由于有限元模型与实验模型自由度的不匹配，模型修正中经常需要使用模态扩展技术。利用动态扩充法进行模态扩展进而进行模型修正时，模型修正过程中并没有考虑到使用有限元模型对实验数据进行模态扩展而造成的误差。针对这一问题，本文提出了一种新的迭代方法，在模型修正过程中记及了上述的误差项，并将其以修正项的形式添加到模型修正当中，同时该方法没有限定所使用模型修正的方法，具有一定的通用性。通过Cross-model Cross-mode method (CMCM)模型修正方法对新的迭代方法进行了详细讨论。算例表明，新的迭代方法较原方法可以极大的提高模型修正的迭代收敛速度。

针对时域盲解卷积算法滤波器长度估计困难的缺点，提出一种基于遗传算法优化的改进算法。该算法利用遗传算法搜索最佳时延，解决了盲解卷积结果不确定问题，并改进了信号分量的聚类指标，采用峭度作为独立分量间距离测度，提高了信号分量聚类的准确性，获得了可靠的估计信号。计算机仿真和实际环境中故障轴承声信号提取实验验证了该算法的有效性。

传统的后非线性模型往往要求其后非线性函数是可逆的，否则无法进行源信号的分离。然而在实际中，这一要求并不完全满足。针对此不足，结合变分贝叶斯推论和多层感知器网络，提出了一种改进的多层感知器后非线性模型，它通过多层感知器来模拟后非线性函数，实现对不可逆后非线性函数混合的盲分离。仿真和实验结果表明该方法是有效的。

本文针对连续梁桥在横桥向地震作用下梁体与抗震挡之间的碰撞现象，建立了考虑支座非线性和墩柱弹塑性的碰撞模型。在此基础上，应用非线性时程方法分析了横桥向地震作用下非规则梁桥梁体与抗震挡之间的碰撞对结构横桥向地震反应的影响，探讨了减轻碰撞和限制相对位移的措施和方法。研究结果表明：梁体与抗震挡块间的碰撞不仅产生很大的撞击力，还会导致桥墩的地震需求增大，对结构抗震不利。通过在抗震挡内侧安装橡胶缓冲垫，可以极大地减小梁体与抗震挡之间的碰撞力，同时减小矮墩区桥墩的墩顶横向位移和墩底塑性转角，不显著增加高墩区桥墩的墩顶位移和墩底塑性转角。

本文基于能量观点对振动主动控制系统进行了统计能量分析。首次推导出振动主动控制系统的统计能量关系式和耦合振子间耦合损耗因子的表达式，并通过实例研究了控制反馈系数对系统耦合损耗因子的影响，分析了阻尼对系统输入功率、子系统间传递功率流以及各子系统振动能量的影响。

系列文章的第一部分总结了矩形截面高层建筑横风向脉动风力的基本特征。本文在此基础上，采用非线性最小二乘法，以风场类型及厚宽比为基本变量，对横风向脉动风力根方差系数、竖向相关系数以及功率谱密度进行拟合，得到横风向脉动风力的闭合求解公式。最后通过与试验结果的比较，验证了这些公式的精度。运用这些公式，可较为方便地计算矩形截面高层建筑的横风向脉动风力。

研究了两种最常见的流体管段结构模型与计算。对于直管，利用拉氏变换把时域方程变换到频域，对频域方程进行推导求解，得到了直管的频域解析解；对于弯管，直接对方程模型进行整体求解，同样求得了其频域解析解。然后以Davidson单弯管模型为例，说明典型管段结构组合的管道系统的求解方法，并验证直管以及弯管模型和求解方法的正确性。最后，通过改变弯管的弯曲半径以及角度来对管道的流固耦合振动特性的影响因素进行分析。结果表明，弯曲角度以及弯曲半径越小，频谱曲线密集程度越低，耦合振动越弱，反之越强。

