飞机的抗坠撞性能不仅受其自身结构设计的影响，还与飞机坠撞时的速度、着陆姿态以及道面环境等因素紧密相关。以典型民机全机结构为对象，建立全机坠撞动力学模型，并基于文献中的试验数据对模型进行验证。进一步开展不同坠撞速度、俯仰角、滚转角、道面环境等因素影响下的仿真分析，探讨不同因素对飞机坠撞响应的影响规律。结果表明：随着坠撞速度的增加，机身下腹部坠撞载荷初始峰值和平台载荷逐渐增大，机身变形范围和地板加速度峰值也逐渐增大；随着俯仰角的增加，坠撞载荷波形发生显著变化，初始峰值载荷显著减小，地板加速度峰值也逐渐减小，且中机身框段结构的地板加速度峰值随俯仰角的变化更为敏感；飞机局部机身结构的坠撞速度受飞机俯仰角影响显著，在飞机整体垂直坠撞速度不变的情况下，俯仰角越大，前机身框段的坠撞速度越大，总体呈现出从机头到后机身框段的非线性增大趋势；滚转角对飞机的坠撞载荷和机翼前缘结构加速度峰值影响较小，而对机身的地板加速度峰值有显著影响，机身下腹部靠近滚转方向的一侧变形增大，产生新的塑性铰；相比刚性道面，在黏土道面坠撞时，飞机垂向坠撞初始峰值载荷减小，航向坠撞初始峰值载荷显著增大；飞机坠撞后在黏土道面上砸出沟壑状变形，不同俯仰角下的沟壑形状和变形扩展过程显著不同；在黏土道面坠撞时机体变形和地板加速度峰值较小，相比刚性道面坠撞对乘员安全造成的风险更小。

瞬态工况下由转矩波动引起的Clunk噪声是轮毂电机驱动系统主要振动噪声问题之一，较大的转矩波动会使驱传动 系统产生扭转振动，严重影响乘坐舒适性和安全性。因此，开展轮毂电机驱动系统Clunk噪声研究，对于提升系统NVH性能具有重 要的工程意义。以内转子永磁同步轮毂电机驱动系统为研究对象， 分析了整车测试过程中出现的Clunk噪声产生机理。通过台架试 验研究，发现电机齿槽转矩引起齿与齿之间的冲击振动是导致Clunk噪声的主要原因。基于Masta软件建立了轮毂电机驱动系统的 多体动力学分析模型，通过试验数据结论验证了模型的有效性。利用控制变量法，分析了各参数对Clunk噪声的影响。通过关键参 数影响因素分析，得出转速大小和齿槽转矩大小对Clunk噪声的影响较大，提出了通过降低齿槽转矩来抑制Clunk噪声的控制方案。 通过转子斜极优化和谐波电流注入的方式，能够将转矩波动从3.8Nm降低至0.24Nm，达到了提升Clunk噪声的声品质的效果。通过 优化后的样件NVH试验，Clunk噪声水平明显降低，主观测评为可接受。解决了实际工程问题， 提高了轮毂电机驱传动系统的NVH 性能。

加强筋板壳结构在工程中有着广泛的应用，加强筋合理的布局可以有效提升加强筋板壳结构的刚度和承载能力。为了实现薄板结构最优的加强筋布局优化设计，提出了一种适用于多相材料的薄板加强筋结构的动态拓扑优化新方法。首先，基于等效刚度理论，将加强筋与基板分别设置为强、弱材料，以不同的抗弯刚度表征加强筋与基板；其次，采用Hilber-Hughes-Taylor-α（HHT-α）方法求解动力学有限元模型，并结合先离散后微分的伴随变量方法进行动态灵敏度分析；再次，通过角点简支方板的加强筋分布拓扑优化算例与传统方法对比，验证了薄板加强筋结构动态拓扑优化方法的有效性。最后，针对不同边界条件和载荷工况下的薄板结构，进行了单相和双相材料下加强筋动态拓扑优化设计。结果表明：提出的动态载荷下薄板加强筋结构拓扑优化方法在复杂动态工况下表现出良好的适应性和稳定性，引入双相材料后，通过合理的材料分布和细化的结构设计，成功克服了单相材料在连续性分布上的不足。优化后的加强筋结构连续，传力路径完整，显著优于传统方法。

基于深度迁移学习优化的民机故障诊断模型有效解决变工况民机故障诊断任务，进而保障民机部件在复杂工况下的故障诊断任务需求。然而，民机的高安全性需求造成设备故障样本稀缺，进而导致变工况故障诊断任务的高置信度故障样本严重不足且影响故障模型推断。针对上述研究短板，本研究提出了基于条件扩散的故障诊断算法（Condition Diffusion based Fault Diagnosis, CDFD）。首先，结合去噪扩散生成模型对有限的高置信度故障样本进行条件生成增广，解决因样本缺失导致的模型过拟合。同时，针对现有条件扩散技术仅关注样本的条件分布推断的短板，联合考虑故障样本的生成与决策进行耦合优化，有效保障故障样本的生成质量，进而显著提升故障诊断模型的决策泛化能力。实验环节分别在仿真与真实故障数据上进行实验验证，论证了所提出算法在解决真实民机故障任务的高效性。

