提出温度体模型动网格生成方法，并将其应用于流固耦合算法，生成物体振动过程中的动态网格。温度体模型动网格方法将运动边界的位移映射为求解域的温度边界条件，以流体能量方程或固体导热方程作为控制方程求解得到计算域内的温度分布，将求解得到的温度分布作为网格节点的动态位移。基于温度体模型的动网格方法物理意义清晰，算法实现简单，能够快速而有效地生成高品质的动态网格，特别在边界位移大的情况下与其他网格生成方法相比有较大的优势。最后采用流固耦合有限元算法求解了定浆式轴流泵强迫振动过程中连锁特性和柱体由于旋涡脱落诱发自激振动两个工程问题。其中流场采用基于特征线方程的分离算法进行求解，固体场采用Newmark方法进行求解，在计算过程中采用温度体模型生成动态网格。结果表明本文发展的算法性能优异，能有效解决流固耦合中的振动问题。

利用刚流撞击模型以及土壤介质变形沿合力方向假设，建立了微元合力与介质移动速度之间的关系。在此基础上，建立了长杆弹侵彻土壤时考虑旋转效应的动力学方程。由这些非线性动力学方程的数值解，确定了撞击力和侵入位移。计算结果表明，随着初始角速度的增大，侵入位移的幅值明显增大。

针对柔性关节机器人系统，提出了一种机构系统运动状态下关节面参数辨识的新方法。首先，将机器人柔性关节等效为弹性扭转轴，将应用于结构中的行波分析方法与机器人关节旋转变换矩阵相结合，建立机构系统的波导方程；其次，根据系统各结点力平衡与位移边界条件，建立运动状态下系统环境预测模型，并根据预测出的系统激励以及实验测得的关节扭转角等因素，建立系统振动方程；再次，利用最小二乘法对上述模型进行求解，推导出关节动态刚度和阻尼；最后，以两种不同的运动轨迹驱动3自由度机械臂，对其进行辨识实验研究。实验结果表明，该辨识方法是有效的，为后续系统的动态控制提供了重要参考。

本文对多层基础滑移隔震结构进行了水平双向地震作用下的平－扭耦联地震反应分析，研究了隔震层偏心和隔震层抗扭刚度对结构地震反应的影响，分析表明，隔震层刚度偏心比隔震层质量偏心对基础滑移隔震结构地震反应的影响较大；隔震层的抗扭刚度对隔震支座位移有一定程度的影响，增大隔震层的抗扭刚度可减小隔震支座的位移；当隔震层中隔震支座均匀对称布置时，基础隔震偏心结构的地震反应可以得到较好的控制。

针对旋转机械振动信号的非平稳特性及其与转速变化之间的关系，发展了一种基于可变窗短时傅立叶变换(STFT)的精细时频分析方法。该方法首先根据转速曲线的斜率变化规律对转速曲线进行了最优分段，并对每个时间段内的转速数据进行二次曲线拟合；继而在拟合参数的基础上，对STFT移动窗的窗型及窗长进行设计计算；然后根据转速曲线的时间分段点将被分析的旋转机械信号分割成相应时间段内的子信号，再采用每个时间段内设计的窗函数对每个子信号分别进行STFT变换，并把每个时段上求得的时频分布拼接成被分析信号的整体时频谱。仿真和应用试验表明，采用这种基于瞬时转速的新型时频变换，能够得到较理想的时频分辨率，非常适合于旋转机械信号的精细时频分析，具有良好的研究价值和发展前景。

提出了一种改进的广义遗传算法，算法中引入了异种机制以提高种群的多样性，在保证收敛速度的同时防止早熟收敛。将该方法应用于复杂载荷作用下结构的鲁棒优化问题，并采用Taguchi望目特性的SN比构造了遗传算法的目标函数。数值算例表明，异种机制能够有效地提高广义遗传算法收敛于全局最优解的概率，加快收敛速度；结合了Taguchi鲁棒设计方法的广义遗传算法能够有效地求解复杂载荷作用下带有不确定参数的结构鲁棒优化问题。

模态应变能在基于振动的结构损伤识别中得到了广泛的应用，其灵敏度分析成为了当前的一个重要问题。采用代数方法解析推导出了无阻尼线性系统单元模态应变能一阶和二阶灵敏度的解析表达式，该表达式简洁紧凑，便于编程，而且只需一阶模态信息, 不存在模态截断引起的误差问题。通过数值模拟算例，对得到的单元模态应变能一阶灵敏度进行了参数分析，并着重考查了损伤及其噪音的影响。结果表明，低阶单元模态应变能比高阶模态能更好的反映出结构损伤，而且抗噪能力更好。

