摘要:阻尼器的负刚度特性有助于提升其对斜拉索的减振效果，为探究负刚度装置（NS）对黏滞阻尼器（VD）应用于斜拉索减振控制的增效作用，开展了VD联合NS对斜拉索减振控制的增效研究。采用复模态分析方法获得了斜拉索-VD-NS 耦合系统的特征方程，并进一步推导了斜拉索附加模态阻尼比的近似解；分析了NS的负刚度系数和安装高度对斜拉索模态阻尼比和振动频率的影响；基于输出反馈的LQR控制，获得了给定负刚度系数时VD对斜拉索多阶模态减振控制的最优参数，进而研究了负刚度系数和NS安装高度对斜拉索多阶模态振动控制的增效作用。研究结果表明：增加NS的负刚度系数或安装高度均有助于提升VD 对斜拉索单阶模态和多阶模态减振效果，同时减小了VD的最优阻尼系数；NS 对VD减振性能的提升归功于负刚度系数或NS安装高度的增大对VD位移幅值的放大效应，提升了VD的耗能能力。

摘要:与基于力、基于位移及基于能量的设计方法相比，基于损伤的结构抗震设计方法能够更全面直接地确定或评估结构抗震性能。由于缺乏消能部件附加等效阻尼比与主体结构损伤程度之间的关系表征，目前基于损伤的减震结构性能设计方法只能通过消能器设计参数的迭代调整分析实现预期损伤。针对以上不足，从能量耗散角度剖析了减震结构主体部分损伤机理，通过弹塑性耗能差率损伤模型建立减震结构附加等效阻尼比与损伤指数之间的定量关系，并提出消能部件在地震动下的动态附加等效阻尼比计算方法。在此基础上结合地震易损性分析方法提出面向损伤控制的减震结构体系性能设计流程。通过算例表明阻尼比解析计算准确，该流程具有通用简便、不需迭代等优点，能够将主体结构的损伤程度有效控制至预期损伤目标。该方法也可以兼容基于位移的设计方法，且具有更严格的概率统计意义。

摘要:角钢作为格构式结构的基本组成部分，其风力系数的精度将直接影响结构整体风力系数取值的准确性。通过刚性模型高频动态天平测力风洞试验，测量了随倾角和风向角变化的典型三维等边角钢的静风力。研究表明：倾斜安装角钢的阻力系数、升力系数与垂直安装相比，随风向变化趋势类似，但在某些风向角下数值明显降低；不同风倾角（β=30°-50°）时风力系数（CD，CL，CM）随风向变化能够较好地吻合，即风倾角的变化对风力系数值影响不明显。角钢垂直安装时，静力折算高度随风向在（0.4-0.6）倍总高附近变化，角钢对于来流前倾安装后，静力折算高度随风向的波动增大明显；此外，根据试验结果分别给出了角钢垂直安装和倾斜安装情况下角度风荷载系数、升力系数的建议公式，并对相关参数进行了拟合

摘要:基于列车测压试验，以平层公铁桥梁和CRH2 列车为背景，分析了风屏障对平层公铁桥上列车表面风压分布的影响，研究了有无风屏障时列车表面压力以及气动力的跨向相关性的变化规律。研究结果表明：设置风屏障后，列车迎风面与背风面、顶面和底面风压差随风屏障透风率的减小而减小，使得列车总体侧力和升力减小，风屏障透风率为20% 时，列车表面脉动压力分布较均匀，有利于桥上列车运行时的安全与舒适。风屏障的防风效果不会随着风屏障高度的增加一直变好，透风率为40% 时，风屏障存在一个最优高度3.5 m。风屏障透风率对列车迎风面以及顶面圆弧过渡段表面风压的影响明显大于高度。设置风屏障后，列车底面和背风面测点压力跨向相关性更好，风屏障的挡风效应增强了这两部分展向流场的一致性，使流体的脱落点更一致。随着跨向间距的增大，气动力的相关性越来越差，风屏障对气动力的跨向相关性较无风屏障时弱，设置风屏障时跨向间距超过5 倍列车高，气动力完全不相关。