针对构件跌落碰撞问题，将Hertz-damp模型与有限元方法结合，给出了结构碰撞位移突加约束条件，建立了碰撞结构体系的动力方程。该方法能考虑碰撞体质量分布对碰撞过程的影响，同时可描述结构碰撞过程中的刚度非线性和能量损失。建立了构件跌落碰撞模型，初步分析了跌落构件质量、质量分布以及跌落高度等参数对碰撞过程的影响。研究表明：结构碰撞模拟中碰撞体质量沿接触面法线轴向不对称时应考虑其质量分布，否则会高估碰撞反应；碰撞荷载峰值和单次碰撞持续时间与跌落构件质量和跌落高度均成指数关系，碰撞荷载峰值随跌落构件质量和跌落高度增大而增大，而单次碰撞持续时间则随跌落构件质量增大而增大，随跌落高度增大而减小。这些规律能为减轻结构碰撞破坏研究提供参考。

将混沌时间序列的Volterra模型引入到机械故障诊断中，提出了采用EMD与Volterra模型相结合的方法提取机械故障特征。该方法较传统的特征提取方法，具有提取特征明显，计算简单等优点。仿真实验表明，此法能够有效的提取特征参数。将其应用于机械转子故障特征提取中，取得了较为满意的结果。

根据有限元分析得到单塔的非线性刚度软化特征，结合平均风下导线的动力特性，依据Lagrange方程建立了简化的输电塔线耦联系统的MDOF模型，将其应用于统计线性化方法，计算了系统在强风荷载下的非线性随机动力响应频域近似解。与数值模拟计算结果的比较显示，本文方法的计算结果不仅具备一定的精度，还可以对系统动力失稳的临界风荷载作出判断。

本文对多元线性回归、神经网络和支持向量机的三个预测模型进行了研究。以车内噪声为例，建立了基于以上三种方法的车内噪声声品质预测模型，并采用留一法交叉检验作比较，所构建的支持向量机模型预测精度高于其他两种方法。实验结果同时也表明，支持向量计算法具有较强的稳健性和良好的泛化能力，能够用于车内噪声声品质的预测。

将颗粒碰撞阻尼器和动力吸振器相结合，提出了一种颗粒碰撞阻尼动力吸振器设计概念，该吸振器由一个装有碰撞颗粒材料的盒体和一个弹性元件组成，碰撞颗粒在盒体运动时发生碰撞而消耗能量。以一个五层的楼房框架模型为振动抑制对象，对其吸振性能进行了实验研究，并与相同质量的经典单质块动力吸振器的抑振效果进行比较。实验结果表明，所设计的颗粒碰撞阻尼动力吸振器扩展了经典的单质块动力吸振器的工作频率范围，对宽频带随机激励的振动响应具有良好的抑制效果，这种颗粒碰撞阻尼动力吸振器设计思想可以应用于高层建筑的地震和风振响应控制。

对于W-Mo-Ti-Mg复合体系材料，给出了一种按指数规律变化的阻抗梯度飞片厚度计算公式，飞片厚度从高阻抗到低阻抗遵循逐渐递减规律。文中针对20层准连续性阻抗梯度飞片，在两种不同的阻抗分布情况下，给出了针对1.0mm铜样品准等熵加载过程的计算结果，同时通过在飞片末端增加几层更低阻抗材料，实现了对铜样品的无冲击驱动。

为研究行波效应对平面尺寸较大的水电站厂房结构地震响应的影响，选取某实际厂房结构，建立三维有限元模型，借助ABAQUS有限元软件，采用振型分解时程分析法进行结构动力计算。调整Koyna水平地震波加速度峰值为0.246g作为地震荷载。结果表明行波效应影响厂房结构位移响应主要体现在动位移峰值上，波速不大时可能使动位移峰值最大减小25%；对加速度响应峰值和响应时程影响都较明显，波速较小时可能使得结构加速度峰值滞后于地震加速度峰值出现；不考虑行波效应对厂房结构设计是偏安全的。如工程所在地地震波传播速度不大，可以适当考虑行波效应，以使结构设计更趋科学合理。

