摘要:结构动态位移响应在结构健康监测和振动控制领域具有重要意义，但格构式塔架动态位移的准确测量仍是一项具有挑战的任务。提出了一种综合利用高采样率加速度和低采样率应变的数据融合方法，实现了格构式塔架动态位移的准确重构。提出适用于格构式塔架的应变?位移映射方法，可以由若干个测点应变计算出任意点的动态位移；使用多速率卡尔曼滤波算法将应变导出位移与加速度相融合，以进一步提高位移采样率和精度。采用某输电塔结构作为数值算例，结果表明：在采样比为 100 和噪声信噪比为 5 dB 的情况下重构位移误差分别仅有 2.3% 和2.11%，证明了所提方法具有高精度。最后开展了某 54.5 m 高输电塔的真型试验，实测结果进一步验证了所提方法的准确性和可靠性。

摘要:为了对结构进行灾后快速安全评估，提出一种基于局部传递率函数与模式匹配的快速损伤识别方法。通过有限元建立结构不同损伤位置和程度的模型，通过模态分析获取其固有频率与振型，建立损伤模式数据库；根据待测真实结构上少量测点所测振动信号计算局部传递率函数，构建匹配因子矩阵；调用损伤模式数据库中的模态参数构建损伤模式矩阵，建立匹配因子矩阵与损伤模式矩阵间的映射关系；以欧式距离相似度指标来衡量匹配程度，相似度最高的损伤模式即视为待测结构的实际损伤情况。为了验证本方法的可行性和准确性，对一四层层间剪切模型进行数值模拟和实验验证，结果均表明，本方法能够准确识别结构损伤位置和程度。所提方法不涉及复杂的算法，只需少量测点数据，计算速度快，满足震后快速评估要求；该方法只与结构固有属性有关，但无需进行结构模态参数识别，具有良好的实际工程应用前景。

摘要:准确且切实可行的损伤评估方法可对震损结构的损伤程度进行量化，并为结构修复加固提供有效指导。针对实际工程条件以及已有损伤评估或识别方法在精度和可行性方面的不足，在传统弹塑性耗能差损伤评估方法上提出通过剪力比值消除质量影响的广义损伤评估方法，仅以地震信号和结构动力响应即可实现对结构损伤的动态评估。在此基础上，提出用前震信号和 Kalman 滤波识别技术推演结构理想弹性响应，并利用主震信号实现结构整体和楼层损伤快速评估的方法。以钢混框架结构为例进行验证，结果表明：所提出的震损结构整体及层间损伤评估方法能够准确反映结构损伤的动态演变过程以及薄弱层的分布。与传统弹塑性耗能差方法以及基于频率变化率的损伤评估方法对比，所提方法具有良好的工程实用性，可为实际震损结构损伤快速评定提供有效支持。

摘要:地震易损性分析是评价工程结构抗震安全性的重要手段，但在计算过程中通常需进行大量的动力时程分析，这导致其计算效率通常较低。该文旨在建立框架结构强震下的高效动力分析与倒塌易损性计算方法。使用纤维梁单元建立框架结构数值分析模型，引入隔离非线性理论进行局部材料弹塑性行为模拟，并通过对考虑 P‐Δ 效应的几何刚度进行矩阵分解和摄动变换，提出了能够同时对局部材料弹塑性行为和几何非线性行为进行隔离表达的纤维梁模型控制方程，结合 Woodbury 公式进行控制方程求解，所提方法在结构动力非线性分析时能够避免整体刚度矩阵的反复更新，显著提升了求解效率；为克服动力 Woodbury 公式对时间步长选取的限制，进一步建立不同时间步长下该公式中相关系数矩阵的预处理机制和自适应调度机制，提出了基于自适应 Woodbury 公式的框架结构高效动力分析方法，在此基础上结合多条带法，建立了结构倒塌易损性曲线的快速计算方法。使用一个 9 层框架结构验证了所提方法的高效性和准确性。

