针对多级离心泵中浮动叶轮轴向振荡会导致前、后盘腔容积损失率和内部流场变化的问题，构建动网格及多重参考坐标系耦合数值模拟方法，实现叶轮同时轴向运动和旋转，分析了叶轮轴向振荡对前、后盘腔容积损失率的变化及内部流场分布的影响。结果表明，瞬态水力性能受到叶轮轴向简谐振荡的显著影响，且内部流场反应滞后于叶轮运动。在一个振荡周期内，前、后盘腔的容积损失率范围分别为9.00%~13.42%和1.67%~3.54%。叶轮轴向振荡对前盘腔内圆周速度的影响比后盘腔大，对前、后盘腔轴面流线均有较大影响。叶轮轴向振荡没有明显改变前、后盘腔的压力分布，但改变了前、后盘腔的流动阻力，导致泄漏量非定常变化。前盘腔内涡旋随着叶轮轴向振荡位置变化表现出不同响应特性。该研究为减小多级泵容积损失及运行稳定性提供参考。

针对在强振动下双限位隔振系统刚度呈非线性的问题，开展系统动力学行为研究。首先，建立一种强非线性系统动力学模型。其次，采用平均法进行解析求解，得到幅频响应解析式，并通过扫频试验验证。最后，推导出系统的绝对位移传递率，进一步分析各参数对动态响应特性的影响规律。结果表明：理论计算与试验结果具有较好的一致性；在无量纲下，各参数对共振幅值、共振频率范围及解的稳定性具有显著影响。对于隔振器，在一定范围内，适当减小非线性刚度可降低主共振及高频区绝对位移传递率，但低频区略有增加；增大阻尼比可有效抑制主共振峰值，提高隔振效果，但在高频区同一频率比下的传递率增大。对于限位器，其参数对非主共振区几乎没有影响，在主共振区，适当增大阻尼比或减小线性刚度、非线性刚度及间隙均能抑制传递率，有利于提高系统的隔振性能。该研究为带限位隔离系统的设计和参数优化提供了理论支撑。

运行状态下由叶轮旋转效应产生的气动阻尼可显著影响海上风机结构的振动，在嵌岩风机基础动力响应分析中，其时变特性的影响不容忽视。基于ABAQUS软件建立了植入式嵌岩导管架式风机基础数值模型，通过PYTHON二次开发根据叶轮推力系数与风速的关系构建了时变气动阻尼器模块，以分析气动阻尼时变特性及其影响因素对该风机结构动力响应的影响。结果表明：时变气动阻尼可有效抑制结构的动力响应，塔顶位移及加速度均方根折减系数可达7.49%及55.05%，而使用固定气动阻尼无法准确反映结构真实响应；来流方向使得嵌岩三桩仅单桩受压时加速度响应最大，同时该方向下气动阻尼的抑制效果最强，如塔顶位移折减系数可达11.95%；湍流强度增大时，气动阻尼对塔顶响应均方根的抑制效果减弱，位移折减系数由8.98%减小至4.79%，但对峰值的抑制效果增强；风速改变引起叶轮推力与气动阻尼力间的差值改变，额定风速下气动阻尼的抑制效果最差。因此，在风机运行中，应重视气动阻尼的时变特性以优化减振策略。

运营模态分析在状态评估、损伤检测和模型更新等结构健康监测领域中发挥着重要作用。然而，受网络延迟、传感器误差和设备故障等多种因素的影响，多通道的结构振动监测信号往往存在轻微或显著的不同步，从而产生相位偏差，导致模态分析过程中出现难以预测的不确定性。为此，提出了一种改进的频域分解法，用于检测和同步具有任意时延的多通道振动响应数据并识别结构模态参数。该方法基于频域分解法的互功率谱密度矩阵，提取各通道响应信号在频域中的相位变化特征，并将时延转换为特定带宽内的相位周期数之差，获得时延的解析值。通过融合多个模态间的相位信息，有效降低系统误差及噪声的影响，从而显著提升时延估计的准确性。最后，分别利用一个6自由度数值模型以及苏通大桥和上海中心大厦的实测加速度响应数据验证了该方法的有效性。结果表明，该方法执行快、精度高，既可用于非同步数据下的模态参数识别，又可用于振动信号时延的检测与估计。

