2024-T351铝合金在航空航天领域服役过程中常面临低温环境下的冲击载荷作用。为了研究2024-T351铝合金在低温-高应变率耦合加载下的动态力学性能及其能量演化规律，利用MTS809拉扭试验机、分离式霍普金森拉杆和低温环境系统对2024-T351铝合金进行了宽应变率范围（10-3～103 s-1）和宽温度范围（-100～20℃）下的拉伸实验。同时运用扫描电子显微镜（SEM）对回收断口进行微观观察和分析。结果表明：在准静态加载下，2024-T351铝合金在不同的温度区间表现出不同程度的温度敏感性；在–100℃时材料的屈服强度较–60℃时提高了11.08%，其在–60℃时的屈服强度较–20℃时提高了3.67%，在–20℃时的屈服强度较20℃时提高了1.49%。在冲击加载下，2024-T351铝合金表现出温度-应变率耦合效应，即随着温度的不断降低，材料的应变率敏感性也随之降低。SEM结果显示在不同的应变率和温度下，材料呈现不同的断裂模式。同时从能量角度出发，2024-T351的动态断裂过程伴随着能量累积、耗散和释放，且耗散能随着温度的降低和应变率的增加而增大。
以恒泰硬石膏矿–400 m水平房柱式开采为研究背景，采取–400 m水平石膏岩岩样，进行岩石力学性能分析测试，获取其力学参数。结合实验所得参数与工程资料参数，基于Bieniawski矿柱强度公式与矿柱面积承载理论，计算出矿柱安全系数为3.85。运用FLAC3D有限元分析软件进行数值试验，从位移、应力方面分析采空区稳定性，开采后矿房最大变形值为2.49 mm，岩体最大沉降位移为1.75 mm，地表最大沉降位移为0.41 mm，最大水平位移为0.17 mm，模拟得出矿柱安全系数为3.63～3.68。在陶厂镇人员密集处布设地表变形观测点，进行实时动态观测，观测得最大鼓起位移为2.40 mm，最大沉降位移为0.12 mm，与理论计算、数值试验结果相近。结果表明陶厂镇地表构筑物处于安全稳定状态，受石膏矿开采影响较小。
针对四旋翼无人机（UAV）姿态跟踪对控制器的响应速度、抗干扰能力有较高要求的特点，设计了一种反步超螺旋滑模控制器（BSTC）。首先采用牛顿欧拉方程建立四旋翼无人机非线性模型，然后结合反步法和超螺旋滑模算法设计高度和姿态控制器，最后通过李亚普洛夫（Lyapunov）稳定性判据证明系统稳定性。仿真实验显示，以无人机高度误差不大于5×10~(-2) m为例，将所设计的控制器BSTC与PID控制器和反步滑模控制器对比，相对于PID控制器，其高度跟踪速度提升65.75%；相对于反步滑模控制器，其高度跟踪速度提升32.58%，同时BSTC有更强的抗干扰能力，对四旋翼无人机的姿态控制性能更好。
为解决圆弧拱石拱桥的内力解析解问题，通过弹性中心法，在考虑弯曲变形、剪切变形和轴向变形的情况下推导出等截面圆弧拱石拱桥的解析解。为分析拱圈单元应力分布情况以及拱圈发生破坏的区域及成因，将半拱圈分成30个单元，构建拱圈截面应力单元；根据各单元截面单元应力数值以及分布情况，得出不同区域单元发生剪切破坏的成因及拱圈的破坏机理。研究结果表明：本文推导的圆弧拱轴线拱圈截面内力解析解能较为准确地计算出拱圈任意截面处的内力大小，其中轴力和剪力的数值解析解同有限元结果间最大误差小于2%，可以用于工程计算；依据塑性铰理论，全拱会因为产生7个塑性铰而发生破坏；根据各单元的应力分布情况，33°、36°和拱脚单元截面会因砂浆剪切层滑移发生剪切破坏。研究结果可为定位石拱桥破坏位置提供理论参考。
合肥地铁建设发展迅速，产生的大批量渣土如何绿色处理成为一大难题。以合肥S1线固镇路地铁站盾构渣土为背景，利用碱激发矿渣部分替代水泥为固化剂将盾构渣土固化成流态固化土。通过室内试验，得出盾构渣土的理化性质和固化土的流动特性，研究了固化剂种类、龄期、液固比、掺量等因素对渣土固化土抗压强度的影响，同时对不同干湿循环次数下的固化渣土进行物理和力学分析测试。试验结果表明：流动度受液固比影响更大，流动度随着矿渣占比增多而降低，水泥固化将液固比控制在0.43～0.47范围内，矿渣复掺水泥固化则将液固比控制在0.47～0.51范围内。固化渣土抗压强度在矿渣/水泥=4/6时最高，达到5 MPa，其干湿循环中的质量损失分为3个阶段：前期缓慢损失，中期快速损失，后期趋于稳定，矿渣组强度损失在10%以下，且用矿渣代替水泥固化效果均优于单掺水泥，为合肥地区盾构渣土的实践应用提供了试验参考。
