统计能量分析（SEA）是解决复杂结构高频动力学问题的有效方法，正确估计统计能量分析参数则是利用该方法得到可靠分析结果的关键。论文基于特征系统实现算法(ERA)提出一种确定统计能量分析参数的方法，首先应用ERA辨识统计能量分析系统的最小阶功率流模型，然后利用辨识模型的特征对修正初始统计能量分析模型，进而得到较精确、可靠的参数。三子系统SEA模型的仿真结果验证了利用该方法得到的统计能量分析参数的正确性，而且在一定测量噪声干扰下仍能保持较好的精度。最后，对铝蜂窝夹层结构小卫星的SEA模型进行了仿真，进一步验证了算法可应用于复杂结构的统计能量分析参数识别。

摘研究了Hankel矩阵方式下交流分量、直流分量和噪声的奇异值分布特点，指出当矩阵阶数足够大时，代表这三个分量的奇异值在总奇异值向量中将被作为单独的坐标被分离开，而其衔接点处存在突变。提出利用二次样条小波对奇异值向量进行变换，并根据其细节信号的峰值位置来确定有效奇异值。研究结果表明，当细节信号的最大峰值位于第二个坐标时，表明原始信号中存在较大直流分量，此时根据第二最大峰值可确定全部有效奇异值，否则就根据最大峰值位置确定有效奇异值。信号处理实例证实了此方法的准确性。利用此法有效地分离出了轴承振动信号中的调制特征，进而据此准确地判断了轴承滚道的损伤情况。

索穹顶结构是由索和杆为基本构成单元，通过预应力提供刚度的一类新型索杆空间结构体系。为考察结构中局部索(杆)破坏对整体结构的影响，本文以某体育馆索穹顶结构方案为背景，采用动力学方法模拟了各类杆件破断后其他杆件内力的变化和结构最终到达的平衡位置。通过观察局部索(杆)破坏是否引起其它索松弛从而造成较大节点变位来判断结构体系是否安全，通过观察局部索(杆)破坏是否引起其它索杆的强度破坏来判断结构是否连续倒塌，同时区分了不同位置杆件的安全等级。本文的研究对于该类结构的正常使用和维护有一定的借鉴意义。

首次采用首部钢丝绳牵引方式进行了超空泡流下壳结构模型实验。实验模型壳体部分采用聚碳酸酯材料，锥部采用铝合金材料，首部空化器则采用不锈钢制作，最后各部分通过螺纹或者胶水粘结而成。三种不同速度下的超空泡实验结果表明：采用首部钢丝绳牵引方式进行超空泡实验是可行的。位于壳体上相对位置相同的部位其应变曲线趋势一致，超空泡形成后轴向的减阻效果是非常明显的，尾拍振动引起的应变则呈现出周期性的特征。在一定速度下，超空泡形成后轴向力引起的应变和尾拍振动引起的应变处于同一个水平上。随着速度的提高，超空泡减阻的效果更加明显，尾拍振动引起的应变幅值也相应增大。实验结果可为超空泡水下航行体的结构设计提供依据。

提出了一种基于Hilbert边际谱的损伤检测方法，在Hilbert边际谱的基础上定义了特征幅值，并以损伤前后同一响应点位置特征幅值的相对变化量来计算用于进行结构损伤检测的损伤指标。由一个8层剪切框架结构的损伤检测仿真算例，获得了所提出的损伤指标与结构健康状态及损伤位置的对应关系，进而提出了利用该损伤指标来检测并定位框架结构损伤的步骤。最后，使用一个8层剪切框架结构的损伤检测实验说明本文方法可以准确识别出框架结构的健康状态以及损伤位置。

针对滚动轴承出现故障后的振动特征，根据轴承故障产生机理建立了一个6自由度故障轴承动力学工程模型。模型中充分考虑了由轴承间隙所引起的轴承非线性时变刚度和滚动体滑动等影响因素，并且引入单元谐振器模拟出现故障后轴承元件的高频固有振动。使用龙格库塔数值积分方法分别对滚动轴承外圈、内圈和滚动体局部故障进行动力学仿真和分析，结果与实验基本保持一致，表明该模型在工程应用中具有一定的准确性和实用性。

