将气囊隔振装置应用于船舶主机能大幅度衰减振动向船体的传递，但其主要难点之一是解决主机与轴系的适配性问题。主机运行过程中的各种对中扰动会增大主机的不对中量，对其进行控制是适配性研究的重要组成部分。根据气囊隔振装置的特点，提出通过气囊的充放气调整来抵消对中扰动的影响。在试验数据的基础上，分析了对中扰动控制的可行性并给出了控制方法。分析结果表明对中扰动控制能取得良好的效果。

基于小波包、分形技术的相似性，提出采用小波包、分形组合技术对爆破振动信号进行组合分析。采用小波包对爆破振动信号进行分解，通过各主分析小波包的重构系数验证了爆破振动信号的分形特性，通过对各主分析小波包的盒维数值进行分析及对比，更加细致地分析出爆破振动信号不同频带分量分形维数的变化。组合分析表明，盒维数值随着爆破振动信号小波分量频率高低而变化，提出将盒维数作为反映爆破振动信号频率成分的一个重要参量。小波包与分形组合分析技术的提出为研究爆破振动信号分形特征提供了新的研究思路。

隧道内爆炸产生复杂的爆炸冲击波流场，作用于隧道衬砌上的冲击波荷载分析十分困难．本文采用三维有限元计算方法，对带端墙隧道内爆炸空气冲击波的传播过程进行了数值模拟，给出了内爆炸产生的隧道内冲击波流场，并与双向开口隧道内爆炸流场进行了对比，分析了炸药装药形状、炸药引爆位置对爆炸荷载分布的影响，研究了作用于隧道衬砌上的反射冲击波荷载峰值分布规律，给出了估计衬砌上反射超压峰值的公式．

针对故障分析信号中存在噪声问题，提出一种将相空间重构与独立分量分析相结合的局部独立投影降噪算法。其中相空间重构的目的在于从高维相空间中恢复混沌吸引子，独立分量分析能够找到信号的主流形，选择邻域是为了将特征相近的相点结合在一起。使用该方法对正弦仿真信号和Lorenz仿真信号进行降噪处理，结果表明局部独立投影降噪算法的降噪效果与局部独立分量分析算法降噪效果接近，但优于全局投影降噪算法。运用该方法对低速重载轴承振动信号进行分析，准确判断出轴承故障。

为研究水下近场非接触爆炸载荷作用下固支方板的破口现象，根据能量守恒原理，假设冲击波能完全转化为结构的初始动能，进而转化为结构的塑性变形能。通过假设变形模式，建立塑性变形能与平板转角之间关系，进而求解平板转角。平板在中间出现破口后，裂纹向外扩展，呈现花瓣状，满足环向应变等于开裂应变条件时裂纹终止，破口达到最大。根据转角大小，可以求解破口尺寸。与通用有限元软件ABAQUS/EXPLICIT计算结果对比，两者吻合较好。工程上，可以利用本文建立的计算方法估算破口大小。

为了减小薄板结构振动辐射的噪声，在重量约束下进行了声功率最小化研究。利用有限元振动模型来处理结构振动环节，利用声辐射模态模型来处理声辐射环节，用可行方向法进行了优化设计研究。以一矩形粘弹性阻尼板为例，得到了阻尼重量约束下板的声功率最小化模型，结果表明在满足重量约束条件下能够达到明显的降噪效果。

针对目前振动信号测试系统的不足，设计了一种基于ARM和加速度传感器的振动测试系统。该系统能够感应多路振动加速度信号，同时完成对信号的滤波，采集和分析处理。系统由传感器部分，数据采集部分，微处理部分和计算机系统组成。微处理部分采用基于LPC2129为核心的嵌入式微处理器；数据传输采用可靠稳定的CAN协议，以保证数据传输的正确性。系统采用USB供电方式，结构紧凑，测量操作方便。最后从人体动力学角度验证了本系统的性能。

