摘要:针对未来目标天体表面低重力场模拟，论文推导了探测器软着陆动力学相似性规律，提出了一种通过改变探测器着陆初始条件，并对试验数据进行后续处理来模拟目标天体表面低重力场的新方法，并通过算例验证了该方法对于不同的探测器状态及土壤状态均具有广泛的适应性。通过该方法进行探测器的相关低重力场模拟试验，可以使用探测器原型且试验设备简单、操纵容易，具有很强的实用性，方便进行探测器主要参数的优化设计，该方法可用于后期月球探测、火星探测及其它地外天体低重力模拟试验中。

摘要:由于隔震层位移过大或隔震沟间距设置不当会造成偏心隔震建筑结构与周围挡土墙发生碰撞。合理评估扭转耦合效应及碰撞效应对偏心隔震结构损伤性能的影响具有十分重要的意义。建立了单层偏心隔震结构弹塑性侧扭耦合分析模型,并基于Park-Ang损伤指标定义了上部结构的损伤。以近断层地震和远源长周期地震动作为输入,采用弹塑性时程分析方法对单层单向偏心隔震系统进行损伤性能评价。对相关重要参数进行了地震影响分析。研究结果表明与设计地震动相比, 在长周期地震作用下考虑碰撞效应的结构损伤值较高,如果间距设置不当甚至会造成结构损伤失效。上部结构及隔震层偏心会对结构损伤产生不利响应。合理设计隔震沟间距可以保证隔震结构在罕遇地震下不出现失效现象。

摘要:对一类含间隙碰撞振动系统Poincaré映射的Hopf-Hopf交互分岔进行了反控制研究。首先，基于碰撞振动系统建立了六维Poincaré映射，由于六维映射相应雅克比矩阵的特征值没有解析的表达式，这使得由特征值特性描述的传统临界分岔准则在确定控制增益中具有很大的局限性。针对这个局限性，建立了包含特征值分布条件、横截条件和非共振条件的显式临界准则。所建立的准则与传统的分岔准则等价，但并不依赖雅克比矩阵特征值的直接计算。然后，针对碰撞的不连续特性导致的隐式Poincare映射在闭环系统控制设计中的困难，发展了一种基于原碰撞系统的线性反馈控制方法。最后，数值分析给出了在指定的参数点所设计的映射Hopf-Hopf交互分岔的环面解，进一步验证了理论分析的正确性。

摘要:涡激力沿主梁跨向具有偏相关性，基于Scanlan涡激力经验线性模型，假定涡激振动风速下，整个梁段涡脱频率锁定，提出适用于变截面连续梁桥的三维涡激力经验线性模型，从而建立节段模型与变截面梁实桥之间涡激振动幅值之间的关系。通过变截面梁几个典型位置截面的节段模型风洞试验，获得描述整个变截面主梁三维涡激力经验线性模型等效参数，实现对整个变截面连续梁桥涡激振动响应的评估。并通过某典型的三跨变截面连续钢箱梁桥涡激振动风洞试验，验证了理论的有效性。

摘要:基于市场机制控制(Market-Based Control,MBC)属于分散控制,以往求解状态方程都采用差分类的近似,有时由于计算存在较大误差,不能得到结构真实状态的精确响应。精细积分法以其高精度、无条件稳定等优点被广泛的应用。文中引入两种精细积分方法,将精细积分的思想运用到基于市场机制(MBC)控制算法的求解中,推导了两种基于MBC控制状态方程的精细递推格式,大大提高了计算的精度及算法的稳定性,并且比较了两种精细积分方法的优缺点。最后通过算例,说明了采用精细积分方法计算MBC控制的必要性及有效性。

摘要:坝体在地震作用下的加速度反应、残余变形和破坏是土石坝动力分析的重要内容。本文，针对狭窄河谷中猴子岩高面板堆石坝的特殊结构形式，设计、制作了高达1米的大坝坝段模型和整体模型，进行大型地震模拟振动台模型试验。研究了大坝加速度反应的空间分布规律及相关因素对坝体加速度反应特性的影响，分析了大坝地震残余变形和破坏的发展过程和破坏机理。研究表明：面板对堆石坝体的加速度反应有明显的限制作用，不对称河谷中高面板堆石坝两岸侧坝体的加速度反应水平差异明显；高面板堆石坝的地震残余变形量值相对较小，坝体抗震性能良好，但猴子岩水电站开关站所在下游压重体平台是整个大坝结构抗震的薄弱环节，应当在设计中重点予以考虑。

摘要:应变模态振型决定了结构动应变分布规律。基于梁应变与曲率的正比关系，提出一种直接求解悬臂梁结构曲率模态的积分方法，适用于任意形式的刚度和质量函数。通过与数值和解析解比较模态频率与振型，验证了该方法的准确性。此外，该方法将连续体模态求解问题转化为有限自由度的广义特征值形式，进一步证明可以应用Nelson法求解该形式的特征灵敏度，获得了曲率模态振型对于结构设计参数的灵敏度显式表达。为了更加明显地表现动应变变化，提出了曲率梯度模态的概念，其参数灵敏度可由曲率模态灵敏度获得。算例结果表明，该方法可以有效地优化结构参数、避免动应变集中。该方法同样也适用于固支—固支和固支—简支这两种边界条件。

