆挤出机，为进一步探究混沌混合机理和优化偏心多螺杆挤出机提供了理论依据。

气化炉是水煤浆气化系统的主要设备，为研究气化炉故障对气化系统的影响，提出一种基于动态贝叶斯网络与风险矩阵相结合的动态风险评估方法。以气化炉故障为例，首先建立了气化炉的动态贝叶斯网络模型，结合模糊评价方法计算根节点事件的先验概率，引入动态贝叶斯网络推算其后验概率；随后，基于层次分析法和Borda的原理，建立气化炉故障的综合风险评估体系，并引入维修因素，预测维修后气化炉的风险趋势并绘制了动态风险矩阵。结果表明，引入维修因素后系统整体风险水平显著下降，证明了维修因素对系统的积极作用，保障了系统的生产能力。

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理，通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段，找出了管线失效开裂的原因，进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明，在一定的温度下，管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境，火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重，存在严重的晶间腐蚀；晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落，产生点蚀坑，点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源；火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中，在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下，火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。

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。

钛合金因具有高强度、低密度、耐腐蚀等优良性能而广泛应用于航空航天领域，因此从理论上研究钛合金组织演变规律对新型钛合金的定量设计十分必要。利用余氏理论计算价电子结构参数，结合元胞自动机规则，建立了Ti?2Nb合金β相组织模拟方法，对Ti?2Nb合金在1 000、1 050、1 100、1 150、1 200 ℃固溶时的微观组织进行了模拟。结果表明，该模型能够将相结构单元与β相组织形核长大建立关联；β相组织形核点数量与固溶温度的定量关系式可以通过余氏理论计算的相结构单元结合能进行表征；β相组织的晶粒尺寸随固溶时间的演变可以通过模拟步长建立关联。研究结果可为合金成分、制备工艺、组织、性能定量关系的建立提供可借鉴的思路。

利用三维扫描仪对凹陷管道进行数据采集及建模，评价了凹陷管道处的剩余强度；在建立模型的基础上，运用ABAQUS软件对三维建模的含凹陷管道进行有限元分析，采用数值模拟的方法进行了应力应变分析；通过几何变形检测方法对凹陷管道进行检测，计算并分析凹陷管道处的应力应变，对凹陷管道的承载能力进行了评估；对管道有/无内压两种情况进行了对比分析。结果表明，在有/无内压两种情况下，凹陷处的最大Von Mises应力相差较大；在有内压情况下，最大Von Mises应力位于管线凹陷处的周边，而不是凹陷处；在有内压情况下，凹陷附近区域的最大等效应力为 22.6 MPa，而无内压情况下的最大等效应力为14.8 MPa；压头设置50 mm的向下位移约束，管道所受的最大Von Mises应力分布在凹陷最深处，其值为710.3 MPa，最大等效应变为8.99%，分布在凹陷管道的内侧。在工程应用中，采用三维扫描技术可以更快捷地得到管道凹陷的轮廓，利用输出数据为后续的应力应变分析、管道评价以及修复提供技术支持。

初始缺陷、工作环境会导致转轴出现不同程度的裂纹。为分析裂纹对转子系统的影响，通过Jeffcott转子动力学模型和断裂力学理论建立了裂纹转子系统的有限元模型。对不同裂纹深度、裂纹角度和不同转速进行了仿真分析，并采用机械综合故障台对部分裂纹转子进行了实验研究。结果表明，裂纹的出现使系统振动响应中出现2X等高阶倍频分量，轴心轨迹出现凹陷甚至套圈现象，振动幅值也随之变大；随着裂纹的加深，系统的不稳定性逐渐增强；裂纹倾斜角度的改变也影响系统的振动特性，45°裂纹对系统的影响最大，当转速开始加快时，系统受裂纹的影响慢慢减小，时域波形趋于平稳，轴心轨迹逐渐变回椭圆形。对实验结果与仿真数据进行对比，验证了仿真及建模的结论。

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。

以Al?15Si?xNb涂层为研究对象，探究了Nb质量分数对涂层显微组织结构和耐蚀性能的影响规律。采用金相显微镜观察涂层的组织形貌，运用XRD分析涂层的物相组成，应用电化学实验方法（包括开路电位、阻抗谱、极化曲线）表征并讨论了涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明，Al?15Si?xNb涂层主要由α?Al、初生Si、共晶Si组成，在涂层中加入Nb元素后生成少量的NbAl₃相和Nb₅Si₃相；Nb元素的加入促进异质形核，较明显地改变涂层的组织分布；Al?15Si?10Nb涂层中的组织更细小且分布更均匀，均匀分布的α?Al、初生Si和共晶Si构成众多均匀分布的腐蚀微电池，促进α?Al阳极反应，使涂层表面生成的Al₂O₃氧化膜更加连续；Al?15Si?xNb涂层的极化曲线具有类钝化特征，其中Nb质量分数为10%时涂层的自腐蚀电位和点蚀电位较高，产物膜电阻较大，维钝电流密度较低，具有更好的耐腐蚀性能。

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。

提出了一种通过在换热管入口端加装管端隔热层来提高管壳式换热器安全性的方法。基于SIMPLE算法，建立了三维管壳式换热器的端部温差瞬态变化模型，研究了隔热层厚度、隔热层材质对换热器安全性的影响。结果表明，与无管端隔热层的换热管相比，加装管端隔热层时，不管是加装何种材质的管端隔热层，换热管两侧温差均明显降低；管端隔热层的厚度及隔热层材料的导热系数越大，换热管两侧温差降幅、瞬时热冲击应力及温差热应力降幅越大，换热器的安全性越高；当管端隔热层厚度为247.5 mm、导热系数为2.090 0 W/(m?K)时，换热管两侧最大瞬时温差可降低10.1%，稳定工作时最大温差可降低12.5%，瞬时热冲击应力和温差热应力可分别降低10.1%和12.5%。

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。