通常一个正态随机序列是由同一个种子生成的，然而实际上序列中的每一个随机数还可用不同的种子来产生。提出了多种子的产生方法以及连续调用随机数发生器时防止产生相同序列的措施，利用统计模拟和假设检验理论，采用四个不同的统计量从正态性、均值、方差、随机性这四个方面对单、多种子法在不同时间段生成的大量随机序列的质量进行了对比研究，结果表明，多种子法生成的随机序列在正态性和方差质量方面有明显的优势，而在均值和随机性方面，这两种方法的效果基本一致，故总的说来多种子法要优于单种子法。

声波垂直入射Alberich型吸声覆盖层时激起沿厚度方向传播的轴对称波，而决定覆盖层低频性能的最低阶波可等效为“准平面波”，通过共振特性分析了覆盖层的低频吸声机理，指出达到低频有效吸声需要满足的轴对称波相速度的近似条件。低频吸声机理要点包括：（1）吸声覆盖层的共振是粘弹性圆柱腔体的共振；（2）吸声覆盖层的吸声峰值频率对应覆盖层的反共振频率而不是共振频率；（3）绝对软背衬的最低吸声峰频率比绝对硬背衬低一半左右。

针对复杂高阶不确定性系统的鲁棒H∞振动控制难题，基于小区间参数不确定性系统降阶方法的研究，系统地给出了包含降阶对象的构建、不确定性系统的降阶、鲁棒控制器的求解以及鲁棒性验证等在内的一整套研究策略和分析方法。为保障整个分析和求解过程的顺利进行，分析了高阶矩阵指数函数一阶偏导数求解困难的根源以及利用数值微分法的解决策略，并给出了一类维数较小的不确定性矩阵分解方法。最后通过算例表明了整个分析过程和求解方法的合理性和可行性。

本文采用级数展开形式的Melnikov函数解决高余维分岔问题。通过研究一类5次项和3次项共存，具有异宿轨的Duffing-Van der Pol方程的余维4全局分岔问题，得到了该系统的分岔方程及全局拓扑结构，说明了该方法的可行性。研究结果表明，该系统有单个极限环、单个异宿轨、异宿轨和极限环共存、两个极限环共存等情况。最后通过数值模拟验正了理论分析结果的正确性。

鉴于测得滚动轴承复合异常信号的复杂性,利用Gabor小波的时频局部化特性从中提取出单一异常特征成分，再以模糊数学可能性理论为基础得到特征参数的隶属度函数，最后运用逐次诊断理论，对滚动轴承进行复合故障诊断研究。实验表明,该方法能准确地诊断出变工况条件下滚动轴承的复合故障，实用性强。

利用基于高阶累积量降维处理的1.5维谱、2.5维谱分析曲轴轴承不同磨损间隙下的发动机振动信号，提取曲轴轴承磨损故障的特征参数，有效地解决了高阶累积量计算量巨大，难以实现在线应用的缺点。试验时将振动加速度传感器放置在发动机缸体的5个不同的位置测取振动信号并分析，提取高阶谱降维处理后的特定频段内的频带能量作为特征值。结果表明，本文提出的方法能够有效地抑制噪声的干扰，提取出的特征参数能够较好地反映曲轴轴承的技术状态，且当发动机转速达1300r/min以上，振动加速度传感器置于油底壳与缸体接缝处的左右两侧时，采集的振动信号最能反映曲轴轴承的技术状况。

采用ANSYS有限元软件计算分析了平面波垂直入射条件下吸声覆盖层的声学性能。建立了ANSYS中阻尼的输入量与材料损耗因子的关系。对含圆柱空腔的吸声覆盖层分别采用ANSYS和二维解析理论计算，结果表明该方法的正确性，指出在二维解析理论中简化吸声覆盖层单元为粘弹性圆柱管结构是足够精确的。

本文以燃料电池轿车( fuel cell vehicle, FCV )为研究对象，采集其怠速工况不同位置的声音信号作为试验样本，采用成对比较法对其中的24个样本信号进行了主观评价试验，同时计算了可以描述其声音特性的6个客观评价参量，并引入BP神经网络建立了FCV声品质预测模型。通过所建立的模型计算FCV声品质客观评价参量对主观评价结果的影响权重，文中首次提出使用BP神经网络的方法来确定声品质评价中客观评价参量对主观评价结果的影响权重，研究结果表明,FCV声品质主要受响度、粗糙度和A声级三个客观参量的影响。此次分析，不仅适用于燃料电池轿车对其它领域的声品质分析与评价都起到了指导性的意义。

