摘要:为实现核电厂隔震结构在静载阶段隔震层具有小位移的同时，动载阶段具有较好减震效果的目的，提出一种由水平隔震单元和高静低动隔震系统（由斜置橡胶支座和负刚度装置组成）组成的核电厂高静低动三维隔震系统。基于静载和动载阶段的斜置橡胶支座、负刚度装置的变形特征提出了核电厂高静低动三维隔震系统竖向理论模型，分别对斜置橡胶支座、负刚度装置以及高静低动隔震系统进行静力加载试验，结果表明斜置橡胶支座具有较好的承载力和较大刚度，负刚度装置呈现明显负刚度特性，高静低动隔震系统在动载阶段滞回曲线饱满，具有较小动刚度特征。理论模型与试验结果的对比表明所提出的高静低动隔震系统理论模型能较好反映该装置系统力学特性。进一步对核电厂高静低动三维隔震结构进行地震响应分析，结果表明该结构在静载下的变形为 102.02 mm，从地震作用下核电厂上部结构和内部设备的三向加速度变化来看，该隔震结构具有良好的减震作用，减震率达到 40% 以上，提高了核电厂在三向地震作用下的安全性。

摘要:拉索索力的改变直接反映斜拉桥结构体系受力状态的变化，因此索力监测对斜拉桥健康评估具有重要意义。然而现有关于索力的研究大多为索力识别，难以做到根据历史索力数据实现对未来索力的预测。为此，提出一种基于门控循环单元（GRU）神经网络的索力预测方法：利用 GRU 神经网络对时序型数据的处理能力以及索力数据较强的序列化特性，搭建基于 GRU 神经网络的索力预测框架，该预测框架包含输入层、GRU 隐藏层与输出层；利用实桥连续采集的索应力时程数据作为训练及验证样本，对样本进行数据切片和归一化；搭建能够实现对该桥未来索力进行预测的 GRU 神经网络，结合梯度下降优化算法进行网络计算。结果表明所提方法对不同长度的拉索都具有较好的预测效果。

摘要:基于 Novak 平面应变理论，综合考虑半埋入式管桩土塞效应的影响，建立了层状黏弹性土中半埋入式管桩水平振动分析模型。通过引入势函数法和分离变量法分别求出了桩侧土和土塞部分的频域解析表达式，进而利用桩?土耦合条件以及传递矩阵法推导出层状土中半埋入式管桩桩顶水平阻抗的解析解答，将所得解进行退化并与已有理论解进行对比，以验证其合理性。在此基础上，通过进一步参数化分析分别探讨了桩?土各参数对桩顶水平动力阻抗的影响规律。研究结果表明：随着埋入比的增大，桩顶水平动刚度和动阻尼幅值均增大；随着表层土体弹性模量的增大，半埋入式管桩桩顶水平动刚度和动阻尼幅值增大，而桩周土中、下层土体的此种影响可忽略；随着土塞高度的减小，半埋入式管桩桩顶水平动刚度幅值减小，而桩顶水平动阻尼幅值则增大。

摘要:基于土?结构相互作用理论，利用比例边界有限元法，将含有空沟地形条件的场地分解为近场系统和无穷远场系统。利用四叉树对近场计算区域进行网格精细化离散，并利用位移单位?脉冲响应矩阵来表示近场和远场交界面上的相互作用力，从而将斜入射的平面 SV 波转化为作用在近场系统边界上的等效节点力来模拟入射波对近场系统的激励作用，建立了时域?空间域弹性波传播问题的数值模型，通过数值算例验证了方法的有效性，分析了入射角和空沟深度等参数对隔振效果的影响。结果表明：隔振效果随着入射角的增大而增大；当入射角较大时，通过进一步增大空沟深度，可使得空沟发挥出更优的隔振效果。

