摘要:关节非线性对大型可展开空间桁架结构整体动力学特性有着重要影响。将关节模拟为具有六个方向刚度且其中任意方向可含有非线性特性的弹簧系统，研究了空间桁架结构非线性动力学建模与共振分析方法。采用双线性滞回模型模拟关节的摩擦特性，基于描述函数法得到了关节等效刚度和等效阻尼的解析表达式。在对两端含非线性关节的桁架构件进行动力学缩聚的基础上，建立了桁架结构在频域下的整体缩聚动力学模型，并采用 Newton?Raphson 迭代方法进行频域响应求解。通过数值算例将本文方法的计算结果与有限元分析结果进行比较，验证了本文方法的准确性和高效性。

摘要:为研究消能减震建筑结构中阻尼器的附加阻尼和刚度贡献，建议一种基于贝叶斯统计推断的模态参数识别方法，可用于定量估计阻尼器对结构模态参数的影响，包括阻尼比、频率和振型，以及参数的估计不确定性。为精确建立模态参数与质量和刚度矩阵的函数关系，采用直接模型修正技术进行模型参数化建模，利用模态参数以解析方式重构结构质量、刚度和阻尼矩阵。考虑模型误差和量测误差对模态参数估计的影响，采用基于随机模拟的贝叶斯方法量化模态参数估计不确定性。以一栋油阻尼器钢框结构为例，利用结构的地震动监测数据，采用建议方法分别识别主体和整体结构的模态参数，定量估计了油阻尼器的附加阻尼和刚度贡献，验证了方法的有效性。

摘要:随机子空间算法作为时域模态分析的常用算法之一，存在系统定阶需人为参与这一缺陷。基于此，针对奇异值跳跃法难以确定高阶系统阶次这一问题，提出了将其与“对数化处理”进行融合以便快速确定奇异值的明显跳跃点；通过构建频率置信因子和振型置信因子用于确定真实阶次的取值范围；采用线性加权平均法构建置信系数以确定结构系统的真实阶次；将所提算法运用于某大型斜拉桥的模态参数识别，并将识别结果与现场试验值和有限元结果进行对比分析。结果表明，所提算法能够实现系统阶次的自动化确定和模态参数的自动化识别，且识别结果具有较好的精度和可靠性。

摘要:分析多参考最小二乘复频域法在实际应用中的数值问题，提出一种多参考最小二乘复频域优化方法。由于实际系统阶次未知，为了避免模态遗漏，需先过估计系统阶次。通过理论与数值分析发现：由于系统阶次过估计，识别过程需要对奇异矩阵进行伪逆计算，伪逆计算方法和参数的选择对识别结果有很大影响。利用特征值分解计算奇异矩阵 Ro的伪逆矩阵，通过奇异值分解计算奇异矩阵 Msub的伪逆矩阵，以能量为指标自动确定阶次，在不失精度的前提下可自动得到清晰稳定图。利用优化多参考最小二乘复频域法对一个 7 自由度线性时不变系统和葡萄牙Infante D. Henrique 大桥辨识，实验结果表明本文方法可以在保持精度的前提下容易地识别系统模态。

摘要:传统校准方法只能辨识空载工况下机器人杆件及关节误差，当机器人在大负载工况下由于变形会导致末端精度显著下降。提出了大负载机器人在重载条件下关节变形的模型，通过激光跟踪仪测量辨识机器人关节刚度系数，并优化控制律设计。该方法基于指数积（POE）模型和微分误差模型，在空载工况下计算出结构参数，零位误差，将补偿结果写回机器人控制器；在满载条件下基于之前的坐标准直，辨识机器人关节刚度系数，完成校准过程。本算法在新松、埃斯顿等多家机器人公司的产品上进行了验证。结果表明：该校准方法能够使大负载机器人在重载工况下的绝对定位精度与空载工况下接近。