摘要:在结构减震设计中，寻找最佳的阻尼器布置方案使减震效果最大化是一个至关重要的问题。用状态空间法描述在地震作用下布置线性黏滞阻尼器的减震系统，求解结构动力响应。采用基因属性保留遗传算法对减震系统进行编码，引入并列选择法对两个性能目标进行处理，可以实现阻尼器的双目标同步优化布置。将本文与已有研究成果的多层及高层框架阻尼器优化布置方案进行对比，双目标同步优化方法在改进原结构响应目标（如层间位移）减震效果的同时，还可以改善其他种类结构响应（如楼层加速度）的减震效果，使得减震结构具有更加优越的综合结构性能。双目标同步优化方法可以高效处理双目标的阻尼器同步优化问题。

摘要:人行桥健康监测及状态评估需解决的关键性问题是如何根据实测响应信号准确估计桥梁阻尼比及自振频率等时变模态参数。为此提出了一套方案，采用基于 HS 光流法的分段光流法获取桥梁振动全场位移响应，通过重新定义目标函数，利用自适应遗传算法优化变分模态分解（VMD），对各个位移时程进行分解，结合希尔伯特变换（HT）曲线拟合 VMD 分解得到的单模态信号求出瞬时频率和阻尼比。在人行桥模型上利用此方案测试不同行人在控制步频、自由行走下的结构响应，得到多组有效的结构位移响应并与激光位移计作对比验证，VMD‐HT 分解得到的行人‐结构相互作用下的瞬时频率和阻尼比与 941B 传感器作对比验证。结果表明：采用分段光流法的视觉非接触式测量方法对结构响应具有较高的测量精度，与激光位移计的对比误差为 0.85%。根据实测信号，利用 VMD‐HT 可有效估计结构的时变模态参数。在行人‐结构相互作用下，结构自振频率随人数和位移的增加而减小，最大减幅为 14.12%，阻尼比随人数和位移的增加而增大，最大增幅为 398.33%，控制步频行走相比于自由行走对时变模态参数的影响更大。

摘要:由于结构、材料不确定等因素，桥梁结构往往具有随机性，因此，基于桥梁结构的响应识别得到的桥梁所受移动荷载也是不确定的，但相关研究还较少。为此，本文研究桥梁结构为空间随机场的情况下，有效识别移动荷载的统计矩。提出的识别方法基于桥梁结构随机场的 Karhunen?Loeve（KL）展开、未知输入的卡尔曼滤波与改进的两点估计法的结合。桥梁结构参数为空间相关的随机场，通过 KL 展开将随机场转化为多随机变量的组合。在多随机变量下的不确定传播中，利用改进的两点估计法，将识别移动荷载统计矩问题转化为若干个确定性识别移动荷载识别的逆问题。采用未知输入的卡尔曼滤波进行确定性识别移动荷载，可有效估计识别移动荷载的统计矩。通过数值模拟算例验证了提出的估计方法的有效性。

摘要:以建立精确的对接圆柱壳结构动力学模型为目标，为解决对接圆柱壳结构实验模型存在的界面转角自由度信息缺失的问题，提出了频响函数子结构混合建模方法，采用界面刚性等效方法进行界面转角自由度信息的近似估计，并将其与有限元频响结果进行对比分析，验证了该方法在圆柱壳结构中的计算精度。同时，根据子结构频响函数获取方式、界面自由度的不同，采用子结构频响函数综合方法进行多种工况下的混合建模。结合对接圆柱壳结构的振动特性，对比分析不同工况下的混合建模结果。结果表明：考虑界面转角自由度信息后，可有效提高对接圆柱壳结构的混合建模精度。

摘要:本文基于 Levinson 梁理论和单向耦合的非傅里叶热传导理论，在不同边界条件下研究了均匀微梁的热弹性阻尼（thermoelastic damping，TED）。忽略温度的轴向梯度引起的热流，给出了 Levinson 微梁横向自由振动的热弹性耦合微分方程，与微梁不考虑热弹性阻尼时的自由振动方程进行比较，从方程形式的相似性上得到了复频率的解析解，进而求得了代表微梁结构热弹性阻尼的逆品质因子。在此基础上，采用有限元方法计算了微梁结构考虑非傅里叶热传导时的逆品质因子，并将有限元结果和理论分析结果进行了对比验证。通过数值计算结果定量分析了微梁的几何尺寸、边界条件以及频率阶数对微梁热弹性阻尼的影响规律。计算结果表明：在不同频率阶数时，微梁的热弹性阻尼最大值不变，临界厚度均随着频率阶数的增大而减小；不同边界条件下微梁热弹性阻尼最大值对应的临界厚度随着支座约束刚度的增大而减小；忽略轴向的温度梯度引起的热流，在梁尺寸较小时会带来一定误差。

