摘要:基于饱和多孔介质理论,将土体视为横观各向同性饱和两相介质,利用分离变量法求解了横观各向同性饱和土层的竖向振动,在此基础上建立横观各向同性饱和土中单桩竖向振动的控制方程,借助桩端边界条件和三角函数的正交性对桩竖向振动问题进行了求解,并分析了相关参数对竖向振动的影响。研究表明：桩土系统存在共振现象,复刚度的变化受频率影响较大；各向异性参数越大,复刚度的峰值越小。

摘要:为获得极端风速下拉索顺风向振动自激力特性,推导了拉索与顺风向阻尼相关的颤振导数准定常解析值。为保证数值模拟的质量,基于固定拉索CFD计算的网格尺度无关性检查,确定了振动拉索数值模拟的合理参数和气动力系数。开展了Re=5.18×10₅折算风速从53~1050范围内拉索顺风向强迫振动数值模拟和拉索颤振导数P_*1识别,研究结果与准定常解析值的良好一致性,说明了本文方法的合理性,表明能采用准定常解析值来确定拉索超高折算风速下的颤振导数P*₁。研究同时表明,在超高折算风速和拉索横风向振动情况下,拉索涡脱力显著主导气动力,拉索振动不改变拉索的漩涡脱落频率,因此拉索自激气动力可忽略,风荷载只需考虑涡脱力。

摘要:本文研究气囊着陆缓冲系统的冲击动力学模型修正问题。首先,建立了典型气囊着陆缓冲系统的冲击动力学仿真分析模型,考虑到结构动力学模型和气囊模型的相互独立性,提出对回收舱模型和气囊系统模型分别进行修正的分级修正思路；其次,定义关键点处冲击响应解决了试验数据采样频率和试验触发不一致带来的计算结果与试验结果比较问题；针对气囊着陆缓冲系统冲击动力学响应的典型特征,定义冲击响应置信因子评价计算结果与试验结果之间的吻合程度；以关键点冲击响应的试验数据与计算结果之间的误差范数作为修正目标函数,引入增广径向基函数构造修正变量关于修正目标的代理模型,将模型修正问题转换为优化问题进行求解；最后,通过典型气囊着陆缓冲系统冲击动力学试验和计算验证了本文方法的有效性。

摘要:提出了层状弹性场地基岩斜入射地震动二维反演的一个方法，方法利用土层和半空间的精确动力刚度矩阵，根据地表某一点的水平和竖向两个地震加速度记录，进行基岩地震加速度时程和入射角的反演，并以SV波二维斜入射为例对方法进行了验证。研究表明，根据水平和竖向两个地震加速度记录可以进行基岩地震加速度时程和入射角的准确反演。同时，对文献中仅根据地表水平加速度记录进行基岩面水平地震动的一维反演进行了误差分析，研究表明，一维反演因忽略了波型转换，在模型上存在一定的误差，且误差随着实际地震动斜入射角的增大而显著增大。

摘要:推导了移动荷载列作用下简支梁位移响应的精确解，在此基础上引入三个无量纲参数，研究了荷载移动速度、荷载频率及结构阻尼对桥梁响应的影响，分析了简支梁在一定荷载速度下的共振和消振现象发生机理。结果表明：桥梁跨中的最大位移响应并非随着荷载速度的增大而单调地增大，而是表现出一种类似正弦但波幅逐渐变大的方式；当移动荷载列以消振速度通过桥梁时，引起的桥梁余振响应趋近于零；简支梁的共振速度与移动荷载列的间距有直接关系，当共振速度同时又是消振速度时，共振现象被抑制；当简谐荷载移动速度较低时，梁体位移在荷载频率等于梁体第一阶自振频率时达到最大响应，随着荷载移动速度的增大，梁体位移达最大响应不再发生于荷载频率等于梁体第一阶自振频率的情况。