摘要:推导了运输包装三轴随机振动激励下产品上关注点的von Mises 等效应力与激励加速度均方根值的关系，证明了关注点处材料应力疲劳曲线（σ-N曲线）和运输包装振动疲劳曲线（Grms-T曲线）的等价性；针对两类工程上常用的Basquin型（幂函数型）和指数函数型损伤和疲劳模型，给出了其Grms-T曲线形式，得到了基于Grms-T曲线的运输包装加速随机振动时间压缩比，并通过产品模型有限元算例验证了其正确性。由于加速度易于分析和测量，因此基于Grms-T曲线的运输包装加速随机振动试验技术具有潜在的应用价值和进一步研究发展空间。

摘要:考虑了结构多维性能极限状态的模糊不确定性，建立基于模糊失效准则的概率地震风险分析方法。综合考虑结构和非结构构件的抗震性能，建立多维性能极限状态方程。选择三种隶属函数描述极限状态的模糊性，包括降半梯形分布、降岭型分布和二次抛物型分布，基于地震烈度概率模型，建立基于模糊失效准则的概率地震风险分析表达式。基于SAP2000 建立RC 框剪结构模型进行分析。研究表明：基于二次抛物型分布的年平均超越概率会随着隶属区间的扩大而减小，而基于降半梯形分布和降岭型分布的年平均超越概率会随着隶属区间的扩大而增大；若隶属区间相同，三种隶属函数的年平均超越概率，从大到小依次为降半梯形分布、降岭型分布、二次抛物型分布；忽略不同工程需求参数性能极限状态的相关性会使年平均超越概率偏低。

摘要:为了研究特重车各轮相干桥面激励对斜拉桥振动响应的影响，根据特重车左右轮的相干函数关系和前后轮的时间滞后关系，推导并建立了特重车各轮相干桥面不平顺激励的功率谱矩阵。基于车桥耦合振动理论和虚拟激励法分析特重车各轮相干桥面激励对大跨度斜拉桥车致振动响应的影响，研究结果表明：特重车各轮相干桥面激励增大了斜拉桥振动响应的离散程度，桥梁振动响应随着各轮桥面激励相干强度的提高而增大。斜拉桥在特重车各轮相干桥面激励下的振动响应受不同相干函数模型的影响较小。特重车各轮相干非平稳桥面激励的斜拉桥振动响应离散程度大于各轮相干平稳桥面激励，桥梁振动响应标准差最大值随着车辆加速度的提高而增大。斜拉桥的车致振动响应对多轮多点相干桥面激励很敏感，其振动响应的离散程度随着特重车轴数的增加而增大。

摘要:提出了一种改进的台风作用下单桩海上风机易损性分析方法，该方法包括：进行台风模拟，根据模拟台风确定单桩海上风机处的风浪强度指标；将风浪荷载施加在单桩海上风机上，在考虑荷载随机性的情况下得到风机塔筒和桩基的响应极值概率分布曲线；基于非线性屈曲分析得到风机主要构件的承载力概率分布曲线；结合风机主要构件的屈服和屈曲等承载力概率分布曲线，求得单桩海上风机在屈服或屈曲模式下的破坏概率。同时结合江苏某风电场的风浪特性对某5 MW 风机进行了风致易损性分析。分析结果可为提升海上风机抗台风风险能力提供参考。

摘要:导管架式海上升压站的瞬态响应分析依赖时域积分法，初始条件引起的瞬态响应中阶次较高的振动成分，必须取足够小的计算时间步长才能得到较准确的结果。针对海上升压站的瞬态响应分析，提出一种基于Laplace 变换的频域计算方法。该方法通过振动系统的特征值分析得到传递函数的极点和零点，进而计算传递函数的极值和留数，同时将初始条件考虑到瞬态响应的极值和留数中，经Laplace 逆变换得到时域瞬态响应。分别采用四自由度系统和导管架式海上升压站数值模型对此方法进行验证，并与Newmark?β 法进行对比，结果表明该方法计算的瞬态响应与Newmark?β法计算结果吻合较好，并能够避免Newmark?β法由于时间步长较大引起的误差，说明了该方法的正确性。

