立式吸附塔对烟气中二氧化碳的脱除至关重要，但其复杂多变的吸附过程对优化生产提出了挑战，因此实现气体的均匀分布至关重要。通过计算流体力学(CFD)，对各种气体分布器进行评估，并比较了无分布器、圆锥形分布器（Ⅰ型气体分布器）、圆台形分布器（Ⅱ型气体分布器）及筛板加挡板的组合型气体分布器（Ⅲ型气体分布器）的性能；根据速度矢量平滑度和曲线均匀性对实验结果进行了评价。结果表明，单一筛板的不均匀气流集中在塔中心；Ⅰ型气体分布器和Ⅱ型气体分布器可改善气流流通的均匀性，但效果仍不理想；Ⅲ型气体分布器的气流均匀性显著提高；在挡板直径（d）为100 mm、筛板与挡板的距离（h）为150 mm时，气流分布最均匀，对二氧化碳的吸附效果好。

采用VOF模型模拟了熔融镍液滴在等离子喷涂沉积过程中的凝固和飞溅现象，并通过动量方程与流体体积法相结合的方法分析了颗粒的自由表面；利用焓法对包含相变的热传递过程进行了建模；通过设定三组不同的实验条件，模拟镍液滴形成涂层的过程，深入分析了镍涂层的形成机理。结果表明，液滴的撞击速度越大，其扩展系数越大，并且在喷涂过程中会产生飞溅现象；基板温度越高，液滴的扩散距离越大；液滴直径越大，扩散距离越大，但并非呈严格的线性关系，并且其凝固形成的薄片越厚。

利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics，模拟了单泡超声空化的动力学特性；通过求解考虑能量黏滞损耗和球形气泡振动引起的辐射阻尼的Rayleigh?Plesset模型，对超声正弦波、方波和三角波驱动下单一空化气泡在水中振动时的运动过程进行了仿真，分析了气泡半径、气泡壁的运动速度、气泡壁的动能和气泡内压力的变化。结果表明，在相同条件下，正弦波驱动稳定性最优；方波驱动具有最好的空化效果，但发生空化的时间最长；三角波的空化效果最弱；在三种波的驱动下，第1次塌缩时气泡壁的运动动能最大，在气泡塌缩到半径最小时气泡内压力最大；相较于方波和三角波驱动，正弦波驱动下气泡内的最大压力最大。

随着全球能源结构向更加清洁、可持续的方向转型，天然气作为低碳环保的化石能源，其消费量持续增长。然而，随着天然气管道网络的不断扩展、覆盖区域的日益增大以及输送距离和输送量的显著增加，管道的安全运营面临着前所未有的挑战，其中管道泄漏问题尤为突出。针对油气管道泄漏长期监测的需求，在负压波检测原理的基础上，通过LabVIEW这一强大的图形化编程平台，结合先进的传感器网络、数据通信技术以及信号处理算法，构建了一套高效、可靠的管道泄漏监测模拟系统，并用于油气管道的泄漏监测，同时通过实验验证了系统的性能。结果表明，该系统能够检测管道的泄漏情况，还能通过高效的算法迅速定位泄漏点，为及时抢修提供关键信息，有效地保障油气管道的安全与稳定。

油气管道的断裂损坏通常始于微裂纹，弱磁检测法对长输油气管道的微裂纹内检测具有现实意义。然而，管道微裂纹微观结构复杂，传统弱磁检测模型很难实现对管道微裂纹的精准量化计算。基于磁电耦合理论建立了管道微裂纹弱磁信号数学模型，对不同激励条件下的微裂纹弱磁信号进行了对比分析,解析计算了不同深度微裂纹的扩展特性和不同提离值下的信号检测特性。研究结果表明，应力使微裂纹产生的弱磁信号远大于地磁场，且随应力增加其信号差值逐渐增大；弱磁信号随应力增大而增大，当到达微裂纹扩展临界点时，由于微裂纹扩展，磁性能释放，弱磁信号随应力增大而减小；微裂纹扩展后,材料磁力学敏感度降低，线性特征更加明显；微裂纹深度越大，其弱磁信号越强，损伤更易被检测；随提离值增加,弱磁信号呈指数衰减，线性区域信号检测精度最高。

