含有惯容器、弹簧和阻尼器三类机械网络元件组成车辆悬架系统由于元件众多，难以实现工程应用。针对上述问题，本文基于机电相似性理论,提出一种车辆机电悬架的参数优化设计方法，在综合考虑汽车行驶过程中垂向运动和俯仰运动的四自由度车辆机电悬架半车动力学模型基础上，探索应用机电惯容器的新型车辆机电悬架对汽车动态性能的提升效果。对于车辆悬架的多参数多约束优化问题，在考虑传递函数正实性和悬架动态性能约束的条件下，采用改进的粒子群算法对三种不同模式的车辆机电悬架的主要参数进行优化求解，并利用机电惯容器与外端电网络进行网络综合被动实现。数值仿真结果表明：在单目标优化条件下，新型车辆机电悬架的车身加速度均方根值和俯仰角加速度均方根值分别降低了26.5%和18.3%，在同时考虑双目标优化条件下可降低15.5%和11.4%，所提出的车辆机电悬架的动态隔振性能比传统被动悬架有了显著的提高，为悬架设计方法提供了新思路。

提出一种针对胎侧径向长度和胎体宽度比值(扁平比)接近1的重载子午轮胎的面内中低频试验模态分析、动力学建模和参数辨识方法。针对重载轮胎扁平比大的特点，开展柔性胎体与周向分布胎侧单元耦合的试验模态测试方法研究；建立考虑胎体面内弯曲和充气效应、胎侧惯性力和分段刚度的胎体-周向分布胎侧-轮毂耦合动力学模型，推导轮胎面内耦合固有频率解析解；开展结构参数辨识研究，预测高阶模态固有频率。结果表明：（1）重载轮胎在0~180Hz和180~300Hz频段内分别为柔性胎体与周向分布胎侧单元的同向与反向振动；（2）基于柔性胎体-周向分布胎侧单元-轮毂质量块耦合的模态分析和动力学建模方法可准确表征300Hz范围内重载轮胎面内振动特征。

轧制界面的粗糙形貌可导致界面行为的根本变化，极大地影响着轧机辊系的动力学响应行为。考虑轧制界面粗糙形貌的影响，建立了轧机辊系系统的非线性垂直振动动力学模型；计算了具有不同粗糙形貌轧制界面的轧机辊系系统非线性刚度特性和固有频率特性，并与采用Duffing振子描述界面刚度的传统轧机模型进行了对比；采用多尺度法求解了考虑界面粗糙形貌影响的轧机系统主共振幅频特性方程，并推导了系统受迫振动响应的跳跃频率和跳跃幅值表达式，分析了轧制界面粗糙形貌、激励载荷、非线性刚度率和阻尼对轧机辊系系统动力学响应特性的影响，为抑制轧机振动提供有效的理论参考。

为了研究颗粒阻尼器在长周期桥梁结构中的减震控制效果及其减震机理，以某典型的非对称独塔自锚式悬索桥为原型，设计制作了该桥的1:20缩尺模型，并设计制作了可用于试验模型的多层隔舱式颗粒阻尼器，对设置颗粒阻尼器前后的模型桥进行地震模拟振动台阵试验。试验结果表明：所提出的多层隔舱式颗粒阻尼器在试验中未出现颗粒堆积现象，其对缩尺模型桥主梁的纵向地震响应具有良好的减震效果，能较大幅度降低主梁位移峰值响应和加速度均方根响应；该型阻尼器能显著增加主梁纵向振动（低频振动方向）的等效阻尼比，且对其纵向振动基频具有较显著的调谐作用；多层隔舱颗粒阻尼器能有效控制长周期桥梁的低频动力响应，可应用于长周期工程结构的减震控制中。

以建筑总高度为528m高的南宁五象东盟塔为工程案例，采用一种新的湍流入口生成方法——窄带叠加法（NSRFG）对其进行了风振响应大涡模拟研究，计算了该结构的基底荷载和位移响应，并把数值风洞模拟结果与高频天平测力（HFFB）风洞试验结果进行详细对比。结果表明，顺风向和横方向基底弯矩功率谱数值模拟结果与风洞试验基本一致，扭转方向模拟结果有一定差距。在风振响应方面，数值模拟顺风向风振响应计算结果与风洞试验结果吻合较好，横风向响应和扭转方向计算结果稍偏小。另外在横风向上，本文的数值模拟方法较好地预测了与实验结果相近的建筑模型漩涡脱落频率，能为结构设计提供有价值的参考。