摘要:发展基于Pareto 多目标人工鱼群算法（Multi?Objective Artificial Fish Swarm Algorithm，MO?AFSA），解决结构健康监测中传感器位置多目标优化的问题。构建与观测模态线性独立性、结构损伤灵敏度和损伤信息冗余性有关的传感器位置多目标优化目标函数；改进人工鱼群算法的追尾和觅食行为，并引入外部档案集以处理寻优过程中的互不支配解，结合Pareto 概念选取与理想点欧式距离最近的Pareto 解为最优解；以三层平面钢框架结构为数值算例，用基于Pareto 人工鱼群算法求解传感器位置多目标优化方案，并进行结构损伤识别。研究结果表明：用所提方法得到的传感器测点在结构中均匀分布，获取的结构损伤信息更为全面，冗余性低，振型独立性好，能够较精确地识别损伤位置和损伤程度，并且抗噪性能好。

摘要:提出了一种地铁列车引起的隧道与土体振动的高效时?频混合预测方法。该方法基于两步法开展。通过建立车辆-轨道-隧道-土体2D多体动力学/有限元模型，在时域中获取轨-隧相互作用力；将转化后的作用力施加在2.5D有限元-最佳匹配层模型上，在频域?波数域中求解隧道-土体系统的动力响应。同时，为提高频域?波数域计算效率，提出了波数范围随激励频率变化的高效波数采样方案。数值算例中，依次通过与时域3D有限元方法和传统固定波数域采样方案对比，对所提方法的准确性和高效性进行了验证。结果表明，采用时-频混合方法计算的观测点竖向振动速度时程曲线在波形和幅值上与时域3D有限元方法计算结果吻合较好。就振动速度级而言，时-频混合方法的计算结果略小于时域方法，但两种方法计算结果的相对误差小于3%。同时，所提出的高效波数采样方案能较好地预测不同频率荷载下的有效波数范围。除2Hz以下低频振动外，高效波数采样方案与传统采样方案计算的观测点竖向振动速度1/3倍频曲线几乎吻合。就计算效率而言，高效波数采样方案计算时间为固定波数域采样方案计算时间的3/5。

摘要:提出一种高阶调谐齿轮传动原理，定义了调谐齿轮的错时相位角。基于动态啮合力开展高阶调谐齿轮参数设计研究，推导出调谐齿轮最佳传动参数，验证调谐齿轮错时相位角、调谐阶数对动态响应的影响；结合具体案例，进行高阶调谐齿轮的动力学数值模拟，研究高阶调谐齿轮传动参数对系统动态啮合力以及振动响应的影响。研究结果表明，当调谐阶数为2（二阶调谐齿轮）、错时相位角为1/2 个齿距时，调谐齿轮时变啮合刚度和接触力波动最小，振动位移以及振动加速度波动最小，从理论上验证了二阶调谐齿轮具有明显的减振作用。

摘要:无序非周期结构振动在通频带会产生局域化效应。基于该思想，对质量无序配置加筋圆柱壳开展了振动局域化研究。为定量预报无序配置加筋圆柱壳的局域化因子，将加筋圆柱壳振动等效为耦合振子链的振动，利用耦合振子链的无序局域化因子公式预报质量无序配置加筋圆柱壳的局域化因子。以加筋圆柱壳有限元分析的振动结果为输入，使用结合波数分析的参数辨识技术给出了等效振子固有频率参数和耦合参数。等效无序度参数使用了参考模型辨识的技术。针对两个质量无序配置加筋圆柱壳开展的振动局域化分析结果表明，质量配置无序度参数是影响局域化因子的重要参数，它与质量配置参数相关；当无序质量配置的平均值超过结构重量的15%时，可以观察到较为显著的振动局域化效果。