考虑内、外部流体的联合作用，研究输流管道的流体诱发振动稳定性。将外部流体的作用简化为涡激升力，利用Kane方法建立输流管道的二维非线性涡激振动方程。将动力学方程在平衡位置附近线性化，进行输流管道的稳定性分析。探讨不同内外流流速、外部流体的粘滞力系数、管道跨度以及内外流联合作用对管道稳定性的影响。研究结果表明，非线性涡激振动模型更真实的反映输流管道的流体诱发振动稳定性，在内流和管道跨度的影响下，发生耦合模态颤振现象；外部流体粘滞力系数的变化对管道的动力特性有明显的影响；内外部流体的联合作用下管道的振动特性与各因素单独作用时明显不同。

分别对运载火箭和卫星进行频率响应分析。在取得离散形式的频率响应分析结果基础上，采用有理多项式拟合技术，将火箭和卫星的频率响应函数转化成以部分分式表示的传递函数。根据星-箭对接的力学条件，可以在Simulink平台上建立起星箭耦合载荷系统模型。对此模型进行仿真便可得到在外力作用下星箭耦合载荷系统的瞬态动力响应。分别以简单的质量-弹簧模型、以及实际型号的星箭耦合载荷模型验证了方法的正确性。基于传递函数的星箭耦合载荷分析方法，将柔性结构的动力学计算纳入到系统仿真的框架之中，为进一步实现结构-气动和伺服控制系统的耦合分析奠定了基础。该方法也为将火箭和卫星实测的频响特性直接应用于星箭耦合载荷分析创造了条件。

简要介绍了结构传递路径分析的基本理论，在分析车轮激励力及其传递的基础上，建立了轮胎噪声的结构传递路径分析模型，进行了轮胎噪声的结构传递路径试验，得到车内目标点由结构传递的合成声，在300Hz以下，合成结果与实测声压在主要峰值附近吻合很好。利用频谱贡献云图和矢量叠加图分析了各结构传递路径对车内噪声的贡献，并采用矢量叠加及数据对比的方式详细分析了25Hz时各传递路径对目标点的声贡献，从传递路径的角度找出了对车内噪声起主导作用的环节，通过控制这些环节，可以降低由轮胎引起的车内噪声。

利用一维固-液结构平板声子晶体中弹性波横向受限的条件，推导出弹性波在一维固-液结构平板声子晶体中各个模式满足的关系式，利用这个关系式并结合转移矩阵计算出弹性波各模式的带隙随模式量子数和平板厚度以及入射角的变化规律。得出了一些不同于一维固-液结构非受限声子晶体带隙的新特征。

在考虑轧辊和轧件间摩擦力和水平方向非线性刚度和阻尼的基础上，建立了单辊驱动轧机水平非线性参激振动模型，用多尺度法求解了振动系统在主参数共振情况下的一阶近似解，给出了振动系统的频率响应方程，用数值方法研究了定常解的稳定性，并用分岔图、Poincare映射和Lyapunov指数方法分析了刚度波动对轧机水平非线性参激共振的影响。

基于压电阻抗（EMI）技术和回传射线矩阵法（RMM）对含裂缝智能梁进行了振动特性研究，提出了修正的理论模型，使得压电阻抗信号能与结构裂缝的各物理参数定量地联系起来。采用Timoshenko梁理论描述了含裂缝梁的弯曲振动特性。结构裂缝模拟为具有一定刚度的转动弹簧。对于黏贴有压电片的结构元件，把它作为压电片－粘结剂－主体梁这一耦合结构系统加以考察。最后推导出包含了结构裂缝信息的压电阻抗的解析表达式。基于该模型，与实验数据以及其它研究结果进行了对比分析。最后，考察了各物理参数对压电阻抗信号的影响。

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为研究减振沟在降低强夯振动效应上的影响因素，首先，用ANSYS/LS-DYNA有限元软件比较了有无减振沟时的地面峰值加速度分布,分析了不同距离、不同深度、不同宽度减振沟的减振效果。结果表明：减振沟可减小60%～80%的振动加速度，减振沟的减振效果随其深度增加而增加，而减振沟的宽度基本不影响减振效果。并通过对理论数据的拟合得出了求解减振沟减振效果的近似公式。然后，结合工程实例进行了现场测试，结果表明：强夯振动持时在0.2至0.5秒之间，峰值加速度一般出现在前0.1秒内；径向水平加速度的幅值最大，竖向加速度次之，环向水平加速度相对较小；点夯引起的最大振动通常发生在对同一夯击点的第6下夯击时，而满夯引起的最大振动发生在对同一夯击点的第2下夯击时；减振沟的减振效果达50%～90%，与理论分析结果基本一致。