摘要:根据顺层岩石倾角20°、30°和40°，设计了3个比尺为1∶8、重力式挡墙与格构式锚杆框架结构二级组合支护的厚覆盖层与顺层岩石边坡模型，开展了3个大型振动台模型试验，对比研究多级支护和不同顺层岩石倾角条件下重力式挡墙的地震动力响应特性。大型振动台模型试验以汶川波作为激振波，采用水平(X)向、竖直(Z)向和水平竖直(XZ)双向等三种激振方式，测试了重力式挡墙加速度、动位移和动土压力响应特性。通过分析加速度动力响应特性，得到了加速度放大系数随激振方式、激振加速度峰值、墙高和顺层岩石倾角的变化规律；通过分析动位移响应特性发现，重力式挡墙主要产生水平向动位移响应和动位移模式，且主要由水平向激振所产生，其动位移响应特性、动位移模式不因激振方式、岩层倾角而变化；通过对动土压力响应特性分析，得到了不同岩层倾角、激振方式条件下的动土压力沿墙高分布形式，以及动土压力响应峰值与岩层倾角、激振方式的变化规律。试验研究结论为二级支护边坡中重力式挡墙抗震设计及其地震动力反应特性的进一步研究奠定了良好的基础。

摘要:考虑带轮惯性质量对皮带纵向振动的影响，将皮带简化为质量分布均匀的弹性体，建立了两坐标系的弹性体纵向振动的力学模型；以力学模型为基础建立了皮带的纵向振动的数学模型；考虑皮带与带轮的相对运动对皮带瞬时振动的影响，根据皮带连续性条件给出了系统固有频率与振型函数的数值仿真模型；应用坐标变化法求解系统受迫振动的动态响应，仿真分析了系统转速波动激励与载荷波动激励下的系统响应特性。仿真结果表明：(1) 系统对转速波动激励与负载扭矩波动激励的响应曲线为简谐函数，其振动幅值受到带轮惯性质量的影响；(2) 带轮瞬时振动位移与其惯性质量成反比；带轮瞬时转差的波动使皮带瞬时传动比不恒定，皮带与带轮之间存在相对滑差。皮带纵向振动特性的研究方法对带轮附件驱动系统的动态特性的设计与分析具有理论与实际意义。

摘要:对列车-轨道子结构进行简化计算,基于薄层法原理推导了饱和地基的三维动力基本解答,为降低薄层法的计算深度,提高计算效率,对饱和半空间的刚度矩阵进行二阶Taylor级数展开,得到了饱和土的旁轴边界作为薄层法的底部边界；基于饱和土频域边界元法,建立了以薄层法基本解作为动力Green函数的饱和土半解析边界元法。对三维饱和地基模型的WIB主动隔振体系进行了详细的参数研究,得到了轨道交通荷载作用下饱和地基WIB主动隔振的规律。分析结果表明：在轨道交通荷载作用下,在饱和地基设置WIB隔振体系有显著的隔振效果；增加WIB的剪切模量、厚度和宽度均可提高WIB隔振效果,且仅需较小的尺寸即可实现。

摘要:提出了一种基于形态分量分析的转子早期碰摩故障诊断方法,该方法用形态分量分析从转子早期碰摩故障信号中提取出冲击成分。形态分量分析根据信号中各组成成分的形态差异,构建不同的稀疏表示字典对各组成成分进行分离。当转子系统中出现早期碰摩时,其振动信号往往由以转频及其谐波为主要成分的周期成分、包含转子早期碰摩故障信息的冲击成分及随机噪声构成。周期成分表现为信号中的平滑部分,而冲击成分则表现为信号中的细节部分,因此,可根据周期成分与冲击成分的形态差异,用形态分量分析实现二者的分离。对形态分量分析的阈值方法进行了改进,提出了基于半软阈值的形态分量分析,仿真结果表明,基于半软阈值的形态分量分析要优于基于硬阈值的形态分量分析。对某转子早期碰摩故障信号进行了分析,结果表明,基于半软阈值的形态分量分析能有效地提取转子早期碰摩故障信号中的冲击成分,进而诊断转子早期碰摩故障。

摘要:利用简单的空腔模型对串联空腔控制气动噪声方法进行了机理分析,得出了在空腔串联时,前空腔抑制后空腔噪声主要是利用气流导出效应和能量耗散效应两者的结合。基于此机理,提出了一种汽车侧窗风振噪声的控制方法,即在B柱上开凹槽,使凹槽和后窗开启时的车内空间形成一个串联空腔。采用大涡模拟(LES)的计算方法对其进行数值模拟,结果表明开凹槽后可以有效的抑制风振的产生。并对凹槽的尺寸进行了优化研究,计算结果表明L/D=4凹槽的降噪效果最明显,最大降幅达到14dB。