摘要:由于制造、安装误差和轮齿变形等因素，齿轮在啮合过程中难免产生振动、冲击和噪声，对斜齿轮齿廓进行适当修形可以有效改善啮合状态，提升传动的平稳性。基于轮齿承载接触分析理论提出含齿顶修形和齿向修形两种方式的斜齿轮混合修形方法，建立计算考虑混合修形的斜齿轮时变啮合刚度模型，并通过 ANSYS 验证了该模型的有效性；基于提出的模型分析了不同修形参数对时变啮合刚度的影响；在啮合特性模型的基础上建立斜齿轮副动力学模型，考虑混合修形齿轮副啮合刚度的时变性，分析不同修形方式及修形量对齿轮转子系统振动响应的影响。研究表明，齿顶修形不仅可以避免齿轮边缘接触，而且在特定的频段范围内可大幅减小齿轮转子系统的振动，并为斜齿轮副的修形优化设计提供了理论依据。

摘要:针对共振柱和动三轴两种不同仪器设备的试验性能和已有相关研究存在的问题，采用共振柱和循环三轴联合试验，研究了废弃轮胎粉碎橡胶颗粒?砂混合土在宽剪应变范围内动模量和阻尼比的动力学特性。结果表明：共振柱试验得到的初始动模量明显比动三轴试验结果要大，动三轴试验得到的初始动剪切模量对应的应变幅值较大引起测得的初始剪切模量偏小。采用共振柱获得的初始剪切模量来计算联合试验测得的宽应变范围内动模量比和阻尼比较为合理。同时发现，当剪应变幅值较小时，橡胶颗粒含量越高，混合土的阻尼比越大，主要由橡胶颗粒初始材料阻尼较大引起；当剪应变幅值较大且超过某临界值后，橡胶颗粒材料阻尼比随橡胶含量增加而减小，主要由混合料的应力?应变关系曲线对应的滞回阻尼越小引起。

摘要:针对软弱夹层受震液化对深厚覆盖层场地振动特性的改变以及其上高土石坝的地震响应影响开展研究。将含有软弱夹层的深厚覆盖层场地简化为三质点体系，推导了软弱夹层液化后的场地卓越周期计算公式，进而分析了液化层特征量对场地卓越周期及场地反应谱的影响规律；应用剪切楔法研究了软弱夹层液化对深厚覆盖层上土石坝坝顶加速度放大系数的影响规律。结果表明：夹层发生液化使得场地卓越周期增大，增大程度与夹层液化程度、上覆层与液化层厚度比 λ1、液化层与下卧层厚度比 λ2密切相关；液化使得场地类别至少增加一类；液化后场地反应谱呈现短周期减震、长周期加震现象，加震减震的分界线一般在 0.61?0.88 s 范围内，反应谱平台段加宽；液化使得覆盖层上高土石坝坝顶加速度放大系数明显增大，放大作用随着软弱夹层液化程度的增加呈现下降的趋势，在夹层较厚且重度液化时，液化现象对覆盖层上高土石坝动力响应反而有消弱作用。

摘要:以水中圆柱体为模型，考虑水?结构?土的相互作用，研究柱体结构在地震和波浪共同作用下的动力响应。采 用有限元法将柔性柱体结构离散为欧拉?伯努利梁单元，水?结构相互作用通过附加质量代替，土?结构相互作用通过 线性弹簧代替。基于结构自振频率分析，讨论土?结构和水?结构相互作用对结构自振频率的影响。研究土?结构相 互作用、地震动水力和波浪力对柱体结构动力响应的影响。

摘要:为分析超大型冷却塔在强风作用下的结构失效准则与强健性，以超规范高度限值的世界最高 220 m 超大型冷 却塔为例，基于ANSYS/LS?DYNA 平台建立结构三维有限元模型，对其风致倒塌全过程进行数值仿真分析。研究 了典型风速下位移响应与塔筒内力分布特性，得出最不利响应发生的位置、数值及分布规律，探讨了强风下塔筒结 构“稳定?失稳?倒塌”全过程演化机理，并提出了强风作用下冷却塔的结构失效准则。研究发现：强风作用下超大型 冷却塔结构强健性最薄弱部位为迎风面塔筒喉部区域，与上风向夹角为?70°和 70°子午向出现“褶皱变形”并导致塔 顶局部结构失效破坏，进而引起塔筒整体结构倾覆倒塌；塔筒应变能密度呈现指数增长趋势，以喉部相对水平位移与 喉部直径百分比 S>1%、指数应变能密度和值破坏系数 K≥0.3作为结构失效判断准则可较好评价强健性指标。

