摘要:为揭示海上台风?浪?流耦合作用下海上风力机的风荷载分布特性，以广东外罗 10 MW 特大型风力机为研究对象，采用 Model Coupling Toolkit（MCT）建立中尺度 WRF?SWAN?FVCOM（W?S?F）实时耦合模拟平台，分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风?浪?流的时空演变，再结合中/小尺度嵌套方法分析了风力机风荷载分布特性与叶片?塔筒?波浪面之间的干扰效应，提出了极端风况下海上风力机典型位置极值荷载模型。结果表明：建立的中尺度 W?S?F 耦合平台能准确模拟台风、波浪和海流间的相互作用；塔筒风荷载在叶片干扰段以横风向为主，在波浪干扰段以顺风向为主，并在低空波面附近表现出较强的脉动特征；A 位置叶片最安全而 B 位置最危险；T4 相位为海上风力机单桩基础强度设计的最不利相位，基底剪力最大达 7.68×106量级，基底弯矩最大达 5.2×108量级。

摘要:驰振是一种易发于细长钝体构件的横风向气动失稳现象，质量阻尼参数是影响结构驰振特性的关键参数之一。为探究质量阻尼参数对小宽高比 H 型断面驰振的影响规律，本研究以曾家岩嘉陵江大桥 H 型吊杆为工程背景，针对宽高比 B/D=1.91 的 H 型断面进行节段模型风洞试验，得到典型风攻角下驰振响应特征，并分别研究了质量、阻尼参数变化所引起的 Scruton 数变化对大攻角驰振响应的影响规律，探讨了 Scruton 作为单一参数描述质量阻尼参数影响的可行性。试验结果表明：宽高比 B/D=1.91 的 H 型截面在风攻角 0°和 70°出现非定常大振幅驰振，当Scruton 数增大，70°攻角的驰振振幅?风速曲线变化较 0°攻角更显著；攻角 0°和 70°下的驰振临界风速均低于准定常理论值，采用经典准定常理论预测结果偏于危险，0°攻角相较 70°攻角的起振风速更低，更容易发生风致振动，并且非定常驰振现象显著；阻尼比和质量比对不同风攻角下驰振的影响不同，在风攻角 0°下，两者可近似由 Scruton 数统一表示，但在大攻角 70°下，不能简单地由 Scruton 数表示。

摘要:涡激力展向相关性是准确预测三维柔性结构涡激振动振幅的重要因素。以宽高比 5∶1 矩形断面为例，通过气动力展向相关函数理论建模和节段模型弹性悬挂测振、测压风洞试验，研究了涡激振动锁定区间内实测气动力展向相关性变化规律。研究结果表明：在涡激振动锁定区间内，实测气动力由完全相关的自激力和不完全相关的随机气动力组成，展向相关性可以用指数加常数型函数描述，指数项系数为随机气动力占实测气动力的能量比，指数项系数和常数之和等于 1；实测气动升力均方根在涡振起振阶段最大，随着风速增大反而减小，随机气动力均方根基本保持不变，由此导致实测气动力展向相关性表现为起振阶段最强，随着风速增加而减弱。

摘要:在超高层建筑抗风设计中常发生当平面深宽比较大时，荷载规范建议的横风向风荷载过于保守而高估建筑风荷载和风振响应的现象。利用高频底座测力天平技术，分别在 B，C 两类风场中对 10 种不同深宽比（D/B）的矩形平面超高层建筑模型进行风洞试验。采用遗传算法（GA）和误差反向传播（BP）神经网络相结合的方法（GA?BP）对试验得到的横风向气动力谱进行建模研究。用 GA 对 BP 神经网络的初始权值和阈值进行寻优，找到最优参数后，再赋值于 BP 神经网络训练求解问题，并运用 k 折交叉验证法进行仿真验证，最终获得精度明显高于 BP 模型的结构横风向气动力谱预测模型，显示 GA?BP 神经网络横风向气动力模型收敛速度快、泛化能力强。采用本文模型进行预测并和试验数据对比，结果显示，基于 GA?BP 的气动力模型能够很好地预测未参与建模的横风向气动力谱，采用本文模型和原始风洞数据计算的结构横风向风荷载和风致响应具有很好的一致性，但在较大深宽比时均显著小于现行规范方法结果，显示规范方法结果偏于保守。

