摘要:压电材料具有良好的机电耦合特性，常被用于振动系统中的能量俘获和振动抑制。在已有开关型压电分流支路的基础 上，利用反激变压器的原、副边能量转换功能，提出一种力（机械）?电能量可切换并操控的分流支路，基于正、逆压电效应分别 设计支路的吸能抑振和注能控振两种功能，实现高能效且稳定的结构振动控制系统。介绍了所述压电分流支路的工作原理， 推导了不同能量操控条件下结构振幅的衰减率模型，通过试验讨论了不同能量操控方法对结构振幅的影响。研究结果表明， 所述能量操控型分流支路能够根据实际场景的减振需求实现高能效的结构振动抑制。

摘要:海上浮式风机是捕获深远海风能的重要装置，是风能开发的主要研究方向之一。驳船型风机多采用二维低阶简化动力 学模型和非线性最小二乘参数识别方法，建立高阶耦合动力模型能更准确地反映其动力特性。本文关注驳船型海上浮式风机 的多体系统，建立风浪联合作用下的16自由度耦合动力学模型，通过数值仿真验证模型的准确性。其中，利用修正的叶素动 量理论计算叶片气动荷载，利用线性势流理论计算波浪荷载，采用准静态法计算系泊张力。此外，为减小驳船型海上浮式风机 的结构振动，在考虑发电机转矩控制和叶片集体变桨控制的基础上，提出将双向碰撞调谐质量阻尼器置于机舱中，并引入限位 装置控制振子行程。随后，通过穷举法和遗传算法进行控制参数优化。仿真分析表明，本文所建模型可准确计算驳船型海上 浮式风机的动力响应；双向碰撞调谐质量阻尼器对结构振动有较好的控制效果。

摘要:本文基于动刚度方法建立了一种周期波纹夹芯结构的动力学解析模型。该模型将耦合结构解耦为若干开口圆柱壳和矩 形板，并基于Kirchhoff薄板理论和Flügge薄壳理论推导了对边简支条件下子结构的动刚度矩阵。根据耦合边界处的位移连 续性条件和力平衡条件，得到了子结构的坐标转换矩阵，并采用类似于有限元的思想组装了周期结构的全局动刚度矩阵。基 于组装的全局动刚度矩阵，计算了三种类型周期波纹夹芯结构的振动特性，并将计算结果与有限元软件ANSYS仿真数据进 行对比。研究结果表明，本文建立的解析模型能够在较少的自由度下获得准确的计算结果。此外，还探究了不同夹芯类型和 几何参数对周期波纹夹芯结构振动特性的影响。

摘要:在低频隔振领域，针对线性系统存在承载能力不足及传统准零刚度隔振系统存在刚度硬化，非线性跳跃导致系统失稳的 问题，以仿生肢状结构作为负刚度元件与正刚度弹簧并联建立了仿生肢状准零刚度隔振系统的力学模型，分析了系统的静力 学特性；基于拉格朗日方程建立动力学模型，采用谐波平衡法进行解析求解；通过理论分析和试验研究对比分析了线性、传统 准零刚度隔振系统和仿生肢状准零刚度隔振系统隔振特性，以及激励幅值对系统隔振性能和稳定特性的影响规律。结果表 明：相比线性系统和传统准零刚度隔振系统，仿生肢状准零刚度隔振系统不仅保证了系统具有较高的承载能力，而且通过结构 参数设计有效降低了位移传递率，拓展了隔振频宽，提高了系统在复杂激励环境中的稳定性和隔振性能。

摘要:基于“以直代曲”的思路，提出在输流直管的流固耦合振动微分方程中直接引入稳态组合张力来描述直、弯组合管的横向 运动。以固定?弹性支承式组合管为例，利用基于Laplace变换的新传递矩阵法推导了求解系统固有频率的特征方程，研究了 系统的固有频率及临界流速等振动特性，过程中着重考察了稳态组合张力、流动模型修正因子、系统组成等因素对振动特性的 影响。提出了“伪模态耦合发散”的概念，发现对于稳态组合张力，不同的取值方式会得到不同的临界流速；系统组成的变化会 导致系统的稳定性呈现较大的差异。利用“以曲代直”的思路建立了组合管的振动微分方程，经验证，上述两种思路的计算结 果一致。

摘要:对一种由欧拉屈曲梁负刚度调节器与双层线性隔振系统并联构成的双层高静低动刚度隔振系统进行了试验研究。描述 了高静低动刚度的力学原理，对欧拉屈曲梁负刚度调节器样机进行了压缩试验，验证了其负刚度机理。根据负刚度调节器并 联形式的不同，设计了约束型和无约束型两类隔振系统，求解系统的消极隔振模型动力学方程，分析了两类隔振系统在不同 上、下层刚度组合下的隔振性能。搭建两种高静低动刚度的隔振试验系统，通过扫频和定频试验验证了其隔振性能，并对结果 偏差进行了分析。

