根据定量地震学中的矩张量理论，建立了裂缝扩展声发射源的力学模型及有限元模型，通过有限元计算得到裂缝扩展声发射的波形信号。利用小波变换对不同裂缝深度的声发射波形信号进行时频分析，得到不同裂缝深度的声发射波形信号的时频特征。通过研究声发射信号中零阶反对称模式成分（A0）和零阶对称模式成分（S0）的能量比，发现声发射信号的能量比EA0／ES0随裂缝深度变化具有一定规律性，能够通过能量比判断裂缝扩展的深度。

为了对微米尺度薄膜材料的力学性能进行测试,开发了一套成本较低的单轴微拉伸MEMS材料力学性能测试系统。首先,根据有限元模拟优化设计测试样片,使其能够易于夹持、准确对中,以利于应力和应变的测量。接着采用三维非硅UV-LIGA微加工技术制备了Ni薄膜样片。根据单轴拉伸测试过程和硬件构成,以Visual Basic为平台编译了一套数据采集与分析系统。最后,应用该测试系统完成对电镀Ni薄膜材料性能的测试。实验结果表明,该系统能够精确测试试样应变,精度达到0.01μm,拉伸力精度达到mN级。得到的电镀Ni薄膜材料的杨氏模量约为94.5 GPa,抗拉强度约为1.76 GPa。该系统基本满足微米尺度材料单轴微拉伸力学性能测试的需要。

为检测高膛压火炮膛内弹丸运动加速度的时间变化规律,该文依据性能较优的电容式微型加速度计的测量原理,提出了一种高过载微型加速度计的结构设计方案,其弹性元件的动极板采用多根直梁支撑的形式,建立了该弹性元件的力学模型,并进行了有限元模拟。结果表明：该微型加速度计的量程为1.33×10^5g,具有较好的抗过载能力,加速度计弹性元件的固有频率约为250 kHz。

介绍了一种新型三轴全差分电容式加速度计的设计和制备.设计的加速度计采用了三个共用同一玻璃衬底的大厚度差分电容式微结构,分别用于检测三个垂直方向的加速度.同时,对所设计的微结构从理论和数值上进行了详细的分析.用有限元分析工具ANSYS对器件进行了模拟,模拟结果显示出器件设计的合理性.最后,给出了制备工艺和测试结果.

在本科生材料力学课程的教学中,圣维南原理是一个比较抽象的概念,通过概念学习,学生可以理解其含义,但是不够深刻,部分学生甚至对结果持怀疑态度,为此,笔者以一高径比为二的圆柱体为模型,在轴向受压时,在静力等效原则下,通过改变端面面力的分布方式,来对比柱体中应力分布的差异,发现其结果与圣维南原理描述的一致,通过此次对比教学,让学生直观地认识了圣维南原理的内涵。

通过不同钢纤维掺量对不同锚固长度下的活性粉末混凝土进行黏结性能测试,得到钢纤维掺量和锚固长度的变化对黏结应力的影响结果,并对各种变量对其锚固应力的影响进行了分析。研究表明,随着钢纤维掺量的逐渐增加,黏结应力也逐渐增加,当钢纤维掺量为0.2%时,黏结强度增长趋势出现拐点,此时黏结强度和经济性均为最佳;随着锚固长度的增加,黏结强度逐渐降低;使用ABAQUS有限元模拟分析,得到混凝土内部受力状态与实际裂缝分布吻合。

利用有限元方法,研究振子框架式微机械陀螺主要几何尺寸对其固有频率的影响.根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化了陀螺的结构尺寸,并为结构改进和制备工艺提供理论指导.

密封垫片的压缩蠕变性能是影响密封系统安全性和可靠性的重要力学性能之一,为研究现代核电运行系统中核级石墨密封垫片的蠕变性能,基于垫片压缩蠕变模型试验以及数值模拟,对比分析了预紧应力、服役温度以及垫片径向尺寸等因素对压缩蠕变性能的影响。试验结果表明:密封垫片存在一个使垫片金属环与法兰发生接触的门槛应力。在蠕变过程中,垫片压缩蠕变量随着环境温度的升高而增加,随着螺栓预紧应力的增大而增加,但垫片蠕变量受径向尺寸的影响较小。综合不同工况下垫片蠕变结果,发现其最大蠕变率为3.5%,远低于现行核电工程中对密封垫片蠕变性能的规范要求。研究表明:核级石墨密封垫片处于高温或高压环境下均具有较好的抗蠕变性能,可满足核电密封系统的可靠性要求。

运用有限元软件Abaqus对Si Cp/Al复合材料的锻造过程进行三维热力耦合模拟,分析了不同变形温度下,Si Cp/Al复合材料锻造过程的应力应变场、温度场、损伤场的演变规律,强调了锻造过程中鼓形区裂纹的出现。研究结果表明,变形温度对应力场、损伤场有显著影响,当变形温度为300℃和400℃时,锻件鼓形区不出现裂纹,温度增加到500℃时,鼓形区出现裂纹。

为研究油封唇口结构参数对接触压力大小及分布的影响,以规格为φ35 mm×φ20mm×7 mm的内包骨架油封为对象,采用有限元ANSYS软件模拟油封与轴的接触获得唇口接触压力;基于正交试验法的原理,研究前唇角α、后唇角β、弹簧偏移量r、弹簧刚度k和过盈量δ等结构参数对唇口接触压力的影响。极差分析结果表明,唇口参数影响最大接触压力位置和径向力的主次顺序分别是:δ>β>α>k>r,δ>k>r>β>α;并获得了唇口参数以最大接触压力位置接近0.7和最小径向力为目标的最优水平组合。