摘要:提出了一种基于无限元的2.5维方法,可以快速预测桥梁结构噪声且不失精度。首先,建立沿桥梁纵向截面均匀的二维无限元模型,进行声传递向量计算。然后,联合桥梁三维模态分析结果,通过空间波数变换获得三维桥梁模型的模态声传递向量,并采用三维直接边界元的计算结果验证了所提出的2.5维方法的正确性。最后,进行车轨桥耦合振动计算,将获得的桥梁模态坐标与声模态传递向量结合起来预测桥梁振动辐射噪声。以上海某轨道交通为背景进行噪声现场测试,将现场实测结果与计算结果对比。分析表明,计算结果在近场与实测值吻合较好,但是由于忽略了相邻跨桥梁的影响,在远场数值计算结果小于实测值。

摘要:采用ANSYS有限元软件计算得到减压阀膜片的反力时程曲线和运动部件的动态特性，在此基础上将结构简化为两个单自由度质量弹簧阻尼动力学模型，采用Newmark算法计算。流体控制方程为三维非定常积分形式的ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方程，采用基于弹簧近似的动网格有限体积格式求解，应用了新的离散几何守恒律和高精度界面算法；同时采用虚拟网格通气技术实现阀门部件运动过程所引起的拓扑变化。计算表明，在较宽的上游增压速率范围内减压阀出口压力存在振荡，均值接近按照静态性能设计的理论值。通过对计算流场进行分析，确定了造成两种开启故障的主要机理，修改模型参数可以排除异常。

摘要:为了提高机枪系统射击精度，将瞬态动力学与模态分析技术相结合，为枪管结构形貌优化选择了合适的目标模态，并对其进行了形貌优化。并采用刚柔耦合动力学与外弹道计算对优化前后机枪系统动力学响应特性、射击精度进行了对比研究。结果表明：采用优化后的枪管结构后，枪口高低方向振动位移、速度、射角最大值分别减少了40%、52%、46%左右，效果良好。并且，机枪射击精度指标R50、R70分别由原先的7.7cm、11.6cm下降为2.6cm、6.4cm，射击精度指标分别提高了66%、44%左右，提升效果较为明显。本文研究，可为同类武器结构设计提供参考。

摘要:针对实测模态频率的随机性，提出基于概率统计理论的桥梁结构模态频率异常变化的检测方法。建立桥梁实测模态频率与结构温度的BP神经网络模型，进而消除温度对模态频率的影响，在此基础上采用核密度估计方法得到消除温度影响的模态频率的累积分布函数，然后采用标准正态分布的逆函数将累积分布函数转换为Q统计量，最后利用Q统计量建立用于频率异常检测的均值控制图。假设检验结果表明，Q统计量服从正态分布，从而解决了消除温度影响后的模态频率仍非正态的问题，从而满足了控制图对随机变量正态性的要求。分析结果表明，基于控制图的概率检测方法对桥梁模态频率的异常数据具有良好的敏感性。该方法可为大跨度桥梁健康监测数据的分析与应用提供参考。

摘要:针对难以从滚动轴承的时频分布中提取瞬时转频分量的问题，本文利用由轴承包络时频谱中提取的瞬时故障特征频率替代传统瞬时转频实现重采样，进而基于故障特征因子与转频阶比边带构造故障特征阶比模板以实现变转速运行模式下滚动轴承故障诊断。其具体算法由以下四个部分组成：首先，联合应用谱峭度滤波算法与短时傅里叶变换得到能够突出瞬时故障特征频率的包络时频谱；其次，提出基于幅值重调的峰值搜索算法对瞬时故障特征趋势线进行提取；再次，以瞬时故障特征频率趋势线为基础对原信号进行故障相角域重采样并得到故障特征阶比谱；最后，根据被监测轴承的故障特征因子构造故障特征阶比模板对滚动轴承的运行状态与故障类别进行判断。仿真算例和应用实例将对该算法的有效性予以证明。

摘要:滚动轴承常常在复杂工况下工作,当滚动轴承出现局部故障时,其振动信号中除了与故障信息相关的周期性瞬态冲击成分外,还包含轴转频等谐波成分和背景噪声。因此,在滚动轴承故障早期,对滚动轴承振动信号直接进行包络解调分析往往效果不佳。针对上述问题,提出了基于最优品质因子信号共振稀疏分解的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先以信号共振稀疏分解低共振分量的峭度最大为目标,利用遗传算法对信号共振稀疏分解方法的品质因子进行优化,得到最优品质因子；然后利用最优品质因子对轴承振动信号进行信号共振稀疏分解,得到高共振分量和低共振分量；最后对低共振分量进行希尔伯特解调分析,提取轴承故障特征频率,进而诊断滚动轴承故障。仿真信号和试验信号的分析结果表明,该方法能有效提取轴承故障振动信号中的冲击成分,诊断轴承故障。