 随着人口老龄化和智能传感器发展，医疗保健成为新兴研究领域，对智能设备的需求逐渐增加。医疗监护中，常用心电图在监测婴儿、皮肤病和烧伤患者的监护中适用性较差，需要非接触式生命体征监测手段。毫米波传感器可感知人体胸壁振动得到生命体征指标，且具有私密性好、体积小、成本低的优势，具有重要的应用前景。然而，目前主要用于常规的呼吸和心跳频率测量，在心音及心率变异性探测方面研究较少，本文旨在开展基于毫米波微振动感知的心音及心率变异性探测技术研究。阐述了基于毫米波感知的胸壁位移感知原理，提出滤波差分处理的心音探测方法，并对心音状态进行参数化表征，解决了频谱耦合问题，提出了信号包络峰值提取的方法获取心率变异性。通过对健康对象进行长期监测实验，验证了该方法的有效性。

为了研究复杂温压场下钻柱系统动力学特性，综合考虑了钻头-岩石相互作用，温度和压力对钻井液性能影响、温度对钻柱几何尺寸与特性影响以及钻柱系统所受轴向与扭转方向耦合振动，基于状态依赖时滞方法建立了4自由度直井钻柱系统动力学模型，分析了钻压、驱动转速、钻井液密度以及地温梯度对系统动力学特性的影响。在此基础上，探究了钻压和驱动转速，钻井液密度和地温梯度对钻柱系统最小速度的影响规律。研究结果表明：增大钻压与钻井液密度会加剧钻柱系统振动程度，造成钻头粘滑振动；增加转速可以抑制粘滑振动；随着地温梯度的增加，会使钻头跳钻问题与粘滑振动更为严重；合理选择钻压与驱动转速能够避免粘滑振动，提高钻进效率；钻井液密度与地温梯度对钻柱系统的影响使得其最小速度呈现出一种非线性、无明显规律的特征,需要根据现场工况，结合模型进行参数优选。

为了深入探究齿厚偏差对谐波减速器动态性能的具体影响。本研究采用跨棒距测量法以准确测定谐波齿轮齿厚，反映齿轮齿侧间隙的变化情况。基于此，设计了齿厚偏差振动实验，并将实验分为若干组。通过对各分组进行扭转振动测试，对比了不同齿厚偏差及转速下谐波减速器的动态响应，并进一步分析了谐波减速器的扫频特性及其信号频率成分。研究结果表明：在谐波减速器振动加速度频谱中，其偶数倍频的出现较为显著。低速时，振动主要由系统共振激发；额定工况下，最大振动频率接近柔刚轮啮合频率2倍，且振动有效值随齿厚偏差的增加而增大；高转速下，齿厚偏差显著影响二倍频和四倍频。频率阶次分析显示，二倍频在中转速区较为突出，转速超过3800r/min时，四倍频逐渐成为主要频率的趋势。通过优化柔刚轮配合可以有效控制其工作转速区间和振动。

为了研究全功率变速抽水蓄能机组甩负荷工况下的动态特性和安全性问题，本研究在基于特征线法构建的抽水蓄能机组调节系统精细化模型基础上，结合全功率变速机组的变速特性，首先，探究了不同初始运行转速下全功率变速机组在600m和额定水头工况的甩负荷过程中的水力特性演变规律；然后，分析了不同导叶关闭规律下定速机组和全功率变速机组甩负荷过程中的水力特性。通过对比两种机组的甩负荷关键性指标，评估了全功率变速机组在甩负荷工况下的安全性。结果表明，全功率变速机组的初始转速越低，在甩负荷工况下的安全稳定性越强；在导叶拒动情况下，全功率变速机组与定速机组的转速、蜗壳压力、尾水管压力均发生振荡，且两种机组安全性大致相同；在具有不同关闭速率的直线关闭规律工况下，全功率变速机组甩负荷过渡过程的安全性优于定速机组；而“先快后慢”导叶关闭规律中的两个关闭速率、导叶开度拐点以及“先慢后快”导叶关闭规律中的导叶开度拐点都会降低全功率变速机组甩负荷过程的安全裕量，不利于运行的稳定性和安全性。研究成果可为全功率变速抽水蓄能机组的甩负荷运行提供决策支持。

提出了一种考虑齿轮转子、啮合界面、柔性轴系、轴承等结构变形的含空间闭环结构的面齿轮分汇流传动系统(face gear split-torque transmission system, FGSTTS)的柔性多体动力学模型(flexible multi-body dynamic model, FMDM)，采用定步长Newmark数值积分法求解动力学方程并研究了固有特性及振动响应。其中，齿轮轮体建模成考虑陀螺效应的刚性转子单元；面齿轮啮合界面建模成含时变啮合刚度、静传递误差(transmission error, TE)以及分段啮合间隙的啮合单元；齿轮轴建模成含高速陀螺效应的Timoshenko梁单元；轴承建模成6自由度(degrees of freedom, DOF)的支撑单元。研究表明，只有当FGSTTS中10对齿轮副的振动于同一转速同时跳跃时，才会导致系统进入振动分岔或混沌，这种性质降低了闭环齿轮系统进入振动分岔或混沌的风险。