电网在建设过程中不可避免地需要穿越重覆冰区域，对高海拔地区的覆冰勘测表明，线路覆冰厚度会随着海拔变化而变化，这会使得沿档线路覆冰呈现非均匀现象，且线路在外力或者外界环境变化作用下发生的脱冰通常为非均匀脱冰。根据高海拔大高差线路非均匀覆冰特性，定义了非均匀覆冰系数，运用有限元软件搭建了输电线路脱冰跳跃分析模型，计算得到了非均匀和均匀覆冰导线在不同非均匀脱冰方式下的动力特性，探究覆冰方式、脱冰方式、档距和高差对连续档线路冰跳高度、导线张力、杆塔不平衡张力以及冰跳位置的影响规律，并通过真型试验对仿真模型进行了验证。结果表明：非均匀覆冰条件下导线的脱冰动力响应相比于均匀覆冰下有略微提升，在不同脱冰方式下对导线最大跳跃高度位置的影响显著，普遍位于导线档距的049倍~069倍位置处，但整档脱冰依然是冰跳高度最大的脱冰方式，且最大冰跳高度位置主要集中在脱冰档导线中点处。各工况下导线最大张力均未超过初始静态张力，整档脱冰时张力的冲击系数为070，链式脱冰中张力呈单调衰减，冲击系数为103。脱冰过程中的纵向不平衡张力远高于静态状态，冲击系数达146~175。研究结论可为输电线路的设计及除冰方案的制定提供重要参考依据。

本文以双转子作动器为研究背景，提出了一种单驱动型双转子作动器主动控制装置，主要由质量块、空间传动齿轮组、电机和控制器组成，通过齿轮带动转子旋转时产生的离心力作为结构主动控制力，以减小结构振动。较于传统的主动质量阻尼器，这一设计既无需考虑导轨直线行程限制，又通过结构优化解决了双驱动型双转子作动器中电机难以同步问题，实现了更高效稳定的振动控制。为研究单驱动型双转子作动器的减振性能，首先用拉格朗日方程力学分析法建立单驱动双转子作动器系统力学模型、单自由度结构与单驱动型双转子作动器的状态方程。其次针对单驱动型双转子作动器系统的减振问题，将极点配置法与超螺旋滑模控制算法相结合，为其设计控制器，再利用改进的蜣螂优化算法对控制器所包含的控制参数进行优化。相较于其他控制算法，所提的控制算法更容易获得控制器的参数，避免了控制器参数需大量繁琐复杂的试凑问题，方便实际工程调试。最后，用李雅普诺夫函数证明了该系统的稳定性，数值仿真验证了单驱动型双转子作动器系统及其控制算法的可行性和有效性。

航空发动机数据呈现多变量、非线性和动态变化等复杂特征，且具有显著的时空关联性。大多数研究在分析数据时，往往局限于单一的多传感器尺度或时间尺度，且往往忽视数据间的长时依赖性，限制了其在航空发动机剩余使用寿命（Remaining Useful Life，RUL）预测任务中的应用。为此，提出了一种时空融合Transformer网络模型。该模型在保留了Transformer架构中的多头注意力机制和位置编码的优势以精准捕捉长时依赖特征的基础上，首先采用高效全连接网络替代原有的解码操作模块，匹配航空发动机RUL预测非线性回归问题属性的同时简化模型结构；然后，通过引入空间注意力机制模块，深入挖掘不同变量间的空间特征；最后，应用改进的赤池信息量准则对Transformer的重要超参数进行辨识，解决其超参数的选择难题。经C-MAPSS以及PHM08 预测数据挑战赛两数据集的多组实验证实所提模型的有效性及其在预测精度方面的卓越表现。

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。

卫星上旋转部件等引起的微振动是影响星载光学载荷工作精度的关键因素之一，在卫星平台与光学载荷间布置隔振机构，可有效抑制微振动向光学载荷的传递。基于球面副-移动副-转动副(spherical pair-prismatic pair-revolute pair，3-SPR)并联构型，结合膜片弹簧、电涡流阻尼器及压电作动器，开展了光学载荷3-SPR并联主动隔振平台(以下简称隔振平台)技术研究和设计。对隔振平台进行了动力学建模和分析，探讨了平台机构的运动学自由度特性。通过进一步引入加速度和角度测量的闭环控制算法，建立了隔振平台的刚柔耦合动力学模型，详细分析了隔振平台的被动和主动传递函数特性，系统研究了隔振平台的被动与主动隔振性能。通过地面试验验证，该隔振平台可实现优于42%的扰动隔离，具备较好的隔振效果，为3-SPR并联主动隔振平台在轨应用奠定了基础。