摘要:基于统计损伤理论，建立考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型。考虑细观断裂和屈服两类损伤模式，将临界状态作为均匀损伤阶段向局部破坏阶段过渡的转折点，且滞后于峰值应力状态。在动态荷载作用下，混凝土内部细观结构的力学性能发生变化，同时微裂纹的扩展形态、路径和和数量较准静态发生显著改变，进而改变了两类细观损伤模式的演化过程，可由 5 个特征参数来表征。开展混凝土单轴压缩动态力学性能试验，获得了10-5~10-2/s 应变率范围内的应力?应变曲线。利用 6 组试验数据对模型进行验证，结果表明：模型预测曲线与试验曲线吻合良好，表征细观损伤机制的特征参数随着应变率的提高显示出明显的规律性。该模型可以较好地描述混凝土的动态力学行为，在应变率效应机理、细观损伤机制、宏观非线性本构行为之间建立起有效的联系。

摘要:提出基于时域残余力向量的结构损伤识别方法。从结构振动方程出发，推导强迫振动条件下由结构动力响应求解时域残余力向量的表达式。时域残余力向量包含与损伤过程相关的时间信息，可以用来识别损伤发生的时刻。通过结点时域残余力向量值的变异系数建立损伤位置指标，识别损伤位置。建立结构残余力矩阵特征分解方法，特征分解获得的特征向量在损伤前后不发生改变，而特征值与单元刚度相关。因此，可以从特征值中提取单元刚度参数构建损伤程度参数，直接识别损伤程度。将时域残余力向量方法应用于武汉军山大桥模型的损伤识别，结果表明：提出的方法在单点激励和多点激励下均可高精度地识别出损伤发生的时刻、位置和程度。提出的方法通过对时域残余力向量特征分解提取损伤时刻、位置和程度指标，计算过程直观且精度高，避免了繁琐的时频变换、优化迭代等计算过程。

摘要:建立合理的适用于中低速磁浮车辆的空气弹簧动力学模型是预测中低速磁浮车辆动力学性能的必要条件。基于振动力学与弹性力学基本原理，建立了中低速磁浮车辆空气弹簧系统非线性动力学模型，依据测试结果辨识了系统参数，试验验证了模型的准确性，并结合线路动态测试结果对比了线性模型与非线性模型的差异。结果表明：空气弹簧在±70 mm 有效行程范围内，其垂向载荷?内压?位移之间呈三次函数关系，行程大于 70 mm 时，载荷?位移呈线性关系；磁浮车辆空气弹簧横向刚度极大，可以分段线性近似表示；直线线路车辆速度大于 30 km/h 以及曲线线路半径小于 100 m 时，线性模型计算结果偏差较大，非线性模型计算精度显著高于等效线性模型。研究结果可为中低速磁浮车辆设计、动力性能预测提供理论依据。

摘要:空气弹簧是汽车空气悬架系统振动控制中的关键部件，时域动态特性是评价其隔振性能的重要指标。为研究管路型带附加气室空气弹簧的时域动态特性，设计并建立了具备充放气装置的空气弹簧动态特性测试的试验台，测试得到了空气弹簧在简谐激励和阶跃激励下的传递力响应。根据热力学原理，建立空气弹簧的集总参数模型，推导了空气弹簧系统动复刚度的频域模型；基于卷积定理，提出一种空气弹簧时域动态特性的解析计算方法。根据建立的时域模型，给出了空气弹簧模型参数的识别方法，并与实测值进行对比验证。结果表明，在简谐激励下，传递力的计算值与试验值误差小于 5%。

摘要:C/SiC 材料是一种热的不良导体，在防热隔热领域具有重要的潜在应用前景。本文开展了 C/SiC 结构件的有限元模型修正方法研究。在热弹性理论的基础上推导了各向异性材料的应力?应变关系，建立了 C/SiC 复合材料层板在高热流密度条件下的系统泛函。建立了考虑温度效应的 C/SiC 复合材料结构的动力学有限元模型。提出了基于多层级思想的 C/SiC 复合材料结构模型修正方法。以模态频率差值最小为修正目标，复合材料力学、热学参数为修正变量，开展模型修正。模型修正结果表明，本文提出的方法具有良好的修正效果，能够准确修正结构热环境下的复合材料参数及边界条件。