摘要:为研究不同排列下小间距双方柱涡激振动特性及其振动机理，在雷诺数为 100 时，对间距比为 2、质量比为 3的串列、错列和并列排列双方柱涡激振动进行数值模拟研究，分析了双柱在折合流速 Ur=1~30 下的响应振幅及频率特性，并得到振动柱体的升阻力系数，以了解其气动力系数的变化情况，探讨了不同排列下双柱尾流结构的变化情况。结果表明：串列及错列排列中，下游柱涡激振动振幅远大于单柱，上游柱振动受到抑制（θ=60°的双方柱排列情况除外）。并列排列中，双柱振动曲线几乎一致，其涡激振动振幅比单柱稍大。各排列双柱均发生尾流驰振现象，使其在 Ur超出共振区时仍保持较高的振幅。不同排列的的双柱阻力系数 CD（θ=30°的双柱排列下游柱除外）均在共振区内突增，在共振区外保持不变。在共振区内，双柱 CLrms随 Ur的变化情况与 A*的大小有关；在其余 Ur范围内，双柱 CLrms基本不变。串列双柱存在 3 种尾流模式，θ=30°双柱排列的尾流模式与串列双柱相似，但在超出共振区时，其尾流呈现无序状态。在 θ=60°，90°双柱排列中，当 Ur较大时，双柱尾涡结构呈现混乱的状态；当 Ur较高时，柱体各自独立脱落旋涡

摘要:长周期地震动易使隔震结构地震响应强烈，考虑土?结构相互作用（SSI 效应）后隔震结构可能更不利。为探究长周期地震动下软弱夹层地基 SSI 效应对层间隔震结构的动力响应规律及减震性能的影响，开展刚性、软夹层地基上大底盘单塔楼层间隔震结构的数值模拟和振动台试验。结果表明：考虑 SSI 效应后结构的自振周期较刚性地基增大，但采用隔震技术后延长的周期倍数降低；软夹层地基对输入地震动具有明显放大和滤波效应，与地震动的峰值和频谱特性 相关；SSI 效应对 层间隔震结构 的地震响应以放大作用为主，对下部底盘和隔震层的影响较大；考虑 SSI 效应后长周期地震动下隔震结构的地震响应较普通地震动更为强烈，减震效果变差，特别是近场脉冲地震动下隔震层位移超限，体系发生失效破坏。

摘要:传统的框架?核心筒（FCT）结构体系在保证抗震性能的情况下存在布局不灵活和经济性不足等局限。提出框架?分布芯筒?核心筒（FDCT）高层结构体系，其具有三道抗震防线。为了协调控制层间位移，将其进一步改进为框架?分布摇摆芯筒?核心筒（FDRCT）高层结构体系。建立 FDCT 结构和 FDRCT 结构的简化动力模型，并进行频域动力分析和地震动随机分析，探究影响减震效果的主要参数，证明 FDRCT 结构相比于 FCT 结构具有更好的减震效果。对典型的 FCT 结构进行设计调整，建立相应的 FDCT 结构和 FDRCT 结构，并进行弹塑性时程分析。结果表明：相对于传统方案，由于 FDCT 结构刚度较小，地震作用下其位移将适当变大；虽然 FDRCT 结构的最大层间位移角和顶部位移会略有增大，但层间变形分布更加均匀，限制了薄弱层的出现，且结构加速度响应有所下降。适当增大分布摇摆芯筒的质量可使结构变形更加均匀。分析表明：FDRCT 结构既可以提高结构的经济性又具备良好的抗震减震性能，具有良好的工程应用价值。