传统结构设计通常将极端偶然荷载分开考虑，没有考虑序列灾害先后作用对结构的不利影响。本文基于典型“站桥合一”工程，采用双线性模型模拟混凝土的损伤及裂缝的发展，并利用侵蚀准则考虑混凝土刚度及强度的退化，利用已有成果对单一地震和单一冲击荷载下的计算方法进行验证，并在此基础上提出考虑强震并发冲击序列荷载作用下地铁车站动力响应计算方法，通过对比分析探讨车站结构动力响应规律。计算结果表明：（1）震后强地表冲击会进一步加剧车站结构的损伤，甚至发生局部坍塌，主要体现在结构最大裂缝宽度和数量增加；（2）靠近冲击点一侧的中柱和顶梁跨中是车站结构的最薄弱部位，在站桥合一实际工程中应加以重视。论文所提出的计算方法和初步的研究成果可为站桥合一这类特殊结构形式在序列灾害下的设计和保护提供支撑。

独塔部分地锚式斜拉桥结构布置复杂，其地震响应规律和特征不清楚。基于某实际独塔部分地锚混合主梁斜拉桥，建立了全桥有限元模型，开展了桥梁动力特性和振动模态参与特性分析，基于反应谱法研究了桥梁单向地震作用下内力和位移响应的模态参与机制。研究表明，主梁和索塔地震响应与地震激励方向呈现强相关性，该桥在顺桥向地震作用下的结构响应明显小于横桥向地震作用。横桥向地震激励，低阶模态对地震响应贡献显著；顺桥向地震激励，主梁轴力和顺桥向位移由主梁纵飘主导的全桥第35阶模态显著贡献，主梁和索塔其余主要内力由多阶主梁竖弯耦合索塔纵弯模态贡献；竖向地震作用下，主梁轴力由主梁第1阶竖弯模态主导，其余主要内力和竖向位移由多阶主梁竖弯模态贡献，索塔轴向变形耦合主梁竖弯的全桥第68阶模态对索塔轴力贡献较大。研究揭示了独塔部分地锚式混合主梁斜拉桥不同于传统自锚式斜拉桥的地震响应特征和模态参与机制，明确了该桥抗震设计的重点位置，表明高阶模态对该桥型地震响应的贡献不可忽略。研究能为类似桥梁抗震设计提供有益参考。

为研究倾斜砖石古塔的地震响应特征，以陕西省旬邑泰塔为研究对象，采用离散元软件3DEC建立了倾斜、未倾斜塔体模型。计算塔体结构动力特性，并与原位动力测试结果对比；输入三向El-Centro波、Taft波和兰州人工波，计算了结构地震响应，分析了塔体在地震作用下的损伤演化及倒塌破坏过程，明确了其易损区域及倒塌模式。结果表明，初始倾斜造成塔体底层应力分布不均，局部刚度突变导致结构加速度响应增大；顶层因鞭梢效应及倾斜后重心偏离中心的影响，位移响应最为显著，易出现塔身开裂、块体掉落现象。因古塔结构中块体间接触面抗剪强度低，地震中易发生剪切滑移破坏，破坏过程为自塔顶向下逐层扩展。倾斜角度对塔体地震响应影响明显，底部楼层剪力最大，且古塔结构剪力分布受竖向荷载的影响较大。在高烈度地震作用下，倾斜塔体的破坏状态由剪切形变转变为弯曲形变，古塔结构倒塌模式为逐层垮塌，结构楼层位移响应突增。研究结果为明确倾斜砖石古塔地震危险性分析提供了参考。