采用化学镀的方法，在紫铜基体上制备非晶NiP?WC（碳化钨）复合镀层，研究了镀层在质量分数为3.5%的NaCl溶液以及浓度为1 mol/L的盐酸溶液中的耐蚀性；利用扫描式电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）EDS、X射线衍射仪（XRD），对镀层的表面形貌、成分及微观结构进行了表征；采用动电位极化和阻抗谱对镀层的耐蚀性进行了分析。结果表明，在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，NiP?WC镀层的自腐蚀电位较非晶NiP镀层正移约111 mV，自腐蚀电流密度减小约68.8%，电荷转移电阻提高约6.7倍；在浓度为1 mol/L的盐酸溶液中浸泡，NiP?WC镀层较NiP镀层的腐蚀速率下降约1个数量级，表明均匀分布的WC粒子可以显著提高非晶NiP的耐蚀性。

金属腐蚀是普遍存在且无法逆转的破坏性行为，随着服役环境越来越苛刻，金属部件的腐蚀问题日益突出，特别是其耐久性已无法满足工程应用的实际要求。因此，设计兼具不同功能的长期防护涂层、提升金属部件服役的耐久性迫在眉睫。涂层的最初属性是为金属基体提供强有力的阻隔性能，随后涂层逐渐被赋予了自修复功能。在阻隔/自修复涂层的研究快速发展的基础上，又出现了离子交换、疏水性和智能自预警等具备双/多功能特点的涂层。综述了作为研究主流的阻隔/自修复双功能涂层、其他型双功能涂层（离子交换/自修复涂层、疏水/自修复、自预警/自修复）以及多功能型防腐涂层的研究进展，并展望了双/多功能涂层智能化、绿色化的发展方向。

卡套接头广泛应用于油气管道等液压气动设备的连接中，其连接可靠性对油气管道安全具有重要影响，但针对外部工况对油田地面管线卡套接头螺纹受力特性影响的研究未见报道。采用SolidWorks软件，建立了双卡套接头三维模型；应用ANSYS有限元软件，对卡套接头的最大等效应力（Von Mises应力）进行了数值分析。结果表明，在屈服极限内，轴向力越大，卡套接头的密封性越好，而内压对管接头密封影响很小，可以忽略螺纹处因应力过大发生粘扣的风险；螺纹参数对密封性能的影响很大；对外径为12 mm、内径为9 mm的卡套接头，最佳螺距为1.5 mm，最佳螺纹圈数为7。研究结果可为卡套接头的结构性能优化及装配过程中的科学操作提供理论依据和参考，具有重要的工程意义。

针对工业生产过程中因烟气排量大且温度较高、烟气出口温度过低而易造成工业管道腐蚀等问题，提出了一种卡琳娜循环与三级有机朗肯联合的动力循环（KC-TORC）模型。以工业烟气为热源、液化天然气（LNG）为冷源，利用热力学仿真的方法构建循环系统，改变烟气出口温度，分析了卡琳娜循环蒸发温度、LNG泵后压力和三级有机朗肯循环（ORC）透平入口温度对热力学性能的影响。结果表明，当烟气出口温度为30 ℃、卡琳娜循环蒸发温度为112 ℃时，最大?效率为62.89%；当烟气出口温度为120 ℃、三级ORC透平入口温度为160 ℃时，最大热效率为32.09%，净输出功可达2.04 MW，年度净资产值可达5.773×10⁶美元；KC?TORC在热力学及经济方面具有优势，对环境保护具有重要的意义。

化工储罐区是危险源数量极多的场所，通过传统的应急管理方法无法量化并表征储罐区的动态风险。因此，基于PPRR理论构建了化工罐区火灾应急管理能力定量评价模型；利用区间层次分析法确定了评估指标的权重，使用改进的模糊综合评价法，对化工罐区火灾应急管理能力进行了定量评价；运用基于PPRR理论的化工罐区火灾应急管理能力定量评价模型，对M石化公司化工罐区火灾应急管理能力进行评价，并对此模型的准确性进行了验证。结果表明，M石化公司化工罐区火灾应急管理能力的评价得分为3.35，与定性评价结果相吻合，验证了此模型的准确性；该模型能很好地解决指标重要程度不确定的问题，而改进的模糊综合评价法能指出化工罐区的欠缺之处及欠缺程度，可为完善和提高化工罐区火灾应急管理能力提供新思路。