吸气可以改变叶片周围的气流特性，多用来控制叶片吸力面流动分离。本文将吸气应用于叶片减振，通过模型实验研究了吸气对叶片振动的影响，改变吸气位置和吸缝长度，测量了不同条件下的叶片振幅并作比较。数值模拟计算了不同位置、不同速度吸气对叶片周围流场的影响，重点分析了叶顶间隙气流速度的变化。数值计算在一定程度上解释了实验结论，二者所得的规律统一。最终结果表明：叶片正上方或上方偏来流侧吸气有明显减振效果，模型实验条件下，振幅最大降低了27%。

当移动荷载接近或远离结构损伤部位时，结构的振动响应的幅值和非线性特征会发生变化，可以从中提取有关结构损伤的信息；近似熵可以表达一个时间序列的复杂性和内在模式。用移动荷载作用于结构上，对其振动响应数据进行近似熵计算，提取其非线性特征值，进而用神经网络进行结构损伤模式识别。通过一个移动荷载作用下简支梁的计算实例考察了这一方法的有效性。移动荷载的作用，使得损伤造成的结构非线性特征更加显著；研究、计算与实测案例表明近似熵能够有效地表征信号的非线性程度，而且对噪声干扰的敏感度低，可以作为神经网络模式识别的特征向量。

本文采用具有三个平动自由度和一个扭转自由度的三节点等参单元离散覆冰导线，用欧拉梁单元离散间隔棒，考虑覆冰导线所受空气动力的非线性和导线大幅运动的几何非线性，利用虚功原理建立覆冰分裂导线非线性有限元方程。用Newmark时间积分和Newton-Raphson非线性迭代法求解有限元方程。编制了相应的计算程序，通过算例验证了方法和程序的正确性。进一步利用由风洞实验获得的覆冰四分裂导线的空气动力系数，模拟研究具有不同档距的覆冰四分裂线路的舞动，为舞动防止技术的研究提供参考。本文给出的方法适用于任意多分裂导线的舞动研究。

火力发电厂锅炉制粉系统的主要设备之一—球磨机的运行状况优劣在一定程度上决定了电厂的经济运行好坏。分析了球磨机磨筒内料位的各种影响因素及影响特性，提出了料位分级理论，将料位分为非经济区、优化区与危险区三个区域，解决了数据融合测料位时无法获得大量料位样本的问题。在此基础上，提出了基于BP人工神经网络测量球磨机料位的软测量方法，对球磨机现场数据分析进一步验证了所提方法的有效性。该方法确定了球磨机最佳运行工况的范围，为实现球磨机系统的优化运行和自动控制奠定了基础。

研究了碰摩转子刚度增加现象的相位特征。转子与定子的全局碰摩在通过并远离临界转速后仍然可以持续。理论证明了，发生稳态全局碰摩时，该现象具有确定的相位特征，即激励与响应的相位差随着转速的增加逐渐接近 。当激励与响应的相位差略微大于 后，相位突然转迁到接近 。此时，全局碰摩结束，振幅跳跃到非碰摩运动状态。结合解析和数值结果，解释了这一现象以及其物理机制，并对全局碰摩失稳后，系统运动状态的相位特征进行了初步探讨。

针对磁流变悬架的非线性以及动力学模型的不确定性，本文提出了一种基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架整车模糊控制策略。首先建立了基于磁流变减振器的整车动力学模型，并将车辆的振动控制分解垂向振动、俯仰、侧倾三个基本任务设计模糊控制器，进而设计了隶属函数和模糊控制规则；接着引入混合田口遗传算法实现对模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则同时优化；最后进行实车道路试验来验证控制策略的有效性。试验结果表明，基于混合田口遗传算法的模糊控制能够降低确定路面激励下车身加速度峰峰值，降低随机路面激励下的加速度均方根值，显著提高车辆的平顺性，其控制效果要优于优化前的模糊控制策略。

