针对不同损伤程度的滚动轴承内、外圈故障，提出一种基于经验模式分解(EMD)和Lempel-Ziv指标的评估方法。EMD用于高效地分解信号，并结合能量与峭度条件找出蕴含故障本质特征的最优IMF分量，在此基础上分别计算最优IMF及其包络的Lempel-Ziv归一化值，再加权求和得到最终的Lempel-Ziv综合指标。由于EMD消除了噪声干扰，有利于准确揭示轴承恶化情况，并且指标本身受实验条件影响不明显，同时介于0和1的取值方便快速使用。轴承内、外圈故障实验证实：内圈损伤的Lempel-Ziv综合指标随故障加重递减，而外圈损伤相反，随故障加剧递增。同时还分别给出了内、外圈损伤情况下不同故障程度评估的Lempel-Ziv取值区间，能有效用于轴承故障程度的识别。
为了克服神经网络以及单输出支持向量回归算法在有限元模型修正中的不足，提出了基于多输出支持向量回归算法的有限元模型修正方法。根据5-折交叉验证法选择支持向量回归机的参数，用均匀试验设计法构造样本，联合结构的动力和静力响应数据作为输入，多个设计参数作为输出，以支持向量回归机逼近输入输出二者之间的非线性映射关系，然后利用支持向量回归机的泛化推广能力，求解设计参数的目标值。空间网格结构数值模型的分析结果表明，该方法能同时修正多个设计参数，在少量样本的情况下具有较高的修正精度，为有限元模型修正提供了一种新的探索。
共振解调是滚动轴承故障诊断中最常用的方法之一，然而其带通滤波器参数的选取通常比较困难。谱峭度法能根据峭度最大化原则自动确定带通滤波器参数，取得了一定的诊断效果，但由于滚动轴承的早期故障信号中含有强烈的背景噪声，诊断效果有时也不够明显。为此，本文提出一种基于EMD降噪和谱峭度法的滚动轴承早期故障诊断新方法，首先采用基于互相关系数和峭度准则的EMD降噪对采样信号进行预处理，突出高频共振成分，再利用谱峭度法选取最佳带通滤波器参数，最后使用带通滤波和包络解调进行故障诊断，并通过实际工程信号进行了验证。
研究了钢悬链立管(SCR)时域非线性动力分析用于疲劳寿命预估。随着海洋工业不断往深海进发，过去十年内钢悬链立管成为众多油田开发的优选方案。然而，对于钢悬链立管设计而言疲劳是个关键难题。钢悬链立管的非线性动力特性显著，与频域方法相比，时域分析能够模拟非线性水动力载荷以及结构的非线性特性。本文数值模拟了海洋环境载荷作用下SCR的非线性结构动力响应，利用S-N曲线对立管进行整体疲劳寿命预估。对影响SCR疲劳寿命的各参数进行敏感度分析，输入的敏感度分析参数包括拖曳力系数、浮力因子、海床土体硬度等，研究表明疲劳寿命的预估结果与这些参数相关，所给出的结论便于设计人员更好理解钢悬链立管动力特性，选择合适的参数用于立管疲劳设计。
振动系统工作在谐振频率处则其工作效率最高，但由于受到负载、温度等因素的影响，其谐振频率往往会发生漂移，为了实现对振动系统工作频率的自动调节，提高系统的工作效率，提出采用搜索振动系统速度阻抗的方法，在无需安装检测谐振频率传感器的条件下，实现振动系统谐振工作点的自感知，并能快速、方便地自动跟踪系统的谐振频率。设计了超磁致伸缩振动器，并给出了振动器机械阻抗的表达式；在分析超磁致伸缩材料磁-机耦合关系的基础上，建立了超磁致伸缩振动系统的速度、阻抗及所受外力的自感知模型；在研制的实验系统上，验证了振动系统谐振频率自感知方法的可行性与正确性。