在地震等自然灾害发生时，道路上常常会出现大小碎石，而大小碎石影响抢险运输车的快速通行。在车辆底盘加装升降机构是解决这一问题的有效办法。然而，现有的升降机构升降方式较为单一，占用空间较大，不便安装在车辆下方。此外，还面临着不能随不同的工况进行灵活升降的问题。为了解决这些问题，基于变胞机构原理设计了一种变胞升降机构；建立变胞升降机构的虚拟样机模型，利用ADAMS软件进行构态变换动力学仿真实验，研究了车辆在构态变换过程中的动力学特性。结果表明，该机构具有变拓扑构型和变自由度的特点，能够根据工况的不同，以不同的构态完成工作任务；针对不同大小的障碍物，该机构可进行一级或二级升高，实现快速越障；该机构具有优异的可行性和稳定性。

通过分子动力学，模拟研究了铜纳米线在不同晶向（I：x[1 0 0] y[0 1 0] z[0 0 1]，Ⅱ：x[1 0 1/8] y[0 1/8 0] z[－1/8 0 1]，Ⅲ：x[1 0 1/4] y[0 1/4 0] z[－1/4 0 1]）、不同晶体内外直径比（ α₁=1/6，α₂=1/2，α₃=5/6）、不同孪晶界面个数（0，2，4）下的扭转变形行为，以及铜纳米线在扭转过程中的剪切应力与扭转角之间的关系。结果表明，改变晶向类型，有助于提高铜纳米线的扭转力学性能；减小晶体内外直径比，可以改善铜纳米线的扭转力学性能；减少孪晶界面个数，对铜纳米线的扭转力学性可起加强作用；铜纳米线的扭转过程分为弹性、塑性和变形破坏三个阶段。研究结果可为高强度铜纳米材料扭转的研究提供依据。

为探究有序微纹理设计对干气密封T型槽动压效果的影响，基于气膜润滑原理，采用有限差分法，研究了微纹理排列间距、微纹理长度、T型槽基底长宽增幅、微纹理梯度倾斜角度等有序微纹理变量对密封参数的影响，并对四种微纹理的设计变量进行了对比。结果表明，T型槽的微纹理变量与T型槽的结构参数一样能改变槽的动压效应，但不改变干气密封槽型的动力学规律； 微纹理变量对干气密封T型槽开启力的影响按微纹理梯度倾斜角度＞微纹理排列间距＞微纹理长宽＞T型槽基底长宽增幅的顺序减小；对泄漏量的影响按微纹理长宽＞微纹理排列间距＞T型槽基底长宽增幅＞微纹理梯度倾斜角度的顺序减小。研究结果对双向旋转式端面气膜密封的优化和设计具有一定的借鉴作用。

构建无织构刀具和呈微凹坑、平行槽、垂直槽、斜向槽形貌的微织构刀具模型，并利用有限元分析软件ABAQUS研究了微织构刀具对钛合金车削过程的影响。通过分析不同形貌微织构刀具在切削过程中的切削力、摩擦系数、切削温度和工件表面残余应力，确定了较优的微织构形貌；研究了切削速度对微织构刀具切削钛合金性能的影响。结果表明，微织构刀具能有效降低切削力、摩擦系数和切削温度，使工件表面残余应力由拉应力转变为压应力，其中垂直槽微织构刀具能最有效地改善切削质量；随着切削速度的提高，切削力和切削温度增大，摩擦系数减小，工件表面残余应力由压应力向拉应力转变并有增大的趋势。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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%。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

利用Ansys?Workbench，对400.00 ℃下的螺栓法兰连接系统进行热?结构耦合分析，研究了高温条件下螺栓法兰连接系统的密封性能。结果表明，温度从法兰内壁由内至外逐渐降低，最大应力出现在螺母与法兰盘的接触面上，最大应变出现在垫片上。对常温及400.00 ℃的垫片进行了密封评定，同时针对高温下连接系统中垫片易密封失效的问题，通过建立垫片强度失效的贝叶斯网络，基于专家评估等一系列方法计算得到先验概率，再利用贝叶斯网络反向推理计算根节点的后验概率并排序，找出导致垫片失效的主要因素，从而提高了垫片在使用过程中的可靠性。

