为满足深海运载装备轻量化需求，针对传统焊接内筋封头残余应力高、可靠性差等问题，提出一种适用于一体化制造的螺旋筋椭球封头新构型。通过轴向压缩试验与有限元模拟，系统对比了无筋、横筋、纵筋及螺旋筋共4种6061-T6铝合金封头的抗压及屈曲性能，并借助旋压仿真与试制验证其整体成形性。结果表明，带纵向内筋结构力学性能最优，其极限抗压强度、屈曲临界压力较无筋结构分别提升8.7%，5%；带螺旋内筋结构在保持优良力学性能的同时，借助旋压成形工艺可实现内筋无畸变、高填充质量的整体成形，而带横向内筋与带纵向内筋结构易出现成形缺陷；带纵向内筋结构的承载能力最为突出，而带螺旋内筋结构在一体化成形方面具有显著优势，其兼顾力学性能与成形可行性。研究为深海装备耐压部件的高性能设计与一体化制造提供新思路。

针对将扩展应用于高压储氢容器临氢爆破片安全泄放装置的超高纯（UHP）AISI 316L奥氏体不锈钢，其内部夹杂物作为氢陷阱和腐蚀萌生源，将直接影响材料的氢脆敏感性与爆破片的起爆精度及可靠性，而当前行业对其洁净度与夹杂物控制缺乏系统评价与比较的现状。本研究通过对比国内外不同厂商采用真空感应熔炼联合真空自耗重熔（A料），以及氩氧脱碳炉结合VAR工艺（B料）制备的材料，开展了系统性质量评估。创新性地综合运用金相显微镜、扫描电子显微镜与能谱分析等微观表征手段，并结合热力学计算软件模拟冷却过程中夹杂物的演变，揭示了不同工艺与来源材料的夹杂物特征与分布规律。研究结果表明，在参与评测的样品中，中国甲厂生产的B料具有最优异的洁净度，其夹杂物密度和面积分数均显著低于其他样品。该结果与热力学模拟预测高度一致，证实了所采用方法的可靠性。研究结果为超高纯316L不锈钢在关键临氢爆破片安全部件中的选用与工艺优化提供了重要依据，也为同类高洁净度材料的质量评价与控制提供了可参考的分析思路和方法支持。

针对大直径、大长径比Ⅳ型储氢瓶塑料内胆的成型难题，基于具有独特的低成本优势的热熔焊接工艺，解决其焊缝质量综合优化问题。以焊缝强度与焊缝形貌作为核心优化目标，系统探究了内胆坡口尺寸、加热温度、焊接进给速度及焊接进给量等关键工艺参数对焊接质量的耦合影响规律。通过开展系统的焊接试验，制备焊管试样，测试其拉伸应力-应变曲线以评估力学性能，并结合焊缝截面宏观形貌观察与断口微观结构分析，揭示了各工艺参数对焊接成形质量及失效机制的影响。在此基础上，运用极差分析法对多目标进行综合权衡与优化，确定了最优工艺参数组合：坡口尺寸2.88 mm、加热温度252.56 ℃、焊接进给速度1 mm/s、焊接进给量1.5 mm。研究为大直径、大长径比圆筒形塑料内胆的热熔焊接工艺效果评价与质量提升提供了可靠的方法依据和直接的工艺指导。

针对某四代高温气冷微堆堆芯压力容器材料奥氏体不锈钢316H在设计运行温度550 ℃下缺乏高温辐照性能数据的问题，提出开展辐照损伤试验与老化试验的研究方案。通过SRIM软件模拟载能离子（He²⁺）入射材料后的运动轨迹与辐照损伤缺陷，结合不同累积辐照剂量下（0.005，0.05，0.5 dpa）的高温辐照试验及650 ℃、100 h的辐照老化试验，建立材料高温损伤行为及老化行为与微观组织的演化规律。结果表明：在设计温度550 ℃下，316H抗辐照性能良好，辐照损伤层约为几微米，损伤主要表现为微空洞和位错；在650 ℃下经100 h老化后，晶间析出碳化物，C和Mo元素在晶界处富集，Cr元素在晶界附近贫化，存在一定失效风险。研究为后续工程实施堆内辐照试验提供了参考。