摘要:热弹性阻尼是决定微机械谐振器品质因子上限的关键参数之一。以往热弹性阻尼解析解只适用于完全覆盖多层微梁结构。由于制造工艺和实际功能需求，非完全覆盖双层梁为代表的复杂结构形式更普遍。基于傅里叶传热定律，推导出非完全覆盖双层微梁谐振器热弹性阻尼的解析解。同时利用数值方法和实验验证了该解析解的有效性。并分析了镀层厚度、长度和位置对热弹性阻尼的影响。

摘要:针对纵向加肋圆柱壳自由振动问题，考虑结构边界条件的复杂性和纵肋截面的任意性，在壳体两端引入连续可变的弹性约束，推导任意截面纵肋剪切中心与圆柱壳中面位移协调关系，并利用Gram?Schmidt 正交法构造的级数表示壳体轴向振型函数。采用 Novozhilov 壳体理论，计及壳体和纵肋能量泛函中各向平移与转动惯性项贡献，基于 Rayleigh?Ritz 法得到结构自由振动的特征方程表达式，建立纵向加肋圆柱壳自由振动的统一动力学分析模型。调整约束弹簧刚度等效不同边界条件，应用该模型探究了相应边界下肋条附加位置、肋条数量和肋条偏心距对纵向加肋圆柱壳固有频率的影响。研究表明：在一定周向波数范围内，外部加肋和内部加肋圆柱壳固有频率之差的绝对值与周向波数 n 的变化呈正相关；增加肋条数量会降低内部加肋圆柱壳的固有频率；增大肋条偏心距会降低内部加肋圆柱壳固有频率，且偏心距与肋条数量对固有频率的影响会产生叠加效应。研究结果与验证了所提的统一动力学分析模型的精确性和有效性。

摘要:考虑塑性碰撞工况的两自由度振动系统，分析系统非光滑分岔的条件，辨识系统在两参数平面的周期运动模式及存在域，研究相邻周期运动的分岔特征及存在于（1，0，0）运动与（1，1，0）运动之间的迟滞域和亚谐包含域的动力学，揭示碰撞振动系统的余维一穿越、切换和多滑动分岔及余维二滑动分岔行为。塑性碰撞工况下，非黏滞型和黏滞型单冲击周期运动经穿越滑动分岔相互转迁。在亚谐包含域的边界线上存在一个窄迟滞域群，相邻迟滞域的连接点为二重擦边分岔点和倍化?鞍结分岔点。碰撞振动系统的切换滑动分岔和多滑动分岔都表现为隆起分岔，但是隆起在黏滞相的发生位置不同。两参数平面内，两条不同类型滑动分岔线的横截相交点为余维二滑动分岔点。

摘要:针对某履带车辆汇流行星排传动系统支撑轴承存在的安装不对中问题，建立了含轴承倾斜不对中的行星轮系?转子系统动力学方程。理论推导了可考虑球轴承分别处于内/外圈倾斜不对中故障条件下的轴承力模型。将该模型与行星轮系集中质量模型以及转子有限元模型耦合，得到了行星排传动系统动力学模型。分析了轴承不对中对系统动态特性的影响，并讨论了滚道曲率半径和轴承间隙等参数对系统动力学特性的演变规律。结果表明，倾斜不对中使轴承接触力急剧增大；接触角、接触刚度、轴承间隙产生周期性波动；变柔度振动频率幅值增大，系统振幅降低。提高滚道曲率半径和轴承初始间隙会增大变柔度振动。但适当选择较大的轴承间隙，可抵消轴承安装不对中造成的不利影响。