摘要:随着海上风电逐渐向深海发展，浮式风机成为了更经济的选择。浮式螺旋型风机是传统直叶片垂直轴风机的变异优化。本文针对一种三叶片 5 MW 浮式螺旋型垂直轴风机的动力响应进行研究。将浮式基础处理成刚体，将柔性塔柱与叶片处理成弹性体，之后基于一种松耦合方法建立整机计算模型，编写了数值求解程序。考虑随机波与湍流风，计算风浪联合作用下的风机动力响应，并与直叶片垂直轴风机进行了对比。结果表明，相较于直叶片风机，螺旋型风机可以显著减小气动转矩的波动，浮式基础的运动几乎没有区别，此外，螺旋型风机塔顶变形和叶片振动明显小于直叶片风机

摘要:两端简支输流管系统内流效应保守，即系统不会从内流中获取或损失能量。基于传统伽辽金法线性分析，在内流超临界区可预测到模态耦合颤振现象，但是系统没有能量输入以维持该振动。该悖论已困扰学者多年，通过非线性分析已证明模态耦合颤振不可能发生，但发生耦合颤振误判的机理尚未可知。内流主要引入离心力、科氏力和惯性力，其中科氏力项为反对称矩阵。基于加权残值法，采用一组新的加权函数提出了改进伽辽金法，利用权函数和基函数的正交性可使科氏力项消失，从而实现系统结构动力方程全解耦。基于改进伽辽金法预测某柔性输流管系统固有频率，在亚临界区与文献数据吻合较好，在超临界区未发生颤振误判。同时发现，基于传统伽辽金法可能高估了输流管系统高阶固有频率，且随着模态阶数的增加和内流速度的加快更加显著。

摘要:通过悬吊解耦实现环形天线结构的点头模态，再进行振动控制是一个亟待解决的技术瓶颈。本文研究了环形天线结构点头模态的 T?S 型模糊振动控制。以一个柔性缩比模型作为悬吊对象，应用有限元分析得到固有频率和模态；模态分析表明，当模型侧向悬吊时，点头模态受到的影响较小。再以侧向悬吊的模型参数建立状态空间方程，根据模糊控制原理，确定 T?S 型模糊控制规则，用线性输出函数代替复杂的清晰化过程，建立 T?S 型模糊控制程序，进行振动主动控制研究。数值结果表明，在 T?S 型模糊控制后，点头模态方向的响应大幅下降，达到了模态解耦后抑制振动的目的。

摘要:为了加强装配式剪力墙的抗震性能及实现其震损后可修复功能，提出了一种可修复的钢制连接装配式剪力墙（Repairable Steel?connection Precast Shear Walls， RS?PSW），用钢制连接区域替代剪力墙易破坏的底部区域，实现将结构的损伤集中在钢制连接件上，在震后通过更换受损的钢制连接件来实现可修复功能。对普通混凝土剪力墙（编号为 SW0）、试件 RS?PSW1（初次加载）及试件 RS?PSW2（震损修复后加载）进行了低周往复加载试验，考察钢制连接装配式剪力墙的破坏模态、滞回性能、刚度和承载力退化、耗能能力及震损可修复性能。结果表明：相比SW0，RS?PSW1 在位移角达到 1.43% 时，上部预制混凝土墙体裂缝显著减少，塑性变形集中在钢制连接区域；修复后的试件 RS?PSW2 相比 SW0，其承载力和刚度略有下降，但延性和耗能能力有较大提升，破坏位移角达到了2.67%，较 SW0 提升了 66.7%，具有良好的变形能力。试件 RS?PSW2 再次加载时的各项抗震性能指标与初次加载时基本一致，验证了 RS?PSW 可实现地震作用下的震损可修复功能，并通过更换受损的钢制连接件使结构的抗震性能快速恢复。

摘要:传统层间剪切模型与建筑结构真实受力状态不符，不能精准反映实际多维偏心结构的动力响应，工程可行性较低。目前的弯剪型简化模型建立方法计算效率偏低且无法直接指导三维偏心结构的建模。针对上述不足，根据结构力学中柔度法的基本原理提出一种精准的快速建立层间弯剪模型的方法。在此基础上，考虑结构的偏心对结构动力响应的影响，建立三维弯剪偏心模型，并通过多维时程分析对比验证在双向及扭转地震波下该简化模型的动力响应相较于有限元模型的差异性。结果表明，基于柔度法建立的三维弯剪偏心简化模型具有建模精度高和计算效率高的优点，并可以准确反映真实结构在多维地震作用下的动力响应。在考虑实际偏心后优化布置调谐阻尼器可充分发挥减震性能。