针对火灾极端工况下储氢瓶风险突出的问题，本文采用火灾事故分析与火烧试验数据相结合的方法，对储氢瓶爆破压力等关键参数开展了系统评估。结果表明：火灾环境下储氢瓶承压强度显著下降，35 MPa公称工作压力（NWP）气瓶的爆炸压力从常温下的122.7~126.0 MPa降低至41.1~53.5 MPa；而NWP为70 MPa气瓶则由常温下的209.8~226.8 MPa降至98.9~112.3 MPa；气瓶从受火至爆炸的时间集中在9~22 min。若气瓶泄放压力与爆炸压力接近，损伤容限低，火灾下爆炸风险高；火灾后经冷却处理的气瓶仍具有较高残余强度，约为2.09~3.37NWP。建议在“泄放先行”的目标下，进一步完善火灾工况下的气瓶爆破强度安全阈值，并规范火灾后气瓶残余强度测试方法。研究可为火灾场景储氢瓶的全过程安全评估提供技术依据。

为贯彻落实GB/T 4732.3—2024《压力容器分析设计 第3部分：公式法》，系统阐述了SW7软件中固定管板式热交换器模块的开发实践与关键考量，研究围绕标准中未要求但具有重要工程意义的若干问题，开展理论建模、公式推导与功能扩展工作。主要内容包括：扩展管板嵌入焊结构、平封头中心开孔接管等力学模型，提升软件的工程适用性；引入管板厚度方向温差热弯曲变形及管板与法兰材料热膨胀差异的影响，实现热载荷的精细化分析；基于法兰-螺栓-垫片系统的变形协调关系，提出满足多工况密封要求的单一螺栓预紧载荷确定方法；提出变刚度弹性基础板非线性分析理论，揭示管板弯曲导致周边换热管轴向刚度下降的耦合作用机理；完善管箱与壳程筒体端部、平封头等关键部位的应力评定体系，明确换热管稳定性校核的优先工况及双向应力状态下的强度理论选用原则。SW7软件不仅是对新分析设计标准的程序化实现，更是对标准内容的有益补充与工程化拓展，其试用版的发布有望推动行业技术水平的提升。

针对某1 000 MW超超临界机组高压旁路阀减温水喷嘴角焊缝频繁开裂问题，通过金相组织分析、显微硬度测试等理化检验手段，并结合有限元数值模拟技术，揭示了焊缝失效机理并提出结构优化方案。结果表明，减温水进水管与喷嘴之间焊缝的硬度偏高，以及结构约束引发的低周应变疲劳，两种因素相互叠加，共同促使角焊缝裂纹快速萌生与扩展，进而导致减温水管出现泄漏现象。通过加长减温水立管以增强管道柔性的优化方案，有限元分析显示立管长度增至380 mm时，角焊缝处应力显著降至65 MPa，有效避免了应力集中。研究结果可为同类高压旁路阀结构设计与安全运行提供参考。

针对电感耦合无线超声监测系统关键部件电参数难以精确获取的问题，对比现有线圈电感计算方法和压电换能器阻抗建模技术的准确性。以平面螺旋线圈为对象，采用细丝法、面积分法和有限元仿真计算自感与互感，并与试验值对比；建立压电换能器与工件耦合系统有限元模型，获取阻抗谱并进行试验对比；将部件参数代入三线圈耦合电路模型，构建监测系统并进行厚度检测验证。结果表明，细丝法适用于自感计算，计算自感的误差小于3%；面积分法适用于互感计算，在提离距离2~10 mm范围内，计算互感的误差小于5%；有限元仿真能准确预测压电换能器的谐振频率；所构建的监测系统成功实现厚度检测。研究可为电感耦合无线超声监测系统部件选型与参数设计提供方法参考和试验依据。