大跨度悬索桥在不同的主梁架设度下，其颤振主导模态会存在差异，因此关于架设过程中颤振主导模态变化的研究，对结构的颤振安全性具有重要的影响。以一主跨2 300 m闭口箱梁悬索桥为例，对主梁不同架设度下节段模型展开自由振动试验与强迫振动风洞试验，获得颤振临界风速与颤振导数，基于双模态耦合闭合解法对主梁架设过程颤振性能展开分析，探究架设过程颤振主导模态的演化过程。研究结果表明：在主梁架设度为58%以前，颤振由正对称模态组合控制，在主梁架设度为58%~66%的过渡区间，颤振主导模态逐渐由正对称模态组合变为反对称模态组合，在主梁架设度为66%以后，颤振由反对称模态组合控制；颤振主导模态发生转变是因为反对称模态组合耦合气动阻尼的快速下降；在颤振主导模态转换时，反对称模态组合运动相位差急剧下降，竖向运动突然滞后于扭转运动，扭转运动能量占比发生明显的下降，运动耦合程度加强，气动体系对于能量的耗散加剧。 

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。

桥梁动载试验中，环境噪声干扰导致桥梁振动信号失真，影响桥梁结构状态评估准确性。针对这一问题，本文提出融合河马优化算法（hippopotamus optimization algorithm, HOA）、变分模态分解（variational mode decomposition, VMD）和奇异谱分析（singular spectrum analysis, SSA）的混合去噪方法。首先利用HOA寻优VMD的关键参数，再由VMD将原始信号分解为多个本征模态函数（intrinsic modal function,IMF）。通过计算每个IMF和原始信号之间的相关系数，去除低于阈值的IMFs。最后，引入SSA进行二次去噪，奇异值分解后以奇异值累计贡献率筛选主成分，消除信号中低频振荡的噪声成分。模拟结果表明：相较其他方法，经本文方法处理的信号其均方根误差（root mean square error, RMSE）和信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）在不同噪声水平下分别提高16.22%和2.51%。工程应用结果表明：与其他方法相比，本文方法去噪信号的归一化香农熵比（normalized Shannon entropy ratio, NSER）和噪声抑制比（noise suppression ratio, NSR）分别提高12.81%和8.44%，对桥梁动载试验信号去噪具有实际参考意义。

本研究采用大涡模拟和FW-H声类比方法，开展风琴管喷嘴的空化流场和声场特性研究，重点评估其空化效果及清洗噪声对大黄鱼养殖的影响。流场研究结果表明，与传统缩放型喷嘴相比，风琴管喷嘴由于自振效应的影响，喷嘴喉部的湍流边界层更加明显，有利于空泡群的生发，其工作产生的空泡体积平均值可达到缩放型喷嘴的1.8倍。在外流场中，风琴管喷嘴具有射流轨迹窄、空泡云分布集中的特点，在10倍管径的近流场区域内其空化性能优于缩放型喷嘴。空化声场研究结果表明，自振型风琴管喷嘴在大黄鱼声敏感频带内没有明显的峰值噪声，其工作噪声以2000Hz以上的高频噪声为主，并在顺流侧平面呈现“枫叶”状的指向性分布。考虑到大黄鱼的听力曲线，计权后的风琴管喷嘴远场监测点总声压级较缩放型喷嘴的总声压级低10dB以上，其对大黄鱼的影响范围保持在半径小于0.7m的区域，适用于大黄鱼深水养殖网箱的低噪声清洗作业。

为精确模拟人体振动响应，提出了一种基于复合铰链约束的坐姿人体多体动力学模型。将人体划分为头颈部、上躯干、中躯干、下躯干和大腿臀部五个主要部分，并通过滑移-转动复合铰链连接各部位。基于运动学递推关系和虚功率原理，建立了坐姿人体多体动力学控制方程。通过对系统非线性动力学方程进行线性化处理，推导了坐姿人体多体动力学模型的视在质量和座椅-头部传递率等关键参数。采用归一化视在质量和座椅-头部传递率的平方加权作为目标函数，利用公开的坐姿人体振动试验数据对模型中的弹簧和阻尼进行了参数辨识。基于所建立的多体动力学模型，分析了坐姿人体振动特性。仿真结果表明，本文模型计算得到的人体振动响应曲线与试验数据具有良好的一致性，所得振动模态能更准确地反映人体实际运动特征。

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。

为研究螺旋管式液力惯容器的非线性力学特性，建立了其非线性动力学模型，并通过AMESim仿真和台架试验验证了模型正确性。分析了螺旋管结构参数、工作液体属性及液压缸内泄漏对惯容器作用力的影响，探讨了阻尼力、惯性力特性及失效状态。结果表明：惯容器作用力由惯性力、流体寄生阻尼力和摩擦力构成，流体寄生阻尼力是主要非线性来源。惯容器作用力随螺旋管直径减小、长度增加或粗糙度增大而增大，管壁厚度无影响。橡胶软管相较于金属管对作用力有衰减性。高密度、高黏度工作液体可增大作用力，但高黏度同时会增加摩擦力。活塞杆直径减小会增大作用力，液压缸内泄漏量增大会减小作用力，内泄漏过量将导致装置失效。研究结论为液力惯容器优化设计提供了理论依据。