针对奇异值分解（SVD）优化局部均值分解（LMD）方法提取高速电梯滚动导靴振动信号故障特征分量的模态混淆现象，提出一种基于自适应增强小波分解（SSWD）优化LMD的高速电梯滚动导靴振动信号特征提取方法。该方法构建低通滤波器、高通滤波器、小波基函数、尺度函数，利用小波分解（WD）的多分辨率滤波特性将原始信号分解为高频细节特征信号和低频近似信号；对高频细节特征信号进行信号增强、将增强后的高频细节特征信号与低频近似信号进行重构；采用LMD从重构信号中提取能够表征滚动导靴故障特征PF分量，求取PF分量的瞬时Teager能量波形进行对比分析。通过对实际工况信号处理、分析，实验结果表明，相比于SVD优化LMD方法，该方法完整地提取了滚动导靴振动信号的故障特征分量，避免了模态混淆现象出现。

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对城市高架桥塌落振动及其对地铁隧道结构的影响进行了系统研究，建立了适于描述桥体塌落冲击作用下地铁隧道结构动力响应的三维有限元计算模型。通过比较有、无防护条件下桥体塌落冲击隧道结构动力响应过程，得到了不同工况下典型质点单元三向振动速度及应力时程曲线变化规律。研究结果表明，与无防护措施条件下桥体塌落冲击隧道结构相比，以“钢板-橡胶轮胎”为主要形式的复合防护结构使隧道所受的振动速度、压应力和拉应力最大值分别下降了98.7%、95.6%及94.4%。实测数据与数值计算结果具有良好的一致性，隧道结构所承受的振动速度低于地铁管理部门提出的安全阈值要求，综合防护体系设计达到了预期效果。

采用LS-DYNA建立了冲击作用下单钢板混凝土组合板（Half-SC板）的有限元模型，根据现有试验结果验证了模型的准确性，并进一步分析了冲击物质量、冲击速度和钢板厚度对Half-SC板位移响应的影响规律。在此基础上，推导了Half-SC板的抗力和刚度计算式，提出了Half-SC板的抗力函数，并建立了计算Half-SC板位移响应的等效单自由度模型。研究结果表明：Half-SC板在冲击作用下的破坏过程可分为弹性受力阶段，混凝土冲切开裂阶段，水平钢筋断裂阶段；冲击速度对Half-SC板位移响应的影响最大，冲击物质量次之，钢板厚度的影响最小；所提出的等效单自由度模型能够很好地预测Half-SC板的位移时程。

机械设备监控系统收集的大量信号通常是包含多种自然振荡模式的非线性信号，这意味着单尺度特征提取无法表征这些非线性信号。而对于高维特征矩阵，也需要进一步提取主要的低维特征。针对这两个问题，提出了一种结合多尺度排列熵和线性局部切线空间排列（MPE-LLTSA）的非线性特征提取方法。首先通过MPE计算信号以获得具有高维度的多尺度特征。然后利用LLTSA挖掘嵌入的内在结构，实现低维特征提取。最后引入最小二乘支持向量机（LSSVM）来训练和识别低维特征。试验结果表明了该方法在机械模式分类和故障识别领域的应用潜力。

提出了一种基于样本熵和分数阶傅里叶变换的故障特征提取新方法。这种方法的核心思想是首先把原始数据空间中可分性较差的数据映射到合适的分数阶空间，然后计算并比较经过合适阶次分数阶傅里叶变换后数据的样本熵，从而实现故障的特征提取。实测数据的研究结果表明，用这种方法提取信号特征，能增强不同故障模式的可分性，可以容易地将正常滚动轴承、内圈故障、外圈故障和滚动体故障的信号区分。

