为了拓宽吸振器的工作频带，提高吸振器的减振效果，研制了一种通过调节自身的几何参数来调节其固有频率的机械式频率可调动力吸振器，并设计了相应的控制方法。对吸振器的减振特性进行了理论分析。建立了多模态系统的力学模型，利用子结构导纳综合法对系统进行了仿真计算。在多模态实验平台上对该吸振器的减振效果进行了试验研究，结果表明该吸振器减振效果好，实验结果与理论结果吻合良好。
建立了大跨铁路斜拉桥的三维有限元整桥模型。利用子空间迭代法求解无阻尼自由振动的特征方程。分析计算了整桥频率和有车频率及其振型的变化趋势，模拟计算结果显示各阶有车整桥频率低于相应的无车整桥频率，并且振型也由整桥无车时，垂直面与水平面两个独立平面的振动，演变成有车时，竖向挠曲与横向弯扭的空间藕合，本文亦研究了不同停车位置和不同列车长度对斜拉桥的自振频率的影响，随着停车位置的变化，有车整桥频率发生波动，列车进桥、出桥时，整桥频率分别单调下降、上升；列车停于桥中和桥塔处，整桥频率出现驻值点，随着拖车数目的变化，有车整桥频率亦发生变化，一般趋势是：随着拖车数目的增加各阶有车整桥频率将会降低，而其变化趋势不受拖车数目影响。
关键词：铁路斜拉桥；有限元法；自振频率；振型
为在模态参数辨识中更好地区分虚假模态与物理模态，对传统时域子空间方法的稳定图进行了改进。改进的稳定图利用了由输出信号的自相关函数重构的Hankel矩阵，认为系统阶次固定，模态特征的变化趋势随数据量的增加而体现。在稳定图中引入了可表征各阶估计模态贡献量大小的分量能量指标（CEI）作为判断模态特征稳定性的判据之一，以剔除虚假特征。通过对一个受噪声污染、具有密集模态的振动仿真系统进行辨识，可从改进的稳定图中可以看到物理模态随数据量增加仍保持稳定，且对应于较大的CEI值，虚假模态的表现则明显相反，验证了该改进的子空间方法的稳定图的正确性和有效性。
基于二分之一的四自由度车辆振动模型，把路面简化成Kelvin地基上Euler梁，通过非线性动态轮胎力，建立车路耦合系统的分析模型及其动力平衡方程；通过轮胎和路面的位移协调条件对耦合方程进行解耦，采用模态叠加法和New-mark积分法对耦合方程组进行求解。数值分析表明：轮胎作为参振子系统对路面的影响基本可以忽略不计，考虑轮胎作为参振子系统下车体的最大竖向位移是没有考虑情况下的1.2倍左右。并对车辆运动初速度、加速度、以及路面不平顺对车体振动影响进行了分析。
若信号的信噪比较小,经验模式分解不能正确分解出基本模式分量,分量中含有伪分量。根据此种情况,提出一种核主分量分析与经验模式分解相结合的方法。该方法首先建立信号相空间,利用核主分量分析方法提取相空间的核主分量,然后利用投影逆过程将得到的核主分量逆向投影回原相空间，从而重建信号相空间。最后对重建的相空间所对应的信号作经验模式分解。此方法可以有效消除噪声和冗余对经验模式分解的影响,提高经验模式分解的适应能力保证分解的有效性,确保其能够分解出正确的基本模式分量。通过工程实例进一步验证了该方法的可行性。
信号分析与处理是机械故障监测与诊断中故障提取的常用方法，传统的振动故障分析方法难以满足频率随时间变化的非平稳信号的要求，联合时频分析是非平稳信号比较有力的分析工具。该文以转子实验台的典型振动故障信号为研究对象，分析研究了几种时频分析方法如STFT、Wigner-Ville分布、小波变换和Hilbert-Huang变换。对比结果表明：STFT和Wigner-Ville分布的时频分辨率是矛盾的，易出交叉项或使信号变得微弱；小波分解会出现多余信号；Hilbert-Huang变换的时频分析能够直观检测信号中的微弱奇异成分，清楚给出时频分布情况，为旋转机械状态监测和故障诊断提供了新的手段。
针对齿轮传动系统的动态传递误差、单双边冲击状态、脱齿、拍击及混沌现象等复杂非线性动力学问题，在同时考虑齿侧间隙、轴承间隙、时变啮合刚度及齿面摩擦等非线性特性的基础上，首次提出一种基于有限单元法的多间隙耦合齿轮传动系统的非线性动态特性分析方法。以某单级斜齿轮传动系统为例，利用大型通用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立耦合系统动力学模型，分析支撑状态下耦合系统的非线性动态特性，研究了不同转速及负载力矩对耦合系统非线性动态特性的影响规律。结果表明有限单元法能在满足高精度分析的条件下求解各种复杂工况的齿轮系统非线性动力学问题，为进一步研究齿轮传动系统非线性动力学问题提供有力工具。