近断层地震动普遍具有典型的速度脉冲特征，会对拱桥产生格外严重的危害。为深入了解近断层地震动对拱桥地震响应的影响规律，首先提出抗震Meta-analysis（Seismic Meta-analysis, SMa）的分析方法，该方法是一种基于现有研究数据开展二次量化分析的全新路径；之后从SMa的分析主题设定、研究数据收集与分类、分析框架、量化分析理论、量化指标选取、分析结果解读全面阐述了SMa的逻辑流程；进而就近断层与非近断层地震动对拱桥地震响应的影响，从响应差异判断、响应差异影响程度和细分因素影响效应三个方面进行对比研究；最后收集了98项研究中总计2137组独立样本开展二次分析，验证了SMa方法的可行性，同时指出了两类地震动对拱桥地震响应影响的典型差异。研究表明：SMa能在脱离现有结论限制的崭新视角开展二次量化分析，且针对现有研究不足，SMa具有拟定新主题的自由度，进而开展补充分析；在地震动强度0~0.6g范围内，两类地震下主拱各项响应的差异程度随地震动强度增加而提升，而当地震动强度超过0.8g后响应差异有明显下降；位移响应和拱桥横桥向响应受近断层地震动的不利影响最为显著；向前方向型地震动是对拱桥最具危害的一类近断层地震，近断层地震动对拱桥横向位移的影响与跨径的增长呈显著的正相关。此外，当前有关拱桥类型、服役年龄、成桥初始状态等因素的影响需要进一步探索，同时针对近断层地震动不利影响的减隔震研究也较为欠缺。本文首次在桥梁抗震和土木工程领域引入Meta-analysis方法，具有广泛的参考价值。

爆炸下钢框架结构可能发生损伤甚至倒塌，为便于灾后尽快做出结构修复或拆除的决策，亟待研究钢框架结构爆炸损伤程度快速准确评估方法。当前用于结构爆炸响应快速分析的子结构方法在确定边界条件时需建立整体结构模型，且子结构选取范围过大，导致计算效率低；针对整体结构，尚未提出有效的损伤评估方法。基于此，本文首先研究用于钢框架结构爆炸响应快速分析的子结构方法，包括子结构范围选取和边界条件确定，验证子结构方法的准确性和高效性；基于子结构方法分析不同参数钢框架结构的爆炸响应规律，建立结构损伤指标和多构件爆炸响应之间的关系，提出基于多构件响应的结构爆炸损伤评估方法，验证该评估方法的准确性和高效性。结果表明：对于典型钢框架结构，基于子结构的和整体结构的钢框架结构倒塌机制和破坏模式基本相同，两者损伤程度相差仅约10%，快速评估方法计算效率提高了96%。

竖向减震系统已在工程中的大量应用，摆式悬挂减震系统是其中一种有益的尝试，但在实用过程中存在力学行为量化及缺少统一理论模型的难题，亟需开展相关的理论和试验研究。为此，论文针对一种新型摆式悬挂系统，给出了等效集总参数模型的基本假定，基于拉格朗日方程推导了三种摆的动力学模型，分析了系统固有频率及其影响参数，同时基于ADAMS软件分析了三种摆的动力特性和减震效果。研究表明，在小位移条件下，双摆和限位弹簧摆为线性系统，弹簧单摆是一种非线性系统，且弹簧单摆比前两种的频率成份更为丰富；仿真结果与理论分析的固有频率相差小于5%；地震波作用下，弹簧单摆的位移响应较小，双摆的加速度响应较小；冲击波作用下，限位弹簧摆的位移和加速度响应均最小。

为研究云南地区穿斗式木结构传统民居中的半燕尾榫式复合榫卯节点抗震性能，采用松木和杉木两种木材制作了两组（共六个）1:2缩尺的榫卯节点模型进行低周反复加载试验。研究表明：半燕尾榫式复合节点破坏形式主要为木材因横纹受压在榫头、穿枋、卯口处发生嵌压现象，榫头和穿枋发生折断、劈裂，卯口内部因挤压严重破坏，卯口外侧受剪劈裂伴随木块翘起，最终导致榫头脱出卯口，节点模型失去承载能力。其中，杉木模型破坏情况比松木严重，但表现出较好的抗震性能；松木和杉木的滞回曲线较为饱满，捏拢现象明显，模型榫卯间滑移明显，且模型构件之间产生滑移并随转角增大而增大；模型骨架曲线呈不对称的“S”形，表现出较强的弹塑性；刚度在试验前期下降较快，随后下降速率逐渐变缓，杉木模型的刚度大于松木模型，其刚度退化系数也小于松木模型；模型耗能曲线走势平缓，节点模型具有较强的稳定性且持续耗能。研究可为木结构建筑的维修与保护提供参考。