目前将神经网络应用于混合试验的在线模型更新是一个重要的研究方向，如何提高神经网络在线模型更新算法的自适应性、稳定性和抗噪声能力是一个关键问题，提出了一种基于遗忘因子和LMBP神经网络的混合试验在线模型更新方法，即每时步利用试验子结构的历史试验数据形成带有遗忘因子的动态窗口样本，并采用增量训练方式训练LMBP神经网络，同步预测具有相同本构模型的数值子结构的恢复力。对一个两自由度非线性结构进行模型更新混合试验数值模拟，数值子结构恢复力预测值的RMSD最终为0.023 0。结果表明，基于遗忘因子和LMBP神经网络的混合试验在线模型更新方法具有良好的自适应性、稳定性和抗噪声能力。

基于双向流固耦合理论，文章建立了调谐液体阻尼器（tuned liquid damper ,TLD）与多层多模态平台结构的数值模型，系统性研究TLD减振频率和安装高度对多层结构前两阶共振模态的影响，通过数值方法将阻尼力做功定量化，结合晃荡波、平台运动的相位延滞关系，分析了TLD对多层多模态平台结构的阻尼特性。研究表明：TLD不同安装位置的控制效果与结构对应模态的最大振型相关，晃荡过程中产生的倍频激励可拓宽TLD的减振频带。此外，保持2%的质量比不变，多TLD联合减振系统在对多层结构的减振效果更为稳定，无局部负面激励，两个共振点处的平均减振率均高于其他方案。

针对故障诊断领域声发射信号因工作环境及采集设备自身影响常受强背景噪声干扰导致混叠失真问题，对故障诊断中声发射信号特性及处理流程、强背景噪声下声发射信号降噪方法(小波分析，ICA，EMD)、声发射信号特征提取及故障识别等国内外对强背景噪声下微弱声发射信号提取、处理研究现状进行综述；分析总结声发射信号在降噪、特征提取及故障识别研究中存在的不足，探讨解决方法，展望声发射信号处理技术发展。

对近年来频谱校正领域中离散密集频谱细化分析与校正方法的理论研究和发展现状进行了回顾。根据信号所包含的频率分量的数目,将密集频谱细化分析与校正方法分为两类：一类是包含两个密集频率成分信号的频谱细化方法,另一类是包含三个及以上密集频率成分信号的频谱细化方法。综合阐明了各种离散密集频谱细化分析与校正方法的基本思想、算法原理、特点及其在工程中的应用。分析了现有密集频谱细化分析与校正方法的优缺点，并对离散密集频谱细化分析与校正领域的发展前景进行了展望。

使用动态网格技术，数值模拟研究了周期性阵风流对通气航行体的超空泡形态和流体动力特性影响。首先通过数值计算的结果与实验数据对比，验证了动态网格技术数值模拟周期性阵风流的可行性，然后基于该模拟方法分析了周期性阵风流作用下通气超空泡航行体的空泡形态演化过程及流体动力变化特点。结果表明：在周期性阵风流作用下，通气航行体的超空泡形态呈现周期性变化，航行体沾湿区域的大小和位置也随之发生变化，进而引起了流体动力系数的周期性变化；航行体沾湿区域的阻力占总阻力的比例随着沾湿面积的增加而增大；沾湿区域升力占总升力的比例较大，沾湿区域的空泡闭合线附近存在高压区，使得沾湿区域的面积虽小，但却可以为航行体提供很大的升力。

斜齿轮的轮齿误差是一个三维空间问题，其齿廓修形后啮合刚度的解析计算方法不同于直齿轮。改进了斜齿轮三维空间啮合线长度及位置计算方法，实现了斜齿轮啮合线长度及啮合位置的快速计算；根据力、变形分解原理和刚度/误差耦合关系，提出了一种考虑轴向变形以及齿廓修缘的斜齿轮啮合刚度解析计算模型；以一组斜齿轮副为例，研究了斜齿轮啮合刚度与啮合线长度在一个啮合周期内的变化规律，分析了不同齿廓修形参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律。研究结果表明：利用该模型不仅可以准确快速地计算斜齿轮副啮合刚度，而且还可以确定最佳齿廓修形量，为斜齿轮的齿廓修形提供理论指导。

