摘要:采用理论分析及试验研究方法对风雨共同作用下的结构荷载与响应进行了较为系统的研究。首先在确定风雨联合作用概率模型的基础上通过对降雨作用特性的分析，比较了雨滴冲击作用模型和空气密度等效变化模型的对于建筑结构等效静力作用性能；其次，基于高精度风雨耦合荷载环境模拟试验设备，进行了风雨定常气动力荷载模型高频天平测力试验研究，研究了简单几何形体的风雨定常荷载变化规律；然后，采用二维悬挂系统测振试验方法，研究了风雨非定常气动力荷载模型及其结构振动响应特点；最后，对缆索承重桥梁拉索风雨激振现象进行耦合荷载环境参数精细化控制试验研究，揭示了拉索空间姿态、拉索动力特性、来流风速和不同雨强组合等条件对拉索风雨振的影响规律。

摘要:目前大跨度多线铁路桥梁的列车走行性受到较大的重视，其系统建模和车桥耦合振动实验研究具有重要的工程参考价值。本文以某四线大桥为背景，由实测结构模态参数结合设计相关资料，建立了桥梁基准有限元模型。然后基于此模型，由轮轨法向刚性接触关系，采用模态叠加法建立了车-桥整体系统运动方程，并结合实桥通车实验和数值计算进行了对比分析，验证了模型的正确性。最后，开展了多种工况下的车辆—桥梁耦合振动分析计算，对桥梁和车辆的动力响应以及列车运行安全性和平稳性进行了分析评价，得出了一些有工程意义的结论。

摘要:针对抽水蓄能电站水泵水轮机运行过程中出现的振动问题,从产生共振的条件出发,分析了转轮叶片和活动导叶所形成的叶栅组合的动静干涉机理。根据转轮对水力激振模式的动态响应,研究了不同叶栅组合方式对水力激振力的影响。建立流固耦合数学模型,对转轮、活动导叶、顶盖及底环等过流部件的动态特性进行了有限元分析,以7/20的叶栅组合为例,阐述了流体激发结构共振的可能性。为了避免过流部件发生共振以及由此产生的疲劳裂纹或断裂等事故,提出了最佳叶栅组合的选择原则、降低无叶区压力脉动的方法以及提高结构固有频率和降低局部应力集中系数的具体措施。

摘要:针对滚动轴承故障诊断时所提取的特征值中可能含有较小相关性和冗余性特征,采用基于Wrapper模式的距离评价技术(distance evaluation technique,简称DET)进行特征选择。在分类器的设计中,提出了基于稳健回归的多变量预测模型(Robust regression-Variable predictive model based class discriminate,简称RRVPMCD)分类方法,以减小 “异常值”对参数估计的影响,从而有望建立更加准确的预测模型。即根据Wrapper模式的特点,首先通过DET方法计算出各特征值对类的敏感度,并结合RRVPMCD分类器,选择敏感度最大的若干特征值组成特征向量矩阵；然后用RRVPMCD方法进行训练,建立预测模型；最后用所建立的预测模型进行模式识别。实验分析结果表明,基于Wrapper模式的特征选择和RRVPMCD的分类方法可以有效地对滚动轴承的工作状态和故障类型进行识别。

摘要:为了解决夹具传递给试件的振动量级的输入严重不均匀和偏离参考谱加速度均方根值的现象，依据电动振动台多点控制原理和夹具频响函数特性，建立夹具优化计算模型。以某试件夹具设计为实例，依据Nastran软件计算夹具频响函数值，根据所建优化计算模型，求出夹具最优设计参数。优化结果表明，优化后的夹具传力点处的响应均方偏离度及加速度均方根值的变动范围均小于传统方法设计的夹具所求值，同时，优化后的夹具振动试验测试结果表明，传力点处实测的加速度均方根值的变动范围与夹具设计阶段优化后的计算值变动范围基本一致，这就证明该优化方法是可行的和实用的，可以为振动试验实施和夹具设计提供实践和理论指导。

摘要:基于全模态展开定理，提出了计算重频阻尼结构模态灵敏度的全模态算法和高精度截模态算法。首先通过引入松驰因子的移频法克服了重频现象对模态灵敏度分析的影响，给出了重频模态灵敏度的全模态算法，并从理论上分析了这种算法的误差来源及控制方法；其次通过分析各阶模态在模态灵敏度的全模态线性展开式中的贡献作为截断准则来实施截断，从而提出了重频结构模态灵敏度分析的高精度截模态算法，并给出了其误差分析方法。提出的高精度截模态算法仅需少量模态，即可获得对称及非对称系统任一重频模态的灵敏度信息，无论是理论分析还是数值计算的结果均表明了该算法的正确性及高效性。