摘要:针对存在外部振动激励与负载变化的机械臂在实现位置控制时耗时长、精度低等问题，提出了一种鲁棒有限时间控制方法。使用第二类 Lagrange 方法建立了含外部扰动的机械臂动力学方程，将基座所受振动激励处理为系统惯性不确定项，设计了基于隐式 Lyapunov 函数的有限时间控制器；结合有限时间稳定性引理，采用 Lyapunov 理论证明了所提控制算法可以在有限时间内收敛稳定，给出了控制器计算流程；以基座存在振动的两连杆机械臂为对象，搭建试验装置并考虑外部振动与负载变化的情况进行多组对比试验。研究结果表明：所提出的方法能克服基座振动与负载变化的影响，使控制对象快速趋近目标位置，具有较好的抗干扰性与鲁棒性。

摘要:基于到达时差（Time Difference of Arrival， TDOA）的多声源定位中，由于麦克风阵列对测量的 TDOA 值无法与目标声源进行关联，声源定位过程会产生关联模糊，从而影响多声源定位结果的精度。针对这一问题，提出基于阵列重构的多声源关联模糊消除方法。通过广义互相关（Generialized Cross?Correlation， GCC）算法估计麦克风阵列的 TDOA 值，再利用排序算法获得定位麦克风阵列所有可能的 TDOAs 序列，并基于 Chan 算法估计所有可能的声源。通过轮换定位麦克风阵列的参考麦克风，构造多组校验子阵列，利用真实声源与阵列麦克风的相对位置关系来滤除虚假声源。对于不同校验子阵列筛选出的所有声源位置，以出现频数最大化原则再次进行冗余校验，从而提升最终筛选真实声源的准确性。仿真及实验结果表明，该方法能够以最少数量常规麦克风有效消除多声源定位中的虚假声源。在同等麦克风数量的情况下，该方法的定位精度及定位鲁棒性高于对比方法。

摘要:地铁运行引起的振动通过土层传播，会对邻近建筑物产生不利影响。以某地铁沿线近代历史保护建筑为背景，依据建筑结构参数及土层实测数据建立“隧道?土体?保护建筑”精细化三维数值模型，并结合振动响应预测分析方法对地铁运行时建筑物振动响应进行评估。从振源减振及过程阻振两方面对其减振效果进行量化分析和参数优化研究。结果表明：在未采取减隔振措施的情况建筑物振动超限，优化轨道类型的减振效果最为显著，使用弹性长枕轨道时结构 Z 振级可降低 8.2~11.2 dB；使用钢弹簧浮置板轨道可使结构 Z 振级降低 14.9~18.9 dB。过程阻振措施中，隔振墙的隔振性能对墙体材料特性最为敏感，深度及厚度其次；其中 EPE 泡沫材质墙体隔振效果最优，可使结构 Z 振级降低 10.6~11.5 dB，水平速度峰值约 75%；增加隔振墙厚度及埋深在一定程度上提升了隔振性能，但隔振效果增量不显著。提出了一种快速计算隔振墙隔振效果的预测方法，该研究可为类似工程的振动分析以及减隔振措施设计提供参考依据。

摘要:27 t 轴重的侧架交叉支撑转向架和副构架径向转向架是中国最近研制的两种重载货车转向架。为研究比较两转向架的曲线性能，分析曲线几何参数、轨道谱激励对不同类型转向架轮轨动力的影响特性，综合考虑转向架结构形式、技术参数和重载曲线轨道相关要求，建立重载货车?轨道耦合动力学模型和曲线参数化模型。结果表明，副构架径向转向架曲线性能在小半径曲线（≤800 m）线路上具有相对优势，曲线半径越小，优势越明显，但增大曲线半径和施加线路谱激励均会弱化其优势；两种转向架对外轨超高和缓和曲线长度变化的动力响应趋势基本一致，都在欠超高（0~15 mm）范围内轮轨综合响应较小；缓和曲线长度对两者均存在拐点，且拐点近乎相同，如当速度为80 km/h，曲线半径为 800 m 时，计算拐点都是约 50 m，与 TB 10627—2017《重载铁路设计规范》标准中规定的缓和曲线长度最小取值一致。

