运用位移外推法,求解出裂纹尖端一系列位移表征的应力强度因子,通过最小二乘法拟合出裂纹尖端应力强度因子表达式,以压力容器常用材料钛-钢(TA2-Q235B)复合层板为研究对象,通过数值分析,讨论应力比、裂纹尺寸比以及材料的参数错配对垂直于界面的Ⅰ型裂纹应力强度因子的影响。结果表明裂纹尖端应力强度因子KⅠ随着应力比R、裂纹尺寸比a/W的增大而增大;裂纹位于高强度材料一侧时,相较于单一材料应力强度因子KⅠ有所增大,反之减小;不论裂纹位于哪一侧材料,界面处应力强度因子KⅠ均有所减小。

工程实际中斜齿轮副存在齿距误差,为此研究了齿距误差对斜齿轮副系统振动特性的影响。基于齿距误差的周期时变性,提出一种将齿距误差模拟为正弦函数的方法,用于齿距误差的计算。考虑齿距误差的影响,建立了斜齿轮副系统的弯-扭-轴耦合动力学模型。通过龙格-库塔(Runge-Kutta)数值积分法,分析了齿距误差对系统振动特性的影响。研究结果表明齿距误差的引入对系统扭转振动的影响最大,当齿距误差以相同程度变化时所导致的系统扭转方向振动响应增大或减小程度相同。

使用相互作用积分法讨论了不同的裂纹初始角度对球形压力容器裂纹尖端的应力强度因子与J积分的影响。结果表明在同一裂纹初始角度β下,Ⅰ型应力强度因子KⅠ、Ⅱ型应力强度因子KⅡ随着裂纹尺寸比2a/h的增大而增大;在不同的β下,KⅠ、KⅡ随着2a/h的变化趋势相同;当β增大时,KⅠ增大,KⅡ先增大后减小,J积分、等效应力强度因子Ke随之增大,且KⅠ在Ke的变化规律中起决定作用。

热误差是影响机床加工精度的主要因素之一,为减小热误差对机床精度的影响,提出萤火虫算法结合BP神经网络建立热误差模型。使用萤火虫算法对BP神经网络进行优化,对隐含层神经元个数进行优化取值,确定网络结构,并对网络初始权值和阈值进行了优化。以GMC2000A机床为试验对象,误差模型的输入为模糊C-均值聚类选取的机床关键位置的温度向量,输出为Y轴定位误差,通过均方根误差值RMSE、决定系数R~2和预测精度η三项指标对误差模型预测效果进行评估。结果表明,萤火虫算法优化BP神经网络误差模型取得了较好的预测结果,且在恶劣的工作环境中仍能保持一定的预测精度。

对于具有环形缺口的圆轴，以缺口半径ρ、缺口深度h和缺口张开角a以及圆轴几何尺寸a／b为描述参量，建立各种缺口的统一模型．给出扭转载荷下环形缺口的应力集中系数和环形裂纹的应力强度因子．用有限元计算得到缺口张开角a对无量纲因子fa（a／b）的影响，建立以fa（a／b）为依据的安全设计、断裂设计准则．结果表明：缺口半径、缺口深度和缺口张开角对无量纲园子fa（a／b）均有一定影响．

讨论缺口几何参数对应力集中水平的影响.利用有限元软件ANSYS建立扭转载荷下缺口轴的力学模型计算缺口根部附近的局部应力应变分析缺口几何参数对轴应力集中的影响.结果表明:缺口根部附近存在一很小区域该区域的应力同缺口半径、缺口深度和张开角有关在这个区域内应力有统一的特性.

以多层前馈神经网络为基本结构，以误差反向传播算法（BP算法）为网络训练方法，研究40Cr在扭转疲劳载荷下的超低周疲劳断裂问题。训练结果表明：疲劳裂纹的形成寿命随着过渡圆角半径的变大而增长，随着径比的增大而呈缩短趋势，径比越大、过渡圆角半径越小，疲劳裂纹的形成寿命越短。BP神经网络模型训练的结果与试验结果基本吻合，说明此神经网络模型有很好的特性，为超低周疲劳断裂研究提供了一种新方法。

根据原有伸缩机构的结构特点,设计一种具有新型伸缩机构的可伸缩带式输送机。运用Pro/E软件对伸缩机构进行虚拟建模,并进行运动分析。通过强度数值的分析对比和模态分析,验证设计的合理性。结果表明该单油缸倍增伸缩输送机结构紧凑,伸缩量达到数倍于油缸行程的长度,具有工作效率高、工作可靠等特点。

应用Hertz弹性接触理论,分析圆柱/平面微动模型下的接触区域宽度,建立基于临界面法的SWT微动疲劳寿命预测模型.以圆柱平面微动垫模型为研究对象,建立微动疲劳涂层的有限元模型.通过数值模拟,讨论微动疲劳试件表面涂层的接触应力,分析涂层厚度、涂层与微动试件的弹性模量之比对圆柱微动垫模型疲劳寿命的影响.结果表明随着涂层厚度的增大,微动疲劳寿命增大;随着微动试件的弹性模量之比的增大,微动疲劳寿命减小.分析的结果有助于理解微动疲劳涂层的失效机理,为微动疲劳的涂层设计提供理论指导.