摘要:基于经典板理论，研究了热载荷作用下功能梯度圆板的大幅振动问题。在经典板理论下利用物理中面概念，导出了功能梯度圆板的非线性运动方程。利用 Ritz?Kantorovich 方法消去时间变量，将非线性运动方程转换成了一组关于空间变量的非线性常微分方程。采用打靶法数值求解所得方程，并利用数值结果研究了热载荷作用下功能梯度圆板静态响应的影响和振幅、材料梯度参数、热载荷以及边界条件等对功能梯度圆板振动行为的影响。研究表明：热变形的存在使周边夹紧与简支 FGM 圆板的振动响应及线性振动与非线性振动行为均有显著不同。热过屈曲变形板的硬化是有限度的，过大的热过屈曲变形也会降低 FGM 圆板的刚度。

摘要:提出了一种计算随机与谐和联合激励下非线性分数阶系统响应二阶矩的统计线性化方法。假定位移响应可写为确定性均值和零均值随机分量之和的形式，原运动微分方程可化为关于均值分量的确定性微分方程和关于随机分量的随机微分方程组合。分别利用谐波平衡法和统计线性化方法对上述两类方程求解后，可得响应的确定性均值与随机分量。Monte Carlo 模拟证实了该方法的有效性。

摘要:为了提高非线性双稳态压电振动能量采集器的输出性能，提出了一种基于磁?机?压电耦合的非线性多稳态振动能量采集器，通过在双稳态压电振动能量采集器模型基础上增加一对外部磁铁，构造了具有四个稳态的非线性压电振动能量采集器。利用磁偶极子理论建立了采集器悬臂梁末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型；利用Hamilton 原理和 Raleigh?Ritz 方法建立了四稳态压电振动能量采集系统的分布参数机电耦合动力学模型；仿真分析了磁铁水平间距和外部磁铁间距等参数对系统非线性磁力、非线性分岔特性和动力学特性的影响。制作了四稳态压电振动能量采集器原理样机，搭建了样机性能测试平台，实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。研究结果表明四稳态压电振动能量采集器可以在低激励水平作用下显著提高能量收集效率，且具有较宽的工作频带。

摘要:为克服共振式俘能器工作频带窄和压电式俘能器输出电流低等问题，设计了多稳态电磁式振动俘能系统。建立了系统的分数阶阻尼模型，通过实验揭示了多稳态电磁俘能系统的动态分岔、势能阱逃逸、高能态轨道和混沌运动等非线性行为。结果表明：采用庞加莱截面频闪采样算法和分岔图可有效刻画系统的非线性振动特性；利用多稳态电磁式俘能系统的非线性振动特性可显著增加输出电流并拓宽系统的有效工作频带。

摘要:舰船在航行时产生的牵连运动会对船用机械系统的振动产生重要的影响，因此研究垂荡作用下的船用旋转机械的动力学特性及其振动控制具有重要的工程意义。讨论了垂荡激励下船用旋转机械?气囊隔振系统的非线性振动机理与振动特征。建立了具有气囊隔振系统的船用旋转机械的数学模型，采用多尺度法分析了船体的垂荡运动与转子运动之间的关系，揭示其振动机理。采用数值分析方法研究了垂荡激励下船用旋转机械?气囊隔振系统的动力学特性，并与近似解进行了比较，验证了理论结果的有效性。