摘要:针对地铁运行对木结构古建筑的影响这一问题，本文以颐和园北宫门和北京市地铁 4 号线为研究对象，采用 ABAQUS 建立了列车?隧道?土层?木结构古建筑耦合模型。通过与现场实测结果对比，验证了有限元模型的精度， 并系统地研究了地铁运行时地铁线路与古建筑之间的夹角、列车速度对木结构古建筑振动的影响。结果表明：场地 地表与北宫门结构的振动强度的模拟结果与实测结果基本一致，实际工况下北宫门的振动响应满足限值要求；地铁 线路与临近木结构古建筑长轴方向夹角为 0°时，结构振动强度最大，且对于不同夹角，振动最强烈的均为距地铁线 路最近的结构柱；随着列车速度的增大，木结构古建筑的振动强度显著增大，与车速 60 km/h 时相比，车速为 80 km/h 时结构的振动幅度增加了 19.67%。

摘要:由于传统的振动测试仪器在便携性和实时性方面存在不足，基于智能手机研发实时监测模块并实现对结构 加速度的精准采集及舒适度分析。通过振动台动力试验和楼板振动试验验证智能手机测试振动信号的精度和性 能。针对传统舒适度评价方法在适用范围和评价参数类型方面的不足，提出采用位移和速度的四次方振动剂量值 作为舒适度评价指标的思路，并给出适用于桥梁和建筑结构的舒适度综合限值要求。采用智能手机对某人行天桥 和建筑结构楼板的竖向振动进行测试，并通过多个指标及其限值对舒适度进行了评价。结果表明：对于长柔结构的 舒适度评价，宜将位移和速度的四次方振动剂量值作为补充评价指标，并需对多个时段数据进行全面分析。

摘要:随着城市建筑群的飞速建设，由地铁运行引起的建筑群低频微振动问题越来越突出。本研究依托成都某建筑群项目，研究地铁运行对土体及建筑群振动的影响。考虑轮轨非线性动力相互作用、土体分层特性、土体?建筑相互作用关系等因素，建立地铁列车?轨道?隧道?土体?建筑群耦合动力学模型；通过现场测试掌握地铁振动源强特征，并对模型进行验证；在此基础上研究地铁动荷载下土体振动的空间传播规律及不同土层界面处的局部振动特性；评估地铁运行对建筑群的影响。研究表明：建立的动力学模型可有效用于研究地铁运行下建筑群低频微振动问题；实测隧道壁加速度卓越频率为 31.5~80 Hz，实测隧道壁 VLzmax（最大 z 振级）主要在 70.3~71 dB，实测道床 VLzmax则在94.3~125 dB；随着振动波在土体中向上传递，振动能量逐渐衰减，但是在地表附近存在一定的振动放大；土体对80 Hz 以上的振动具有较强的吸收能力，随着振动横向传播距离的增大，VLzmax近似线性减小；该建筑群中的住宅楼和商业楼均未出现振动超标。

摘要:针对产品内部质量分布不均、材料和结构特性不同，建立产品包装系统模型，通过数值仿真和实验研究产品 包装系统的振动传递特性，并探究在限带白噪声谱和 ASTM 卡车运输谱激励下产品包装系统的振动响应规律。利 用状态空间法和 MATLAB/Simulink 仿真工具对产品包装系统进行随机振动仿真分析，研究缓冲衬垫材料参数对 路径的频响传递函数和产品动态响应的影响。研究结果表明：在产品的四条振动传递路径中，刚度和质量分布大的 路径上的频响传递函数和质量块的振动响应更大；产品内部的阻尼参数对各路径的频响传递函数和质量块的加速 度响应基本无影响；关键元件上的加速度响应大小介于产品各路径上质量块的加速度响应大小之间；较大的缓冲衬 垫阻尼有利于降低关键元件上加速度响应功率谱（PSD）的共振峰大小，较大的缓冲衬垫刚度使关键元件响应 PSD 共振频率和共振峰值均增大。外部激励谱型、系统的振动传递特性和共振频率附近的激励谱能量对缓冲衬垫的减 振效果均有影响。仿真分析和实验研究下的产品包装系统的随机响应规律具有一致性。