为了研究复杂涡动引起的裂纹非线性呼吸行为对转子临界转速的影响，构建了带横向裂纹Jeffcott转子的通用运动方程，利用新建运动方程对临界转速附近裂纹转子的稳态响应进行了数值研究。发现裂纹的非线性呼吸行为对转子不但具有增强稳定性的作用（与开裂纹转子相比），而且在一定条件下具有降低振动响应的作用（与无裂纹转子相比）。与无裂纹转子相似，稳定的裂纹转子的临界转速等于响应振幅最大且重心转向约 对应的转速。裂纹转子的临界转速值随不平衡量方位角在开裂纹和闭裂纹转子固有频率之间变化。在转子实验台上进行了裂纹转子通过临界转速的实验验证，观察数据支持理论研究结果。

为了研究永磁交流伺服精密驱动系统中存在的多物理过程、多参量复杂耦合关系，提出了对该系统进行机电耦合振动特性分析的观点。从全局机电耦合的角度，对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合分析，将该系统归纳为三质量两轴系统，建立了三质量两轴系统的机电耦合振动数学模型和仿真模型，仿真分析了由于电流调节器参数、阻尼、谐波扰动、间隙以及负载扰动等因素引起的系统机电耦合振动动态过程，并通过实验验证了机电耦合振动仿真模型的正确性。该机电耦合振动特性分析对提高系统的动态性能具有重要的意义。

本文根据实际物理实验，采用ALE有限元方法模拟了冲击情况下T型管及管内流体动态响应的水锤过程。经过对比关键点水压时程变化的仿真结果与实验数据，验证了ALE流固耦合有限元方法在水力瞬变仿真模拟方面的可行性。在此基础上，进一步分析了T型管的变形和动态周向应力。通过仿真发现管壁动态周向应力峰值大约是静周向应力的1.2～1.6倍。并且周向应力呈现与水锤压力变化一致的周期性，管壁动态周向应力主要受水锤的影响。这证明动态效应是导致更大动态应力的原因。这一结论与直管的结论一致。

从结构动力特征方程出发，以结构主模态参数为观测量，推得结构物理参数线性回归模型。对该模型应用贝叶斯估计理论得到物理参数后验联合分布，再结合马尔可夫蒙特卡罗抽样方法给出各个物理参数的边缘概率分布和最优估计值，而提出了基于结构主模态参数的结构物理参数识别贝叶斯估计马尔可夫蒙特卡罗方法。对五层剪切型结构的数值研究表明，此方法能够利用少数主模态参数给出结构质量和刚度参数的概率分布和最优识别值，而且在主模态参数较准确时识别误差很小。

摘要：研究分析了用于提高水下结构抗冲击性能的泡沫芯层夹层结构受水下爆炸作用时的冲击响应及其流固耦合问题。着重讨论了芯层相对密度不同时，夹层结构的前面板壁压、夹层结构入射冲量、前后面板的速度和加速度、后面板支撑反力等参量的变化规律，并讨论了前面板材料对夹层结构冲击响应的影响规律。

本文提出一种基于高斯基函数小脑模型神经网络(CMAC)的汽轮发电机故障诊断新方法，为了达到更高的精度和更好的泛化能力，该方法以高斯函数作为CMAC神经网络的基函数，针对发电机的机电耦合特性，将发电机机电综合特征作为神经网络的训练样本输入，经MATLAB仿真得到了完全正确的诊断结果，收敛速度快，精度高，可以满足在线监控的要求。通过比较学习率和泛化常数取值不同时CMAC网络的训练结果，分析了学习率和泛化常数对该网络的影响。

为研究重型车辆对路面的损伤程度，利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型。分析了6×4和8×4载货汽车满载和超载在B级路面以不同车速行驶时，各轴轮胎动载荷系数和法向作用力的变化规律；以基于95百分位四次幂和力的相对路面损伤系数为具体评价指标，进行了重型车辆对路面损伤程度的评价。结果表明：当载重量一定时，车辆各轴的轮胎动载荷系数和法向作用力均随行驶速度的提高而增大；当行驶速度一定时，车辆各轴的轮胎动载荷系数均随载重量的增加而减小，但轮胎法向作用力却随载重量的增加而增大；前轴轮胎动载荷系数大于中后轴和后轴轮胎动载荷系数，但其轮胎法向作用力小于中后轴和后轴。与6×4载货汽车相比，8×4载货汽车满载和超载在B级路面以不同车速行驶时，相对路面损伤系数下降14.64%~19.01%。采用8×4载货汽车进行货物运输，不但可提高运输效率，降低运输成本，还可减轻重型车辆对路面的损伤程度。