结合显式有限元和小波包分析技术开展了拉索损伤声发射信号特征提取的仿真分析。采用ANSYS/LS-DYNA模拟得到拉索损伤声发射信号的仿真信号，基于小波包能量谱对拉索声发射的有限元仿真信号进行了特征提取，从小波包分解层次、特征频带数量的选择及特征参数的噪声鲁棒性三个方面开展了讨论分析。结果表明：(1)通过选择适当的小波包分解层次，小波包能量谱可以精细地反映信号的特征；(2)选取少数特征频带就能使得小波包能量谱反映声发射信号的特征信息；(3)基于小波包能量谱的特征参数具有良好的损伤敏感性及噪声鲁棒性，能在强噪声影响下实现对拉索不同损伤类型的判别。

针对肘形挠性接管特殊结构形式，提出了两根相同挠性接管对称或反对称安装测量方案，用于测量其不同坐标方向上的冲击特性。采用阶跃松弛释放法，测量了不同工况下肘形挠性接管冲击振荡的固有频率与阻尼比，从被测试件对应工况时机械阻抗测试曲线中获取了肘形挠性接管的端部等效质量，用于冲击刚度的计算，进而计算出阻尼系数。通过分析不同工况下冲击特性的变化规律，得到了一些初步结论，为抗冲击设计和计算提供了参考依据。

结合局域均值分解(Local mean decomposition, LMD)方法和Wigner高阶矩谱，提出了一种基于局域均值分解的Wigner高阶矩谱的机械故障诊断方法，该方法保留了LMD和Wigner高阶矩谱的所有优良性能，有效地抑制了Wigner高阶矩谱的交叉项的干扰。仿真结果表明，提出的方法优于直接Wigner高阶矩谱和Choi-Williams核滤波后的Wigner高阶矩谱。最后，将本文方法应用到轴承故障诊断中，实验结果进一步验证了该方法的的有效性。

本文建立了滚动轴承外圈与滚动体各有一点损伤的典型故障模型，在损伤模型振动分析的基础上，利用遗传算法的寻优功能，对故障的特征参数进行自动优化，最后利用逐次诊断理论，对变工况条件下的滚动轴承复合故障进行诊断。计算结果表明该方法对于滚动轴承的复合故障诊断非常有效。

针对目前一般的大气边界层物理风洞采用被动格栅产生的紊流脉动风场功率谱密度能量分布难以调整以及积分尺度过小的问题,借助于主动控制方法善于改变来流功率谱及积分尺度的特点,利用日本宫崎大学多风扇主动控制风洞调试出多种宽带紊流风场和谐波脉动风场,采用脉动风速和气动力同步采集监控装置,使用测量稳定性好、精度较高的节段模型高频天平测力方法识别类平板模型的抖振力,对影响模型抖振力的主要参数(积分尺度、紊流度、攻角等)进行分析。

通过对秦沈铁路客运专线胡家屯中桥路桥过渡段进行动力响应现场测试和沉降观测，分析了级配碎石路桥过渡段的沉降规律；动应力、振动加速度、动位移与列车速度的关系，以及动力响应沿路基深度的衰减规律和沿线路纵向变化规律。结果表明：级配碎石过渡段能减缓路桥间沉降差；随着列车速度的提高，列车对路基的动应力作用增强，且动应力影响在基床表层较为显著；不同行车速度下，各测点振动加速度值变化不大，其分布范围一般集中在1m/s2~3.5 m/s2之间；各测点动位移受列车速度的影响不明显，其值集中在0.1mm~0.35mm范围内变化。