摘要:出于氯盐腐蚀钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）结构弹塑性分析的需要，对 6 根 RC 框架柱试件进行加速腐蚀试验，而后进行拟静力试验，观察人工气候环境下锈蚀钢筋的表观损伤，并分析不同腐蚀程度和轴压比对 RC框架柱破坏形态和抗震性能的影响。在此基础上，引入双参数损伤模型，确定模型参数取值，进而定量化揭示腐蚀RC 框架柱损伤发展规律。此外，通过理论分析与试验回归相结合的方法，建立考虑腐蚀与轴压比影响的 RC 框架柱骨架曲线模型。引入基于损伤的循环退化指数，提出能够反映加载、卸载、再加载、下降四阶段性能退化的滞回规则，进而建立弯曲破坏型腐蚀 RC 框架柱恢复力模型，并验证其有效性。结果表明，骨架曲线计算值与试验值误差总体在 10% 以内，累积耗能计算值与试验值误差总体不超过 20%；由于计算再加载曲线线性特征，再加载阶段与试 验结果存在一定误差，但滞回曲线整体上吻合较好、误差较小，说明建立的恢复力模型能够较为准确地反映弯曲破坏型腐蚀 RC 框架柱抗震性能。

摘要:针对地铁地下车站结构中柱、中板等抗震薄弱构件，分别研究了车站结构在传统完全约束结构形式下，在上下层中柱顶部设置弹性滑移支座时，以及本文提出的在中板边缘及底层中柱设置隔震支座时的地震反应特性，建立了土?地下结构非线性静动力耦合相互作用的二维有限元分析模型，对比分析了采用不同隔震形式对车站主体结构静动力反应特性的影响规律。结果表明：与传统车站结构相比，在中柱顶部设置弹性滑移支座能有效降低车站中柱处的地震损伤，具有更好的抗震性能。采用本文提出的中板边缘及底层中柱设置隔震支座，可以在减小中柱所受地震损伤的同时，有效地保证结构中板在强地震中不受严重损伤，从而提高车站的整体抗震性能。

摘要:对地震等强动力荷载作用过程中结构损伤的发生发展过程进行识别，必须考虑结构行为的非线性。本文运用相对位移和相对速度的幂级数多项式表征结构恢复力模型，提出一种基于改进的容积卡尔曼滤波算法（Updated Cubature Kalman Filter， UCKF）和结构部分自由度上加速度响应时程的结构参数、未知响应及恢复力非参数化模型识别方法。以一个含磁流变阻尼器的多自由度数值模型为例，考虑 20% 的加速度响应测量噪声影响，识别出模型的结构参数、未知响应及阻尼力。并将本文方法所得结果分别与基于扩展卡尔曼滤波算法、传统容积卡尔曼滤波算法及含记忆衰退的扩展卡尔曼滤波算法所得结果进行比较。对一个带磁流变阻尼器的四层剪切型框架模型进行激振试验，基于部分自由度上的加速度响应时程实测值，识别出结构参数、未知动力响应以及阻尼器阻尼力的非参数化模型，通过与实测结果的比较，验证了本文方法的可行性。

摘要:三维隔震结构在地震作用下存在显著的摇摆现象，影响三维隔震技术的隔震效果。而不同类型的地震动作用对三维隔震结构的摇摆特性影响不同。由此提出一种基于地震动竖向与水平向加速度反应谱谱值之比对三维隔震结构摇摆性能进行评估的方法，并利用有限元模拟进行验证。基于 1567 条不同类型的地震动记录，分析不同震源机制、震中距、场地类型对三维隔震结构摇摆特性的影响规律。结果表明，震源机制、震中距、场地条件对三维隔震结构摇摆的影响显著。当不同地震动作用调幅后结构竖向加速度响应相同时，在典型三维隔震结构隔震周期范围内（水平向 2.0~5.0 s，竖向 0.3~1.0 s），逆断层和走滑断层地震动相比正断层地震动所造成的三维隔震结构摇摆角更大；远场地震动相比近场地震动所造成的三维隔震结构摇摆角更大；地震动在软土场地条件下相比其在硬土场 地条件下所造成的三维隔震结构摇摆角更大。

摘要:为了填补地形对海底地震动影响认识上的空白，本文通过数值模拟，分析了海底常见坡形场地的地震动特性。结合自编地震波动程序与有限元动力分析软件 ADINA，建立不同坡度海底场地模型，分析了地形、入射角度等对海底场地响应的影响。通过比较不同坡度模型的场地响应与响应谱特征，确定地形对海底地震动的影响。结果表明：P 波入射时，坡形场地对海底地震动的场地放大效应与场地坡度有关，且场地放大效应随着场地坡度的增大而增强，与陆上坡形场地地震响应规律区别较大。SV 波入射时，坡形场地对海底场地地震响应无明显影响。