掏槽爆破是岩巷掘进爆破的关键。针对断面爆破炮孔利用率低、进尺小等问题，基于超深爆破原理，建立超深爆破三维模型，分析爆破抛掷过程中的动阻力，利用一维方向抛掷平衡关系，推导出在极限平衡状态下超深系数与孔深的数学关系，分析超深系数变化对掏槽爆破效果的影响；利用光滑流体动力学—有限元（SPH-FEM）耦合模拟不同超深模型槽腔变化规律，最后通过现场试验运用超深爆破技术，对比不同超深值爆破方案与原方案爆破效果的评价指标。研究表明，随着超深系数增加，断面炮孔利用率呈现出先提高再降低的趋势，超深系数在0.11~0.15范围，对爆破效果提升较为明显，超深系数变大，岩石间夹制作用使破碎岩石抛掷困难，导致槽腔体积减小；实践表明：岩巷在超深系数0.12~0.15范围，岩巷断面单循环进尺有100mm~150mm的提升，炮孔利用率提高了4%~6%，孔深与超深的精确匹配在取得理想爆破效果的同时，还具有良好的经济效益。

杀爆战斗部在多种防空反导武器系统中得到了广泛的应用，此类战斗部主要通过爆炸冲击波和破片两种毁伤元对来袭导弹目标实现高效毁伤。为研究不同爆炸场景下爆炸冲击波/破片毁伤元对导弹目标的耦合毁伤能力，选取圆柱型壳体作为效应靶，基于爆炸冲击波和破片的速度变化公式及运动特性提出了可以划分不同爆炸作用场的计算方法，并引入LBE(LOAD_BLAST_ENHANCED)算法实现了爆炸冲击波/破片协同作用下对圆柱型效应靶耦合毁伤工况的有效模拟。研究表明：爆炸冲击波/破片耦合作用场的毁伤效能对效应靶的强度较为敏感，增加效应靶的材料强度是提升自身防护能力的关键因素。在初始爆炸参数相同的前提下，杀爆相关作用的毁伤效能最高，约为冲击波单独作用的1.06~5.26倍，杀爆联合作用的毁伤效能约为冲击波单独作用的1.06~1.44倍。

针对当前巷道防冲液压支架控制围岩深度浅，防治巷道围岩冲击破碎效果差难题，提出一种新型周期性混杂多胞结构填充纳米化薄壁管构件，以增强防冲液压支架的抗冲击性能和围岩控制效果。利用有限元软件探究了冲击荷载下其变形模式、承载能力以及吸能特性的动态响应规律，并与传统多胞结构进行了对比。在此基础上，分析了多胞结构截面角度、壁厚，纳米化布局、程度等几何参数对其结构的影响。研究结果表明，周期性混杂多胞结构填充纳米化薄壁管具有优异的防冲吸能特性，表现出较高的初始峰值力、平均压溃力和吸能量，且变形模式更稳定。随冲击速度的提高，增大壁厚、纳米化程度均使结构在受到轴向冲击载荷时承载能力和吸能更优。此外，基于Wierzbicki理论和Gibson-Ashby理论建立周期性混杂多胞结构填充纳米化薄壁管的平均压溃力预测模型，可有效预测冲击过程平均荷载变化。

爆炸应力波在岩体空腔中传播时会发生散射和动应力集中而影响爆破效果。为探究爆炸荷载作用下岩体空腔表面的动力响应规律，基于爆炸动力学理论，计算得到岩体空腔表面动应力场的理论解，并探究了空腔半径、爆源与空腔间距、入射波频率对岩体空腔周围动应力分布的影响规律。结果表明：爆炸应力场中空腔边界处动应力因子δθθ与δϕϕ关于XOY平面对称，其最大值偏向爆源；动应力因子δθθ曲线呈“花瓣状”，在θ=±72.19°时δθθ达最大值2.62，而动应力因子δϕϕ曲线呈“葫芦状”，其最大值发生在θ=180°处；动应力因子峰值2、峰值5和峰值3随空腔半径的增大而增大，峰值1和峰值4则逐渐减小；随着R0的增大，峰值2、峰值5和峰值3则呈逐渐减小趋势，在R0>12m后逐步趋于稳定；动应力因子峰值1和峰值4随着入射波频率的增大呈先增大后减小趋势，而峰值2、峰值3和峰值5则不断增大。研究成果可为工程爆破的参数优化设计提供理论依据。