通过试验方法研究了薄壁铝管塑性变形缓冲器在准静态作用下的吸能特性。为了对各种缓冲器的缓冲性能进行综合评价，给出了三类缓冲器缓冲性能的评价方法。分析了薄壁金属管塑性变形缓冲器在工作过程中的变形机理，在此基础上，提出了通过对缓冲器胀环的不定径部分进行预处理，可以大大的提高缓冲器的理想吸能效率，减小缓冲力在工作过程中的波动。最后，对12种经过预处理后的薄壁铝管塑性变形缓冲器进行了试验，结果表明，通过该方法可以大大提高缓冲器的理想吸能效率，验证了该方法的正确性与可行性。

将三维时域计算方法应用于计算无流和有流条件下抗性消声器的传递损失,具体过程为：首先在消声器进口施加压力脉冲信号，然后通过三维非定常流体动力学计算获得消声器上游和下游的压力波动，最后由快速傅里叶变换将时间域的入射压力信号和透射压力信号转化到频率域，从而计算得到消声器的传递损失。使用该方法计算了无流和有流条件下抗性消声器和穿孔管消声器的传递损失，数值计算结果与文献中的实验测量结果吻合良好。

为了研究水下爆炸近距气泡作用下船体结构损伤特性的数值模拟方法，以某实船缩比试验模型——箱型梁为仿真对象，应用MSC-DYTRAＮ非线性瞬态有限元分析软件，建立了船体箱型梁在水下爆炸近距气泡作用下的仿真模型，欧拉水域中考虑静水压力场，采用开放式流场边界技术处理流场边界，应用自适应网格技术处理多材料多欧拉域，引入修正的冲击波压力场对冲击波作用阶段进行修正。对冲击因子为0.236的典型试验工况进行数值模拟，分析了箱型梁在近距气泡作用下的破坏机理，并将数值计算结果与试验结果进行对比，结果表明：船体结构与气泡相互作用规律、船体结构的破坏模式及典型部位的应变时程曲线与试验结果吻合良好，两者误差在25%以内，该方法为利用数值手段研究爆炸气泡对整船的毁伤特性提供了一个有效的解决途径。

采用不脱钙颞骨组织切片技术获得中耳鼓膜的三维形态数据，利用HyperMesh软件通过比较不同单元类型的网格，提出了用四边形和三角形混合单元对鼓膜进行网格划分的高效高精度方法；并将分网后的模型导入ANSYS有限元分析软件。在进行了不同声强作用下的静力学特性、鼓膜的固有振动特性以及在不同频率作用下的谐响应分析后，将结果与其它文献中的计算和实验数据进行了对比，对本文所提出的基于混合单元中耳鼓膜有限元模型的可靠性进行了验证，为中耳听骨链系统的力学分析提供了理论和模型基础。

提出两端固支泡沫铝夹芯梁在跨中受到冲击荷载作用下动力响应的简化理论计算方法。运用该方法及有限元软件LS—DYNA分别计算了泡沫铝夹芯梁在冲击荷载作用下的动力响应，着重考查了面板材料及芯材厚度对泡沫铝夹芯梁跨中位移的影响情况。并通过试验测量结果对理论计算结果及数值模拟结果进行了验证。研究显示，在不同冲量作用下，泡沫铝夹芯梁跨中位移理论值与实验结果两者符合程度较好，最大误差仅为14%；HRB335级钢面板泡沫铝夹芯梁较304#不锈钢面板泡沫铝夹芯梁在相同冲量作用下具有更小的跨中位移；芯材厚度的增加对提高泡沫铝夹芯梁抵抗冲击荷载的性能也有一定的贡献，夹芯梁芯材厚度由10mm增加至20mm，其跨中位移减小了33%左右。

面向受害人体型特征的交通事故再现依据事故遗留下的制动印迹、车身变形、人体损伤等信息，建立汽车及符合受害人体型特征的人体模型，利用数值仿真技术获得碰撞前车辆速度及车人接触位置，结合多刚体动力学和人体损伤分析等理论，得出车辆变形及人体损伤部位的生物力学数值。通过上述方法对一起车人碰撞事故案例进行实际应用，并比较行人不同体型特征对事故仿真结果的影响，分析结果表明：与采用标准百分位假人仿真结果相比，计算结果能够更好的与现场勘测及法医鉴定相吻合，从而为交通事故责任认证提供科学的理论依据和数值参考。

对有限变形条件下，Timoshenko粘弹性梁非线性分析的数学模型应用推广的微分求积方法进行空域的离散，得到了简洁的矩阵形式的非线性数值逼近公式，时域上引进新的变量，得到了简支粘弹性梁运动的简化模型。然后利用非线性动力学中数值方法，分析了粘弹性Timoshenko梁的动力学行为。同时，为表明该方法的可靠性和有效性，研究了DQ解的收敛性和精确性。并考察了梁的材料、几何等参数对非线性粘弹性梁的动力学特性的影响.