复合板可以有效地提高结构的隔声性能，因此镁合金复合结构已成功应用于汽车仪表板。以Biot-Allard模型为基础，建立敷设吸声材料的复合结构仪表板模型，利用结构-声耦合法，计算仪表板的传声损失。通过与实验结果比较，采用结构-声耦合法预测结构的隔声性能是可行的。结果表明，低频范围内的隔声性能对仪表板的边界约束情况十分敏感，可通过提高仪表板边界的连接刚度来提高其传声损失。中高频范围内，敷设多孔吸声材料可以提高仪表板的隔声性能。但厚度增加并不能无限制的提高其传声损失，还要考虑成本与低频“隔声恶化”的问题。因此，需合理选取吸声材料的厚度，使得仪表板在关心的频带内声学性能达到最优。

综述了爆炸冲击载荷作用下金属薄板与加筋板塑性动力响应研究新进展。评述了近距离/接触爆炸实验加载方法及确定冲击波载荷的近似理论和数值方法，介绍了爆炸冲击载荷作用下金属薄板与加筋板失效模式、塑性变形和起裂与破口的研究进展，指出了需要进一步研究的问题。

基于对粗糙表面形貌统计分析的基础上，综合考虑微凸体的完全弹性、弹-塑性和完全塑性三种变形机制，建立了结合面的接触面积、接触载荷及接触刚度的统计模型。该模型揭示了结合面接触参数与材料性能参数及粗糙表面形貌参数之间复杂的非线性关系。在不同的微凸体高度随机分布及塑性指数条件下，对接触参数进行预估和对比研究。结果表明，修正的指数分布对高斯分布有着较好的近似，而简单的指数分布与高斯分布之间的误差较大，且相差1至3个数量级；接触表面间距减小时，接触参数值均呈现增大的趋势；塑性指数增大时，接触载荷和接触刚度都随之增大，而接触面积的变化较小。

降低噪声水平是提高产品质量的一个重要指标，识别噪声和振动源有助于采取针对性措施改进设计，从而达到减振降噪的目的。近场声全息技术的三维可视化功能可以有效地重建声振场，识别噪声源的主要位置。针对工业中广泛使用的旋转机械，提出用跟踪采样技术结合近场声全息方法进行声场分析，可以获取不同旋转区间的声场信息。以小型旋转式活塞压缩机为研究对象，压缩机由压缩机主体和储液器两个主要部分组成。利用Müller-BBM测试系统对压缩机外部声场进行测量，同时跟踪记录压缩机叶片的运动过程，在信号预处理后获取压缩机不同工作阶段的声信号，然后通过近场声全息技术重建了不同工作阶段压缩机表面的声场。重建的结果反映了声源的主要位置和不同工作阶段的变化情况，为近场声全息技术分析旋转机械声源方面提供了参考。

在周期振动的自适应控制中，压电作动器的非线性特性会产生高次谐波，激发高阶模态振动。为抑制压电作动器的高次谐波激励，同时结合自适应振动控制的特点，提出一种新的作动器非线性补偿方法。该方法将作动器的非线性与结构的动态特性部分融合，用正交多项式从输入输出信号中拟合静态非线性及其逆变换，计算过程简单，数值稳定性高。在控制通道中，通过逆变换对控制信号进行预处理，使得补偿后的输入输出具有线性系统的特征，而输入输出之间的相位差完全由自适应算法进行补偿。实验结果表明，所给出的补偿方法能够抑制高次谐波，并改善了振动控制效果。

为了准确反映矩形箱梁( )翼板和悬臂板的剪滞变化幅度，分别对上下翼板和悬臂翼板设置了一个不同的剪滞纵向动位移差函数 ，提出了一种对薄壁箱梁动力学特性的分析方法。以能量变分原理为基础建立了矩形截面箱梁动力反应 、 和 的控制微分方程和自然边界条件，获得了相应广义位移的闭合解，揭示了箱形梁桥动力反应的规律，说明了大悬臂板矩形箱梁( )双翘曲位移差函数设置的必要性。算例中，本文解析解与有限元数值解进行了比较，证明了本文动力分析方法的有效性。

局部均值分解(Local Mean Decomposition, LMD)方法是一种较新的自适应信号分析方法。LMD算法的核心思想是将原始信号分解为多个乘积函数(production function, PF)，其中每个PF都是一个包络函数和一个纯调频函数的乘积。在LMD算法中需要提取信号的局部均值函数和包络估计，然而常规的提取方法会带来局部误差且分解速度慢。为了解决此问题，提出了利用三次B样条对信号上、下极值点进行插值得到上、下包络线，进而获取信号局部均值和包络估计的新方法。对仿真信号和机械振动信号的对比实验验证了该方法的优越性。