开展弧齿锥齿轮的试验研究可为理论设计、制造和装配等提供基础数据，提高弧齿锥齿轮的啮合质量和使用性能。以弧齿锥齿轮为研究对象，采用功率封闭试验系统，在准静态条件下开展试验研究。对不同转速和扭矩工况的传递误差和齿根应力开展测试，并从时域和频域角度进行了对比分析。结果表明：弧齿锥齿轮的传递误差呈正弦或余弦形式波动，并以转频对应幅值为主；随着扭矩的增加，弧齿锥齿轮传递误差峰峰值呈现递增的趋势，且传递误差转频对应幅值近似呈线性比例增加；转速对传递误差峰峰值影响较小，但对传递误差转频对应幅值影响较大。随着扭矩的增加，齿根应力峰峰值呈线性比例递增；转速对齿根应力峰峰值的影响较小；从小端到大端，齿根应力的变化很大且呈现增大的趋势；齿轮啮合过程中，轮齿进入啮合时，齿根应力为拉伸方向且应力逐渐增加达到峰值，随后轮齿逐渐退出啮合，齿根应力逐渐减小直至压缩方向并达到最小值；从频域角度齿根应力以转频及其倍频为主。

体系统动力学是当今力学领域的研究热点和难点之一，为解决机械、航空、航天、兵器、机器人领域中大量机械系
统的动态性能评估和优化设计提供了强有力的理论工具与技术支撑。复杂多体系统动力学建模、设计和控制研究是当前重大工程领
域的迫切需求。本文对近年来国内外多体系统动力学建模方法、求解策略、控制设计、软件开发、实验研究等方面的研究现状进行
了较为全面地概括和总结，并简要展望了多体系统动力学的发展趋势。

提出了一种耐静压的复合材料格栅夹芯吸声结构。格栅格内填充聚氨酯基体，基体内嵌入软橡胶包覆的铁球作为局域共振散射体单元。采用有限元方法对结构在常压和3MPa静压下的吸声性能进行了对比计算，结果表明静压下结构吸声性能稳定。通过建立吸声系数曲线、平均能耗曲线、位移场和能耗密度场的关系，对结构吸声机理进行了分析。最后采用遗传算法对结构的宽频吸声性能进行了优化设计，优化后平均吸声性能提高150%且在低频点处吸声系数达到0.99，此时结构厚度小于λ/14，实现了小尺寸控制大波长低频声波。有望通过增加更多材料和结构参数或在不同格栅格填充针对不同低频点完美吸声的微结构来实现低频宽带吸声结构设计。

以研究城市轨道车辆弹性车体振动特性与车下设备之间的耦合振动关系为目的，利用模态叠加法原理建立了含有车下设备等效欧拉梁车体的刚柔耦合多体动力学模型。在多种不同工况下分析了城市轨道车辆弹性车体中部与转向架上方的振动响应，讨论了车体的一阶弹性模态频率对弹性共振速度的敏感性，从全车长角度分析了车体与车下设备之间的耦合振动关系，并分析了全车振动变化情况，最后对车辆平稳性进行了评价。研究结果表明：车下设备采用弹性悬挂对车体全车振动有很好的抑制作用；从抑制车体全车振动的角度，需要将设备对称安装在车体中部，对不同质量的车下设备采用弹性悬挂要有选择性；车体弹性振动受共振速度影响较大，在非共振速度下运行，能够有效降低全车的弹性共振，提高乘客的乘坐舒适性。论文工作对减少城市轨道车辆的弹性振动提高车辆舒适性和对车下设备的合理布局与悬挂有一定参考价值。

如何减少汽车原地换挡时间而不增加汽车原地换挡的冲击与振动，该研究开展了基于半主动阻尼拉杆的汽车不同换挡时间的振动控制研究。首先，对发动机悬置和防扭拉杆主动端加速度试验值与理论值进行了对比分析，其误差小于20%，验证了十三自由度整车动力学模型的有效性；其次，通过对汽车原地快速换挡时的动态响应分析及实验测试可知，在悬置系统中添加半主动阻尼拉杆可以有效减小换挡时的冲击与振动。最后，通过理论和试验测试结合研究分析了汽车不同换挡时间的动态响应特性。研究结果表明，原地换挡产生的换挡冲击与振动主要通过变速箱悬置和防扭拉杆传递到车内，变速箱悬置对悬置系统阻尼的增加不敏感，发动机悬置对动力总成的振动不敏感。在悬置系统中添加半主动阻尼拉杆可以减少原地换挡时间，降低油耗。
关键词：原地换挡；换挡时间；冲击与振动；半主动阻尼拉杆；振动控制