为了研究桥梁断面Strouhal数的雷诺数效应，通过调节试验风速来改变雷诺数，并在模型表面布置测压点，进行风洞试验。测量了不同雷诺数下各测点的风压时程，分析了压力梯度及压力系数功率谱及涡脱频率的随雷诺数变化规律，研究了Strouhal数的雷诺数效应。研究发现桥梁断面的压力梯度及压力系数功率谱具有明显的雷诺数效应，高雷诺数下，通过风压频谱寻找涡脱频率的方法不可行。研究表明，桥梁断面的Strouhal数具有较为明显的雷诺数效应。

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为了考查形状记忆合金（SMA）对结构构件动力特性的影响，将不同状态的SMA丝埋入到混凝土柱中，制成SMA混凝土柱，采用初始位移法测出SMA混凝土柱的自由振动衰减曲线，得到各SMA混凝土柱的频率和阻尼比。试验包括自由振动测试和通电振动测试两部分。对试验结果进行比较分析可知， SMA所处状态对混凝土柱的阻尼比影响显著；SMA相变过程中产生的回复力对混凝土柱的频率的影响较大。因此，可以利用SMA来改变混凝土构件或结构的动力特性，以有效控制结构振动。

本文采用风洞试验与数值计算方法，研究了新疆赛吾迭格尔大桥施工状态与成桥状态的抗风稳定性。试验与计算结果均表明：新疆赛吾迭格尔大桥的静、动力抗风稳定性均不满足要求，需采取抗风措施来改善该桥的抗风性能。结合该桥的桥型特点及地理位置选用架设抗风缆系统、采用一联中央扣、降低主缆高度、改善桥面结构等几种抗风措施来提高桥梁的抗风性能。经风洞试验与计算分析，该桥的抗风性能有了很大的改善。研究结果为以后此类桥梁的设计及施工提供借鉴。

针对柴油机缸盖振动信号的特征提取问题，提出了一种基于双树复小波包变换和自适应块阈值降噪的标准化相对能量提取方法，双树复小波包利用并行双树实小波变换分解系数达到信息互补，从而获得近似平移不变性和减少了信息的丢失。自适应分块阈值能够随所分析的信号自适应估计最优阈值，达到更好的降噪效果，同时引入消除频率混叠的算法，抑制了双树复小波包分解过程中虚假频率的产生。仿真信号和试验分析该方法能够更有效地消除噪声影响，所提取的相对能量特征具有更好的可区分度。

为了实现对含有橡胶隔振器的机械系统的建模和动力学分析，对隔振器的迟滞阻尼特性识别方法进行了研究。首先，对橡胶隔振器进行了正弦振动试验，获得不同频率，不同振幅下恢复力和位移之间的关系。接着，根据阻尼在一个振动周期内耗能相等的原则，把恢复力分解为弹性力和阻尼力，采用变刚度变阻尼法分别对不同频率下的弹性力和阻尼力进行了参数识别，获得了弹性系数和阻尼系数与振动频率之间的关系。然后，采用参数识别的结果，应用“大质量法”对含有橡胶隔振器的空心轴结构进行了建模和动力学分析，获得了质心位置响应加速度随频率变化的曲线。响应加速度的最大值为11.79g(100Hz)。最后，对整个结构进行了正弦振动试验并把响应加速度曲线和相应的振动试验结果进行了对比分析。试验结果表明：计算的响应加速度最大误差为9.2%；可以满足工程计算精度的要求。证明了这种参数识别方法的正确性，应用这种方法可以使橡胶隔振器建模和分析过程统一化和规范化。

本文从地震动合成出发，在考虑场地条件、震源参数等影响的情况下，采用随机有限断层法合成了场地基岩场地相隔一定距离处空间各点的加速度时程，进而研究这些点之间的相干性。本文的研究结果验证了基岩场地相干函数计算模型的合理性；同时说明，随机有限断层法得到的地震动加速度时程能够体现地震动的内在特点，可以将其作为高耸结构、大垮桥梁等重要工程结构抗震分析时的多点地震动输入。

建立了两个自由度的连续斜拉索风雨振理论模型，比已往的截断模型能更好的体现连续斜拉索风雨振完整的动力学特性。利用伽辽金截断方法将连续偏微分方程转化为常微分方程，借助规范形理论得到了系统的平均方程，证明了系统存在稳定的定常解。运用Mathematica程序对系统进行数值分析，得到了拉索和水线的运动相图。数值模拟结果对理论研究的有效性进行了验证。最后讨论了拉索线性阻尼系数、水线与拉索间的粘附系数、水线单位长度质量等参数对拉索振幅的影响，并提出相应的工程解决方案。