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为了降低轨道交通中高架桥结构的振动和二次噪声，应减少由轨道传递到高架桥结构的振动能量。本文结合车辆−轨道解析模型和高架桥有限元模型建立了频率域的车辆−轨道−高架桥垂向耦合模型，通过仿真计算分析了轮轨不平顺谱激励下传递到高架桥结构的振动功率流及参数影响。结果表明：对于整体道床轨道，钢轨扣件在高于车轮−轨道系统固有频率的频段具有隔振效果；钢轨扣件刚度减小10倍，则传递到高架桥的总振动功率级降低约10 dB；钢轨垫片阻尼增加一倍，传递到高架桥的总振动功率级降低约1.3 dB；车辆速度提高一倍，传递到高架桥的总振动功率级增加约6.6 dB。

城市轨道交通噪声是环境污染的重要组成部分，会严重影响沿线居民的工作和生活。掌握列车辐射噪声的特性将有助于轨道交通管理部门采取合理的治理措施，既经济又高效地降低噪声产生的影响。采用阵列测量方式的试验在上海某高架城市轨道交通线上进行，分析了列车噪声级在距离轨面不同高度的空间分布及其变化趋势，研究了各1/3倍频程谱对噪声的贡献量，归纳了列车辐射等效声功率级与列车速度的关系。本研究可以为建立城市列车噪声辐射模型提供参考和帮助。

利用分段线性方法对含库仑阻尼系统的冲击方程进行了解析求解。研究发现，忽略库仑阻尼的粘滞作用，或对冲击激励进行速度阶跃等效，会造成冲击响应计算结果严重偏离正常值。利用仿真结果给出了库仑阻尼系统冲击响应的特点，得出库仑阻尼的加入可有效地提高冲击隔离器的抗冲性能。研究结果对于深入研究库仑阻尼系统冲击响应有重要参考价值和潜在的应用价值。

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下，漂浮基柔性空间机械臂系统可保证载体姿态、关节角协调运动变结构控制鲁棒性并同时抑制所产生柔性振动的混合控制方案。该变结构控制仅设计来完成渐近解耦的载体姿态及关节角轨迹追踪，而不能对柔性振动模态进行控制；为了主动抑制柔性杆的振动，使用虚拟控制力的观念生成了变结构控制所需的混合轨迹，从而为柔性空间机械臂设计了追踪混合轨迹的混合控制方案。数值仿真结果证实了该混合控制方案在系统参数不确定情况下，能够使载体姿态及机械臂关节角稳定地追踪期望轨迹并对所产生的柔性振动进行主动抑制。

在Penzien模型的基础上，建立了考虑桩-土-结构相互作用（PSSI）的计算模型，推导了其主动控制方程，分析了PSSI对结构控制的影响，以及土与结构各种主要参数对控制效果的影响。分析结果表明：考虑PSSI，结构地震响应有所加大，控制效果有所降低，最大控制力增大；在一定范围内，土的剪切波速、桩的截面惯性矩以及上部结构的基本周期对结构的主动控制有着显著的影响。

本文提出了一种新型旋转式压电惯性电机，利用压电双晶片振子作为驱动元件，用锯齿波作为激励电信号产生惯性冲击力使电机旋转。分析了旋转式压电惯性电机的驱动机理，建立了压电振子的动力学模型，求解了振子的自由振动固有频率和模态函数。分析了影响压电振子固有频率的系统参数及其影响规律。计算结果表明梁端部模态函数值与质量系数 的值成反比。这些结论为压电惯性电机的设计和进一步的研究提出了新的思路和方法。

为了研究玄武岩纤维增强混凝土的动态本构关系，利用Ф100mm分离式霍普金森压杆装置，对玄武岩纤维增强混凝土进行冲击压缩试验，得到了动态应力-应变曲线，对试验数据进行了分析，根据试验结果，通过叠加应变率强化效应和损伤软化效应，对混凝土静态Ottosen非线性弹性本构模型进行修正，建立了玄武岩纤维增强混凝土损伤型的动态本构模型，确定参数并将理论模型计算结果与试验结果进行了对比。研究表明，玄武岩纤维增强混凝土的动态性能存在明显的应变率强化效应，动态强度增长因子和峰值应变与应变率对数之间存在近似函数关系；建立模型的方法可行，理论模型计算结果与试验结果吻合较好，建立的本构模型可用来描述玄武岩纤维混凝土的动态力学行为，并能为玄武岩纤维增强混凝土的进一步研究和工程应用提供参考依据。