摘要:转动地震动作用对结构响应的影响有待深入研究。建立钢筋混凝土框架结构模型，对地震动平动分量和转动分量单独及耦合作用下的结构动力响应进行分析，结果表明：地震动转动分量与平动分量耦合作用时，会增大结构响应；结构顶层位移、层间扭转角、结构的扭转效应都显著增大；含有速度脉冲比无速度脉冲的转动分量与平动分量耦合作用对结构响应影响大；地震动转动分量的施加方向对结构动力响应有影响；在有速度脉冲的地震波作用下，转动分量单独作用也可使结构进入弹塑性状态。

摘要:为了满足站场扩线落石防护范围需求，在既有棚洞防护措施基础上，提出了棚洞?拦石墙组合结构。该结构底部为既有棚洞或新建门式基础，上部为锚索肋板式拦石墙。根据受力分析，计算了棚洞?拦石墙组合结构稳定安全系数，并通过 ANSYS/LS?DYNA 软件对落石冲击该组合结构的动力响应进行了研究。结果表明：棚洞?拦石墙组合结构稳定安全系数较高，能够满足抗滑动和抗倾覆稳定性要求；落石冲击拦石墙面板后，受重力作用，会回弹继续冲击棚洞或新建门式基础顶板缓冲层；该组合结构能够抵抗落石对拦石墙的冲击作用，增加站场扩线防护范围。

摘要:为合理考虑浮承桩纵向振动问题中桩端土作用及桩‐土界面相对位移条件，同时引入动力 Winkler 模型和虚土桩模型，建立了一种适用性更广的浮承桩纵向振动特性研究方法。引入分离变量法对三维土体位移控制方程进行求解，结合土体表面及基岩处边界条件得到三维土体位移基本解；通过将动力 Winkler 模型相关参数考虑为桩‐土界面边界条件在频域内解析求解了桩纵向振动特性，并将所得频域解析解拓展到时域，采用离散傅里叶逆变换方法（IFT）求解了桩顶速度时域响应；开展参数化分析探讨了桩‐土界面非完全粘结条件及虚土桩参数对浮承桩动力响应的影响，计算结果表明：桩‐土界面完全耦合假定会过高估计桩侧土对桩的约束作用，无法合理评估桩基的抗振性能，并会对桩基抗振防振设计及桩底反射信号识别产生不利影响；另外，针对浮承桩纵向振动问题，采用虚土桩模型描述其桩底土作用具有合理性和必要性。

摘要:基于弹性波在非饱和多孔介质与单相弹性介质中的传播理论，考虑在非饱和土地基中设置一定厚度的复合多层波阻板（复合多层波阻板以 3 层为例），利用 Helmholtz 矢量分解定理，推导了非饱和土地基中 P1波通过复合多层波阻板的透射、反射振幅比的解析解。通过数值算例分析了层间波阻板剪切模量和密度等物理、力学参数对非饱和土地基中 P1波通过复合多层波阻板时传播特性的影响规律。结果表明：复合多层波阻板中层间波阻板材料的剪切模量对透、反射系数影响显著，层间波阻板材料的密度对透、反射系数影响较小。故严格控制层间波阻板的剪切模量可以获得很好的隔振效果，这为复合多层波阻板在地基振动控制领域中的应用提供理论指导。

摘要:从桥梁监测的工程需求出发，深度剖析了中小跨桥梁与大跨径桥梁监测需求的区别，首次提出了中小跨径桥梁结构健康监测系统轻量化设计理念，系统构建了由输入、输出和标定三者组成的监测系统轻量化设计方法和流程，详细阐述了支撑该方法实现所需的系统识别理论、结构分析理论和承载能力评估理论，文末对该方法的未来发展进行了初步展望。该方法为规范中小跨径桥梁结构健康监测技术提供了一条切实可行的思路，推进了桥梁智慧管养的工程实用化进程。