针对目前国内外各种指示扭矩估计方法的优势与不足，基于柴油机非线性动力学模型，提出通过瞬时转速估计指示扭矩的方法。文中引入当量角加速度概念，消除了柴油机的动力学模型非线性项影响。将当量角加速度视为柴油机系统输入，指示扭矩视为输出，考虑系统的非平稳性，通过建立armax模型，得到量角加速度和指示扭矩之间传的传递函数，从而实现基于瞬时转速的指示扭矩估计。

基于导纳功率流理论建立了变截面阻尼复合梁式新型宽带吸振器吸振分析理论模型，以输入被控制结构净功率峰值最小为目标函数，运用混沌粒子群算法对吸振器参数进行了优化，并给出了吸振效果较好的参数分布范围。结合实验结果表明：通过混沌粒子群算法优化后的得到的变截面阻尼复合梁式新型宽带吸振器具有好的吸振效果。

对有限计算域边界处理是边坡动力有限元计算的重要问题之一，本文利用有限元弹塑性动力分析方法，把边坡动力响应分析中边界条件设置概括为5种情况，输入3条实测地震波，研究边界条件设置和地震波特性对边坡位移响应、加速度响应以及频谱的影响。研究表明设置不同的边界条件及输入不同地震波，边坡动力响应结果有显著差异。研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的响应特性，为边坡的动力破坏机理研究和提高边坡稳定性分析评价的可靠性奠定基础。

建立了悬臂杆结构含金属性芯电纤维的纵向振动模型和动态测试模型。基于第一类压电方程，推导了外加简谐激励电压时，悬臂杆结构含金属芯压电纤维的等效纵向外力；基于纵向振动理论，推导出纵向振动模型；并由电位移，得到表面电荷、电流、导纳，建立了动态测试模型，通过测量共振频率fr、反共振频fa率和低频电容，计算出压电纤维的几个主要参数：弹性柔顺系数 、机电耦合系数 、介电常数 和压电常数 。详细叙述了纵向振动模型和动态测试模型的建立过程，并给出了具体的测试方法，提供了一个实际试样的测试结果。测试结果表明，根据纵向振动模型所建立的动态测试方法可以快速、准确地测量含金属芯压电纤维的主要参数。

对某型号动车组M车首先进行谐响应分析，确定车体结构在作用0~100Hz简谐载荷时的响应特性，得出与乘客乘座舒适性直接相关的车体部位的响应值与频率的关系曲线，将其与人体各部位或系统的固有频率对比后得出人体在M车车体结构受简谐载荷时的固有振动特性的敏感程度。然后以轨道轨距不平顺为例，对M车进行随机振动（PSD）分析，预测车体在受到基础激励的实际运行过程中结构响应情况，分析车体运行时影响乘客乘座舒适性的主要频率范围及原因。

鉴于模型试验是研究冰激结构振动特点和机理的一种非常有效的方法和手段，本文以某桥墩为背景，通过一修正的动冰力模型试验相似律设计了一桥墩模型，应用DUT-1模型冰，模拟了不同冰速下冰-桥墩动力相互作用过程，并实测了冰力和桥墩各测点处的响应。进而得到了一些有价值的试验现象和试验结果，这将为寒冷区域实际冰工程的建设提供一定的借鉴意义，同时可为冰激结构振动的发展提供探索性的意义，也能够在一定程度上完善室内冰激振动模型试验。

随机声载荷作用下的某些复杂薄壁结构的振动疲劳属于多轴疲劳，Von Mises 应力准则是多轴疲劳损伤分析的一条有效途径。本文通过对有限带宽高斯白噪声载荷作用下结构Von Mises应力概率分布研究，分析提出Von Mises应力服从双参数Weibull分布或Lognormal分布，并且给出了估算这两种概率分布参数的方法，进而得到了Von Mises应力峰值概率密度函数，从而为结构的疲劳损伤寿命估算提供依据。在工程应用中采用耦合的有限元和边界元方法计算了某型航空发动机燃烧室火焰筒薄壁结构在随机声载荷作用下的振动应力响应功率谱密度,着重分析了Von Mises应力响应的概率分布特征，并对分析结果采用Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验进行了比较验证。