摘要:为验证地铁桥梁监测系统采集数据的可靠性，提高轨道交通系统结构设施安全监督力度，以北京地铁 5 号线惠新西街北口站?大屯路东站的三跨连续箱梁桥为研究对象，考虑列车的动力加载效应，通过实验测试与数值模拟计算相互验证、时域分析与频域分析相结合的方法，对行车过程中桥梁的横向、竖向位移及加速度时程曲线及其变化趋势进行分析，验证了计算程序及实验测试结果的可靠性；通过傅里叶变换分析不同车速下桥梁振动加速度频谱，验证了对桥梁振动起控制作用的频率范围；通过计算不同车速下列车的轮重减载率、脱轨系数、横向力、Sperling指标等，对行车安全性及平稳性进行评价。

摘要:为了研究预制短型钢弹簧浮置板轨道的剪力铰力学参数合理设置问题，采用刚体动力学和有限元直接刚度法建立了车辆?轨道垂向耦合动力学模型，其中预制轨道板间的剪力铰力学作用采用抗弯和抗剪弹簧元件模拟。计算分析了剪力铰刚度、预制轨道板长度和钢弹簧刚度对车辆?浮置板轨道耦合系统动力响应的影响规律。结果表明：相较于现浇长板，预制短板在接缝处不设置剪力铰时，板端刚度不连续使轨道结构振动加剧，板端扣件力、钢弹簧反力增大，会造成扣件弹条松弛、断裂，轨道减振效果降低等不利影响；预制短板接缝处设置剪力铰，会提高轨道的整体性，提升减振效率，当剪力铰抗弯、抗剪刚度组合参数分别为 1×108 N?m/rad，1×108 N/m 时，其连接性能即可达到较为理想的效果；预制轨道板长度对剪力铰力学参数合理设置的影响不显著，钢弹簧刚度越小，对剪力铰的抗弯、抗剪刚度要求越高。

摘要:为研究老化?荷载作用下废旧叠层轮胎隔震垫（Scarp Tire Rubber Pads，STP）恢复力模型，对 72 个尺寸为180 mm×180 mm×69 mm 的 STP 经受 0，77，154，231，308 h 老化时间、5 MPa 荷载作用后进行低周反复加载试验，分析 STP 的破坏特征、承载力衰减、刚度退化、滞回耗能特性。基于试验结果，得到带有负刚度段的三折线骨架曲线，并结合未老化?荷载作用下 STP 恢复力模型特征参数，得到考虑老化?荷载作用下 STP 骨架曲线特征点计算公式；采用基于滞回耗能的循环退化指数建立了可考虑老化?荷载作用下 STP 试件的捏缩效应、承载力衰减和刚度退化的恢复力模型。研究表明：老化?荷载作用对 STP 在实际老化时间为 50 a 内的滞回耗能没有损伤，且因 STP 表层橡胶老化硬化而增加；基于循环退化指数建立的 STP 恢复力模型，与试验滞回曲线对比，两者基本吻合，在一定程度上验证了该恢复力模型的准确性和适用性。

摘要:围绕双索股长吊索整体风致振动及其减振控制问题，开展了节段模型风洞试验和基于杠杆式调谐质量阻尼器的减振设计和试验研究。通过节段模型测振风洞试验，研究了悬索桥双圆柱索股的整体风致振动特性及其不稳定区间；推导了考虑自激力作用的吊索整体振动杠杆式调谐质量阻尼器最优设计参数，并分析了各参数对减振效果的影响；根据最优参数设计了杠杆式调谐质量阻尼器，进行了双吊索整体尾流致振的控制实验，验证了各参数对减振效果的影响。结果表明：双吊索在 6°?10°风攻角区间发生了大幅风致振动；与基于简谐力外荷载作用的 TMD 优化相比，按基于自激力作用的运动方程进行 TMD 参数优化，能显著减少抑制尾流致振的 TMD 质量比；杠杆式调谐质量阻尼器能有效提高双吊索整体风致振动起振风速，阻尼器参数偏离会降低减振效果，其中频率偏差影响最为明显。