摘要:符合水动力学特性的水翼可以在运动过程中产生较高的升力，大幅提升其水力性能。而边界层的分离发生在水翼上时将会产生失速，使水动阻力大大增加，从而失去水翼应用的初衷。为了达到良好的增升减阻效果，采用了在关键部位以运动表面代替固定表面的流动分离控制技术，基于隐式直接力浸入边界法，采用 C++编程计算了流体与水翼的耦合运动。从升力系数、失速角推迟量和流场信息方面对比了运动表面的投放时机、投放位置、长度、运动速度等运动参数对水翼水力性能的影响。结果表明，局部运动位于翼型上表面后缘时，对流动分离控制和水翼水力性能的提升效果最好；运动表面向边界层注入的附加动量能有效减小流动分离，达到较好的增升减阻效果，但注入的动量也不是越大越好，局部运动的长度越长、速度越大，越容易形成大范围的低压区和正向漩涡，反而影响升阻比的提高或使失速角提前。从投放时机、长度、速度等方面综合考虑，对于该翼型，提升水力性能最佳的工况为攻角 45°时，在上表面后缘投放相对长度为 0.14，相对速度为 3 的局部运动；其次是攻角 28°时，在上表面后缘投放相对长度为 0.38，相对速度为 1 的局部运动。

摘要:大跨索承桥梁抖振性能评估是桥梁抗风安全设计的重要环节。但当前抖振分析理论在揭示抖振基本物理成因时的“描述性”强于“解释性”，且风洞试验难以重现抖振过程中的流固耦合细节。对此，以苏通大桥标准主梁节段为研究对象，在 Fluent 软件中开展了模型抖振响应数值模拟，并将抖振响应数值解与理论解进行对比。结果表明，对高湍流度风场而言，模型风振以湍流引起的强迫振动为主，考虑流固耦合效应的抖振响应理论解与数值解的RMS 较为接近，模型上、下方涡核发展交替进行，特征湍流对模型抖振响应的影响较小。

摘要:拉索的参数振动主要是由连接拉索端部的结构振动引起的，当端部振动频率与拉索的自振频率满足一定倍数关系时，拉索端部激励容易激发较大拉索参数振动。由于参数振动存在复杂的非线性振动特征，传统的解析方法难以应用于实际工程。本文发展了模拟拉索参数振动的向量式有限元方法，对斜拉索在动边界条件下的振动进行分析，对比控制方程的数值解以验证结果的准确性。并基于向量式有限元模型对端部支座轴向运动激励下产生的主共振区和主参数共振区特性进行讨论，分别研究了拉索倾角、阻尼比以及风荷载协同作用对参数振动的影响。研究结果表明向量式有限元可以有效模拟复杂工况下的拉索参数振动，有利于实际工程应用。

摘要:为研究玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）筋混凝土深梁动态剪切破坏机制及其尺寸效应规律，考虑混凝土非均质性、混凝土/BFRP 筋相互作用以及混凝土和 BFRP 筋在材料层面的应变率效应，建立了 BFRP 筋混凝土深梁细观尺度三维数值模型。利用已有的试验数据验证了该数值模拟方法的合理性和准确性，采用该方法研究了不同尺寸但几何相似的 BFRP 筋混凝土深梁在不同应变率下的剪切破坏模式及失效机制。分析了截面尺寸、配箍率、应变率对 BFRP 筋混凝土深梁剪切破坏及相应尺寸效应规律的影响。结果表明：动载下梁的破坏模式与静载时存在较大差异，但均表现出尺寸效应；增大应变率及配箍率均能有效提高梁承载力且削弱剪切尺寸效应，但应变率的作用程度明显大于配箍率。