为了准确刻画冠状动脉狭窄引起的血流动力学状态改变，提出了一种基于样本熵快速算法的舒张期心音分析方法。首先利用小波变换去除心音中的呼吸干扰，然后采用改进的香农能量算法自动分割出舒张期段，最后对分割出的舒张期心音用快速算法估计样本熵。对25例健康人和25例冠心病人的分析结果显示，冠心病人和健康人在舒张期心音的样本熵值上具有显著性差异。利用本文方法检测冠状动脉狭窄，敏感性为80%，特异性为84%。

为了解冲击碾压水泥混凝土路面施工时的地基振动与影响特性，基于动力三维有限元分析方法，考虑材料的弹塑性，对四楞冲击压路机冲击碾压水泥混凝土路面时地基的振动与传播特性进行了研究，并将数值计算结果与现场地基振动监测数据进行了对比分析；然后将冲击碾压地基实测振动信号作为输入，对离震源不同距离的砌体和框架建筑结构时程动力响应进行了计算，探讨了冲击碾压改建施工的安全防护标准。研究表明冲击碾压引起的地基振动具有冲击瞬态特性，地基振动中竖向振动加速度分量最大，横向振动和纵向振动加速度大小相当。振动加速度各分量沿道路横向距离10m范围内衰减变化显著，随着冲击破碎遍数递增，土基振动有增大现象。冲压振动与结构物的共振效应较小，对15m以外的完好建筑物影响很小。建议在普查无临界状态房屋条件下结构安全距离为15m，考虑对人的振动影响安全距离为20m。

介绍了一种新型结构的适用于抑震机器人的旋转式磁流变阻尼器。基于磁流变液与磁芯材料特性，得出了适用于该种磁流变阻尼器结构的磁路设计方法，应用该方法对阻尼器进行了磁路设计，得到了阻尼器的相关机械参数与电气参数。针对阻尼器结构特点，应用有限元软件ANSYS提供的参数化设计方法，对阻尼器进行了三维电磁场分析，获得了阻尼器模型的电磁场物理量和力学性能参数，应用ANSYS的分析结果与磁流变液的本构关系，对阻尼器的力学性能进行了预估。在此基础上，研制了磁流变阻尼器及其力学性能测试系统，对阻尼器的力学性能进行了试验研究，得到了阻尼器的力矩—转速、屈服力矩—电流等力学特性，并对试验结果进行了分析，试验结果表明，所研制的磁流变阻尼器具有较理想的力学性能。

提出了柔性桩隔震消能主动控制体系，建立了体系的动力分析模型，推导了其振动和控制方程。以一典型的柔性桩隔震消能结构为例，分析研究了其隔震性能及控制效果以及各主要参数对控制效果的影响。研究结果表明：柔性桩隔震消能体系能有效减小结构的地震力响应；对柔性桩消能隔震体系施加主动控制，可以有效降低桩顶与套管壁之间碰撞的可能性，同时，结构上部竖向荷载、上部结构刚度及桩长等对结构的控制效果有显著的影响。

构建了以模态阻尼比为目标函数，阻尼材料用量为约束条件的拓扑优化模型。分析了模态阻尼比对基结构单元的灵敏度，导出了灵敏度表达式。在此基础上，提出了基于一种进化方式的约束阻尼材料优化配置方法。给出了几个典型算例，获得了满足阻尼材料用量的约束阻尼材料最优拓扑构型。研究表明：文中提出的优化模型和准则是正确的，能有效应用于约束阻尼材料的优化配置，为优化阻尼材料分布，降低结构振动与噪声，开辟了崭新的技术途径。

回顾了我国道路谱和路面不平度的数据测量与分析、数据库建设与应用的研究现状，介绍了自主开发的高精度道路谱测量系统的数据测量原理和试验方法。在此基础上从典型地区和典型路段的选择、全国范围典型路段的采集和测量、海量道路谱采集数据的批量自动分析计算、道路谱数据库的整体架构和系统组成，以及数据库的具体实现和维护等几个方面阐述了中国典型基础道路谱数据库的开发过程。另外从道路谱数据库在汽车工程领域的设计开发和公路行业中的应用进行了探讨，最后对中国典型道路谱数据库的推广应用进行了展望。