摘要:传统悬臂梁固定方式下压电振子频带较窄，存在环境适应性差、发电效率低的问题。为此，提出了一种通过 改变固定位置实现宽频的自调谐压电振子。建立了调谐模型，对压电振子在不同固定位置的发电性能进行了仿真 分析，并通过实验进行了验证。结果表明：所提出的自调谐压电振子可实现 f ~2.1 f 范围内的调谐。同时通过调节 合适的占空比，调谐装置可以实现自给自足。在休眠时间为 411 s 以上的条件下，可以实现最大频率范围内的调谐， 并且能量收集效率在 40% 以上。此外，在充电时间和激励加速度相同、激励频率不同的条件下，与无调谐压电振子 相比，有调谐装置的压电振子的充电效率提高了 223%。

摘要:传统的摆类动力吸振器因为抑振频带较窄，对于工程环境中较宽频带的振动，往往表现出较低的工作效率。 针对该问题，本文设计了一款具有较宽抑振频带的自参数摆动力吸振器。该装置以封闭线圈代替了附属结构中的 子结构摆，在子结构摆的两侧对称装有强磁铁。线圈摆动时切割磁感线产生感应电流，进而将振动抑制与能量俘获 结合在一起。以所提动力吸振器为研究对象，基于拉格朗日方程推导了这类非线性振动系统的运动微分方程。采 用多尺度方法求出了该系统的幅频特征方程，并应用李亚普诺夫稳定性理论给出稳态解的判别条件。应用小参数 法进一步化简了幅频特征方程，并且获得了系统抑振频带的解析表达式。基于理论分析，应用数值方法研究了不同 设计参数对抑振性能的影响，发现较小的机械阻尼、弹簧刚度和摆长，或较大的附加磁力都可以使该系统获得较高 的抑振性能。上述结论得到了时域仿真的验证。研究发现与传统的摆类动力吸振器相比，由于增加了磁力和封闭 线圈的作用，不仅会使系统的抑振性能得到提高，还可以实现对振动能量的俘获。

摘要:压电智能叶片是随着风力机向大型化发展而被提出的自适应减振概念叶片，本文探索了叶片压电抑振效应 和能量耗散机制，提出了适用于变截面三维叶片的等效梁截面气弹模型设计方法，并基于同步测振测力气弹风洞试 验对比研究了 15 MW 风力机叶片压电抑振效应；再基于二次开发的机电耦合叶片动力学模型，分析了机电气弹耦 合模态的转速演变规律与能量分布形式，揭示了压电叶片的能量耗散机制。研究表明：提出的气弹风洞试验方法可 有效反映压电叶片风振抑制效果；压电材料可缩小风力机叶片的敏感风向角区间，提高大幅锁频振动临界风速，延 长气弹失稳的能量积累时间；压电材料导致叶片风振能量在模态空间均分转移，削弱了负阻尼模态的能量集聚，增 强了正阻尼模态的能量耗散。

摘要:为发挥传统形状记忆合金阻尼器和惯容器的协同作用，进一步提高其有效性和鲁棒性，使其能够广泛应用于 实际工程中，提出了一种形状记忆合金惯容器（Shape Memory Alloy Inerter， SMAI）协同系统。采用随机等效线性 化方法建立了结构?SMAI 系统的动力学方程，推导出了白噪声激励下结构?SMAI 系统的位移方差解析式，进而定 义了 SMAI系统的优化目标函数。通过迭代优化过程，在频域内对结构?SMAI系统进行了优化分析，并给出了可供 工程应用参考的 SMAI 系统的设计参数。数值结果表明，相比于 SMA，SMAI 系统具有更好的减振效果；相比于调 谐惯容阻尼器（Tuned Inerter Damper， TID），在总惯容质量比超过 0.3 时，SMAI 系统能显著地减小阻尼需求。使 用模拟的白噪声和脉动风速时程，对结构?SMAI系统进行了时域分析，数值分析结果进一步验证了 SMAI系统减振 的有效性和低阻尼需求；此外，SMAI系统中惯容器出力显著减小，从而降低了惯容器对结构的损伤。