摘要:基于贝叶斯推理提出了一种可实现误差模式选择的桥梁车辆荷载识别方法。该方法通过静力影响线构建车辆荷载与实测响应的关系表达式，并建立修正曲面以消除动力效应造成的识别误差。引入与结构响应大小和车速相关的五种误差模式。根据假设的先验分布推导车辆轴重参数的后验分布，以获得车辆荷载的最优估计值和置信区间，并计算各误差模式的后验概率。分别采用简支梁数值算例和某连续梁桥动载试验，对该方法在不同车速工况下的识别精度和可靠性进行了验证。结果表明，修正曲面可以有效消除车辆动力冲击的影响，提高了荷载识别精度；荷载识别结果以置信区间形式呈现，可量化荷载识别结果的不确定性；贝叶斯方法能够识别出最佳误差模式，进一步提升了荷载识别的鲁棒性。

摘要:针对结构损伤识别过程中存在的定位精度和量化分析不足的问题，提出一种基于结构振动响应的模态应变能变化率与优化技术相结合的损伤识别方法。利用两步法确定可疑损伤单元及对其损伤程度进行量化分析。通过有限元法建立结构的损伤特征模型，且利用单元模态应变能变化率指标构建损伤指标优化分析的目标函数。数值分析过程中，利用粒子群优化算法与遗传算法对设计变量进行优化分析。同时比较模态应变能变化率与小波分析两种方法下的损伤定位的量化分析效果和识别效率。在实际算例中，利用梁结构进行损伤识别优化方法的结果验证。结果证明该方法能够显著提高结构振动损伤和定位的有效性。该方法不仅能够快速和精准地进行结构损伤量化分析，比小波方法具有更好的定位效果，而且能够提高量化分析的识别效率。但该方法在实施过程中的定位精度容易受到噪声的影响，通过优化目标函数可在一定程度上提高该结构损伤识别方法的抗噪能力。

摘要:为了预测随机车辆荷载作用下斜拉索非线性振动的响应极值，采用蒙特卡罗随机抽样法生成随机车流荷载，求解随机车流荷载在斜拉索梁端和塔端产生的位移；将索端车致位移作为斜拉索的外部激励输入，采用龙格?库塔数值方法求解斜拉索的非线性空间耦合振动响应；基于经典 Rice 公式极值预测理论，提出随机车载激励的斜拉索非线性振动响应极值预测方法。实际工程的应用结果表明：车辆荷载为斜拉索的梁端提供了较大的竖向和纵向位移激励，为塔端提供了较大的纵向位移激励，其对拉索的轴向和面内振动响应影响较大，对拉索的面外振动响应影响较小；斜拉索的车致振动响应极值随着车流密度和重现期的增大而增大；经典 Rice 公式对斜拉索车致振动响应界限跨阈次数的拟合效果很好，提出的斜拉索非线性振动响应极值预测方法有效可靠且在工程实践中应用方便。

摘要:将混合摄动?伽辽金方法和改进的交叉模型交叉模态技术相结合，提出了一种随机模型修正方法。该方法有效缓解了模型修正过程中测量数据有限和测量误差不确定的影响。考虑到实测模态数据具有不确定性，基于改进的交叉模型交叉模态方法，建立了一个新的描述结构随机参数和随机响应关系的模型修正方程。利用混合摄动?伽辽金方法求解该随机修正方程，进而得到结构随机修正参数的统计特征。简支梁的数值结果表明，该方法在测量数据不确定性较大时仍能保持很高的修正精度，同时计算效率比蒙特卡罗模拟方法高出一个数量级。在测量模态数据较少的情况下，该方法比单独的混合摄动?伽辽金修正方法修正效果好，且比交叉模型交叉模态法的修正精度更高。框架试验的结果表明，该方法可以同时修正结构的刚度和质量，修正后的结构参数与预设工况基本吻合，同时能复现结构的测量模态，从而验证了所提方法的有效性。