摘要:人工振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一，多排孔列隔振是振动污染治理的一种方式。针对饱和地基中多 排孔列近场主动隔振问题，基于饱和土半解析边界元法（BEM），分别建立了动力机器基础的环境振动影响和多排孔列近场隔 振的边界元方程。为提高BEM计算效率，构建了饱和土半解析BEM的SPMD（单程序多数据）并行算法，同时利用孔列间在 空间上的对应关系提出了边界元影响系数矩阵快速生成的优化算法。在此基础上，深入研究了多排孔列的近场主动隔振效 果，分析了布孔方式、几何参数和多排孔距振源距离对其隔振效果的影响。结果表明：饱和土半解析BEM的SPMD并行算法 结合影响系数矩阵生成的优化算法可显著提升多排孔列隔振问题的计算效率。多排孔列的布孔方式对隔振效果基本无影响； 增加排孔孔数和孔径、降低孔间净距均能取得更好的隔振效果，而多排孔的排数和排间距对隔振效果影响相对不大；随着多排 孔距振源距离增加，多排孔隔振效果先提高后趋于稳定。在实际工程设计时，建议多排孔排数宜为两排，排孔孔径取0.15λR （λR 为Rayleigh波波长）、孔深取λR 、孔间净距取0.1λR ，单排孔数宜根据所需屏蔽区域的面积合理确定。

摘要:当前电力系统的抗震研究技术主要针对震前设计、分析与防灾减震。为了快速辅助震后应急响应工作，本文提出了利用 监测数据预测结构地震响应的瓷柱型设备震后性能评估方法。该方法在震前融合机器学习和用于算法架构优化的群体智能 演化技术以构建设备地震响应替代模型，建立瓷柱型设备精细化仿真模型，通过输入大量地震动形成结构响应数据库，进而对 替代模型进行训练和性能评价。地震中监测结构响应，震后可利用替代模型快速提供设备根部应力响应以判断设备抗震性 能。采用1100 kV变压器套管?支架体系进行案例研究，并通过振动台试验和分布参数体系理论进行了验证。结果表明利用瓷 柱型设备加速度响应数据可在震后准确评估根部应力；粒子群算法能有效调整替代模型的内部结构，提升模型准确性；振动台 试验和理论分析结果验证了替代模型评估结果的准确性。

摘要:本文提出了一种基于流形正则化支持高阶张量机（MRSHTM）的行星齿轮箱半监督故障诊断方法。在MRSHTM中引 入CP分解挖掘张量数据中的内在结构信息，并定义张量逆多元二次核函数（Tensor?IMKF）以构建图拉普拉斯算子，从而更好 地描述张量数据之间的流形结构。针对多分类问题，将一对多（OVR）策略引入MRSHTM中，提出一对多流形正则化支持高 阶张量机（OVR?MRSHTM）模型。利用层次多尺度排列熵（HMPE）提取多通道振动信号的“通道×层次×尺度”三阶张量故 障特征，并输入OVR?MRSHTM中进行自动识别。实验结果表明，所提算法能够在张量空间中实现稀缺标记样本下的行星齿 轮箱智能故障诊断。

摘要:深度学习方法在列车轮对轴承故障诊断领域表现出了巨大的潜力，但其可以有效实现的前提是各类数据与类别标签之 间能够正确匹配，对于含有少量标签错误样本的数据，传统深度学习方法难以实现预期的诊断效果。针对此问题，提出了一种 箱型图法与特征融合模型相结合的故障诊断方法。利用列车轮对轴承实验数据对所提方法进行验证，结果表明，相比于直接 利用传统神经网络模型进行故障诊断，本文所提方法的诊断准确率更高，说明本文方法对于含有少量标签错误样本的轴承数 据具有更好的处理效果。

摘要:针对现有卷积神经网络无法充分提取滚动轴承时域信号间的关联特征，模型训练所需样本多以及泛化性不足的问题， 提出一种基于增强卷积神经网络模型的滚动轴承多工况故障诊断方法。根据滚动轴承转速和采样频率计算轴承单圈故障特 征信号长度，采用格拉姆角场编码技术对单圈时域信号完整信息进行编码，生成相应特征图像，使神经网络在视觉上对时域信 号关联特征进行学习；利用ACNet网络模型中的非对称卷积对ConvNeXt模型的7×7深度卷积层进行重构：即采用2个3×3， 1个1×3和1个3×1的非对称小卷积核以多分支结构组合的形式重构其7×7卷积层，增强ConvNeXt模型的特征提取效率； 对ConvNeXt模型中的数据增强模块及学习率衰减策略进行改进，提高ConvNeX模型在小样本训练下的泛化性，以此搭建增 强深度卷积神经网络IConvNeXt模型。使用凯斯西储大学不同故障直径轴承、东南大学滚动轴承复合故障和加拿大渥太华变 转速滚动轴承故障数据集进行试验验证，结果表明：所提IConvNeXt模型对滚动轴承不同故障直径和复合故障识别准确率为 100%，对变转速轴承故障识别率为99.63%。将所提方法与RP+ResNet、RP+IConvNeXt、MLCNN?LSTM、MTF+ICon? vNeXt等方法进行对比，结果表明，所提模型在更少样本训练下的故障诊断效果均优于其他方法，并具有较强的泛化性能。