结合面接触刚度对螺栓松动行为有着显著影响。因此，引入结合面接触刚度模型，建立了考虑结合面接触刚度的螺栓松动模型，并与Nassar模型和螺栓松动试验结果对比验证了所建模型的准确性。基于所建立的模型，深入分析了螺栓尺寸、初始预紧力、摩擦系数及螺距等参数对临界横向载荷与预紧力变化的影响。结果表明：螺栓尺寸同为M12时，临界横向载荷随着初始预紧力、头下端面摩擦系数、螺纹面摩擦系数和螺距的增大分别相对提高了23%、66%和75%和8%，随牙型半角的提高相对降低了20.4%；M10螺栓临界横向载荷随螺距增大而先增后减，相对提高了3.5%；M8螺栓临界横向载荷随螺距增大先保持不变后降低，相对降低了1.1%；在相同的初始预紧力、头下端面摩擦系数、螺纹面摩擦系数、螺距和牙型半角情况下，临界横向载荷随螺栓尺寸的增大分别相对提高了44%、20%、57%、42%和45.6%；松动率随初始预紧力、头下端面摩擦系数、螺纹面摩擦系数和螺栓尺寸的增大而分别相对降低了15%、27.4%、8.7%和22.2%，随螺距、牙型半角和横向载荷幅值的增大而分别相对提高了28.3%、4.3%和11.6%。研究结果为优化螺栓连接设计提供了重要的参考依据。

波数-频率谱是描述湍流边界层壁面脉动压力相关特性的重要统计学工具。为了进一步掌握湍流边界层壁面脉动压力共性特征，从而支撑预测模型构建，需开展湍流边界层壁面脉动压力波数-频率谱归一化研究。首先基于由Lighthill方程推导建立的可压缩基湍流边界层壁面脉动压力波数-频率谱预测模型，通过源项优化推导建立了波数-频率谱归一化方法。然后，在低速风洞中开展平板湍流边界层壁面脉动压力测量实验，通过运用热线风速仪获得了近壁面速度分布特征，支撑了归一化方法构建；利用表面阵列，获得了不同风速下湍流边界层壁面脉动压力自谱、波数-频率谱特征。最后，基于实验数据，验证了所构建的波数-频率谱归一化方法。研究表明通过对预测模型中源项进行合理的优化，可形成波数-频率谱归一化方法构建；表面阵列可以实现对湍流边界层壁面脉动压力自谱以及波数-频率谱的测量，能够较为准确的反映湍流边界层壁面脉动压力的相关特性；通过对波数-频率谱的归一化，验证了归一化方法的适用性，可以认为归一化波数-频率谱与马赫数、雷诺数等无关。此研究可为航空、航海、高铁等工程领域的流致噪声问题研究提供理论支撑。

复杂环境荷载作用下，空间网架结构的性能退化严重，导致其安全服役寿命期内的风险急剧增加。该研究旨在探讨不同设计参数下网架结构力学响应规律，开展基于可靠度的结构概率安全评估。利用ABAQUS软件建立了两向正交正放空间平板网架结构模型，研究了不同高跨比、柱距及锈蚀率下空间网架结构应力和位移变化规律。通过模拟发现：随着高跨比的增加，最大拉应力和位移逐渐减小(减速渐缓)，最大压应力先减3.5 m空间网架高度下，柱距从4.5 m增至13.5 m，最大位移增加2263%；锈蚀率上升导致最大应力和位移缓慢增长，锈蚀对结构应力的影响是一个渐进的累积过程，不会导致空间网架高度性能突然的急剧下降。在此基础上，采用拉丁超立方抽样法，以JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》容许挠度为判据，开展了多维不确定参数影响下的空间网架高度失效概率评估，结果表明：在H1L2工况下(高3.5 m、柱距9.0 m)，无锈蚀失效概率为0.27%，当锈蚀率为40.00%时失效概率增至22.76%.

传统异常检测方法因存在无法有效刻画时序数据的长短期特征、忽略传感器空间关联性，以及难以处理数据缺失等问题，导致检测精度无法满足工业设备异常检测需求。为此提出新型多元时序异常检测方法T2MS-TADM(Transformer-TCN Multi-Scale Temporal Anomaly Detection Model )。针对振动时序数据的复杂时空特性，基于图神经网络动态构建时空图，融合时间、差分与空间注意力层，刻画振动数据的长时趋势、短时波动与空间拓扑特征。进而，整合TCN的局部卷积特性捕捉短时波动异常，结合Transformer的全局注意力机制识别长时趋势异常，并采用末端特征拼接策略提升多尺度异常检测精度。针对网络波动等因素导致的时序数据缺失问题，提出可变长度掩码块生成方法。通过优化掩码策略动态模拟真实数据丢失场景，保护关键时序信息不被过度遮挡，增强模型的鲁棒性。实验结果表明，所提出的方法在MSL、SMAP等四个基准数据集上展现出显著性能优势，其F1-score指标平均达到0.934，相较现有主流算法平均提升4.75%。在自建的包含18个特征维度的VAD-LSC振动数据集上，该方法取得0.913的F1-score，验证了其在工业场景下的有效性，为工业设备异常检测提供可靠技术支撑。