摘要:实验研究不同激励谱型、不同振动等级、不同缓冲衬垫厚度和不同衬垫分配方式下产品包装系统的振动响应规律，利用工况传递路径分析法（OTPA）量化随机振动下产品包装系统各传递路径的振动贡献量。结果表明：当振动等级较高时，包装件出现轻微跳动现象，系统振动响应增大，共振频率略微减小；随着缓冲衬垫厚度的增加，系统共振频率减小，不同激励谱下关键元件的加速度响应功率谱密度（PSD）有所差异，振动响应与系统共振频率处的激励能量大小有关，衬垫厚度对各路径的振动贡献量影响较小；衬垫分配方式对关键元件上的响应 PSD 影响较大，不同衬垫分配方式可调节各传递路径的振动贡献量大小；当缓冲衬垫面积均匀分配时，利用 OTPA 方法识别出系统的主要振动贡献路径，将其定义为关键振动传递路径，关键元件的响应与关键振动传递路径在共振频率附近的振动贡献量紧密相关，缓冲包装设计应重点关注关键振动传递路径的减振设计。研究结果为进一步研究缓冲包装设计方法提供理论支撑。

摘要:提出了基于 Python 和图形处理器（GPU）数值求解的实时混合试验系统。将土‐结相互作用系统作为试验模型，使用 Python‐GPU 代替 CPU 数值求解，对提出的实时混合试验系统进行了仿真与试验验证。研究结果表明，使用 Python‐GPU 对无条件稳定算法求解，积分步长 20 ms 时 GPU 实时求解模型自由度超过 24000，是同一台计算机CPU 求解规模的 7 倍左右，提升了实时混合试验的试验能力。

摘要:应用谱几何法研究了热环境下功能梯度圆柱壳自由振动和瞬态振动特性。采用边界弹簧技术模拟圆柱壳结构的任意经典或者弹性边界约束条件，并结合一阶剪切变形理论建立了考虑温度场作用的功能梯度圆柱壳结构能量泛函。采用谱几何法与周向傅里叶谐波函数乘积和的形式描述圆柱壳的位移容许函数，以克服不同边界条件下壳体位移函数微分在边界上存在的不连续问题。在此基础上，将位移容许函数代入至结构能量泛函，并采用 Ritz 法获得结构振动分析模型。数值分析结果表明，所构建分析模型能够快速准确预测功能梯度圆柱壳结构的振动特性。研究了幂律指数、温度、载荷等参数对功能梯度圆柱壳振动特性的影响规律，为其他数值分析方法研究提供参考。

摘要:在基于传统波叠加法的近场声全息技术中，多采用辐射球面波的单极子作为等效源，易导致传递矩阵病态，利用射线波函数替换球面波函数可有效改善传递矩阵病态性。然而，以往的射线波函数法采用格林函数的方向导数作为波函数，其解析表达式复杂，计算效率低。此外，以往方法的波函数指向设置对节点分布方式要求较高，限制了其应用的灵活性。针对上述问题，采用（n，0）阶的球面波源重新构造了一系列射线波函数，该射线波函数可利用球 Hankel函数和 Legendre 多项式的递推形式方便地计算出其任意阶的表达式，大幅提高了效率。通过改进射线波函数的主指向设置，使其在实际使用中更加灵活，提出一种基于正交球面波源的射线波函数波叠加法。利用正四面体辐射体、两端带球帽的圆柱辐射体和简支矩形钢板声源 3 个数值仿真，对比验证了传统方法和所提方法在声场重建中的效果。仿真结果表明：在声场细节信息较为丰富的高频下，即便采用正则化方法求解，传统波叠加法由于传递矩阵病态严重，在 3 个仿真中均难以保证重建精度，误差为 20% 左右；而建立的射线波函数法则有效降低了传递矩阵的条件数，改善了系统病态性，获得了更高的重建精度，误差在 5%~10% 之间，说明了所提方法更具优越性。

摘要:偶极声源的指向性是影响声源识别结果的关键因素。目前，偶极声源的识别方法通常是基于声源的指向性信息先验假设，然而在实际偶极声源识别中，很难事先获得声源的指向性信息；此外，声源分布在二维平面上的假设通常不适用于实际的气动系统。为了准确识别指向性信息未知的偶极声源，并获得声源的三维成像结果，提出了一种基于加权迭代 L1最小化算法的等效源方法。该方法将声源指向矢量作为未知参数，从测量声压与等效源源强的传递函数中分离出来，并通过加权迭代 L1 最小化算法将声源指向矢量与等效源源强一起求解出来，进而利用这些求解获得的声源信息进一步预测声场。与以往的偶极声源识别方法不同，该方法可以实现指向性信息未知偶极声源的三维成像。指向性信息未知偶极声源的三组仿真案例和自制类偶极声源的实验研究验证了该方法的有效性和鲁棒性。