摘要:浮筏隔振系统是提高船舶声隐身性能的重要技术途径，本文建立了筏架和基础板均为弹性体的浮筏动力学方程，并重点分析了隔振器的非线性刚度对系统动态特性的影响。在线性条件下，通过刚柔耦合软件仿真，验证了建模理论的合理性，并通过功率流方法，对结构能量的传递进行了分析。在非线性条件下，隔振器具有立方非线性的刚度项，利用多尺度法研究系统发生内共振等条件，同时通过数值方法计算分析了系统在单频和多频激励下的非共振响应。研究结果表明：线性和非线性条件下的柔性浮筏隔振系统，其动力学特性区别明显。非线性条件下，筏架的刚柔程度显著的影响系统特性，而线性条件下的低频段，该影响较小。同时非线性条件下的系统存在较为复杂的谐波及倍周期现象。

摘要:提出了一种高精度的直升机旋翼/机身耦合系统振动响应分析方法。通过非定常Euler/N-S方程与准定常气动力相结合的方法来进行弹性旋翼流场分析，利用CSD软件建立精细的机身三维结构有限元模型，用15自由度非线性中等变形梁单元来建立旋翼动力学模型，最后采用带配平的松耦合迭代方法求解系统响应。以某小型直升机为例，分析了悬停状态下机身典型位置的振动响应，计算结果与实验值吻合良好。研究了前飞速度和机身弹性运动对机身振动水平的影响，结果表明，在小速度和大速度前飞时，机身振动响应随前飞速度的增加而增大；在中等速度段，机体振动水平则基本保持不变。

摘要:基于最优输出跟踪的基本思想，提出了一种时域内多源动态载荷识别的方法。该方法从结构动力响应出发，设计一个最优输出跟踪器并构造性能指标，将载荷识别问题转变为最优输出跟踪问题。通过Adams法求解微分方程，实现了多源动态载荷的识别，并采用L曲线法确定了性能指标中的关键参数。数值算例表明，所述的载荷识别方法能够在响应数据含有噪声的情况下，有效稳定地实现多源动态载荷的重构，具有较强的抗噪能力。

摘要:由于太空机械臂的结构形式和末端操作对象的影响,空间多连杆机械臂系统存在着强烈的刚柔耦合的非线性特性。针对伺服驱动的空间柔性机械臂系统,基于经典振动理论,提出柔性臂弹性弯曲、扭转的变形假设,然后采用假设模态法和Lagrange方程得到系统的动力学方程。为了抑制系统在大范围运动过程中的弯曲、扭转弹性振动,提出了基于Lyapunov稳定性的模糊自适应速度反馈控制策略。数值仿真结果表明：空间机械臂系统在转动过程中必然会激起柔性臂的弹性振动；采用提出的控制策略利用压电剪切致动器和压电扭转致动器不仅可以抑制柔性臂的弯曲和扭转振动,还可以降低伺服电机的驱动扭矩,提高柔性机械臂系统的末端定位精度。

摘要:南京长江大桥是连接我国南北的重要交通命脉，考虑到列车引起的振动对该桥危害较大，有必要采取有效措施对其进行振动控制。本文结合车桥动力方程，有限元分析时将列车经过大桥全过程的桥梁结构作为时变系统来考虑，基于ANSYS平台编制了动力时程响应分析程序。据此研究了调谐质量阻尼器(TMD)在该桥减振控制中的参数敏感性和控制效果，并对比分析了列车时速对减振效果的影响。结果表明，TMD在其刚度和阻尼系数取值合理时可达到最优控制效果；设计TMD对该桥列车致振动竖向加速度的控制效果明显，且在列车时速较高时减振效果更加显著。

摘要:通过对多层厚壁圆筒中周向导波频散曲线研究,发现周向导波在多层圆筒中传播时,会发生明显的频散现象和模态干涉现象,第1阶模态在高频时接近于无频散的Rayleigh面波。通过对不同连续性条件的多层筒与单层筒的频散曲线比较,以及壁厚对频散曲线的影响,都充分说明了检测层间界面缺陷的周向导波应该集中在低阶模态上。最后对不同连续性条件多层筒的位移研究,最终推断出第2阶模态具有在层间界面附近集中能量的特征,可应用于层间界面缺陷的周向导波无损检测技术中。