研究带有环形刚性隔板的部分充液刚性圆柱罐中液体的微幅晃动特性。将复杂的液体域分割为若干个形状简单的子域，分别研究各子域内液体运动的势函数。利用叠加原理和分离变量法，可得到每个子域内液体所对应的振型函数的一般解。由液体子域界面处的连续条件以及自由表面处的表面波条件，得到含有待定系数的级数方程。对方程作Fourier和Bessel展开，即可求得液体的固有晃动频率和振型函数。数值结果与基于变分原理的Galerkin法以及有限元法的结果分别进行了比较，显示出很好的一致性。
将电压的切换时间作为可调参数，本文提出了基于位移反馈的改进的Bang-Bang控制算法。建立了磁流变阻尼器对拉索减振的半主动控制的有限元模型以及基于dSPACE、MATLAB/Simulink和磁流变阻尼器等工具的半主动控制试验平台，从有限元数值仿真和试验实测两方面分析了改进的Bang-Bang控制算法和最优被动控制对拉索减振效果的影响。理论计算和试验实测结果都表明改进的Bang-Bang控制对拉索的减振效果优于最优被动控制，同样优于经典的Bang-Bang控制算法；半主动控制时阻尼器输入电压的切换时间对拉索系统的减振效果至关重要。
现代控制理论在工程结构振动领域中的应用性不强主要是因为其考虑的实际约束条件太少，本文就该问题进行了研究。首先根据建筑结构力学原理，建立了包含控制输入滞后、执行器故障、参数不确定等的结构系统状态模型。然后基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法给出了一个可满足多约束条件的时滞依赖型鲁棒H∞容错主动控制算法。通过对一个四自由度建筑结构模型在 EI Centro 地震波作用下振动的主动控制仿真，验证了本文所提方法的可行性，可用于工程结构的振动控制。
为研究多轮荷载作用下对道面结构的响应，以ABAQUS分析软件为基础，采用多层结构的线弹性材料，建立了9块水泥混凝土面层板的“软弱地基-道面结构-飞机轮载相互作用” 三维有限元模拟模型，建模过程中考虑了纵向横向接缝的传荷能力，为大型飞机轮载作用下的道面结构体系及其力学响应研究提供了先进、可靠的分析平台。
文章结合结构动力学理论分析与地震模拟振动台的控制理论分析，给出东南大学4m×6m自行组装的单轴振动台的数学模型，并进行仿真分析，指出了系统在不同负载下的油柱共振及阻尼等参数；同时结合实际模型试验进行详细的试验分析。理论与试验的结果都证明了在这种组合模式的系统中，三参量控制能更加有效地改善系统动态特性，满足更多的试验要求。
液压冲击器是工程施工中常用的液压设备。其工作过程中运动部件的高加速度及惯性工作油压的特性，使得其与常规液压设备工作状况有很大区别。在液压冲击器的研究过程有必要快速准确地建立计算仿真模型。在AMESIM系统中基于功率键合原理搭建的液压冲击器仿真系统，综合考虑了液压冲击器主要功能和特点，可快速实现对冲击器主要仿真参数的计算。利用现有的YYG250型液压凿岩机的冲击器设计参数进行仿真后，计算结果与实测工况参数之误差在5%之内，说明了仿真模型的正确性和可靠性。该模型对不同系列的冲击器的参数设计和冲击特性研究提供了良好的平台。
研究了一种薄壁结构在耐撞指标下的轴向冲击吸能特性。采用非线性有限元软件ABAQUS对结构的冲击过程进行仿真，并结合径向基函数法(RBF)，根据耐撞性指标优化了这种吸能结构的截面，得到了较为理想的结构形式。数值结果表明采用该方法可以精确地确定优化参数，使结构比吸能（Es）得到明显提高。
对柔性悬臂板主动控制中作动器的优化位置进行研究，其中作动器采用压电形式，优化算法采用粒子群方法，指标函数采用基于能量的可控Gramian优化配置准则。仿真和实验结果显示，粒子群优化算法能够有效地对作动器的优化位置进行计算，尤其适用于多个作动器的位置优化问题，基于作动器最优位置的控制设计能够取得良好的控制效果。
根据截锥形弹体斜穿甲的破坏过程及破坏机理，提出了一种新的花瓣型破坏模式，推导了扩孔耗能、弹道极限及剩余速度公式。公式计算结果与有限元分析结果比较表明，两者吻合较好。