为提高机枪的射击精度，需要对机枪枪架的结构参数进行优化设计。基于CAE软件的结构优化有其自身的局限性，所以提出了一种新的优化方法，即联合应用BP网络和遗传算法。本文以此为基础，根据机枪有限元模型，对枪架结构参数进行了优化设计，结果表明：BP网络和遗传算法相结合的方式可适用于多设计变量的枪架参数优化设计，为其它复杂结构的参数优化提供了新的思路。

以叠梁闸门脉动水压力为研究对象，采用S变换方法对叠梁闸门泄水过程的脉动压力信号进行时频分析处理，研究脉动压力信号能量在时频内的分布规律，确定脉动水压力在不同泄水方案下的优势频率。通过脉动压力优势频率和叠梁闸门的固有频率分析比较，判定在泄水过程中叠梁闸门发生共振现象的可能。结果表明，脉动水压力为低频分布，不同时刻的频率明显不同；不同取水方案时频率成分有明显的变化，随着取水高程的增加，脉动能量分布越来越广泛，频率成分也越来越丰富。在泄水过程中脉动水压力频率较小，远小于叠梁闸门固有频率，闸门运行过程中不会出现共振现象。

通过Galerkin方法和复模态方法研究悬臂输液管道在不同流速下固有频率的变化情况，通过比较说明Galerkin模态截断对输液管道固有频率计算结果的影响。首先利用复模态方法(精确的方法)分析简化的输液管控制模型，通过割线法求解复的超越方程，求得简化系统在不同流速下的固有频率；然后利用Galerkin方法将无简化的系统偏微分控制方程离散化为常微分方程组，可以得到系统的前N阶固有频率；最后通过对两种方法求解结果的比较发现：通过Galerkin法截取适当的模态，可建立一个能比较精确地反映真实系统动力学特性的低阶模型，便于进行控制系统的设计和工程实现。

建立多种车辆和护栏有限元仿真模型，运用多次碰撞试验数据对仿真模型计算结果进行比对，对采用有限元仿真方法评价护栏安全性能的可行性进行分析。研究结果表明，仿真计算可以得到车辆行驶轨迹、结构防护导向、乘员风险和动态变形等护栏安全评价的各项指标，仿真结果与试验结果一致，误差在10%以内，验证了建模方法的正确性，运用有限元仿真方法评价护栏安全性能具有较高可行性。强调运用评价护栏安全性能的仿真模型须通过碰撞试验校核，同时建议通过法规和准则对从事护栏评价CAE工程师进行职业管理。

振动信号中的冲击现象及其频率特征是诊断齿轮局部损伤故障的重要依据之一。针对齿轮故障特征提出了一种时间-小波能量谱信号处理方法，它能够有效提取振动信号中冲击成分的时域和频域特征。利用时间-小波能量谱方法分析了正常、磨损、断齿等三种状态的齿轮箱振动信号，并与传统频谱分析方法进行相比。结果表明：时间-小波能量谱不仅可以有效提取故障特征，识别出齿轮箱的故障存在，而且可以清晰地分辨出故障类型及故障元件。

提出了一种新型矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳结构形式。分析了其在水下爆炸冲击载荷下的动力响应特征及
冲击防护作用机理。采用LS‐DYNA 计算该结构在水下爆炸冲击载荷下的动力响应；并以耐压壳体的最大变形和塑性应
变为评价指标，计算讨论了典型设计参数变化对冲击防护效果的影响。最后针对一个典型方案，分析了其在不同冲击环境下的冲击防护效果。