在粘滞阻尼系统的地震动力学方程基础上，建立了基于应力相关复阻尼理论的流固耦合地震动力学方程。根据复阻尼系统求解理论，利用Newmark-b积分法，编制了Rayleigh阻尼和复阻尼模型的流固耦合三维有限元程序。以深水薄壁钢管墩柱为例，计算了两种阻尼模型的流固耦合地震时程响应和复阻尼模型的损耗因子；对比分析了无水和有水两种工况下的动力响应，并研究了此两种阻尼模型地震响应的差异。研究表明，在加速度峰值为2m/s2的El-Centro波作用下，应力相关复阻尼方法计算的结构震动响应数值远大于传统的Rayleigh阻尼模型，考虑流固耦合效应时，结构的震动响应是不考虑此效应时的1.5-2倍多；损耗因子随着位移的增大而增大，并且考虑流固耦合效应时的损耗因子明显大于不考虑此效应的损耗因子值。

针对多层织造厂房的振动及裂缝病害问题，采用有限元建模分析结构的振动特性，并进行了现场振动测试和裂缝病害调查。根据实测数据的时域和频域分析结果，研究了厂房及机器的振动频率和能量分布特点；结合振动幅值的对比分析，探究厂房结构裂缝病害的原因，提出了改进措施，为厂房的减振设计和裂缝预防提供建议。

针对本文作者提出的大跨度梁式渡槽改进拟三维流固耦合模型，分析了该模型的三维模拟效果。分析结果显示，采用大跨度梁式渡槽的改进拟三维流固耦合模型不仅能很好地反映出三维耦合效应，而且可以有效降低计算成本，大大提高了计算效率。因此，改进拟三维流固耦合模型可以用于大型梁式渡槽多跨联合的复杂三维动力流固耦合分析计算。

本文通过具有随机结构参数的四分之一车辆模型研究了具有不确定性结构参数的车辆在受到来自道路的随机激励作用下的振动响应问题。文中将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均认为是随机变量。将路面的不平整引起的对车辆的激励看作高斯随机过程并通过简单指数功率谱密度来建立力学模型。利用蒙特卡洛方法得出了车辆的固有频率和模态振型的均值、标准差以及变异系数。利用随机变量函数矩方法在频域中建立了车辆的随机响应的均方值的数字特征的计算表达式。通过工程算例表明了车辆结构参数的随机性对其动力响应的影响。本文所做的工作可拓展应用于车辆结构参数的灵敏度分析和动力优化设计。

Wilson－θ法分为加速度未经过和经过 时刻动力平衡方程修正的Wilson－θ①法和Wilson－θ②法。Wilson－θ①法是无条件稳定的，而Wilson－θ②法不再是无条件稳定的。计算精度分析表明：Wilson－θ②法对计算精度的提高不明显；其稳定的范围和计算精度均小于线性加速度法，不宜采用。

将结构的位移及速度响应作为状态变量，采用Lyapunov（李雅普诺夫）人工小参数法求解状态方程，导出状态方程的一个新的级数形式的解析解，该解析解还可以推广到非线性动力方程的计算。将秦九韶算法引入级数解的计算，提高了计算的效率和稳定性，同时给出了本文算法的计算格式和步骤。该算法无需对转换矩阵H求逆，仅使用矩阵向量相乘，计算稳定，精度仅由收敛项数控制，很容易达到任意精度要求，而且适合并行计算及压缩存储。最后通过算例进一步证实了本文算法的精度和效率。

考虑大型立式电动机的承载结构特点和机电耦合、电磁耦合作用，应用虚拟样机技术和有限元仿真软件，建立了某大型立式电动机的有限元模型，分析了电机振动变形和结构破坏的分布规律，确定了大型电动机结构变形与破坏的主要形式和部位。研究结果表明，单边磁拉力的不平衡作用是引起大型电机振动的重要激振源，当主波磁场产生的单边磁拉力的频率与电机某阶固有频率接近或者相同时，可能引起相关结构或者整机的强烈振动。同时，地脚螺栓的联接刚度对电机固有频率有较大影响，随着地脚螺栓数量的增加，电机的固有频率随之提高；当地脚螺栓失效时，会使得电机的固有频率降低，从而可能更加容易引起电机生产剧烈振动或者共振。