舰用设备抗冲击性能的频域分析是一种常用的工程评估方法。建立了某型柴油机的有限元模型，通过主要部件的模态试验进行了修正。根据国军标GJB1060.1-91的规定，基于DDAM方法确定了计算模型的冲击输入，并对柴油机模型在三向冲击输入下的冲击响应进行了分析。结果表明，柴油机抗冲击性能的频域分析是一种有效的评估方法，通过评估，本文的柴油机模型符合国军标的要求。

本文用预应力梁－杆组合结构模拟体外预应力梁，以体外预应力简支梁为例，建立了预应力梁杆单元动力刚度矩阵。采用动力刚度法，进一步推导出预应力梁－杆组合结构的整体动力刚度矩阵，利用Williams－Wittrick算法求解频率。本文以理论推导为基础，引入了动力刚度法。最后通过算例，讨论了各种因素对梁横向的振动特性的影响，并与试验值比较。计算结果表明：动力刚度法能够精确有效的求解体外预应力混凝土梁的横向振动问题。

考虑了内平动齿轮副的多齿接触造成的多谐啮合刚度的影响以及齿侧间隙和齿轮支撑轴承的间隙，建立了单个平动轮驱动内齿轮的内平动齿轮副的运动微分方程，对其在不同转速情况下的动力学分岔特性进行了研究，分析结果显示，各运动副碰撞振动情况不仅随着转速变化，且各个运动副间隙的碰撞振动特性在相同转速下也会表现出不同的特性。

摘 要 粗糙集理论是一种新的处理含糊和不确定性知识的数学工具，属性约简是粗集理论研究的重要内容，属性约简算法有很多种，而计算一个最佳约简是NP难问题。为了能够有效地获取信息系统的约简，提出了一种新的约简算法。该算法选择最大－最小蚂蚁系统（MMAS），以Fisher准则作为启发式信息来提高搜索效率，将蚁群优化算法引入属性约简中，利用粗糙集理论对故障诊断决策表进行约简，形成清晰、简明的故障诊断规则，为下一步的故障诊断打下了坚实的基础。



of MMAS and Rough Sets in Fault Diagnosis of
(1.Department of Guns Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang, 050003, China;
2. The key laboratory, The Academy of Equipment Command &Technology, Beijing, 101416；
3. Unit 65571 of PLA, Siping, 136000, China)

Abstract: Rough set theory is a relatively new soft computing tool to deal with vagueness and uncertainty. Condition attribute reduct algorithm is the key point of rough set research. There are many kinds of attribute reduct algorithm. however, it has been proved that finding the best reduction is the NP-hard problem. For the purpose of getting the reduction of systems effectively, an improved algorithm is put forward. Max-Min Ant System was selected and the Fisher criterion was adopted as heuristic information to improve the searching efficiency. Simplify the fault diagnosis decision table, then clear and concise decision rules can be obtained by rough sets theory, which laid the firm foundation for the next fault diagnosis.
Keyword: rough sets theory, attribute reduction, MMAS ,decision rule

摘　要：以分析箱形梁剪滞效应提出的方法为基础，考虑了剪滞翘曲应力的自平衡条件，为了准确反应槽形梁翼板的动位移变化，三个广义动位移 、 和 被引入。利用能量变分原理建立了槽形梁动力反应 、 和 的控制微分方程和自然边界条件，获得了相应广义位移的闭合解，据此对槽形梁的动力反应特性进行了研究，揭示了槽形梁桥动力反应的规律。算例中，本文解析解与有限元数值解进行了比较，证明了本文动力分析方法的有效性。

摘 要：根据线性断裂力学理论和应变能释放原理，推导了考虑裂纹张开状态的圆周贯穿裂纹管的附加局部柔度方程，利用自适应的Simpson数值积分方法计算裂纹引起的局部柔度系数，并根据得到的局部柔度系数，建立了以扭转弹簧模拟裂纹行为的裂纹管模型。进行了裂纹管的动力模型试验，通过裂纹管模型固有频率的试验值与理论值对比分析验证局部柔度系数的正确性。研究结果表明：裂纹管固有频率的试验值与使用“弹簧铰”裂纹管模型求得的理论值基本吻合，验证了贯穿裂纹管局部柔度系数的合理性。