为研究爆破作用下岩石动态断裂行为，采用有限元方法模拟了砂岩在单双孔爆破作用下裂纹扩展与贯穿过程。首先利用已有实验数据，计算得到砂岩的多项式状态方程系数，并基于Hoek-Brown准则，获取了Johnson-Holmquist（JH-2）本构模型参数。通过对单孔爆破内外部作用模拟，结果能较好地再现了粉碎区和裂隙区特征，成功验证了多项式状态方程、JH-2本构模型及其材料参数在动态裂纹模拟的可靠性。双孔爆破模拟结果表明：不同孔距和延期时间下，大多数模型孔间裂纹贯穿；同时发现，延期时间对裂纹扩展与贯穿有一定影响，主要表现在先起爆炮孔压缩应力波对后起爆炮孔的裂纹有一定抑制作用，阻碍孔间裂纹相互贯穿。裂纹贯穿主要存在三种形式，即直接贯穿、间接贯穿和混合贯穿，其中在间接贯穿过程中环向裂纹的作用是桥接上下交错的径向裂纹。最后，进一步分析和探讨了裂纹交错和贯穿机理，认为这两种现象的发生主要取决于两裂尖应力场分布和相互影响。

连体高层建筑具有多模态参与振动的特点，其风致响应往往需采用风洞试验风荷载时程进行时程分析，带来大量人力及计算资源的消耗。采用风荷载谱等效带宽内的平均值来代替共振频率处的值来计算共振响应，提出了基于风洞试验风荷载谱的快速计算连体高层建筑风致响应方法，可考虑多模态参振，计算效率显著提高。对某实际连体高层建筑开展风洞试验，分析了其风荷载特征及风荷载谱的相干函数，得到的结果高于荷载规范。最后利用所提出的方法进行了风致响应分析，并研究了连体高层建筑的各模态对共振响应分量的贡献。分析表明，基于风洞试验风荷载谱进行快速计算获得的结果与采用风洞试验风荷载时程进行时域分析所获得的结果一致，验证了该方法的可靠性。该连体高层建筑在侧向风下，下游塔楼会受到波动较大的横风向风荷载并相应产生较大的响应。对于该连体高层建筑，选取前3阶模态可获得较为准确的结果。

为寻求对含有复杂噪声成分的桥梁健康监测数据进行降噪的有效手段，基于动态模态分解法(Dynamic Mode Decomposition, DMD)，提出了一种基于流形约束的动态模态分解(manifold constrained DMD, mcDMD)桥梁动态监测信号分解重构方法。为改善DMD噪声鲁棒性较差的问题，基于桥梁结构的状态方程及其卡尔曼滤波估计，首次明确了DMD系统矩阵的流形约束。最后，利用密集模态模拟信号、一座大跨度斜拉-T构组合桥以及一座大跨度重力锚式悬索桥的动态监测信号对所提方法的降噪效果进行了验证及对比。研究结果表明：提出的mcDMD方法在各类动态信号分解重构方法中的降噪表现更优，并能较好保留实际桥梁结构动态监测数据的有效信息。

采用模式分析方法分析了无耦合状态、临界耦合状态、耦合状态三种不同状态下半平行钢丝索中的导波频散特性，并对半平行钢丝索索内钢丝的真实耦合状态及对导波频散特性的影响进行了试验验证。结果表明：由于索内钢丝间相互耦合，F(1,1) 模态波速上升，频散减弱，T(0,1)模态波速降低，L(0,1)模态存在一处明显的陷波频带，使得L(0,1)分离成L(0,1)a和L(0,1)b两种模态。随着索内钢丝数量的增加，陷波频带逐渐下降，而T(0,1)模态频散特性受缆索规格的影响较小。相比于L(0,1)a，L(0,1)b模态的轴向位移向外围钢丝集中，同时在外围钢丝中出现了明显的周向位移。低频L(0,1)a模态频散特征受钢丝相互耦合的影响较小，即使钢丝间的法向挤压力较大时，其频散特性仍与无耦合状态一致。由于半平行钢丝索索内钢丝捻角较小，索内钢丝间的法向接触力极小，索内钢丝间的相互作用较弱，索中导波的频散特性与单根自由索内钢丝一致。

为了揭示实际服役状态下不同沥青路面结构动力响应的变化规律。本文以刚性基层结构、半刚性基层结构、倒装结构以及全厚式沥青路面为研究对象，分析了沥青路面结构动态响应的共性和特性以及多因素综合作用下竖向应力的日变化规律。研究结果表明，在加载初期，刚性基层和半刚性基层沥青路面的竖向动应力突变位置均出现在底基层底部，而随着年份增长，突变位置逐渐上移；相比之下，全厚式沥青路面的突变位置则呈现相反趋势，随年份的增长自上而下发展。对于沥青层厚度为12cm的刚性基层沥青路面，基层强度越大，下面层底部竖向动应力越大；然而，对于沥青层厚度为18cm的半刚性基层沥青路面，基层强度越大，下面层底部竖向动应力越小。在多因素综合作用下，在面层和基层范围内，竖向应力的日变化比较剧烈，在基层以下，竖向应力的日变化幅度较小。在结构层底面，半刚性基层沥青路面竖向应力的日变化可采用Bigaussian函数近似描述；竖向应力的日累积频率呈双S形曲线分布，可采用Bidoseresp函数预估竖向应力的日累积频率分布规律。

