针对奇异值分解（SVD）优化局部均值分解（LMD）方法提取高速电梯滚动导靴振动信号故障特征分量的模态混淆现象，提出一种基于自适应增强小波分解（SSWD）优化LMD的高速电梯滚动导靴振动信号特征提取方法。该方法构建低通滤波器、高通滤波器、小波基函数、尺度函数，利用小波分解（WD）的多分辨率滤波特性将原始信号分解为高频细节特征信号和低频近似信号；对高频细节特征信号进行信号增强、将增强后的高频细节特征信号与低频近似信号进行重构；采用LMD从重构信号中提取能够表征滚动导靴故障特征PF分量，求取PF分量的瞬时Teager能量波形进行对比分析。通过对实际工况信号处理、分析，实验结果表明，相比于SVD优化LMD方法，该方法完整地提取了滚动导靴振动信号的故障特征分量，避免了模态混淆现象出现。

以建筑总高度为528m高的南宁五象东盟塔为工程案例，采用一种新的湍流入口生成方法——窄带叠加法（NSRFG）对其进行了风振响应大涡模拟研究，计算了该结构的基底荷载和位移响应，并把数值风洞模拟结果与高频天平测力（HFFB）风洞试验结果进行详细对比。结果表明，顺风向和横方向基底弯矩功率谱数值模拟结果与风洞试验基本一致，扭转方向模拟结果有一定差距。在风振响应方面，数值模拟顺风向风振响应计算结果与风洞试验结果吻合较好，横风向响应和扭转方向计算结果稍偏小。另外在横风向上，本文的数值模拟方法较好地预测了与实验结果相近的建筑模型漩涡脱落频率，能为结构设计提供有价值的参考。

提出了一种基于样本熵和分数阶傅里叶变换的故障特征提取新方法。这种方法的核心思想是首先把原始数据空间中可分性较差的数据映射到合适的分数阶空间，然后计算并比较经过合适阶次分数阶傅里叶变换后数据的样本熵，从而实现故障的特征提取。实测数据的研究结果表明，用这种方法提取信号特征，能增强不同故障模式的可分性，可以容易地将正常滚动轴承、内圈故障、外圈故障和滚动体故障的信号区分。

开展弧齿锥齿轮的试验研究可为理论设计、制造和装配等提供基础数据，提高弧齿锥齿轮的啮合质量和使用性能。以弧齿锥齿轮为研究对象，采用功率封闭试验系统，在准静态条件下开展试验研究。对不同转速和扭矩工况的传递误差和齿根应力开展测试，并从时域和频域角度进行了对比分析。结果表明：弧齿锥齿轮的传递误差呈正弦或余弦形式波动，并以转频对应幅值为主；随着扭矩的增加，弧齿锥齿轮传递误差峰峰值呈现递增的趋势，且传递误差转频对应幅值近似呈线性比例增加；转速对传递误差峰峰值影响较小，但对传递误差转频对应幅值影响较大。随着扭矩的增加，齿根应力峰峰值呈线性比例递增；转速对齿根应力峰峰值的影响较小；从小端到大端，齿根应力的变化很大且呈现增大的趋势；齿轮啮合过程中，轮齿进入啮合时，齿根应力为拉伸方向且应力逐渐增加达到峰值，随后轮齿逐渐退出啮合，齿根应力逐渐减小直至压缩方向并达到最小值；从频域角度齿根应力以转频及其倍频为主。

提出一种针对胎侧径向长度和胎体宽度比值(扁平比)接近1的重载子午轮胎的面内中低频试验模态分析、动力学建模和参数辨识方法。针对重载轮胎扁平比大的特点，开展柔性胎体与周向分布胎侧单元耦合的试验模态测试方法研究；建立考虑胎体面内弯曲和充气效应、胎侧惯性力和分段刚度的胎体-周向分布胎侧-轮毂耦合动力学模型，推导轮胎面内耦合固有频率解析解；开展结构参数辨识研究，预测高阶模态固有频率。结果表明：（1）重载轮胎在0~180Hz和180~300Hz频段内分别为柔性胎体与周向分布胎侧单元的同向与反向振动；（2）基于柔性胎体-周向分布胎侧单元-轮毂质量块耦合的模态分析和动力学建模方法可准确表征300Hz范围内重载轮胎面内振动特征。