借用差分进化算法（DE）采用种群中个体差值产生分量的方法，提出了一种随机差量学习算法（RDL）。随机选择种群中两个个体，相减后对每维差量用随机量赋权获得新个体的随机学习差量，然后另选出一个个体与差量融合产生新个体。引入全域随机可达变异机制，使变异操作得到的新个体能够分布到可行域里任意区域的概率大于0，保证算法的全局性。增加精英保留策略，将父代与子代个体共同组成新备选种群，用排序法进行优胜劣汰进化种群，提高算法的收敛速度。采用常用的基准测试函数对RDL算法进行测试，并将测试结果与多种优秀算法进行比较，结果表明提出的RDL算法较其他算法在收敛精度方面至少高一个数量级，达到目标精度需要的迭代次数是其他算法的25%左右。
VOF(Volume Of Fluid)方法能够通过在欧拉网格上使用离散的体积分数域表示光滑界面，在不可混合流体的数值模拟中得到广泛应用。针对多相流仿真中的液滴曲率计算问题，开发了一种计算界面曲率的算法。首先提出了一种新的数据生成方法，在液滴界面上进行随机采样，增强网格内体积分数的信息量，并调整取值范围以覆盖正负曲率。然后改进了传统的深度神经网络（DNN）模型，使其在计算曲率时保持对称性。基于VOF方法与该模型，利用目标单元及邻近单元体积分数计算曲率。最后选取最优模型并应用于Basilisk软件中，以提高计算曲率的准确性和稳定性。测试结果表明，其计算曲率时准确稳定。在计算小半径液滴曲率时，误差减小了25%至50%，并能用于液滴融合仿真，证明了其应用价值。
以碳纤维增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料为代表的热塑性复合材料近年来被广泛应用于航空航天的热端结构上，相关构件在服役过程中通常会受到循环载荷，为保证构件的使用安全，有必要对材料的循环变形行为进行研究。通过对0°、45°、90°不同纤维方向的碳纤维增强PEEK复合材料T700/PEEK进行单调拉伸、应力控制循环和应变控制循环实验，系统地研究了该复合材料的平均应力松弛和棘轮行为等循环变形特性。研究表明：3种不同纤维角度试样的单调拉伸应力-应变响应有较大区别，0°方向的弹性模量约为90°方向的11倍。在非对称应变加载条件下，复合材料出现平均应力松弛现象，在前20圈平均应力下降速度很快，至100圈后开始趋于稳定；纤维方向和给定的应变幅值以及平均应变的大小是影响平均应力松弛现象的重要因素。在非对称应力加载条件下，复合材料表现出棘轮行为，且该行为是各向异性的。对于拉伸-卸载时的峰值应力，非对称拉压时的应力幅值、平均应力以及应力比都对复合材料的棘轮行为有较大影响。该复合材料的棘轮行为还表现出明显的率相关性。
针对现有的冷缝检测手段存在检测效率较低、对数据解析要求高、波形信息不能进一步深入挖掘等问题，提出了基于核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）、改进海鸥优化算法（ImproveSeagulloptimizationalgorithm,ISOA）、核极限学习机（Kernel Extremel Learing Machine,KELM）相结合的冷缝检测分类方法（KPCA-ISOA-KELM）。首先，采用冲击弹性波法在隧道疑似冷缝区域中采集数据构成数据集，并利用KPCA对数据进行降维操作；然后，利用ISOA对KELM的参数进行优化；最后，利用含最优参数的KELM实现对检测数据分类。通过与KPCA-SOA-KELM、KPCA-FOA-KELM、KPCA-CNN-LSTM进行对比验证，结果表明，KPCA-ISOA-KELM模型对现场检测具有一定的指导意义，并且相较于其他3种模型，该模型能达到96.00%的准确率和0.9598的加权F1-score。
针对消防钢瓶全生命周期各环节管理、使用及信息互联互通的问题，提出建设基于工业互联网标识解析技术的消防钢瓶全生命管理系统的解决方案。首先，对标识解析体系进行理论研究，并设计消防钢瓶的编码规格。其次，对系统架构、技术架构及系统功能进行设计，并在标识解析平台的基础上，采用B/S网络结构，选取Vue框架、Springboot框架、MyBatis框架及MongoDB数据库等,以Web服务器为核心，结合NB-IoT设备及各类传感器等硬件设备完成管理系统的开发。系统主要包括生产制造、检测充装、仓储运输、使用及巡检管理子系统，将消防钢瓶全生命周期各环节紧密相连。最后，对系统进行实践应用。研究结果表明使用该系统能有效提高消防钢瓶全生命周期的数字化管理程度。