摘要:建立了局部粘贴压电宏纤维致动器（Macro Fiber Composite，MFC）的水下弹性结构机?电?液耦合振动模型，并开展了MFC激励下的水下弹性结构的频率响应实验。采用混合规则法得到了MFC等效体积单元的等效机电耦合参数。基于假设模态法推导了局部粘贴MFC 的欧拉?伯努利梁的分段归一化振型函数。结果显示粘贴MFC致动器的主动变形段末端的变形量仅为被动变形段末端的3%，局部粘贴MFC 致动器弹性结构的模态振型较匀质等截面梁结构发生了明显变化。建立了包含MFC致动器等效驱动力矩、周围流体水动力载荷及弹性结构振动特性的水下弹性结构机-电-液耦合振动模型。基于搭建的实验平台，测试得到了MFC不同激励频率下水下弹性结构的频率响应特性，实验结果表明：耦合动力学模型的理论预测结果与结构实际振动的幅频特性和相频特性基本一致，证明了所建立机-电-液耦合振动模型的有效性。

摘要:提出了一种适合采集轨道车辆轴箱振动能量的磁悬浮式双自由度振动能量采集器。基于单自由度磁悬浮振动能量采集器的基本原理，设计磁悬浮式双自由度振动能量采集器的基本构型。利用磁偶极子模型，推导了圆柱磁铁的磁力方程，建立了磁悬浮式双自由度能量采集系统的动力学方程。考虑到系统具有的强非线性特点，利用龙格-库塔方法，得到了系统的幅频响应曲线。根据轨道车辆轴箱实测时间历程和频率分布特点，设计了磁悬浮式双自由度振动能量采集器的核心参数。对比分析单自由度振动能量采集器和双自由度振动能量采集器的频率响应特性。研究结果表明：非线性双自由度振动能量采集器可以有效拓宽俘能装置的工作带宽，进而提高能量采集功率。在简谐振动激励下，双自由度振动能量采集器比单自由度振动能量采集器的输出功率增加了约1.1倍，且工作带宽可以拓宽约2.7倍；在实测的轨道车辆轴箱振动激励下，双自由度振动能量采集器在一站间可采集到31.5 mJ能量，峰值感应电流为14.6mA，峰值输出功率为9.4mW

摘要:为了提高减振性能，设计了两种基于惯容?弹簧?阻尼器结构的含放大机构的减振系统，探讨了模型在受到外部激励时的减振效果。根据牛顿第二定律建立了系统的动力学方程，并得到了其解析解，发现幅频曲线都存在独立于阻尼比的两个固定点。基于H∞和H2优化准则，分别得到了系统的最优参数，并研究了惯容质量比和放大比对模型减振性能的影响。发现在一定范围内，惯容质量比与放大比增大，幅频曲线峰值降低，两共振峰间距拉大，并通过数值仿真验证了解析解的正确性。与其他减振模型在简谐激励和随机激励情况下比较，所设计模型大幅降低了共振振幅，并且拓宽了有效频带，表明其具有更好的减振性能。

摘要:针对舰船机械设备存在的低频线谱振动，设计了一种电磁作动器与液压悬置结构有效并联的电磁液压主被动复合隔振器。该复合隔振器利用电磁作动器输出力抑制低频线谱振动，液压悬置结构隔离宽频振动且实现了对电磁力的有效放大，具有占用空间小、承载能力大、输出力大等优点。对主被动复合隔振器电磁和液压悬置部分进行了建模分析，提出了考虑通道耦合振动的分布式多通道修正解耦算法，保证了滤波器权系数正确收敛。开展了多线谱激励的多通道主被动隔振控制实验，结果表明该主被动复合隔振器对3 根线谱取得平均35.12，39.51 和38.35dB的衰减，控制效果显著。