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对城市高架桥塌落振动及其对地铁隧道结构的影响进行了系统研究，建立了适于描述桥体塌落冲击作用下地铁隧道结构动力响应的三维有限元计算模型。通过比较有、无防护条件下桥体塌落冲击隧道结构动力响应过程，得到了不同工况下典型质点单元三向振动速度及应力时程曲线变化规律。研究结果表明，与无防护措施条件下桥体塌落冲击隧道结构相比，以“钢板-橡胶轮胎”为主要形式的复合防护结构使隧道所受的振动速度、压应力和拉应力最大值分别下降了98.7%、95.6%及94.4%。实测数据与数值计算结果具有良好的一致性，隧道结构所承受的振动速度低于地铁管理部门提出的安全阈值要求，综合防护体系设计达到了预期效果。

提出了一种耐静压的复合材料格栅夹芯吸声结构。格栅格内填充聚氨酯基体，基体内嵌入软橡胶包覆的铁球作为局域共振散射体单元。采用有限元方法对结构在常压和3MPa静压下的吸声性能进行了对比计算，结果表明静压下结构吸声性能稳定。通过建立吸声系数曲线、平均能耗曲线、位移场和能耗密度场的关系，对结构吸声机理进行了分析。最后采用遗传算法对结构的宽频吸声性能进行了优化设计，优化后平均吸声性能提高150%且在低频点处吸声系数达到0.99，此时结构厚度小于λ/14，实现了小尺寸控制大波长低频声波。有望通过增加更多材料和结构参数或在不同格栅格填充针对不同低频点完美吸声的微结构来实现低频宽带吸声结构设计。

摘要：随着无线技术及微机电技术的日益发展，以化学电池为主的供能方式的弊端日渐显露，压电振动能量收集装置以其结构简单、清洁环保及易于微型化等诸多优点而得到了极大重视。本文从振动能量收集常用的压电材料及其压电性入手，从压电振动能量收集装置的结构设计和能量收集电路设计两方面对其进行阐述。在结构设计方面，以压电振动能量收集结构的方向性和响应频带为主线，详细介绍了国内外研究者在压电振动能量收集装置结构设计上的变化与创新；在能量收集电路设计方面，以能量收集效率的提高为主线，介绍了电路结构的优化改进。最后，总结了压电振动能量收集装置未来的研究趋势和方向，为从事压电振动能量收集研究的人员提供参考。

体系统动力学是当今力学领域的研究热点和难点之一，为解决机械、航空、航天、兵器、机器人领域中大量机械系
统的动态性能评估和优化设计提供了强有力的理论工具与技术支撑。复杂多体系统动力学建模、设计和控制研究是当前重大工程领
域的迫切需求。本文对近年来国内外多体系统动力学建模方法、求解策略、控制设计、软件开发、实验研究等方面的研究现状进行
了较为全面地概括和总结，并简要展望了多体系统动力学的发展趋势。

针对电动车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—永磁同步电机的扭转振动问题，首先，利用集中参数法建立了永磁同步电机扭转振动的非线性动力学模型，解析求解了考虑非正弦分布的永磁磁场、定子开槽、时间谐波电流的永磁同步电机电磁转矩，获取了定子铁芯、机壳的刚度和阻尼参数，指出了电磁转矩波动是引起永磁同步电机非线性振动的主要原因。然后，采用状态变量法求得了非线性方程组的解。最后，通过永磁同步电机扭转振动实验验证了本模型的有效性。

回顾了近年来汽车理论研究和道路谱分析领域中路面不平度的理论研究和发展现状。根据研究方向不同，分别从理论研究、试验分析和工程应用三个方面进行讨论。理论研究主要从路面不平度的定义出发，分析了其数学模型的研究进展；试验分析包括路面不平度测试测量技术的发展和不同类型试验分析与仿真计算的研究状况；路面不平度的工程应用主要针对其在汽车和道路各个方面的应用进行了讨论。文章综合论述了路面不平度的原理、特点及其在工程中的应用，最后还特别针对利用中国典型道路的路面不平度数据进行汽车设计与开发进行了阐述，并对路面不平度的研究前景进行了探讨和展望。