4WS转子是一种新型的密炼机转子，其中长短棱长度比是重要的几何结构设计参数。利用POLYFLOW软件，分别对长短棱长度比为2∶1、3∶1、4∶1的4WS型转子密炼机流场进行了有限元模拟。通过粒子示踪技术，对三种密炼机的宏观混合形态进行了粒子可视化追踪。利用流场数据，计算了典型的分散混合和分布混合评价参数，对三种不同转子密炼机内流体的混合效率进行了对比分析，探究长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响规律。结果表明，相对于长短棱长度比为3∶1和2∶1的4WS型转子密炼机，长短棱长度比为4∶1的4WS型转子密炼机分散和分布混合能力均有了较大的提升。

为解决在分析系统可靠性时获取的动态贝叶斯网络（DBN）的先验数据主观性强的问题，以气化炉烧嘴系统为研究对象，利用BP神经网络优化DBN的先验数据。依据隐含层神经元数量经验公式，将气化炉烧嘴系统DBN模型划分为3个子系统，并分别转化为BP神经网络。将DBN的先验分布分别对应BP神经网络的输入函数与输出函数，再利用BP神经网络信息向前传、误差向后传的特性，对系统进行性能学习，实现对DBN的先验数据优化。对优化后气化炉烧嘴系统的DBN进行双向推理，实现对气化炉烧嘴系统动态可靠性分析。结果表明，对气化炉烧嘴系统DBN进行正向推理，可得到优化后的系统可靠性变化趋势；进行反向推理，可得到优化前后的关键事件及薄弱环节，其中薄弱环节为高氧煤比氧煤比的波动。

为了提高气化炉风险评估的准确性，提出了一种将云模型与突变级数法相结合的安全评价方法。通过查阅文献及专家分析，将气化炉风险分为机械系统、人员、管理以及环境风险，建立气化炉多层次风险评估体系。云模型是一种定性与定量之间相互转换的有效工具，云模型中引入熵与超熵特征值，提出云熵权法改进传统权重计算方法，对所有指标进行权重计算，提高排序结果的准确性。根据归一公式计算各层指标的突变隶属度值及气化炉总突变隶属度值，依据风险等级评价表判断气化炉风险等级。结果表明，该方法提高了权重排序的全面性和客观性，使气化炉风险评估结果与实际相符合，验证了该方法的可行性和有效性。

采用DEFORM?HT软件，对20CrMnTi钢齿轮的渗碳、淬火热处理工艺过程进行模拟，得出其渗碳后表层到心部碳质量分数变化。分析淬火后马氏体组织变化，并分析淬火后残余应力，选择适当的淬火冷却介质，通过试验测定其金相组织及表面至心部的洛氏硬度。结果表明，金相组织、洛氏硬度与模拟预测结果较吻合，对生产具有一定的指导意义。

柔顺微夹钳在微操作领域和微装配过程中与被夹持物直接接触，作为微操作和微装配系统中的末端微执行器，对实现微操作和微装配任务起重要的作用。设计一种基于直圆柔性铰链和簧片型等腰梯形柔性铰链的柔顺微夹钳机构，通过理论计算推导出等腰梯形柔性铰链的转动精度和转动刚度。采用压电陶瓷驱动方式，实现了位移的放大和夹爪位移的平行移动。建立了柔顺微夹钳的机械伪刚体模型，并利用伪刚体模型法建立了运动学模型，计算出位移放大倍数，得到了输入力、输入位移与输出位移的关系。通过有限元方法对系统建立的模型进行了仿真分析验证，结果表明理论计算结果与仿真结果一致。

锥形双螺杆挤出机结构模型与其他普通螺杆挤出机相差很大且构成独特，近年来在聚合物加工行业中发挥了很大的作用。设计螺槽深度与螺杆半径比为1∶2、2∶5、1∶3的三种锥形双螺杆挤出机，通过离散单元法模拟了锥形双螺杆挤出机挤出LDPE、HDPE两种颗粒的过程，分析了锥形双螺杆挤出机螺槽内颗粒速度的变化，同时在不同参数下对三种锥形双螺杆挤出机的输送效率进行了比较。利用EDEM软件对LDPE和HDPE颗粒进行离散元分析，得出不同时刻两种颗粒在三种锥形双螺杆挤出机内的混合情况。结果表明，螺槽深度与螺杆半径比为1∶2的锥形双螺杆挤出机的混合效率优于螺槽深度与螺杆半径比为2∶5、1∶3的锥形双螺杆挤出机。