摘要:固定结合面接触特性对于机床被连接结构的动态特性有着很大的影响，对其接触区域进行主动设计是提高整体结构动态性能的有效方法。本文提出了一种考虑动力学特性的机床固定结合面形状的拓扑设计方法，将固定结合面实际接触区域的接触刚度模型等效为一种有限单元材料模型，给出了其材料等效模型-弹性模量及剪切模量的计算方法，并以此等效模型确定了固定结合面接触单元的刚度矩阵。采用渐进结构优化法进行固定结合部接触区域拓扑形状的优化设计，即采用删除准则，消除对总体固有频率贡献较小的接触区域材料，达到主动设计结合面实际接触区域的拓扑结构。通过车头箱与斜床身的螺钉结合面的工程案例，阐述了拓扑形状的动力学主动设计的基本流程，证明了这种方法的可行性与实用性。

摘要:作为对经验模态分解（EMD）的改进，局部特征尺度分解（LCD）也有类似EMD的模态混淆问题。基于噪声辅助分析的总体平均经验模态分解（EEMD）和完备的EEMD（CEEMD）等是抑制分解模态混淆的有效途径。然而此类方法伪分量较多、得到的分量未必满足IMF分量定义等。针对此，论文提出了一种完备的总体平均局部特征尺度分解（CELCD），并通过仿真信号将CELCD方法与CEEMD进行了对比，结果表明CELCD能够有效抑制LCD模态混淆，而且在抑制伪分量的产生，提高正交性和分量的精确性等方面具有一定的优越性。最后论文将CELCD方法应用于转子碰摩故障的诊断，结果表明了方法的有效性。

摘要:为研究螺旋线对斜拉索气动性能的影响,采用Fluent软件的LES模块对光拉索和缠绕螺旋线拉索进行数值模拟。首先,建立了光拉索和缠绕螺旋线拉索的数值计算模型,并在拉索轴向布置9个截面的风压和风速监测点；然后,采用Fluent软件的大涡模拟模块进行了数值计算；最后,在数值模拟数据的基础上,详细研究了螺旋线对拉索平均阻力系数、脉动升力系数、旋涡脱落频率、风压和风速的轴向相关性、绕流流场等的影响。研究结果表明,在风雨激振发生的雷诺数范围内,缠绕螺旋线能减小拉索的平均阻力系数；破坏规则的旋涡脱落,减小脉动升力系数,降低气动力在拉索轴向方向的相关性。

摘要:为了从滚动轴承故障振动信号中提取出冲击特征，以进行轴承故障诊断，提出基于S变换时频谱奇异值分解（SVD）的信号降噪方法。S变换是一种信号时频表示方法，适合于处理与分析非平稳的冲击特征信号。在SVD降噪过程中，数据矩阵由信号的S变换谱系数构成；奇异值序列的置零阈值位置坐标可由奇异值差分谱最前面部分峰值群的最后一个峰值点序号来确定。最后对降噪的数据矩阵进行S逆变换，获得信号的时域冲击特征。仿真研究表明，基于S变换时频谱的SVD降噪方法可以成功地从低信噪比信号中提取出周期性的冲击特征。将本方法用于处理与分析滚动轴承故障振动信号，根据所提取出的冲击特征出现频率，能够方便有效地实现轴承相关故障的诊断。

摘要:列车振动能量突变是判断轨道病害及状态恶化的重要依据之一。基于连续小波变换细致的时间-尺度网格划分性能，结合概率方法，通过对轨道不平顺和列车振动信号的能量计算与分析，建立列车振动响应和轨道不平顺信号的时间、尺度和时间-尺度小波能量谱，并进行联合诊断。通过沪宁客运专线和朔黄重载铁路的轨检数据分析，表明本文方法能够有效提取轨道结构中微弱病害的类型、损伤程度和空间位置，并实现整体不平顺状态的评估。这为铁路轨道病害诊断和状态评价提供了新的技术途径。

摘要:摘要：基于巨子型有控结构体系(Mega-Sub Controlled Structure System,即MSCSS)的组装原理，从抗震设防的角度提出了“有区别的等可靠度优化准则”。采用Hilbert-Huang 变换(HHT)法合成非平稳人工地震波，将基于概率密度演化理论的动力可靠度分析方法用于MSCSS，编制了MATLAB与SAP2000的接口程序，以所提出的优化准则对非平稳地震作用下MSCSS进行了尺寸优化，并比较了优化前后的结果。研究表明：对MSCSS进行优化是有必要的，MSCSS优化后的可靠度分布比优化前更为合理，且响应控制能力也得到了提高。