摘要:为了构建海水海洋骨料混凝土在高应变率下的受压应力?应变本构关系，以海水海砂碎石骨料混凝土和海水海砂珊瑚骨料混凝土为研究对象，采用大直径霍普金森压杆试验装置开展了两类混凝土动态力学性能的测试，并通过静态力学性能试验得到各自混凝土动态力学性能比较的参考基准。基于静动态受压性能试验结果，获取了海水海洋骨料混凝土破坏模式与特征、应力?应变关系曲线、峰值应力和峰值应变、受压强度的动态放大系数（DIF），并深入分析应变率和混凝土类型对单一性能指标的影响。研究结果表明：海水海砂碎石骨料混凝土的破坏面在于碎石与水泥浆体的界面区，而海水海砂珊瑚骨料混凝土的破坏表现为珊瑚的剪切断裂；海水海洋骨料混凝土的静动态受压过程相似，其应力?应变关系曲线基本经历了弹性阶段、塑性发展阶段以及全塑性破坏阶段；应变率效应对提高海水海洋骨料混凝土动态受压力学性能具有显著影响，其中珊瑚作为粗骨料比碎石粗骨料具有更高的应变率敏感性。通过数值回归分析，构建了以应变率为自变量的海水海洋骨料混凝土受压强度 DIF 预测模型。以《混凝土结构设计规范》提供的分段式数学方程为基础，采用数值反演法建立了海水海洋骨料混凝土静动态应力?应变统一本构方程。

摘要:为探究考虑墩身地震惯性力贡献的墩底剪力简化计算方法，以某铁路简支梁桥为研究对象建立三维有限元模型，在分析了墩身质量对结构动力特性影响基础上，通过非线性时程分析方法研究了不同墩高、场地类型以及地震动峰值加速度（PGA）下墩身惯性力在桥墩地震剪力中的贡献比例，给出墩身惯性力在计算墩底地震剪力时不可忽略的判别条件；并采用模态 Pushover 分析法对墩底剪力进行简化计算，对结果的准确性加以验证。结果表明：桥墩进入塑性后，墩身惯性力对墩底剪力的贡献比例受场地类别影响小，主要影响因素为墩高，当墩高小于 20 m 时，可不考虑墩身惯性力作用，而采用能力保护设计理念计算墩底剪力；但当墩高大于 20 m 后，不应忽略桥墩自身的惯性力贡献，可按所提出的一阶模态 Pushover方法简化计算墩底剪力。

摘要:为研究撞击荷载下灌浆套筒连接装配式混凝土（Precast Concrete， PC）柱的力学性能和损伤机理，采用数值仿真技术建立了 PC 柱精细有限元模型，并完成了模拟方法的验证，分析了 PC 柱的撞击响应特征与传统现浇混凝土（Cast?in?Place Concrete， CIPC）柱的差异，讨论了撞击位置、轴压力、接缝强度和套筒连接强度等参数对 PC 柱抗撞性能的影响，并从曲率分布的角度分析了 PC 柱的损伤特性。结果表明：相同撞击条件下 PC 柱和 CIPC 柱的非线性力学行为比较接近，但两者柱底的传力机制和破坏形态差异明显；曲率分布能直观描述 PC 柱的损伤细节特征；撞击位置的变化会改变 PC 柱的抗力机制，而轴压比在一定程度上可提高 PC 柱抗撞能力；由于撞击荷载的局部效应显著，接缝强度和套筒连接强度主要影响接缝附近柱体的损伤机理。

摘要:明晰隧道爆破开挖作用下砂浆锚杆的动力响应特征，保证锚杆支护系统的安全稳定是隧道高效建设及安全运行的关键。基于龙南隧道各级围岩爆破开挖工程，采用动力有限元数值模拟软件 ANSYS/LS?DYNA，分别建立不同围岩级别、不同注浆龄期砂浆锚杆爆破开挖动力有限元计算模型，分析隧道爆破作用下各部位砂浆锚杆的动力响应特征与失效机制。研究表明，各级围岩爆破开挖时，隧道拱顶的锚杆振动速度与轴力均最大，锚杆部件端部为最危险点，沿隧道轴线方向，锚杆的振动速度与轴力均随爆破距离的增大而不断衰减；各部位的锚杆峰值振速随着注浆龄期的增加而减小，轴力随注浆强度的增加而减小，其剪力值也会减小；拱顶锚杆的轴力值与峰值振速具有线性关系，其与围岩级别以及龄期的大小有关，根据锚杆安全轴力可以计算得到不同围岩级别、不同养护龄期隧道爆破开挖砂浆锚杆的安全控制振速。