摘要:提出一种具有可调双消声波峰的压电式消声器，可依据降噪要求来调节电压和穿孔率大小，实现两个低频段的声波吸收可调谐。运用Comsol 声固耦合模块计算消声结构参数对频移特性影响的规律：穿孔率减小，双消声峰向低频偏移，第二消声峰的幅值和频率范围明显减小，反共振点位置不变；膜厚增加，第一阶消声峰值基本不变，第二阶消声峰值向低频偏移。分析了不同加载电压下的压电薄膜位移变化情况，搭建实验平台测试不同电压条件下结构的传输特性，基于逆压电效应的压电薄膜可以有效地抑制或增强膜的振动响应，改变反共振点位置，电压由0增加到300V，第一消声峰值频率向高频偏移85Hz，第二消声峰向高频域移动了125Hz

摘要:压缩采样可以有效缓解机械状态监测数据存储和传输的压力，但是压缩数据的感知重构一直是个难点。针对滚动轴承压缩信号的故障特征提取问题，提出一种基于特征代理与凸优化算法的故障信号重构方法。分析了滚动轴承局部故障信号的稀疏和卷积特性，学习得到故障冲击模式。对压缩得到的轴承观测信号，构造包含冲击时刻特征的代理，并对代理建立目标优化函数，采用快速迭代收缩阈值算法（Fast Iterative Shrinkage Threshold Algorithm，FISTA）直接从代理提取出稀疏系数，将学习模式与稀疏系数卷积重构出故障信号。与直接利用FISTA 从压缩信号中提取冲击特征相比，所提方法在不降低求解精度的同时降低了计算复杂度。相比于常用的贪婪类重构算法，所提方法无需预先估计信号的稀疏度，且能得到全局最优解。通过滚动轴承仿真和实验信号进一步验证了所提方法的有效性。

摘要:迁移学习智能故障诊断方法已经成为了机械设备故障诊断领域的一个研究热点。然而，大多数相关方法在迁移学习过程中未能合理地评估源域样本和目标域样本的相似性，且数据分布的差异会造成迁移诊断的结果不同。针对此问题，提出深度卷积动态对抗迁移网络用于主轴轴承智能故障诊断。该网络首先利用一维卷积神经网络从处理过的振动信号中自动提取特征集，然后利用动态对抗学习策略动态地调整条件分布和边缘分布在迁移学习过程中的重要程度，有效地提高迁移诊断的精度。通过数控机床主轴轴承故障诊断实验，验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法能够有效挖掘故障特征信息，实现不同工况之间的知识迁移，具有较好的应用价值。

摘要:针对滚动轴承早期故障信号存在大量噪声使得提取故障特征困难的问题，提出了一种基于新改进小波阈值的降噪方法。该方法是通过采用互补集合经验模态分解（CEEMD）方法将原始故障信号进行分解，得出各阶本征模态函数（IMF）分量；选取关键的IMF 分量进行重构信号，将重构信号经过新改进小波阈值算法和快速谱峭度进行滤波降噪；进行Hilbert 包络解调，得出滚动轴承的故障特征频率。分别用仿真噪声信号和滚动轴承的实验信号对该方法进行验证，并将新改进小波阈值算法与传统的小波硬阈值和小波软阈值算法进行比较分析，结果表明该方法可以有效提高故障信号的信噪比，降噪效果明显，能有效获得滚动轴承的故障特征频率。

摘要:冲压发动机内部的激波串往往存在振荡特征，揭示此种状态下壁板的气动弹性特性对结构安全性具有重要指导作用。基于von Kármán 大变形理论和当地一阶活塞流理论，采用Galerkin 方法建立了振荡激波作用下壁板的非线性动力学方程，通过龙格?库塔法对非线性动力学方程进行数值积分求解，在不同的系统参数（即激波强度、激波振荡幅值以及振荡频率）下，取来流动压为分岔参数，研究壁板在振荡激波作用下的分岔及混沌等复杂动力学特性。计算结果表明：与激波位置固定情况相比，壁板在振荡激波作用下表现出更加丰富的动力学行为，其分岔特性更加复杂。极限环幅值随着激波强度和振荡幅值的增大而增大。激波的振荡容易激发出混沌运动，并且通往混沌的道路为准周期道路。激波强度的增大不会改变通往混沌的道路，而当激波振荡幅值大幅度提高时，不仅混沌区域显著增大，通往混沌的道路不再是准周期道路，而是经历更为复杂的过程进入混沌。