钢箱桁组合梁是近年来出现的新型主梁形式，有整体刚度高，跨中挠度小等优点，逐步应用于大跨度高铁桥梁。但由于桁架杆件和箱梁之间的气动干扰，使其气动性能难以评估。同时为了使列车获得较好行驶稳定性，通常需要安装风屏障，这使得车桥系统间的干扰变得更加复杂。为了明确钢箱桁的气动性能并研究风屏障对钢箱桁铁路桥涡激振动及列车风载荷的综合影响，以某大跨度钢箱桁斜拉桥为工程背景，通过1：47节段模型风洞试验，分别研究了风屏障对车桥系统中列车的气动力系数及主梁的涡振性能的影响。结果表明：钢箱桁主梁具有较好的涡振性能，无风屏障时主梁未发生涡激振动现象，安装风屏障会对钢箱桁的涡振性能产生不利影响；风屏障会对列车的气动力特性产生明显影响，在透风率固定时随着风屏障高度的增加列车的倾覆力矩系数逐渐减小，增加透风率会使倾覆力矩增加；在主梁斜腹板或底板上设置竖向稳定板能够降低因安装风屏障引起的涡振响应，随着风屏障透风率增大主梁涡振振幅会进一步减小。

地铁提速是未来城市轨道交通发展的一个重要趋势，而曲线线路则是地铁提速的瓶颈之一，长期服役过程中所产生的车轮磨耗问题，必然会给车辆曲线运行的稳定性带来挑战。为了掌握长期服役过程中提速地铁车辆的曲线运行性能，通过调研分析了某地铁车辆的车轮半径和车轮廓形磨损情况，建立了考虑车轮磨耗的地铁车辆曲线通过动力学模型，研究了车轮半径与廓形磨损对地铁车辆在曲线线路上的横向运动稳定性影响。在此基础上，针对提速地铁车辆面临的蛇行失稳问题，指出加装抗蛇行减振器的必要性。结果表明：针对长期在曲线线路上运行的车辆，车轮廓形的异常磨损产生了整体较大且带有波动性突变的等效锥度；较大的等效锥度有利于车辆通过曲线，但在波动性突变的耦合作用下，可能会导致车辆端部在通过圆曲线时出现蛇行失稳问题，因而较大锥度是影响稳定性的主要因素，锥度的波动性突变则是影响稳定性的次要因素；安装抗蛇行减振器能够有效地解决地铁车辆曲线运行横向失稳问题。论文工作对服役地铁车辆在曲线上进一步提速面临的横向稳定性问题具有一定的参考价值。

为改善履带车辆行驶平顺性，提出一种带有液压互联的扭杆油气混合悬架。建立半车动力学模型与液压系统的机液耦合理论模型，与Adams和Amesim联仿真模型进行对比分析。根据履带车辆的不同位置悬架对车辆的影响和液压互联悬架的特性，设计不同互联方式，研究不同互联方式和参数的液压系统对车辆行驶平顺性的影响。研究表明：①6轴互联比4轴互联会有更好的示功特性，从而减少车身位移加速度均方根。但是互联会降低悬架的独立性，过度耦合，增加车身的俯仰角速度均方根。随着车速增加，同侧腔互联通过分配载荷，降低俯仰角速度均方根；②液压系统初始压力和液压缸内径对平顺性影响较大，蓄能器的体积对平顺性影响较小。

针对液体火箭发动机小直径管路系统中的多联卡箍结构，将其离散为多个一端共节点的广义空间弹簧单元，另一端分别连接至由铁木辛柯梁单元建立的各管路上的节点。以卡箍静刚度试验结果为初值，通过基于特征振型的刚度参数修正方法对多联卡箍等效模型中广义空间弹簧单元的各向刚度参数进行修正，从而建立了典型多联卡箍的等效动力学模型。最后，通过模态试验测量了发动机中典型管系的模态频率，同时分别建立了管系等效动力学模型和实体动力学模型并进行了模态仿真。结果表明，在1000Hz内，试验测量频率与等效模型计算频率的平均偏差为1.46%，大幅低于与实体模型间10.27%的平均偏差。结果验证了多联卡箍等效建模方法的有效性及所建立等效动力学模型的准确性。