提出了一种基于时频分辨率最优化的自适应广义S变换，并通过仿真试验，比较了自适应广义S变换与短时傅里叶变换和S变换的时频分析结果，证明了自适应广义S变换具有更高的时频分辨率。对某4缸4冲程汽油机气缸盖的振动信号进行时频分析，结果表明自适应广义S变换得到的时频分布比S变换具有更高的时频分辨率，能够较为准确地分辨出气缸盖振动的主要激励源及其时频特性，研究结论可为低振动噪声内燃机改进设计提供指导。

翼面结冰是运输类飞机适航标准气动弹性稳定性要求条款（CCAR25.629）规定的必须考虑的失效、故障与不利条件之一，必须通过风洞试验和理论分析相结合的方法来表明飞机对该适航条款的符合性。针对某型民用飞机，进行了模拟翼面不同结冰状态的颤振模型风洞试验，采用希利普法外推得到颤振速度；同时对不同结冰状态进行了理论分析。试验与分析结果表明，该型飞机翼面结冰状态下颤振形式为机翼弯扭耦合；翼面结冰对该型飞机颤振速度无不利影响；该型飞机翼面结冰状态满足颤振包线要求。

基于ANSYS有限元分析软件,建立了孔穴圆柱齿轮接触分析的五齿接触模型，实现了基于APDL语言齿轮三维有限元网格的自动生成。以齿根弯曲疲劳主应力最小为优化目标，将ANSYS软件的计算结果采用响应面法拟合为二次多项式，对钻孔参数进行优化，其分析结果对圆柱齿轮的结构设计和改进提供了必要的参考数据。

采用振动CO2气体保护焊对轻型汽车驱动桥壳进行了焊接。对被焊接工件在常规CO2气体保护焊、常规CO2气体保护焊后振动时效处理及不同激振频率下振动CO2气体保护焊三种工艺进行了对比，并就不同条件下的焊缝残余应力、焊接接头显微组织作了分析。结果表明，采用适当振动参数, 在较大振幅时，振动CO2气保焊接能有效减小焊接变形，降低焊接残余应力，最大主动应力降低幅度达到41.74%。熔合区和过度区变窄，焊缝和热影响区晶粒明显细化，由柱状晶转变为等轴晶，魏氏组织减少甚至消失。

研究多层堆码包装系统关键部件在半正弦脉冲激励下的冲击特性。建立考虑关键部件的多层堆码包装系统动力学模型，得到系统动力学方程并求解。依据结果提出评价系统关键部件三维组合冲击谱新概念，并讨论了脉冲幅值、质量比、频率比、关键部件阻尼、材料阻尼及堆码层数对三维组合冲击谱的影响。结果表明，各因素影响显著。

以某新型直线电机驱动的车铣复合机床Z轴进给模块为研究对象，在多刚体动力学仿真模型的基础上，考虑导板柔性和结合面参数，构建了Z轴模块刚柔耦合模型，采用快速正弦扫描实验对仿真模型进行了实验验证。进一步，将直线电机伺服控制系统考虑进来，提出了一种综合考虑刚柔—机电耦合作用的数控机床进给系统动态性能研究方法，并对其进行仿真分析。仿真结果表明，机床机械结构和伺服控制系统共同对机床进给系统的动态性能产生了重要的影响。

空间锥螺旋管束作为一种新型流体诱导弹性传热元件，由于其锥型螺旋结构，管内流动产生的非比例阻尼对其固有振动特性影响明显。基于此，采用有限元法研究螺旋管束管内流固耦合振动特性，通过螺旋升角变换、螺旋单元坐标变换以及对连接体的简化处理，建立了管束振动状态方程，依据复模态理论分析了科氏力所致阻尼对空间锥螺旋管的频率的影响。结果表明：管内流动对锥螺旋管束基频影响很大；由于科氏力所致阻尼阵的存在，螺旋管束在管内流固耦合作用下呈现复模态；随着螺旋节距及流速的变化，管束的基频及阻尼比发生变化。