考虑到海上浮式风机(floating offshore wind turbine，FOWT)因存在整体晃动导致背景响应强烈，在频域上有时表现为激励主导，会随载荷频率的变动而变化，在使用传统调谐质量阻尼器(tuned mass damper，TMD)对其进行振动控制时出现频率失调，效果不佳等现象，该研究设计并提出了一种带碰撞的磁流变弹性体变刚度调谐质量阻尼器(magnetorheological elastomer-pounding tuned mass damper, MRE-PTMD)对FOWT实施半主动控制。在该装置中，利用MRE的刚度可调特性，通过半主动控制技术实现阻尼器频率的实时调节，保持对FOWT结构的最优控制，同时引入限位挡板对MRE材料加以保护并实现碰撞耗能。以驳船型FOWT为例建立了包含控制装置的17自由度动力方程，对其在风浪联合作用下的减振性能及参数影响进行了研究，并与传统TMD进行了对比。结果表明，所提控制装置能通过对结构响应的实时跟踪适时调节阻尼器的控制参数，相比传统TMD有更佳的减振性能和适应性。参数分析表明，增大阻尼器质量比是提升MRE-PTMD工作性能的有效途径，通过对阻尼器质量比及碰撞参数的合理设计可在不过多影响减振效果下实现对MRE的保护及装置小型化。

为研究灌浆不饱满缺陷对装配式桥墩抗震性能的影响，制作了三组灌浆套筒连接件并进行拉拔试验，根据试验结果设计了现浇单柱桥墩、灌浆饱满的装配式单柱桥墩和有灌浆缺陷的装配式单柱桥墩等试件，并开展拟静力试验。此外，建立了经试验验证的有限元桥墩模型，并针对灌浆缺陷的长度、位置和数量进行拓展参数化分析。结果表明：灌浆套筒连接件的灌浆缺陷长度超过2.5倍钢筋直径时，破坏模式将发生改变；采用灌浆套筒连接方式将使桥墩试件的极限承载力下降6.8%，而灌浆缺陷会使结构的卸载刚度降低。为使存在灌浆缺陷的桥墩仍有足够抗震性能，应保证灌浆缺陷的长度小于2倍钢筋直径、灌浆缺陷套筒数量占比小于40%、缺陷位置不出现在装配端中部和端部，此时装配式单柱墩的累积滞回耗能降低量可小于10%。

水泵水轮机通过快速、频繁地切换运行工况以使抽水蓄能电站准确响应电网需求，长期变工况运行影响机组水力效率及结构性能。以某混流式水泵水轮机为研究对象，针对其发电模式增负荷工况，采用剪切应力输运k-ω湍流模型和流固耦合方法求解内流场与结构场。研究发现转轮流道内压力脉动主频为20.00fn，无叶区压力脉动主频为转轮的单倍叶频9.00fn和转轮的二倍叶频18.00fn(fn为转频)。负荷低于60%，叶片进口攻角(范围8.26°~18.08°)诱导转轮域内周向涡旋、马蹄涡旋及出水边涡旋形成，导致压力脉动出现高幅值区域(0.017~0.023)；而负荷高于60%，涡核破裂使得压力脉动信号强度衰减。结构响应方面，叶片上冠与下环的平均变形量沿转轮流道流向递减(始末分别相差7.6 μm、5.3 μm)，上冠、下环部分节点受到固定约束区影响，其平均等效应力显著高于其余无约束位置。此外，叶片变形量自上冠、下环至中心处增加至峰值，等效应力与变形量变化相反。在流场与结构场协同分析中，增负荷工况的转轮叶片的平均变形与力矩呈线性正相关，平均等效应力与流量呈线性负相关。叶片的变形量与力矩、叶片中间三分之一区域的等效应力、流量均呈线性关系，而叶片前三分之一、后三分之一的等效应力，分别和流量呈三次与二次关系。

在大型地下隧洞群施工中，辅助孔爆破面临振动速度超标的挑战。为了控制辅助孔爆破振动，提出了一种长短延时协同爆破技术。该技术依据同段爆破孔数上限将同排炮孔划分为多个段位，并将延时分为同排内相邻段位之间的延时（段间延时）与相邻排之间的延时（排间延时），从而构建了新型长短延时起爆网络。基于Anderson理论建立了振动波形叠加模型，以现场实测单孔波形为基础推导单段振动波形，进而预测不同延时下多段爆破振动波形，结合安全振速阈值和通过单自由面逐孔爆破实验确定的延时范围确定了最优延时。在某隧道工程中进行了应用，结果表明：当段间延时为8 ms、排间延时为40 ms时，辅助孔爆破振动峰值为2.57 cm•s-1，低于安全振速阈值3 cm•s-1，炮孔利用率达到了90.3%。该技术在保证爆破效率的同时实现了振动控制，为隧道爆破参数的精细化设计提供了理论支持。