摘要:提出了一种2.5维C/SiC编织复合材料弹性参数不确定性识别方法。采用刚度平均法获得复合材料等效弹性参数理论预测值。选取对结构动态特性影响较大的三个弹性参数E11、E22和G12作为待识别参数；在确定性识别结果基础上，采用拉丁超立方体采样构造随机试验样本，开展不确定性参数识别方法仿真研究。仿真结果表明，针对考虑弹性参数不确定性的2.5维C/SiC复合材料，采用所提出的方法能够准确识别材料弹性参数的均值与标准差，建立反映实际结构动态特性统计意义的精确动力学模型。

摘要:对地震模拟振动台三参量控制及其参数整定技术进行了研究,提出了一种快速三参量控制参数整定方法。通过对三参量控制算法的研究,确定三参量控制器中三参量反馈及前馈环节中各个参数的数学表达式,从而完成三参量控制器中控制参数的整定,极大提高地震模拟振动台三参量控制参数整定的效率。最后,通过仿真和现场试验的方法,将传统三参量控制参数整定方法与快速三参量控制参数整定方法进行对比试验,进一步证明了快速三参量控制参数整定方法的可行性和高效性。

摘要:由于车辆上采用的发动机工作转速较宽，无法完全避免共振现象的发生。针对上述问题对车辆传动系统动态特性的分析从固有特性的分析转移到动力响应的分析上来，并衍生出基于动力响应的灵敏度分析。以某车辆传动系统作为研究对象，建立了线性弯扭耦合集中参数动力学模型及方程。应用直接求导法建立了灵敏度方程，进行了响应灵敏度计算，分别研究设计参数对扭转方向的力矩和弯曲方向上力的影响，获得了轴段附加扭转力矩和轴承支反力对设计参数的灵敏度，并将同一灵敏度量在纯扭和弯扭系统下的结果进行对比。研究表明，弯扭模型计算出的响应灵敏度值比纯扭模型的计算结果小10%-20%，但规律趋于一致；弯曲方向上的力和扭转方向上的力矩对设计参数的灵敏度与该位置的振动能量大小相关，能量越大其对同一参数的灵敏度也越大。研究结果对结构修改和参数优化具有指导意义。

摘要:针对密集频率结构的减振问题，以典型的2自由度对称结构为例，研究基于H2性能的梯度优化法对密集模态振动减振的分布式TMD（tuned mass dampers）的参数优化和减振效果。建立适合闭环静力反馈控制的组合系统模型，将基于H2性能的梯度优化法扩展至分布式TMD的参数优化；定义针对密集模态振动的控制输出和无量纲评价指标，分析了控制输出的模态控制权重对优化参数和评价指标的影响，指出能使评价指标峰值相等的模态控制最优权重，进一步给出优化参数和评价指标随模态密集度的变化规律；与经典方法对TMD的设计相对比，分析和验证了基于H2性能优化的分布式TMD的良好减振效果，并确认在TMD个数增多时基于H2性能的梯度优化法将具有更佳的优化效果。

摘要:为描述主动电磁轴承的支承特性，通常是沿袭传统机械轴承支承的刚度阻尼概念，称之为等效刚度和等效阻尼。由于电磁轴承的支承特性与其控制策略有关，因此确定电磁轴承的等效刚度和等效阻尼值相对困难。已有的电磁轴承等效刚度和阻尼测试方法大多是基于单自由度模型的，难以用于实际多自由度电磁轴承-转子系统的刚度阻尼测量，甚至无法实际操作。本文首先从理论上分析了采用等效刚度和等效阻尼概念表示电磁轴承支承特性的描述局限性和适用范围，然后提出了一种基于多自由度转子模型的对电磁轴承等效刚度和等效阻尼进行直接测量的方法。实验结果表明该方法能够实时地对电磁轴承-转子系统的等效刚度和阻尼值进行准确识别，其结果可以作为电磁轴承动力学特性研究的依据。