摘要 空间锥螺旋管束作为一种新型流体诱导弹性传热元件，由于其锥型螺旋结构，管内流动产生的非比例阻尼对其固有振动特性影响明显。基于此，采用有限元法研究螺旋管束管内流固耦合振动特性，通过螺旋升角变换、螺旋单元坐标变换以及对连接体的简化处理，建立了管束振动状态方程，依据复模态理论分析了科氏力所致阻尼对空间锥螺旋管的频率的影响。结果表明：管内流动对锥螺旋管束基频影响很大；由于科氏力所致阻尼阵的存在，螺旋管束在管内流固耦合作用下呈现复模态；随着螺旋节距及流速的变化，管束的基频及阻尼比发生变化。

本文提出一种转子同频（基频）振动的在线消除策略，该策略利用电磁力执行机构给转子施加一个和转子转速同频率的旋转矢量电磁力，该力在转子测振平面上引起的振动用于抵消转子的初始振动，从而实现同频振动的在线消除。本研究首先对转子同频振动及电磁力可控特性进行分析；接着对系统进行理论分析，在此基础上建立了以转子振动响应为指标、磁极线圈电流幅值和相位为寻优参数的寻优控制模型，并提出相位整周搜寻算法；运用Matlab /Simulink软件对算法进行仿真分析；最后建立试验装置并进行实验研究，结果表明本文提出的控制策略可以有效降低转子同频振动。

航空发动机在运行过程中，传感器测得的振动信号是各振源的混叠信号，且含有很强的噪声。常规的信号处理方法难以分离混叠信号，对机器的健康监测和故障诊断造成了很大的困难。介绍了盲源分离基本原理和方法，指出盲源分离算法在强噪声环境下失效。针对强噪声环境下的混叠振动信号，提出首先通过时延自相关降噪方法对振动信号进行降噪，然后通过盲源分离算法对降噪后的信号分离。仿真结果验证了提出方法的有效性。最后，利用该方法对实测混叠转子振动信号成功实现了降噪和盲分离，为噪声环境下的混叠信号分离提供了一种新的方法。

运用ANSYS 商用有限元软件，采用非奇异单元和Newmark 积分算法，通过最小二乘法拟合，准确的获得了多个模型动态应力强度因子的解。所使用的方法适用范围广，这对于运用线弹性断裂动力学解决工程中的实际问题是有益的和必要的。

为了提高平均法求解非线性振动的精度，必须考虑阻尼对振动周期影响，提出可将待解微分方程的圆频率与派生方程圆频率的差异函数表示为阻尼系数的多项式．通常只需取方程中一阶导数项的系数作为差异函数，就可在较大范围内提高平均法解的精度．利用改进平均法具体求解了线性阻尼衰减振动和杜芬型衰减振动，并与精确解或数值解进行了比较，证明改进平均法确实是有效的．

齿轮箱是一个结构复杂的系统，输入输出的影响因素众多，于是单输入单输出的系统传递特性必然无法准确地反映实际工况中齿轮箱的运行特征，针对此问题本文提出了基于ARX模型的齿轮箱多输入多输出建模方法，并使用两个输入信号（输入轴扭矩和转速信号）及三个输出信号（输出轴扭矩、转速信号和箱体上采集的振动加速度信号），将齿轮箱建模为一个二输入三输出的系统。实验结果显示：ARX模型从系统固有特性的角度来分析齿轮箱的状态，可以有效区分不同的故障状态。

通过分析正负刚度并联隔振机理，设计了一种新型超低频被动隔振系统。该系统采用负刚度机构与正刚度弹簧并联，具有较高的支撑刚度和极低的运动刚度，且系统刚度呈现非线性，解决了传统被动隔振系统存在的超低频隔振难题。通过对该系统力学特性进行分析，给出了系统刚度表达式及在平衡位置处的零刚度条件，为新型超低频非线性隔振器的设计提供了理论指导。

气阀故障是往复压缩机最常见的故障类型之一，占故障总数的60%以上，如果不及时发现并解决，往复压缩机的压缩效率将大大降低。针对目前往复压缩机气阀故障诊断中存在的问题，结合小波降噪技术，提出了采用基于最大似然估计（MLE：Maximum Likelihood Estimation）阈值规则对气阀早期故障弱冲击变化信号进行特征提取的方法，实现了气阀故障的早期预警。