水工建构筑物岩石基础开挖在整个工程项目中有着重要的作用，如何在保证结构基础开挖至指定标高的前提下减小对建基面岩体的破坏和损伤是爆破开挖的关键和难点所在。本文使用ANSYS/LSDYNA有限元仿真模拟软件对水下40 m岩体在爆破开挖下的损伤状况进行了数值模拟.对复合消能结构、加入柔性垫层以及传统装药结构三种爆破技术分别在24.5 cm×24.5 cm×30 cm的岩体模型中进行爆破开挖模拟，模拟过程采用流固耦合算法，并对岩体模型添加0.4 MPa水压模拟40 m水深环境，结果发现在相同条件下，采用复合消能爆破技术可以使基底损伤深度减小38.89%，降低保留岩体能量传递30.52%，削弱保留岩体损伤程度30.90%。结果表明:复合消能结构可以有效控制建基面保留岩体损伤形态和范围，保护效果明显，可应用于水下岩体开挖的建基面保护工作。

为更好的进行城市管廊结构抗爆优化设计, 深入研究管廊燃气爆炸动态响应特性极为必要。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA, 建立管廊结构的有限元计算模型, 采用等效内能法模拟燃气爆炸荷载, 研究燃气爆炸激发冲击波传播衰减规律及其对管廊结构的动态响应规律, 分析管廊结构破坏和反应特征。结果表明: 燃气爆炸冲击波随传播距离的增加, 峰值压力逐渐降低, 同时超压持续作用时间逐渐变短。冲击波在受限空间壁面的反射叠加造成其峰值压力在传播后期呈现略微增加趋势, 但整体上以多项式形式衰减。爆炸损伤部位主要集中在燃气仓墙角或结构突变位置, 燃气仓顶部设置泄压口, 可有效避免上部通行仓混凝土的损伤破坏效应。管廊结构墙角处刚度较大导致其振动响应程度较弱, 而墙面中部区域节点振动合速度可达到0.4 m/s。满仓燃气爆炸工况下, 管廊结构局部混凝土产生贯穿裂纹, 但并未出现整体结构性损坏。

扫描式的测量技术是目前微结构表面形貌测量的主流技术, 但需要高精度的机械扫描、较长的测量时间。针对其问题, 结合光场显微技术和傅里叶叠层显微技术, 提出了一种分辨率增强的三维重构技术, 通过在常规显微成像系统中加入光学编码元件, 使用单次曝光而获得被测工件的光学切片序列, 基于傅里叶叠层显微技术实现了对切片图像横向分辨率的增强, 克服了光场成像技术中的分辨率损失。实验证明, 提出的三维重构技术对于微结构表面加工过程的在线测量具有较好的应用前景。

天然鳞片石墨粉末成型工艺性不佳, 这极大地限制了其工程应用范围。在制备石墨/酚醛树脂混合粉末基础上, 利用选择性激光烧结成型技术快速制备了复杂石墨结构件。研究了不同的激光能量密度, 不同的分层厚度等对石墨成型件的抗弯强度和成形精度影响。研究发现, 增大激光能量密度或减小分层厚度有利于保证石墨原型件的结构完整性, 但过大的激光能量密度或过小的分层厚度会导致石墨原型件Z轴方向的几何特征变形失真。通过正交实验确定了最优工艺参数组合, 快速制备了多孔石墨骨架。

将选择性激光烧结(SLS)技术应用于石墨/酚醛树脂混合粉末成型, 实验研究了石墨原型件尺寸精度的变化规律, 并揭示了其内在原因。研究发现,石墨原型件X、Y方向的尺寸偏差随着激光能量密度的增大而增大, 随着分层厚度的增大而减小, 而Z方向的尺寸偏差随着激光能量密度和分层厚度的增加呈现出先减小后增大趋势；与X、Y方向尺寸相比, Z方向尺寸受工艺参数的影响更为明显。导致石墨原型件产生较大尺寸偏差的主要原因是SLS成型过程中产生了较为明显的次级烧结和Z轴盈余。正交实验结果表明,影响Z方向尺寸相对误差的因素按影响程度从大到小排序依次为扫描间距、分层厚度、激光功率、扫描速率。使Z方向尺寸相对误差最小的最优工艺参数组合为：激光功率23 W、扫描速率1000 mm·s-1、扫描间距0.18 mm、分层厚度0.14 mm。

在基于光克尔效应的径向匀滑方案中，抽运光脉冲序列利用非线性介质的光克尔效应对激光束附加周期性的球面位相调制，从而使激光束远场焦斑内部散斑产生周期性的径向扫动，以改善远场焦斑均匀性。为了分析抽运光时间特性的改变对匀滑效果的影响，建立了径向匀滑方案的理论模型，并利用该模型对抽运光的时间特性参数进行了分析及优化。结果表明，在抽运光子脉冲之间的延迟时间一定时，子脉冲的脉宽过大或过小均会降低激光束远场的辐照均匀性，而随着子脉冲脉宽的增大，激光束远场的辐照均匀性随积分时间的波动相对趋于稳定，因而在避免产生明显“拍频”现象的前提下，选取较大的抽运光子脉冲脉宽更有利于实现稳定的匀滑效果。激光束与抽运光的时间同步精度对初期的匀滑效果有较大的影响，当抽运光提前1/5个周期左右时，可以在更短的积分时间内达到较好的径向匀滑效果。此外，不同的抽运光时间波形所获得的匀滑效果也有所不同，当抽运光的时间波形为三角波时，焦斑内部散斑的径向扫动速度较为稳定，可以使径向匀滑的整体效果及稳定性得到有效改善。

利用图像配准与融合技术实现了一种超声、红外、 紫外联合的便携式局部放电在线检测系统。分别提出了这三种技术的检测原理和模块 化结构，然后利用计算机对三种局部放电检测信号进行了融合处理，并将该信号置入了由摄像头获取的设 备图像之中，从而建立了与设备图像的位置对应关系。本文系统不仅可以分别显示超声、红外、紫外三种信号的定 位成像视频，而且还可以将这三种信号融合到一个视频界面中，从而直观地显示出三种检测方法中的局部放电 位置及其变化情况。结果表明，该系统具有携带方便、检测快速等优点，能够及时发现电力设备的故障，因此具有 比较广泛的应用价值。

将选择性激光烧结成型技术应用于酚醛树脂/鳞片石墨混合粉末的成型中，以酚醛树脂粉末作为粘接剂，制作出具有高导电、高导热等优良性能的功能器件。揭示了此类混合粉末激光烧结成型的机理，利用有限元法分析了激光烧结成型过程中热影响区的变化规律，并确定了一组合理的烧结成型工艺参数。基于该参数组合，实现了多孔石墨骨架的快速制备，验证了工艺的可行性。

针对鱼眼镜头所存在的畸变问题, 提出了基于张正友标定法的一种改进的两步标定法。该方法把作为解析解求解出来的初始参数用非线性最小二乘法进一步完善, 得到了内外参数, 提高了初始数值的鲁棒性, 并把切向畸变作为影响重建精度的考虑因素。实验结果与张正友的方法相比, 改进的两步标定法快速收敛, 并具有1.2σ的精度。