尾矿坝溃坝事故突发性强、破坏力大，往往造成严重人员伤亡、生态破坏和经济损失。由于溃坝过程难以干预且后果严重，理论分析、模拟等研究方法结果存在不确定性，典型案例可提供直观经验借鉴，对事故预防、应急响应和灾后恢复有重要参考价值。本文从加拿大Mount Polley尾矿坝、巴西Fundão尾矿坝、Feijão Ⅰ号尾矿坝三起重大溃坝事故案例入手，结合1915-2025年信息披露较为完整的379起溃坝事故样本，讨论分析筑坝工艺、致灾因素、监测监管方式、淹没范围及修复策略，结果表明：（1）上游式尾矿坝事故频发多由管理缺陷、极端外部因素等共同导致，而非筑坝工艺本身存在缺陷；（2）三起案例中监测预警系统失效，空-天遥感等新型监测手段可作为重要补充；（3）尾矿坝安全监管应覆盖设计、施工等全周期，施工阶段严控设计变更论证；（4）溃坝泥流外泄量与坝高库容相关，下游地形通过重力势能转化与路径约束主导泥流淹没范围；（5）溃坝灾害发生后缺乏有效干预机制，应开发溃坝灾后响应与修复措施决策工具，提升灾后应急响应效率。研究可为我国尾矿库科学管理、溃灾防控和应急准备提供有益启示。

针对现有智能故障诊断模型在处理多通道信号时面临的泛化能力不足、依赖人工特征设计以及跨通道关联建模薄弱等问题，本文提出一种基于TCN-Transformer的端到端多通道信号自适应诊断模型。该模型通过时间卷积网络(Temporal Convolutional Network, TCN)与Transformer的级联架构，构建局部特征提取与全局依赖建模的协同学习机制：TCN模块利用因果卷积逐层捕获信号局部时频模式，其残差连接设计有效缓解深层网络的信息衰减；特征重组阶段提出单向补丁(Unidirectional Patch, UDP)的序列标记方法，将多通道时序信号切割为具有位置编码的高维片段序列，避免传统分块策略的边界失真问题。在Transformer编码层中，创新性融合通道注意力与多头自注意力机制，形成同时关注通道特征和位置关系的混合注意力模块，增强不同传感器信号间的互补性表征。实验表明，该模型在行星齿轮箱多传感器诊断任务中达到98%的识别准确率。

为了得到大跨度公路工程挠跨比的合理限值，以国内某在建大跨度公路悬索桥作为研究对象。首先，通过有限元方法对不同构件的结构刚度及重力刚度进行敏感性分析，确立了刚度调控方法；其次，将行车安全性及舒适性作为评判指标，调整刚度大小进行多工况车-桥分析，获取行车安全性及舒适性超出限值的刚度取值范围；最后，缩减刚度的折减幅度，直至行车安全性及舒适性结果达到限值，通过反推得到基于行车性能的主梁挠跨比限值。研究结果表明：大跨度公路悬索桥竖向结构刚度主要由主梁及主缆控制，横向结构刚度主要由主梁及桥塔控制；折减主梁和主缆的结构及重力刚度均会对总体刚度产生较明显的影响，但影响程度不同；大跨度公路悬索桥在满足行车安全性及舒适性的条件下主梁的竖向和横向挠跨比限值分别约为1/150、1/80。

为了确保工业机器人关节的稳定性和安全运行，准确评估谐波减速器的性能退化至关重要。针对现有性能退化评估方法多使用单一信号，难以全面捕获退化过程关键信息的问题，提出了一种基于遗传编程算法的自适应特征融合方法，通过结合声发射和微振动传感器数据，构建能够有效反映谐波减速器健康状态的多阶段健康指标。首先，对声发射和微振动信号进行多特征提取，分析信号特征的单调性、相关性、可预测性和鲁棒性指标。其次，利用熵权法对各指标进行线性加权，构建综合评价指标，基于最高指标得分筛选最优特征。最后，采用遗传编程算法融合最优特征，生成最终的健康指标。实验结果表明，所构建的健康指标能够精准捕获谐波减速器各退化阶段的损伤拐点。相较于单一特征，该指标更有效地揭示了损伤演化过程固有的近似单调趋势，且在单调性、可预测性和鲁棒性等方面表现更为优越，为谐波减速器的预防性维护提供了强有力的支持。

为研究航空发动机叶片在高温环境下受到外物冲击时的损伤机理，本文基于空气炮实验装置，提出了一种叶片外物高温高速冲击损伤实验方案，开展了钛铝合金低压涡轮叶片常温下钢弹珠、陶瓷弹珠的冲击实验以及高温下钢弹珠的冲击实验，得到了叶片的冲击损伤模式，并对损伤尺寸进行了定量分析。结果表明，本文提出的叶片高温高速冲击实验方案具有较好的实施性；叶片表面在冲击后产生一圆形凹坑损伤，当冲击速度达到一临界值时叶片背面会产生裂纹损伤，裂纹从撞击点扩展至叶片边缘；常温下，钢弹珠冲击叶片开裂的临界归一化冲击速度在0.52~0.55之间，明显小于陶瓷弹珠0.71~0.72的临界归一化冲击速度；高温下，因钛铝合金材料塑性的提高，钢弹珠冲击叶片致其开裂损伤的临界速度相较于常温提高约30%；同时，叶片的损伤模式随冲击能量的提高逐渐从仅有凹坑损伤转变为单裂纹损伤，最终逐渐演变为扩散性的多裂纹损伤。

