随着光伏行业的快速发展, 对硅单晶的品质和长晶装备的稳定性的要求也不断提高。直拉法是生产硅单晶的主要方法，通过提高单晶炉副室的高度以扩大单晶硅的生产规模。由于副室高度的大幅增加，且单晶炉提拉头质心相对于旋转轴心有一定距离，对单晶炉整体稳定性有较大影响，从而降低了单晶硅的生产质量。针对此问题，对单晶炉建立可靠的力学分析模型，采用数值仿真方法，对单晶炉整体进行动力学响应分析，计算得到副室高度增加后的单晶炉工作时中钨丝绳下端晶棒的运动规律以及最大摆动幅度，为改进设计提供依据。数值仿真分析表明提高单晶炉副室高度后，提拉头较大的质心偏心是单晶炉提拉系统发生摆动的主要原因。在此基础上提出在提拉头上添加质心调节装置，通过控制系统调节可保证提拉头质心位置在旋转轴线上以降低提拉系统的摆动。

利用有限元方法对SiO₂基层状二硫化钼（MoS₂）的热应力进行模拟分析。对衬底上有无微米孔的两种模型分别进行建模，模拟热应力的分布情况，并比较两种模型的热应力；分析热应力与温度、MoS₂层厚、衬底厚度的关系。模拟结果表明：衬底支撑的MoS₂热应力整体大于悬空MoS₂的热应力；悬空MoS₂周围衬底支撑部分的热应力明显高于悬空部分的热应力。研究表明，随着温度的降低、MoS₂厚度的减小以及衬底厚度的增加，MoS₂的热应力均增大。

对激光辐照复合材料层合板的应力应变进行模拟分析，获得了应力应变场分布及其变化规律。数值模拟首先获得试件各点随激光辐照时间变化的温度场，然后将温度场导入并分析了试件的热应力和热应变。结果显示：沿纤维方向应力由中心的最大拉应力过渡到距光斑边缘约5 mm处的最大压应力后逐渐减小；垂直纤维方向应力在光斑内及其附近均是压应力；Mises应力在光斑中心处最大并随各位置到中心距离的增大而减小。热冲击使各点应力在辐照初期产生波动，光强越大，波动的时间点越早。为了验证数值分析模型，在激光辐照的复合材料层合板正面光斑周围粘贴应变片，用动态应变仪测试多点的应变并与数值结果进行对比，数值模拟应变与实测应变吻合较好，最大相对误差为18.4%。

对T300/AG80碳纤维复合材料层合板在激光辐照下的应变变化情况进行了测试。利用动态应变仪对不同半径激光光斑照射下的试件正面和背面的0°,45°,90°三个方向的应变进行记录，通过对消除温升影响后的试验数据进行分析得知：各处应变随测试点到光斑中心的距离增大而减小；0°方向应变最小，90°方向应变最大，光斑辐照层合板5 s时，90°方向应变值至少是0°方向应变值的1.5倍。采用有限元分析软件对试验过程进行模拟，光斑外各处热应力随其到光斑中心距离的增大而减小。将模拟中得到的应变与试验过程中的测试值对比，得到温升影响造成的最大相对误差为16.9%。

通过Nd:YAG激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料过程的高速摄像观测,得到了不同辐照功率密度下烧蚀过程中的主要现象。发现在低功率密度(50 W/cm2)下,主要是表面烧蚀机制,不会发生燃烧现象,在长时间辐照下,由于表层附近出现轻微的聚合物焦化分解,表面层出现粉末状和漂絮状的碳粉缓缓弥散空气中; 在中等功率密度(300 W /cm2)下,体烧蚀机制占主要地位,内层分解气体喷出,在空气中点燃引起表面燃烧,主要燃烧表面聚合物; 在高功率密度(4500 W/cm2)下是以表面烧蚀为主的质量迁移机制,在极短的时间(0.001 s)内表面层被破坏,瞬间燃烧,光斑中心出现喷射式的气化等离子体现象,并出现逐层烧蚀和各向异性热传导引起的烧蚀区形貌变形等现象。