摘要:摘要：研究了带有附加质量的中心刚体-柔性悬臂梁系统在参数具有随机性时作大范围运动的动力响应问题。基于假设模态法和Lagrange方程建立了带有附加质量的中心刚体-柔性悬臂梁系统的一次近似耦合随机动力学方程，利用混沌多项式结合高效回归法将其转化为完全隐式纯微分方程，求解方程得到柔性悬臂梁变形位移响应的数字特征。最后，通过数值仿真对物理参数和几何参数具有随机性的系统进行动力特性研究。仿真结果表明：利用随机参数的动力学模型能客观地反映出系统的动力学行为；部分随机参数的分散性对柔性体动力响应的影响不可忽视。

摘要:针对轴承早期故障特征微弱，极易被背景噪声淹没而不能及时检测的问题，本文提出了基于谐波分解和自互补Top-Hat变换的轴承微弱故障特征提取方法。首先，通过改进广义谐波小波函数，使得信号分解后子带个数和带宽范围不受二进制分解方式的限制，并在此基础上应用谱峭度图方法确定信号中故障特征相对集中的最优频带；然后，对最优频带信号进行多尺度自互补Top-Hat变换，抑制背景噪声的干扰，突出微弱的故障冲击特征，并引入故障特征能量比的方法自适应确定最优结构元素的尺度；最后，通过包络解调提取出轴承微弱的故障特征。对仿真信号和实测轴承全寿命数据分析的结果表明，该方法能较为有效检测出轴承微弱的故障特征，具有较高的工程应用价值。

摘要:针对集成经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition, EEMD)中协助噪声幅值大小需要人为经验确定的不足，基于经验模式分解(Empirical mode decomposition, EMD)二进滤波器特性，讨论了EMD出现模式混淆的原因，研究了EEMD中协助噪声幅值大小的确定原则，提出基于极值点分布特性的改进EEMD方法，通过遍态历经，以极值点分布特性为评价参数，自适应确定EEMD方法中高斯白噪声优化幅值。通过数据仿真，验证了其有效性。最后，应用于转子早期故障诊断中，结果显示可以自适应确定噪声幅值，避免参数人为选择导致分解结果的盲目性，有效抑制了传统EMD方法的模式混淆现象，可有效识别转子早期碰磨引起的故障特征。

摘要:本文研究了由柔性杆、柔性铰构成的机械臂的斜碰撞动力学问题。首先，采用高次刚柔耦合理论通过Lagrange方程得到系统的递推动力学模型。然后，引入碰撞力势能，运用连续法建模获得碰撞力所对应的广义力，得到系统的碰撞动力学方程。采用Hertz接触模型和Coulomb摩擦光滑修正模型分别建立法向和切向碰撞模型，提出碰撞/分离切换准则。通过光滑化处理摩擦接触，提高了大型复杂柔性多体系统含摩擦碰撞全局动力学的计算效率。最后对国际空间站机械臂Canadarm2的简化模型斜碰撞过程进行仿真，验证了所提模型和算法的有效性。

摘要:针对隔振结构-弹性基础耦合结构向外声辐射问题,本文采用刚体理论及改进的傅里叶级数方法建立以任意边界弹性板为基础的双层隔振耦合结构数学模型。采用瑞利-里兹方法得到整个耦合结构的强迫振动响应,继而通过提取表面振速分布计算基础弹性板向外的辐射声功率。结合隔振结构的布置情况,以隔振器安装点的振动作为表征,探讨了耦合结构振动模态与基础板声辐射模态之间的耦合对应关系。最后计算并分析了基础边界条件对基础板向外辐射声功率的影响。

摘要:本文首次将耦合波型的相似性与地下管道结构的动力响应相结合,证明了管道结构两相邻质点间耦合波型的相似性对管道内力响应值存在着显著影响。另外,还进一步研究了地震作用下管道结构内力随耦合波型相似性变化而变化的规律。在相似性波型的生成时,本文采用了较为先进的小波分解与重构手段,该方法不仅使每个相似波与初始波之间的相似性可以调整,还使得相似波中各频率成份的含量及其出现的先后顺序也可以调整。因此,该方法可以模拟天然地震动中各种局部场地条件突变时产生的不同相似性波型,也使一种能够满足多方面条件的非一致性输入成为可能。

摘要:将准Green函数方法应用于求解夹支任意形状底扁球壳的自由振动问题.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准Green函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件.采用Green公式将夹支任意形状底扁球壳自由振动问题的振型控制微分方程化为第二类Fredholm积分方程.通过边界方程的适当选择,积分方程核的奇异性被克服了.最后通过离散化方程求得数值结果.数值算例表明,该方法具有较高的精度,计算量小,收敛速度快,是一种新型有效的数学方法.