摘要:针对薄板结构的振动控制，提出了一种幂指数棱台声子晶体构型，并对其带隙的产生机理和影响因素进行了 分析，结果表明提出的幂指数棱台声子晶体具有三个弯曲波完全带隙，其中第二带隙宽度可达 850 Hz。联合数值 仿真和试验方法对声子晶体的弯曲波带隙进行了验证。随着棱台结构高度的增加，三个带隙的带宽扩大。棱台的 幂函数幂次升高会使带隙的起始频率与终止频率降低，而边缘厚度的增高会弱化能量聚焦效应使带隙的宽度逐渐 变窄。具有线缺陷的声子晶体板可使带隙频段内的弯曲波沿着设计路径传播。

摘要:本文通过分析柔性压电纤维复合材料驱动器（Flexible Piezoelectric fiber composite actuator Device，FPD）的变 形驱动机制，提出了一种基于铁电参数预测其工作电压范围的方法，基于压电方程推导了 FPD 驱动力的表达式，并 经实验测定验证了所提方法的可靠性。此外，基于所提方法研究了有效宽度对机电阻抗性能和驱动性能的影响规 律。结果表明：基于铁电参数预测 FPD 工作电压范围的方法合理可行，FPD 的许用工作电压在负向次矫顽电压到 正向极化电压之间，且偏置/非对称电压驱动模式可以同步实现大应变和小迟滞；基于压电方程计算 FPD 驱动力的 方法有效可靠，FPD 的驱动力正比于其压电应变系数、弹性模量、横截面积及外加电场；随着有效宽度的增加，FPD 的电容和驱动能力增加，阻抗减小，主谐振峰、自由应变和迟滞基本不变。

摘要:齿距累积误差是齿轮传动系统中广泛存在的一种制造误差。考虑齿距累积误差，基于轮齿承载接触分析方 法建立载荷分配模型，从而得到啮合刚度和空载传递误差，并将其导入齿轮转子动力学模型中计算系统振动响应。 基于所得到的动态载荷和 Archard 磨损理论，建立齿轮动态磨损预测模型。分析了齿距累积误差对啮合特性、响应 特性以及磨损分布的影响。结果表明，齿距累积误差会引发齿间载荷分配和齿间磨损的不均匀性，导致振动响应中 出现轴频、追逐齿频率和组合状态频率等频率成分；轻微磨损有助于缓解齿间载荷分配不均，但剧烈的磨损会恶化 均载特性，导致振动加剧；采用追逐齿设计可以使磨损不均匀性系数降低约 30%。研究结果可为齿轮磨损机理研 究和齿轮参数设计提供理论依据。

摘要:为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响，采用有限元法建立齿圈结构动 力学分析模型，对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应，验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的 有效性。开展了太阳轮裂纹故障试验，采用快速谱峭度法（Fast Spectral Kurtosis，FSK）对实验信号进行降噪以及 故障特征提取，验证了太阳轮裂纹故障仿真结果的准确性。结果表明：仅考虑与太阳轮故障齿啮合的行星轮的传递 信号时，故障信号在路径中的传递随距离增加呈现不断衰减趋势；当考虑所有行星轮的传递信号时，故障信号出现 调制现象，随传递距离增加呈现衰减或增加趋势。

摘要:为解 决 滚 动 轴 承 在 寿 命 预 测 时 精 度 不 高 ，且 性 能 退 化 趋 势 及 波 动 范 围 难 以 预 测 等 问 题 ，提 出 了 基 于 LSTM?ES?RVM 的滚动轴承剩余寿命预测方法。在无先验知识或人工经验的干扰下，利用长短期记忆（Long Short?Term Memory，LSTM）网络直接对频率数据进行特征提取，构建退化过程的初步健康指标（Health Indica? tor，HI）；为了消除 HI 曲线的局部剧烈振荡，提出了带斜率的极端拐点（Extreme Inflection Point with a Slope，ES） 模型改善其整体单调性；使用相关向量机（Relevance Vector Machine，RVM）模型对 HI 曲线进行趋势预测，实现 了滚动轴承的剩余寿命（Remaining Useful Life，RUL）预测。实验结果表明，所提方法相较于对比方法具有较好 的预测精度。