摘要:针对磁悬浮流体机械喘振问题，依据流体机械系统喘振状态时质量流量和压升的波动，采用基于质量流量的喘振控制策略。具体来说，利用喘振控制器求出叶轮轴向调节间隙值，并作为悬浮位置参考信号输入至轴向磁悬浮轴承闭环控制系统中，从而在轴向磁悬浮轴承系统作动下改变磁悬浮流体机械转子轴向位置，即改变叶轮叶尖间隙，以实现喘振的主动控制。仿真结果表明，当施加喘振控制时，可以扩展流体机械的稳定运行范围，由未控制下的15.5% 节流阀开度扩展至喘振控制下的 14%。通过模拟激振的方式辨识了喘振频率，并研究了 PID 控制器中控制参数对喘振控制性能的影响规律。

摘要:传统数据驱动的机械装备故障诊断方法依赖目标工况下的完备数据，而装备实际运行工况复杂多变，难以预测，且数据获取困难。针对上述问题，提出了一种深度嵌入度量网络（Deep Embedding Metric Network， DEMN）的机械跨工况故障识别方法，该方法利用装备在已知工况下的数据学习鲁棒特征表示，建立适用于未知工况场景下的泛化智能故障识别模型。基于多尺度卷积神经网络（Multiscale Convolutional Neural Network， MCNN）获取故障信号的深度嵌入特征；用度量学习方法引导判别性特征学习，构建特征嵌入空间下的三元组损失（Triplet Loss， TL）；利用粒子群算法（Particle Swarm Optimization， PSO）对间隔参数进行寻优。所提方法有效缩小装备健康状态类内距离、扩大类间距离，降低工况变化对健康状态映射关系的影响。实验结果表明，该方法在齿轮箱跨工况故障诊断实验中表现出良好的识别精度与泛化性能。

摘要:相比较于在完整数据下设备性能退化预测，缺失数据下的预测是更加困难的，也是更有意义的。然而，现有的轴承性能退化预测方法都未考虑缺失数据下的预测，基于此，提出了一种基于无限隐马尔可夫模型的缺失数据下轴承退化预测方法。在提出的方法中，通过建立无限隐马尔可夫预测模型，预测了滚动轴承样本数据在振荡阶段所缺失的数据点，形成新的完整数据。同时，再使用建立的预测模型对新的完整数据进行单步预测。实验结果表明，与真实值对比，得到的预测数据具有较小的平均误差值；对比真实值、完整数据下的预测值和新的完整数据下的预测值，验证了提出方法的有效性，能够反映滚动轴承退化的变化趋势。提出的方法可为数据缺失下滚动轴承的退化趋势预测提供一种思路，具有重要的理论价值和工程应用价值。

摘要:针对齿轮箱滚动轴承发生故障时，其故障脉冲被强烈干扰信号湮没而导致故障特征难以提取的难题，提出了基于脉冲增强提取的滚动轴承故障诊断方法。基于表征故障脉冲周期性的包络谱，构建了能指示振动信号中故障脉冲强度的脉冲提取算子（PEO）；考虑到微弱故障信号特征增强的需求，结合最小熵解卷积（MED）构造了脉冲增强提取算子指标（PEEO），用于评价 MED 不同滤波长度对故障脉冲增强的效果；构建基于 MED 滤波长度、脉冲频率以及 PEEO 的三维滤波模型，利用三维滤波谱 PEEO 峰值定位 MED 最优滤波长度并指示脉冲增强信号特征频率，获取最优脉冲增强信号的同时实现齿轮箱滚动轴承故障特征的提取。仿真分析和实验验证结果表明，该方法可以有效增强轴承故障脉冲，并在最优脉冲增强信号 PEEO 幅值谱中呈现显著的轴承故障特征，实现了齿轮箱滚动轴 承微弱故障的诊断，且与典型方法相比具有明显优势。