针对多档位行星变速传动系统因为参数选取不当致使多个档位存在扭转共振的问题，提出以系统固有频率对参数相对灵敏度为约束条件，采用相对初始参数变化率最小的动态优化目标函数和动态约束边界的多步遗传优化算法，对系统进行了多档位动力学参数优化修改。对采用不同优化步长情况下以基于相对初始参数最优和基于单步最优为目标函数进行了对比研究，并对行星传动系统固有频率对参数灵敏度用于传动系统多档位和单个档位参数优化修改的特点进行了分析。结果表明：以相对初始参数最优的多步遗传优化算法可以获得相比以单步最优的多步遗传优化算法更好的优化结果；行星变速传动系统单个档位固有频率对参数的灵敏度不能直接作为多个档位同时进行参数优化修改的参考。参数优化修改后系统所有档位在工作转速范围内都不会发生扭振共振，可为多档位行星变速传动系统设计提供一定的指导。

将传递函数方法应用于带外挂机翼的颤振分析。首先，利用干净机翼的弯扭振动微分方程和Therdorson非定常气动力模型建立了机翼颤振方程。其次，将外挂视为与机翼连接的具有质量及转动惯量的刚体，且考虑机翼与外挂间的俯仰联接刚度，通过变形协调和内力平衡等连接条件引入机翼颤振模型。然后，运用传递函数方法，将颤振微分方程转换为状态空间形式，通过求解复特征值问题获得了带外挂机翼的颤振速度和颤振频率。通过与已有文献及有限元结果对比，验证了本文方法的正确性和有效性。最后，讨论了外挂质量、转动惯量、外挂位置、挂架俯仰联接刚度等因素对带外挂机翼颤振特性的影响。

在多轴复杂振动环境下，电连接器结构可能发生松动，影响其电器的电接触性能，导致设备功能失效。为探究多轴随机振动环境下电连接器松动过程中的力学特性，建立了导弹电子舱段上电连接器模型，在随机振动环境下模拟了插针相对插孔松动退出过程中接触压力的变化历程，揭示了电连接器松动过程中的应力演变机理；通过对比三轴与单轴随机振动环境下应力变化的趋势，并根据3个区间差异比较了三轴振动相对于单轴振动的电连接器松动特征，提供了一种连接器松动的三轴振动应力筛选方法；运用R.Holm接触电阻与接触压力关系式，导出了电连接器应力与电阻的映射关系，将对插针与插孔间的接触应力监测转化为对接触电阻的监测，解决了针孔内部动应力难以测量的技术难题。

通过对7075铝板进行振动时效（VSR）实验研究，观察其对材料表面应力松弛的影响。采用振动模态仿真和X-ray应力测试，对材料表面应力分布、应力释放状况及其均匀化应对策略进行实验分析。结果显示：VSR在振动台第5阶固有频率亚共振区开始，对试样造成表面应力松弛，在距离振幅最小的节线远端，应力释放率最大达到18.7%，而靠近节线处，应力松弛效果减弱，只有4.1%，说明振动时效下材料表面应力松弛出现不均匀。根据平台振型弯曲变形特点，本文提出位置交叉时效方法，以促使激振能均匀分配于材料表面。实验结果表明，铝板表面应力松弛波动由原来的14.6%降到了6.5%，应力分布不均匀得到明显改善，验证了位置交叉VSR方法的可行性，对VSR解决轻质结构零件应力均化问题具有参考作用。

利用耦合线性弹簧模型来模拟桩基础和土体之间的相互作用，基于海上风力机整体结构耦合运动模型开发了可以考虑土-结构相互作用的固定式海上风力机结构振动控制程序（FAST-SC-SSI）。选取5-MW单桩基础海上风力机为研究对象，基于不同边界条件样本风机动力反应特性完成了机舱位置调谐质量阻尼器（TMD）参数设计。基于海上风力机结构时频域响应变化规律及控制率揭示了TMD的减振机理及土-结构相互作用对于减振效果的影响。通过对比得出：考虑土-结构相互作用对海上风力机结构调谐质量阻尼器设计至关重要。