摘要:为了解决滚动轴承退化状态识别难、剩余使用寿命（Remaining Useful Life， RUL）预测误差大这两个关键问 题，提出一种联合频域特征相关分析及改进粒子滤波的寿命预测方法。基于滚动轴承在退化过程中频域特征存在 短期相似性和长期差异性这一特点，对不同时间序列傅里叶变换后的幅值谱进行相关分析，构建平均相关系数 （Average Correlation Coefficient， ACC）曲 线 。 当 ACC 达 到 设 定 阈 值 时 ，利 用 初 始 故 障 时 间（Degradation Initial Timepoint， DIT）将轴承状态划分为正常和损伤两阶段。利用损伤阶段的归一均方根值作为观测样本输入，构建考 虑了全局指数式退化趋势与局部波动双重因素的粒子滤波（Dual Factor Particle Filter， DFPF）模型，实现粒子分布 校正并完成 RUL 预测。试验结果表明，所提方法相比传统的均方根值法和峭度法能够更准确地识别轴承初始故障 时间。在寿命预测精度方面，相比传统粒子滤波（Particle Filter， PF）算法，所提方法减小了异常观测值对预测趋势 的影响，具有更高的 RUL 预测精度。

摘要:为了构建准确表征滚动轴承退化过程的趋势性健康度指标，提高滚动轴承剩余使用寿命（Remaining Useful Life，RUL）的 预 测 精 度 ，提 出 了 一 种 结 合 长 短 期 记 忆（Long?Short Term Memory，LSTM）和 自 注 意 力 （Self?Attention）机制的神经网络模型（LSTM?SA）用于滚动轴承 RUL 预测。利用包络解调获得原始信号的包络 谱，再将包络谱分段并计算对应频段的皮尔逊相关系数，得到具有单调性和趋势性的退化特征；将退化特征归一化 处理后作为 LSTM?SA 模型的输入，并利用 LSTM 自适应提取退化特征时间上的内部相关性以及 Self?Attention 对 关键信息的筛选，消除无用信息的干扰，挖掘深层次特征，构建健康度指标并得到退化曲线；确定失效阈值，利用最 小二乘法拟合退化曲线，预测寿命失效点，实现滚动轴承的 RUL 预测。在 PHM2012 数据集上的实验结果表明，所 提出的方法相比于其他文献，平均绝对误差分别降低了 43.18%，62.57% 和 59.44%，平均得分分别提高了 10.87%， 45.71% 和 34.21%；在工程实际数据中的实验结果表明，所提出方法的平均预测误差分别比 Standard?RNN 和 CNN 方法降低了 39.58% 和 74.86%。

摘要:针对传统基于深度学习的故障诊断方法存在抗噪性能差、计算复杂度高和泛化性能不足的问题，提出了一种 基于深度可分离残差网络（Depthwise Separable Residual Network，DS?ResNet）的滚动轴承故障诊断方法。采用快 速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）将滚动轴承一维振动转换到频域进行表示；利用深度可分离卷积 （Depthwise Separable Convolution，DSC）计算复杂度低和逐点卷积（Pointwise Convolution，PWC）能增强网络非线 性表达的优点，分别代替传统深度残差网络中的两个标准卷积层，构建出优化后的 DS?ResNet模型。将各类故障状 态下的频域信号作为 DS?ResNet 模型的输入进行识别分类，结果表明，在信噪比为-4 dB 的强噪声环境中，识别准 确率达到 92.71%；在变转速工况下，平均识别准确率可达 90.19%，高于其他常用深度学习诊断方法，且模型每轮的 训练时间仅需 2.16 s，证明了所提方法具有更好的抗噪性能、泛化性能和更高的诊断效率。