摘要:本文研究非饱和土中部分埋入桩的水平振动问题，为模拟桥梁桩基的高承台桩的实际服役状态，考虑水平简谐荷载和竖向静载的组合作用，采用 Timoshenko 梁模型和三维连续介质建立了非饱和土?部分埋入桩的耦合振动理论模型，利用微分变换法和传递矩阵法求得了桩身水平动力响应解析解，将退化解与已有成果作比较，验证了本文解的合理性。基于建立的理论模型，探讨了竖向荷载、埋入比和饱和度对部分埋入桩水平动力特性的影响。研究结果表明：刚度因子随着竖向荷载的增大而迅速减小，但是阻尼因子略微减小；刚度因子和阻尼因子均随着埋入比的增加而减小；桩身水平位移、转角、弯矩和剪力幅值均随着埋入比的增大而增大，幅值位置逐渐向上移动；饱和度较低的对刚度因子的影响很小，但饱和度大于 0.9 时刚度因子随饱和度的增加而迅速增大，阻尼因子基本保持不变。

摘要:机械设备常运行在复杂环境下，往往受到时变载荷、时变转速、瞬态冲击等非平稳工况的影响，导致故障时有发生。时频分析技术可以兼顾时间和频率两个变量，得到了广泛应用。然而传统时频分析方法在提高时频聚集性和减弱交叉项之间存在矛盾，为了实现复杂环境下机械设备的故障诊断，提出迭代时间重排同步压缩变换方法。在时间重排同步压缩变换的基础上构造新的群延时估计算子，然后只需进行一次重排操作即可获得更锐利的时频表示。通过仿真信号和滚动轴承加速寿命试验数据验证所提方法的有效性。

摘要:针对时变工况风电机组齿轮箱振动信号受噪声干扰和频率模糊问题，通过研究无转速下风电机组齿轮箱振动信号与转频波动规律间的联系，提出了基于 VMD?SET 时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法。该方法利用变分模态分解（VMD）滤波，利用同步提取变换（SET）对齿轮箱振动信号时频分析，分别从轴承故障时域振动信号中初步提取故障特征频率趋势，从正常齿轮啮合调制时域振动信号中提取啮合频率时频脊线，进一步利用精细化时频脊线交叉解耦优化瞬时频率提取效果，再用提取的转速曲线对轴承故障振动信号进行阶次跟踪，从角域阶次谱中得到故障特征阶次的单根谱线。通过仿真及实验验证了所提方法的优越性和有效性。

摘要:由于滚动轴承早期故障信号特征微弱，变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）的性能易受模态数和惩罚因子设置的影响，提出了一种自适应优化 VMD 参数的方法。基于中心频率判断本征模态函数（Band Limited Intrinsic Mode Functions，BIMF）是否混叠的思想提出中心频率混叠商算法，利用最小中心频率差与次小中心频率差的比值确定模态数。利用模糊熵原理，提出求和模糊熵算法优化惩罚因子。利用相关系数筛选模态分量，重构信号提取故障信息。通过对强噪声下外圈故障信号、内圈故障信号的分析，表明该方法能自适应确定模态数和惩罚因子，抑制模态混叠，能够从强噪声下有效地提取出故障信号特征，实现滚动轴承故障诊断。

摘要:在机械设备故障诊断系统中应用压缩感知（CS）可以有效缓解故障诊断系统数据的传输和存储压力。将观测矩阵的优化设计方法引入机械设备故障诊断系统中。结合机械信号信噪比（SNR）较低的特点，在分析不同观测矩阵优化框架抗噪性能的基础上，得出适用于机械信号的鲁棒性观测矩阵优化框架。基于该优化框架，推导出一种比现有求解方法计算复杂度更低的解析解，提高了优化观测矩阵的求解速度。数值仿真和实验结果表明，所提方法得到的优化观测矩阵具有良好的鲁棒性和更高的计算效率，相比现有的优化观测矩阵和常用的随机矩阵，所提方法可以在更低的信噪比和压缩比下有效地重构机械故障信号。