摘要:高超声速气动热弹性分析涉及流场、结构场和热力场间的相互耦合，计算复杂且耗时长。根据分层求解策略提出了一种基于降阶模型的高超声速气动热弹性分析框架。分别采用系统辨识法和本征正交分解法对高超声速气动力和气动热建立降阶模型，并与模态叠加法耦合实现热配平状态下气动热弹性问题的快速计算。以典型高超声速三维机翼为例，预测热结构的颤振动压，并与全阶流-固-热耦合计算结果对比吻合较好。所提出的气动热弹性分析框架提高了计算效率，而且精度高，可应用于工程分析中。

摘要:根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元，给出了变形假设条件，并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能，利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环结构的弹性模量与密度之间的关系表达式，从而计算得到了两者频率比表达式，综合利用有限元和理论方法对比了等效多边形结构和对应圆环结构的低阶振型和频率。研究结果表明，当单元数目大于30后，采用连续体降阶圆环模型简化等效多边形结构对环状支撑桁架结构进行动力学分析是合理的。

摘要:利用固定界面的模态综合法建立了平面薄膜结构耦合动力学模型，精确得到了薄膜结构发生耦合振动的临界条件，分析了其耦合动力学特性。结果表明，与薄膜结构耦合基频有关的参数主要有薄膜预应力、框架弹性模量、截面惯性矩、长宽比、边长、框架横截面积、框架密度、薄膜密度和薄膜厚度。当薄膜预应力小于临界值时，薄膜结构的振动由薄膜来主导，当薄膜预应力大于临界值时，薄膜与框架发生耦合振动，此时薄膜结构的振动特性由薄膜与框架共同影响，并且随着薄膜预应力的增大，薄膜与框架发生耦合振动的阶数也随之增多并会出现振型顺序后移的现象。对薄膜结构的动力学特性进行了无量纲分析，推导了薄膜结构的小尺寸模型和大尺寸实物之间的相似准则.

摘要:双层加筋板在现代交通运输工具中被广泛应用，这类结构的声振抑制问题一直是难点。声学黑洞（ABH：Acoustic Black Hole）作为一种新型的波操纵技术，为结构振动噪声控制提供了新思路。提出将ABH 应用于双层加筋板中，开发有良好机械特性，特别是能实现减振降噪的结构。设计含有ABH的双层加筋板-腔系统，搭建实验平台并在点载荷激励下进行效果测试。结果表明截止频率以上腔体的宽频噪声可降低1.5~8 dB。基于有限元方法建立耦合数值模型，多角度量化了系统的动力学特性，分析揭示了ABH在腔室降噪中具有增加系统阻尼和降低内壁板和声腔的耦合强度的双重物理机制。针对降噪效果欠佳的低频段，提供优化设计方案，拓宽有效频率，实现了全频带的控制。进一步验证了复杂载荷作用下ABH双层加筋板-腔声振系统的减噪普适性。

摘要:研究了梯形和三角形两种类型波纹夹芯板的声振特性。将波纹芯层等效为各向异性均质体，采用双曲正切抛物线混合变形理论（HTPSDT）建立了四边简支条件下波纹夹芯板的动力学方程和简谐声压激励下的声振耦合控制方程。利用纳维法和流固耦合界面条件进行求解，计算了梯形和三角形波纹夹芯板的固有频率和隔声量，并与有限元模拟结果进行对比，验证了理论模型的正确性，比较了两种波纹夹芯板的振动特点和隔声性能。讨论了波纹芯层结构参数变化对梯形和三角形波纹夹芯板振动和隔声特性的影响。结果表明，波纹倾角、波纹壁厚、波纹芯层高度对梯形和三角形波纹夹芯板的声振特性有着重要的影响，而且对三角形波纹夹芯板的影响更为显著。