为满足系统减振缓冲需求，磁流变阻尼器的小压缩、大拉伸阻尼力非对称输出特性十分必要。但这一特性增加了建模难度，限制了其应用。基于此，磁流变阻尼器非对称力的参数化模型被建立。首先，分析了基于锥形流道磁流变阻尼器非对称力实现机理，并通过实验获得其在不同激励位移和驱动电流下的输出力，验证了阻尼力的非对称输出。随后，创新性地提出滞回算子正、逆向参数可调的非对称Bouc-Wen模型，以准确描述器件的非对称特性。结果表明，与传统对称模型相比，改进后的模型在非对称特性辨识上精度提升了78.07%，验证了模型的准确性，并为磁流变阻尼器非对称力学特性建模提供了新思路。

随着第五代《中国地震动参数区划图》颁布实施，我国抗震设防体系由原有的三水准设防进一步完善为四水准体系。为系统评估屈曲约束支撑钢框架结构在不同地震水准下的抗震性能，设计一栋按8度设防的9层原型结构，基于OpenSees平台建立非线性数值模型。通过弹塑性时程分析，考察结构的峰值响应、残余变形以及支撑的响应特性。在此基础上，进一步开展基于增量动力分析的地震易损性分析，以量化不同地震强度下结构的损伤概率。结果表明：结构能够实现三水准设防目标，在极罕遇地震作用下，基底剪力相较罕遇地震增加约60%，最大层间位移角达到罕遇地震限值的1.6倍，整体侧向变形为其2.24倍；残余位移角自设防地震起显著增大，均值约为0.25%，罕遇地震和极罕遇地震下残余变形由底部楼层向上扩展，多数楼层超过0.5%修复阈值；结构的峰值侧移随地震动增强趋于集中，但残余侧移趋于均匀；支撑自设防地震起开始发挥耗能作用，在前三个水准地震下无失效风险，在极罕遇地震下失效风险亦较低；极罕遇地震作用下，结构完全损伤的超越概率显著高于罕遇地震，达到32.61%，面临较高的倒塌风险。

因质量轻、体积小、传动比大、传动精度和传动效率高等优点，谐波减速器已成为机器人、航空航天、医疗设备等高精度装备中的核心部件。谐波减速器高精度、高性能运行是保障机构精准动作的基础，其发生故障必将影响机构正常运行，甚至造成重大安全事故和经济损失。因此，谐波减速器故障诊断日益得到关注和重视。因特殊的结构、工作原理和工况，谐波减速器故障机理、特点有别于其他减速器，现有减速器诊断方法不能直接应用于谐波减速器。本文系统梳理了谐波减速器故障机理、故障诊断方法等研究进展，以故障信号类型对当前谐波减速器故障诊断方法进行全面总结，分析了谐波减速器故障诊断面临的主要挑战，提出了亟需开展的研究内容，以期为谐波减速器故障诊断发展和进一步研究提供依据与参考。

分体双箱梁的涡激振动性能在大跨度桥梁抗风设计中具有重要意义。本研究通过提出一种强迫振动与自由振动结合的数值分析方法预测涡激振动性能，即：根据强迫振动方法初步确定涡振风速区间，采用自由振动分析方法确定涡激振动幅值，并分析分体双箱梁断面的涡激振动性能及机理。通过对比风洞试验结果，验证了该数值分析方法的可行性。该方法为主梁涡振性能预测与分析提供了新的思路。结果表明：中央开槽是诱导涡激振动的一个重要因素；在+3°风攻角下，开槽两侧的导流板使主梁竖向涡激振动最大振幅减小50%。这是因为上、下游旋涡与开槽部分的气流相互作用，在开槽与下游箱梁桥面存在较大旋涡，开槽出导流板使大部分上游旋涡向下游移动，下游桥面的旋涡消失，优化了主梁的涡振性能。

电磁弹射微重力装置在运行过程中由导向轮、电机等因素引起的振动将直接影响装置运行稳定性和微重力水平。导轨激励是引起装置振动的关键因素。依据装置技术特点建立了动力学模型，讨论了导轨结构特征，引入正弦、阶跃、三角和脉冲4种激励形式来模拟导轨不平顺，进而仿真计算了不同激励下装置的动力学响应。结果表明：装置具有较好的隔振效果，外舱的振动加速度幅值约为电机的1/10；在不同导轨激励下装置水平振动明显，其中阶跃和脉冲激励下的振动较大，工程中需要严格控制导轨接头处的平顺度；外舱在脉冲激励下的振动频率较大，总体上外舱振动频率和分布范围小于电机。

压缩空气弹射器应用于无人机弹射起飞，具有结构简单、操作方便、成本低等优势。该弹射器利用压缩空气动力驱动弹射轨道的无人机滑车，进而带动无人机达到一定的速度，完成起飞。本研究对无人机用压缩空气弹射系统的弹射轨道结构进行模态分析、静力分析以及瞬态分析，评估现有弹射轨道结构，找到轨道结构受力薄弱点及形变较大处进行结构优化，并通过对比优化前后分析过程的基频、最大形变量和最大应力来分析轨道结构优化方案的合理性和优化效果，研究得出优化后的轨道结构所受最大应力值减小了47.46%，产生的最大形变量减小了51.70%。最后以优化后的弹射轨道为研究对象，分析弹射过程中的弹射角度和弹射速度这两个关键参数对轨道最大形变量的影响规律。