供水管网存在大量分支接头，流体在分支接头的分流作用下产生支管流致噪声，并通过管道与泄漏声信号进行耦合。针对支管流致噪声存在下的供水管道泄漏定位问题。提出一种基于EFastICA技术的复值域盲解卷积算法(C-EFastICA)，该算法将时域瞬时线性EFastICA技术的代价函数、约束函数、迭代规则等有效地扩展到复数域，实现对含支管流致噪声的泄漏声信号分解处理。与其它ICA类算法固定选择非线性函数g不同的是，C-EFastICA根据声信号的广义高斯性特征，自适应地选择非线性函数g建立代价函数和迭代学习规则，使得算法对混合信号的分离程度更高。实验结果表明，泄漏信号和支管流致噪声均是超高斯信号，经C-EFastICA分解得到的源泄漏信号对漏点的定位相对误差低于12%，低于传统同类的C-FastICA技术。

本文介绍了目前几种常见的船桥碰撞力估算公式，并采用这些公式分别计算了四艘三峡标准散货船在各种航速下撞击桥墩的碰撞力。根据三峡标准散货船的设计图纸建立船体有限元模型，通过数值模拟计算了不同吨级、船速下的船桥碰撞力曲线。在桥梁设计时，该曲线可以为该类船舶-桥墩碰撞力计算及评估提供参考。结合经验公式的推导过程，通过船桥碰撞力经验公式与有限元数值仿真分析计算结果表明，铁路桥涵设计规范的船桥碰撞力公式更适合于斜艏500至3000吨级散货船，而美国公路桥梁设计规范的船桥撞击力计算公式对该类型吨级船舶的碰撞力结果偏大。

考虑剪切变形和大位移的影响，建立高桥墩在冲击荷载作用下的非线性动力学基本方程式；通过位移形函数假设，采用伽辽金积分方法得到了时间变率的动力学控制方程；利用四阶Runge-Kutta法进行数值求解，得到冲击荷载作用下高桥墩的临界荷载、位移响应曲线以及各种荷载和几何参数对临界荷载的影响规律。通过数值算例比较了三角形冲击荷载和矩形冲击荷载作用下的荷载-位移幅值响应曲线；给出了矩形冲击荷载作用下，不同峰值的位移响应曲线、临界荷载随高桥墩柔度的变化曲线、不同冲击持续时间对临界荷载的影响。

针对强噪声情况下滚动轴承早期故障信号特征难以提取的问题，提出了MCKD与对称差分能量算子解调的特征提取方法。MCKD算法进行滤波时，滤波器长度L和故障周期T对滤波效果的影响至关重要，因此提出基于循环相关和LPSO算法结合的自适应的MCKD算法，自动搜寻MCKD算法所需最优参数。原信号经滤波后，故障特征被明显突出，为了剔除剩余噪声，对滤波后信号进一步做对称差分能量算子解调，剔除剩余噪声同时获得解调谱，进而提取滚动轴承的早期故障。实验分析验证了该方法的有效性。

如何减少汽车原地换挡时间而不增加汽车原地换挡的冲击与振动，该研究开展了基于半主动阻尼拉杆的汽车不同换挡时间的振动控制研究。首先，对发动机悬置和防扭拉杆主动端加速度试验值与理论值进行了对比分析，其误差小于20%，验证了十三自由度整车动力学模型的有效性；其次，通过对汽车原地快速换挡时的动态响应分析及实验测试可知，在悬置系统中添加半主动阻尼拉杆可以有效减小换挡时的冲击与振动。最后，通过理论和试验测试结合研究分析了汽车不同换挡时间的动态响应特性。研究结果表明，原地换挡产生的换挡冲击与振动主要通过变速箱悬置和防扭拉杆传递到车内，变速箱悬置对悬置系统阻尼的增加不敏感，发动机悬置对动力总成的振动不敏感。在悬置系统中添加半主动阻尼拉杆可以减少原地换挡时间，降低油耗。
关键词：原地换挡；换挡时间；冲击与振动；半主动阻尼拉杆；振动控制

在设备运行状态监测中，振动分析与诊断是最常用的方法，主要分析参数为幅度特性和功率谱，分析方法和诊断技术都比较成熟。与常规方法不同，论文从振动信号的相位特性出发，利用信号通过系统的滞后特性，对设备运行状态进行监测，从理论上和方法上进了较深入的研究，并以车辆悬挂系统为对象，对运行状态进行在线监测，与基于幅度特性的监测法进行了比较，收到了较好的效果，丰富了振动监测的内容，拓展了振动监测的途径。