摘要:连续隐半Markov模型(Continuous hidden semi-Markov model, CHSMM)是隐Markov模型(Hidden Markov model ,HMM)的一种扩展形式,可用于时间序列过程的动态建模。通过加入状态分布参数并对多组观测值进行连续化，可加强模型对新观测值的处理能力以及对状态驻留时间的建模能力。本文利用该方法建立了轴承性能退化的评估模型。首先，分析振动信号并提取频带能量作为退化特征；然后将正常状态下的特征样本作为模型的观测值对CHSMM进行训练；最后将待测的特征样本输入模型，得到待测样本相对于所建立正常模型的输出概率，作为轴承性能退化状态的标志。轴承疲劳寿命试验结果表明，所提的评估模型能较好地刻画轴承性能退化的过程，并能在早期对轴承的性能退化做出预警。

摘要:基于Flügge壳体理论，采用波动法建立任意边界条件多舱段加筋圆柱壳数理模型，对多舱段圆柱壳固有振动特性和频响特性进行研究。相对于传统的采用平摊或梁模型处理环肋方法，运用圆环板模型分析环肋。在环肋、舱壁等加强构件及激励点处对结构离散，环肋、舱壁等子构件采用圆环板模型分析，激励力作为离散处边界条件，运用离散处连续条件将子构件组装得到运动方程。通过与文献、有限元结果对比验证了本文方法的正确性与准确性，在此基础上分析舱壁厚度、舱壁位置及激励点等参数对多舱段圆柱壳振动特性的影响；并进一步讨论了舱段截断时边界条件选取。

摘要:频散曲线和波结构是钢轨导波检测时设计检测方法和分析回波波形的基础。本文首先介绍了半解析有限元计算任意截面弹性波导中导波传播的频散曲线和波结构的基本方法。然后应用该方法求解了U60型钢轨中垂直振动模态导波的频散曲线和波结构，并讨论了频散曲线和波结构在钢轨轨头缺陷导波检测中的应用。最后采用模态力锤实验及时频联合分析的方法验证了频散曲线数值计算结果。钢轨轨头横向裂纹垂直振动模态导波检测的有限元数值模拟和实验表明该模式导波是检测钢轨轨头缺陷的有效检测模式波型。

摘要:以双转子试验器为研究对象，开展高维复杂双转子系统的建模方法和动力特性的研究。将双转子系统划分为模态子结构和连接子结构，利用有限元方法和固定界面模态综合进行模态子结构的建模及维数缩减，将连接子结构保留物理空间，通过界面对接条件实现子结构的组装，利用Newmark法进行含局部非线性的双转子系统运动方程的数值求解。进行了计算模型的试验验证，并研究了转子系统的响应规律，研究结果表明：随转速的变化，转子响应中出现了滚动轴承的变刚度振动频率、不平衡激励频率及相关组合频率；同步不平衡激励频率幅值的响应规律与支承位置、转子各轮盘的不平衡量及临界振型有着密切的联系。

摘要:为了解决噪声源识别中存在的识别精度不高、分辨率受限、对测量条件要求高等问题，提出了基于源强分布声辐射模态的噪声源识别方法。该方法首先计算结构的源强分布声辐射模态矩阵和声场分布模态矩阵，然后利用声场中测得的声压数据向量与结构声场分布模态矩阵的关系求出声辐射模态展开系数向量，最后通过声辐射模态矩阵和声辐射模态展开系数向量的积就可得到结构的源强分布，从而达到对噪声源识别的目的。该方法利用较少的测量点可以获得较高分辨率和识别精度。通过平板振动仿真和音箱实验验证了该方法对平面结构噪声源识别的有效性。

摘要:为研究齿面摩擦力对正交面齿轮传动系统动态特性的影响,基于集中参数理论,建立了考虑齿面摩擦、齿侧间隙、传动误差、时变啮合刚度、啮合阻尼、支撑刚度和阻尼等参数的正交面齿轮多自由度耦合振动模型,采用龙格库塔数值积分法对系统的动力学方程求解,得到随摩擦系统变换的系统动态响应分岔特性。结果表明,随齿面摩擦系数的变化,面齿轮传动系统的动力学特性有周期响应和混沌响应,动态特性比较复杂。

摘要:在本项工作中,积分方程法被用于研究两弹性耦合纳米尺度的Duffing振子的非线性特性及其在超灵敏质量传感技术中的应用。研究发现在由两个近似完全相同的Duffing振子的弹性耦合系统中可发生模态局部化现象,另外其中一振子的质量的微小变化可导致一周期解跳至另一周期解的现象发生。数值结果表明弹性耦合纳米尺度的Duffing振子可调制为质量传感装置,用于探测微小的附加质量,展示了非线性动力系统的非线性特性在超灵敏质量传感技术中的广阔应用前景。