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。

基于南海开发的背景，桩基施工过程中钙质砂地层会承受反复的荷载冲击，而钙质砂在反复冲击下的力学行为与陆地上常见的硅砂有很大不同。利用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)试验装置对不同均匀级配的钙质砂和硅砂试样进行了一系列一维反复冲击试验。试验结果表明，硅砂的动态表观模量为钙质砂的6.00倍~8.00倍，2种砂的动态表观模量随冲击次数N的增加而增加。钙质砂的动态表观模量随着平均粒径d50的增加而降低。对于钙质砂，随着平均粒径的增加，其压缩指数Cc增加，在相同条件下，屈服应力约为硅砂的40.0%。与硅砂相比，钙质砂在较低的应力下具有更好的吸能效率。并且在相同的轴向应力下，钙质砂的吸能效率随着颗粒尺寸的增加而增加，随着冲击次数的增加而降低。最后，探讨了反复冲击过程中均匀级配钙质砂颗粒破碎的演化规律，得到反复冲击下归一化平均粒径与破碎概率存在指数关系。

为掌握高速动车组轴箱轴承的载荷特征，采用车辆-轴承系统精细化动力学仿真方法研究了轮轨高频激励下轴箱轴承载荷演变规律。建立含精细化轴承力元的车辆系统动力学模型，并与台架试验结果进行对比验证；仿真分析轨道随机激励和轮轨高频激扰下轴承载荷分布规律，阐明轴承载荷波动机制。研究表明：车速对轴箱轴承径向载荷均值基本无影响，但高速条件下的载荷波动范围增大；轨道不平顺越差，载荷波动范围越大；车轮多边形磨耗阶次对轴承载荷无明显影响规律，当多边形激扰频率接近轮对固有模态频率时，会加剧轴箱振动并导致载荷增大；车轮多边形幅值越大，轴承载荷均值越大，建议将18~24阶多边形的幅值控制在0.04 mm以下；钢轨波磨的波长越长，轴承载荷波动范围越小，均值基本不变；相比于长波波磨，短波波磨会使轴承载荷波动范围明显增大，波磨幅值越大轴承载荷越大，建议将波长50~70 mm的波磨幅值控制在0.2 mm以下；轮轴横向力作用下四列轴承会发生偏载，同侧两列轴承的偏载规律相反，但四列轴承的轴向力总和与轮轴横向力平衡。研究结果可为轴箱轴承载荷监测和动态评估提供理论参考。

长定子磁浮交通系统中钢制道岔结构是线路薄弱环节，车岔耦合剧烈振动现象时有发生，是磁浮交通工程应用中需要重点关注的问题。本文首先搭建了长定子中速磁浮列车-可挠型道岔梁耦合动力学模型，其次仿真研究了15 ~ 200 km/h速度下车岔耦合振动特性，最后探讨了悬浮控制参数对中速磁浮车岔耦合振动的影响。研究表明，车岔系统耦合动力学响应均随速度提高而增大，在200 km/h取得最大值。车体垂向加速度幅值为1.41 m/s²，悬浮间隙波动量为1.69mm。道岔梁跨中处最大垂向位移和加速度分别为3.09 mm和18.43 m/s²。不同速度下车体的垂、横向平稳性等级均为“优”。系统动力学响应均随悬浮间隙反馈系数和间隙速度反馈系数的增大而明显增大，车辆平稳性受其影响较小。在保证车辆悬浮稳定的前提下，选取较小的控制参数（悬浮间隙反馈系数建议取值为4000~6000，悬浮间隙速度反馈系数建议取值为20~40）有利于减小磁浮车岔耦合振动响应。

为了实现阻尼器耗能能力与自复位能力的结合，采用SMA螺栓作为自复位部件，为其并联X型金属阻尼器以增强耗能性能，提出了一种新型形状记忆合金-软钢复合阻尼器（Shape Memory Alloy-Mild Steel Hybrid Damper，SMA-MSHD）。介绍了其基本构造、变形模式，由理论分析建立了其恢复力模型，开展了一个循环拉伸试验，建立了三维实体单元有限元模型。研究结果表明：SMA-MSHD的滞回曲线展现出典型的“旗帜形”，SMA-MSHD具备出色的能量耗散能力和自复位能力，理论模型、试验数据和有限元分析三者吻合良好。基于已经验证的有限元模型，建立了9个额外的有限元模型进行参数分析，关键参数包括SMA螺栓削弱段直径、X型钢板厚度、X型钢板强度和SMA螺栓的预应变。参数分析结果表明：增大SMA螺栓的削弱段直径可提高SMA-MSHD的输出力和割线刚度，但是SMA-MSHD的阻尼能力随之降低；增大X型钢板的厚度和强度会使SMA-MSHD滞回曲线饱满程度增加，增强SMA-MSHD的耗能能力；为SMA螺栓施加预应变可以有效减小SMA-MSHD的残余变形，提高SMA-MSHD的弹性刚度和割线刚度，但是会降低SMA-MSHD的最大变形能力。