导引头伺服机构的动力学分析大多采用理想模型，较少考虑设计公差、制造误差、摩擦磨损等随机因素对系统动力学特性的影响，难以准确描述实际的动力学特性。为此，本文建立了随机激励下伺服机构的非线性动力学模型，综合运用随机平均法和点插值无网格法推导和求解系统的随机动力学FPK (Fokker-Planck-Kolmogorov)方程，计算得到了伺服机构的随机动力学响应，并且研究了摩擦参数对系统随机响应统计特征的影响，以为评价伺服机构的动力学特性提供理论依据。
对小波分析在基桩检测中的应用进行了研究，该方法利用传统的应力波反射法的测试数据，得到反映桩身中应力波传播的更多有用信息，消除了由实测信号直接读取反射波特性所存在的误差，具有较好的准确性和灵活性。
基于悬链线方程建立了大跨度悬索的索力与索端位移和索长之间的增量关系，同时推导出机器人末端执行器的位移偏差与悬索作用力增量之间的关系，据此构造出系统的动力学方程。采用李雅普诺夫法先对末端执行器上的合力设计反馈控制器，然后结合系统的动力学方程，构造出以索长调整量为控制输入时的非线性PD控制器。数值算例证明了控制算法的有效性。
实现试验数据的有效管理和数据重用并形成NVH试验历史支撑数据库，成为支撑NVH研究、提高NVH研究水平的迫切需要。在分析了汽车NVH试验数据特点和试验数据管理需求的基础上，提出了一套完整的支持商用测试系统和手工数据的汽车NVH试验数据结构化方法，针对数据单位统一定义、数据可视化、试验对象动态扩展等关键问题提出了解决方案，并开发了实用化的汽车NVH试验数据管理系统。对提高汽车NVH研究水平和工作效率、减少工程试验成本上有重要作用。这些解决方案也可供其他振动噪声工程或汽车工程试验数据的系统开发参考借鉴。
在对典型“联盟式”返回舱座椅局部改进的基础上，建立了能够吸收水平着陆冲击能量的水平缓冲杆支撑座椅模型。基于胀环式缓冲杆的缓冲原理和工作特性，定义了典型、极限水平着陆工况和水平缓冲杆设计要求；应用三部分设计方案和优化选择程序，分别设计了各段胀环长度相等和不相等的水平缓冲杆。座椅实例设计结果表明，综合了着陆工况、缓冲原理、工作特性和优化效率各个影响因素的设计方法，具有统一、全面和高效的特点；优化的水平缓冲杆支撑座椅，实现了同时缓冲头盆向和胸背向过载、适应更宽着陆工况的目的。
提出了一种改进独立分量分析(ICA)应用于时频图像的盲源分离问题。由于相似时频图像之间存在潜在的相关性，传统的ICA对于具有相关成分的时频图像盲源分离中效果比较差，本文利用互信息和峭度研究了图像子带之间的相关性和本身的非高斯性，选定特定的子带进行ICA分析。通过仿真时频图像的分离试验，说明此方法分离效果明显优于ICA分离效果，并将该方法应用于转子试验台的基座松动，不对中故障信号复合故障的时频图像中，成功获取了各自故障的时频图像，从而可以获得各自的故障特征信息。
以一维应力波理论为基础，运用ANSYS/LS-DYNA显式分析方法，对脉冲荷载作用下的码头基桩完整性检测进行了数值模拟，并对得出的模拟结果进行信号处理，总结得出一种新的码头基桩检测方法。最后将数值模拟曲线与实测曲线进行对比，发现两者取得较好一致，表明数值模拟和检测方法是可靠的，对提高码头桩基检测结果的准确性具有较重要的意义。
当高速列车通过时，将导致隧道出现振动现象。在此条件下，修建于富水黄土地基上的隧道能否满足振动安全要求，是困扰郑州至西安客运专线建设的难题之一，国内外没有任何经验可借鉴。为解决该问题，开展了模拟高速列车振动效应的激振试验，得出了不同激振频率下的振动速度在隧道仰拱结构深度方向、仰拱填充面横向和纵向的变化规律，也得出了隧底富水黄土中振动速度的变化规律。试验结果表明，隧道结构和隧底黄土中的振动速度均不大。综合分析后可以判定，列车引起的振动不足以对隧道产生明显影响，富水黄土隧道满足客运专线运营要求。
对近期民航飞机主起落架连杆插销螺栓失效原因进行分析，估计出飞机降落过程中插销螺栓承受的最大冲击载荷为698 MPa，采用Yamamoto方法分析计算得到插销螺栓每一个啮合螺纹的应力分布，利用有限元分析法建立了连杆插销螺栓连接的有限元模型，分析所有啮合螺纹的应力应变场。分析了冲击载荷对螺旋效果和螺纹啮合位置产生的影响，这为飞机起落架的校查及使用寿命预测提供了重要的依据。