为显著改善被试品在轨力学环境，基于空气弹簧设计了适用于火箭橇的减振系统。通过建立空气弹簧理论模型联立减振系统运动方程非线性求解，获得了减振系统动态响应，并采用全尺寸原理样机振动台试验验证了预示的准确性。理论分析表明，在实测时域信号激励下，以设计指标及安全性为边界，空气弹簧的许用充气压力范围为0.20MPa~0.47MPa；在0.4MPa充气压力下，减振系统可将冲击峰值由1900g衰减至18g，对频域高于50Hz的激励信号具备极好的减振效能。

为实现生产噪声环境下小样本、多型号的轴承套圈磨削烧伤现象的有效识别，避免不合格零件流入装配环节，提出一种多元模态分解（multivariate variational modal decomposition，MVMD）和残差神经网络（residual network，ResNet）相结合的轴承套圈磨削烧伤识别方法。首先，利用灰狼算法（grey wolf optimized，GWO）对MVMD进行参数寻优，筛选本征模态函数（intrinsic mode function，IMF）进行信号重构，实现多元信号联合去噪；其次，将去噪后的信号利用格拉姆角场（graham's angle field，GAF）转换为二维图像并进行多通道融合，获得RGB融合特征图；然后，将其作为输入构建融合多注意力的识别模型GMVMD-ECA-ResNet-MA进行磨削烧伤特征提取及分类，再使用不同型号轴承套圈数据并微调基础模型权重参数，进行迁移学习，实现轴承套圈多型号烧伤识别。最后，实验结果表明：GMVMD-ECA-ResNet-MA在仅有少量训练样本的情况下，烧伤识别率依然可达90%以上。与其他模型进行对比，两组迁移任务中所得模型的平均识别准确率分别为94.44%与95.83%，因此，本文所提方法得到的模型在生产噪声环境下具有更高的识别准确率和更强的泛化能力。

针对传统轴承故障诊断方法中存在的依赖专家经验、特征提取困难、准确率不高等问题，提出一种结合故障冲击增强与双通道融合的自适应神经网络诊断方法。首先，将振动信号通过最大相关峭度解卷积转换为故障冲击增强的信号。其次，将网格搜索算法引入卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)-Transformer-双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory network, BiLSTM)中，双通道CNN-Transformer用来提取信号的局部和全局特征信息，BiLSTM则用来提取双通道特征融合的时序信息，从而自适应识别轴承的故障状态。最后，通过全连接层输出故障分类诊断结果。实验表明，本方法自适应识别多工况轴承故障，展现了较强的鲁棒性与泛化能力。

针对二维超声图像存在检测结果不直观、定量误差大等问题，提出一种基于自适应阈值的缺陷三维超声成像方法。通过自动化检测系统采集超声数据，根据扫查步长和A扫信号序列关系计算超声数据点的空间位置并生成超声体数据。通过大津法(Otsu)计算超声体数据的类间方差，实现缺陷区域的自适应阈值分割和提取。利用数学形态学滤波抑制非目标信号和声波散射造成缺陷边缘模糊效应。最后通过移动立方体算法(Marching Cubes，MC)生成内部缺陷的三维图像。建立了不同深度圆形缺陷超声检测仿真模型，分析了不同阈值对缺陷三维成像的影响。对含横通孔的试块和平底孔试块进行自动扫查并利用本文方法得到了三维图像，结果表明，与6dB下降法相比，自适应阈值缺陷三维成像算法将远场区中直径3mm的横通孔的误差由81.5%降低到5.3%。本文能够准确地重建缺陷的位置、形状与尺寸信息，实现工件内部缺陷的精确表征。

移动麦克风阵列波束形成技术是一种有效的声源定位方法，能够显著降低麦克风阵列所需的麦克风数量，进而减少成本。然而，在当前的移动麦克风阵列波束形成技术中，离散频谱分析步骤中获取未知声源频率时存在频率误差的问题，常常导致声源定位的不准确。为解决这一问题，本文提出了一种基于频谱校正理论的移动麦克风阵列波束形成算法。该算法利用频谱校正理论获得更为精确的声源频率，以用于波束形成算法的计算过程，从而有效解决了传统方法中定位错误的问题。通过数值模拟实验和实测实验，验证了本算法的有效性。