摘要:以电动汽车集成式动力总成为研究对象，综合考虑时变啮合刚度、啮合误差、啮合阻尼和齿侧间隙等影响，建立其机电耦合数学模型，采用变步长 Runge‐Kutta 算法求解微分方程并获得轴承动载荷。以轴承动载荷为边界条件，通过有限元与边界元联合仿真的方法分析其振动噪声，并与试验对比分析。结果表明：箱体振动加速度和辐射声压在齿轮两级啮频及其倍频处产生峰值，仿真结果与试验结果保持了较好的一致性。针对集成式动力总成电机与齿轮箱直接耦合造成的轴系扭振问题，提出了一种基于自抗扰电流补偿的主动控制方法，用来抑制动力总成的扭振，并通过仿真验证了控制方法的有效性。

摘要:基于摩?磁复合盘式制动器和模拟制动试验台，分析了不同磁场参数与制动器摩擦噪声及摩擦磨损行为之间的非线性映射关系，讨论了交变磁场对制动器摩擦噪声的抑制机理。结果表明：磁场可明显抑制制动器摩擦噪声的产生，其中磁感应强度的改变对降噪效果更为明显；低频磁场对噪声有较好抑制作用，但磁场频率过高反而可能会加剧噪声的产生。磁场具有稳摩降噪、润滑降噪和磁致伸缩的作用机制，其根本原因是改善了界面摩擦磨损特性，增加了氧化磨损的比例，磨屑被细化后充当了固体润滑剂的作用，使得摩擦界面趋于稳定从而达到降噪的效果。研究结果解释了磁场作用下制动器摩擦噪声的发生规律及抑制机理，可为未来利用磁场治理制动器摩擦噪声污染奠定理论基础。

摘要:提出了一种深度学习网络即结构?随机卷积神经网络，用于实现内燃机的智能健康监测。集成多个单一的卷积神经网络构成新的网络构架，通过卷积计算和池化操作对振动信号进行自动特征提取。在随机卷积神经网络结构中，应用 Adabound 优化器使学习率自适应变化，从而加快模型的权值更新。同时通过 Dropout 技术使结构中神经元随机失活，防止对训练数据进行复杂的协同响应，通过 Dempster 合成规则融合各个网络模型的诊断结果。所提出的健康监测方案用于对内燃机工作时的振动信号进行分析。实验证明，该方法克服了传统的数据驱动和卷积神经网络健康监测方法的局限性，摆脱了对人工特征设计的依赖，并且有较好的诊断性能，能够有效地对内燃机进行健康监测。

摘要:针对特征优化图改进包络谱（Improved Envelope Spectrum via Feature Optimization?gram，IESFOgram）算法在轴承随机滑动的条件下不能有效揭示故障特征的问题，提出了一种基于设置特征频率容差因子的改进 IESFO?gram 算法。该方法使用循环谱相关分析提取滚动轴承故障振动分量；基于轴承随机滑动特性设置特征频率容差，并计算特征频率各阶次谐波频率与边带积分比值之和，确定包含轴承故障信息最丰富的解调频带；包络谱分析辨识轴承故障特征。仿真数据、西储大学部分数据和实验数据的结果分析表明，所提出方法可有效解决 IESFOgram 算法在轴承随机滑动的条件下失效的缺陷。

摘要:自适应噪声辅助集成经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise，CEEMDAN）解决了集成经验模态分解在集成平均过程中的分解不完备问题，但噪声残留和虚假分量问题仍然存在 。 针 对 CEEMDAN 的 不 足 ，提 出 了 自 适 应 噪 声 加 权 优 选 经 验 模 态 分 解（Weighted Mean ?optimized Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise，WMEMDAN）。该方法用改进的均值曲线构造方式提取内禀模态函数（IMF），以正交性最小为依据，从不同权重的迭代筛分结果中选取出最优 IMF，改善了 CEEMDAN 的分解能力，同时通过对不同权重下的分解结果进行筛选，确保每一阶的 IMF 分量都是整体最优，减少虚假分量和残留噪声。仿真和实验信号分析结果表明，WMEMDAN 在减少虚假分量和提高分解精度等方面具有优势。将所提方法应用于滚动轴承和齿轮的故障诊断，分析结果表明了方法的有效性和优越性。