随着各类型短切纤维的生产成本的降低，纤维混凝土得到大规模发展且应用领域不断扩展，为保证纤维混凝土在复杂环境的服役安全，本文分别对素混凝土（plain concrete，PC）梁与纤维长度为6-8 mm且体积掺量均为0.30%的碳纤维（carbon fiber ,CF）、玻璃纤维（glass fiber ,GF）和玄武岩纤维（basalt fiber ,BF）混凝土梁进行低速冲击试验，研究了普通混凝土梁和纤维混凝土梁的抗弯失效机理及断裂耗能。通过高速摄像机记录各试件梁的断裂破坏过程，提取并分析对比了跨中竖向位移时程曲线、加速度时程曲线及拉压应变时程曲线。详细分析了锤头冲击力和惯性力，并得到等效变形力－位移曲线，计算出各纤维混凝土梁断裂耗能。结果表明，各试件梁的破坏形态均为典型的弯曲破坏，均形成一条竖向主裂缝。GFRC梁断裂消耗的能量最多，相比于PC梁提高了88%。CFRC梁和BFRC梁消耗的能量分别相对于PC梁提高了43%和18%。本文中对不同类型纤维混凝土受弯构件在低速冲击工况下的力学性能与能量消耗方面的定量化研究结果可为纤维混凝土的工程推广应用提供参考。

基于双向流固耦合理论，文章建立了调谐液体阻尼器（tuned liquid damper ,TLD）与多层多模态平台结构的数值模型，系统性研究TLD减振频率和安装高度对多层结构前两阶共振模态的影响，通过数值方法将阻尼力做功定量化，结合晃荡波、平台运动的相位延滞关系，分析了TLD对多层多模态平台结构的阻尼特性。研究表明：TLD不同安装位置的控制效果与结构对应模态的最大振型相关，晃荡过程中产生的倍频激励可拓宽TLD的减振频带。此外，保持2%的质量比不变，多TLD联合减振系统在对多层结构的减振效果更为稳定，无局部负面激励，两个共振点处的平均减振率均高于其他方案。

本文首先介绍了一种基于振动信号分析的滚动球轴承剥落区宽度估计的方法，该方法可根据振动信号中的双冲击特征间隔和所在转轴的转速，完成对剥落区宽度的估计，但转速计的安装易受工况条件的限制，对此本文提出了一种基于滚动轴承剥落故障对应冲击特征的无转速计剥落区宽度估计方法，该方法通过振动信号中整周期的冲击次数实现转速估计,结合平均双冲击特征实现了无需转速计的混合陶瓷球轴承的剥落区宽度估计，使该方法更适合于工程应用。试验结果表明，所提方法可对混合陶瓷球轴承剥落区宽度进行有效估计。

为了研究不同敏化剂对水浴加热后乳化炸药爆炸威力的影响，将含有不同敏化剂的乳化炸药经水浴加热不同时间后进行水下爆炸实验并得到压力时程曲线，通过对压力时程曲线进行计算得到相应的爆炸性能参数。结果表明：不同敏化剂敏化的乳化炸药爆速、压力峰值、冲量、比冲击波能、比气泡能以及总能量总体上随着水浴加热时间增加而降低，其中，NaNO2敏化的乳化炸药总能量在水浴加热1 h后降低量大于10%，物理敏化的乳化炸药总能量在水浴加热1 h后降低量小于5%，另外NaNO2敏化的乳化炸药在水浴加热后容易散失雷管感度，而物理敏化的乳化炸药不存在散失雷管感度现象。

奇异值反映了信号中有用信号和噪声的能量分布情况，通过奇异值分解可以将隐含在噪声中的特征信号提取出来。本文提出了在强背景噪声中基于奇异值分解的特征提取方法。研究发现，随着信号信噪比的降低，奇异值的分布趋于直线，特征信号难以分离和提取。通过增加奇异值分解阶次，可以使反映噪声能量的奇异值的分布范围扩大，使得噪声的能量相对分散，凸显出了反映有用信号能量的奇异值，从而有利于特征信号的提取。仿真试验和故障分析实例都验证了该方法的可行性。

提出了一种基于空间Hilbert-Huang变换进行损伤识别的方法。以工程中最常用的梁结构为对象，首先从理论上分析了损伤对梁结构动力学参数的影响，揭示了损伤所带来的模态奇异性特征；然后通过EMD自适应的分解模态信号，由Hilbert变换捕获其损伤特征频率的变化，有效的识别了损伤存在时位置和损伤程度。通过数值实验，验证了空间HHT变换方法在损伤识别中具有很高的频率分辨率，同时又具备较强的抗噪性能。