摘要:针对客滚船柴油机机械系统的复杂机构与运转特性，提出一种多分量非线性振动信号分解及振动特征参数提取策略。 为提高动力学参数提取鲁棒性，提出采用延拓经验模态分解（extension?EMD）方法分解信号以规避端点效应，利用自相关函数 提取包含最大特征的敏感分量，利用四阶能量算子（4th?HEO）幅值解调提取敏感分量的特征频率及其幅值，得到柴油机动力 学特征与运行规律的关系；通过仿真信号验证方法的准确性，通过实船测试零负荷和满负荷运行工况下的三向振动信号验证 方法的有效性。研究结果表明，垂向信号的表现特征较其他方向信号表现力更佳。对于9缸4冲程柴油机而言，其0.5倍频和 4.5倍频的幅值非常突出，且对负载变化影响更加敏感。

摘要:针对目前已有损伤识别方法难以实时跟踪结构损伤且计算量大的问题，提出了一种基于递归本征正交分解（recursive proper orthogonal decomposition， RPOD）与强跟踪扩展卡尔曼滤波（strong tracking extended Kalman filter， STEKF）相结合的 模型降阶与结构损伤在线识别方法，对动载荷作用下的结构损伤识别进行了研究。利用RPOD方法在线更新并实时建立反映 结构状态的降阶模型，解决未知载荷作用下多自由度结构动力分析计算量大且难以收敛的问题，同时跟踪损伤的演化并对其 进行定位；通过STEKF方法跟踪降阶模型的状态向量，识别因损伤而退化的降阶模型参数。分别采用六层剪切型框架的数值 模拟与三层钢框架的模型试验验证了该方法的可行性，结果表明，所提出的方法能够准确建立降阶模型并跟踪降阶模型参数 的时变历程，同时可以有效地识别出剪切型建筑结构损伤的位置和程度，即使在处理高程度噪声时仍有较高的精度。

摘要:为揭示地震?风同时作用和先后作用下自复位支撑结构的损伤分布规律，对一50层钢框架?自复位支撑筒在不同强度地 震动与50年重现期风荷载下的梁/柱构件和结构整体损伤进行分析。结果表明，地震单独作用和地震?风同时作用下，支撑筒 梁均比外框架梁先受损，支撑筒柱较外框架柱损伤发展更快；地震?风同时作用增大了柱的损伤程度，使31层柱的最大损伤值 增大了78.6%；随着地震动强度的增大，风荷载作用对结构整体损伤的加重程度逐渐增大。在不同强度的地震动与50年重现 期风荷载先后作用下，风荷载增大了震损结构的最大残余变形角均值；当峰值地面加速度为10 m/s2时，风荷载使震损结构的 最大残余变形角均值由0.325%增至0.330%，但风荷载对震损结构损伤最大构件的损伤状态影响不大。

摘要:为准确识别FAST索网结构体系的拉索索力，本文提出了一种可变弹性边界支承的拉索索力识别方法。建立了拉索等 效单自由度模型，推导了理想铰接与弹性边界支承下拉索频率间的数学表达式，通过拉索中点、两端点的第一阶振型值对第一 阶频率进行修正，进而提出了基于弦振动理论的主动变位索网结构体系索力识别方法；对单根拉索开展数值仿真，验证了所提 方法的准确性，并开展了参数分析；通过数值仿真及现场实测对FAST索网结构进行索力识别，证明了方法的可行性和工程适 用性。结果表明：数值仿真的索力识别相对误差在1%以内，现场实测的索力识别相对误差小于5%。该方法考虑了拉索的复 杂边界条件，可避免求解未知边界约束刚度，拓展了传统弦振动理论的工程适用性。

摘要:挠度影响线、应变影响线能够完整地反映梁桥截面抗弯刚度，在获取梁桥实测时程响应过程中，车辆移动荷载作用下的 梁桥响应掺杂了影响线信息和结构动力成分，并受到加载车辆的多轴效应干扰。为准确识别梁桥结构影响线，通过经验模态 分解剔除梁桥实测数据中的动力成分，得到含有车辆多轴效应的梁桥准静态响应数据，结合采样频率与车辆轴距，建立了影响 线识别的数学模型，将车辆多轴效应转化为单位集中荷载，进而采用Tikhonov正则化方法准确解得梁桥影响线的稳定解。通 过建立1/2双轴车过简支梁桥与三跨变截面连续梁桥的数值仿真模型，提取车辆不同移动速度下简支梁桥跨中和三跨连续梁 桥中跨跨中的挠度、应变时程响应，验证了基于经验模态分解与Tikhonov正则化识别梁桥影响线方法的可行性与有效性，准 确地识别了梁桥结构算例的挠度影响线、应变影响线，并通过建立误差指标定量评价了影响线识别效果。研究还发现，梁桥影 响线的识别效果随加载车辆速度的增大而降低。

摘要:桥梁结构抗震设计时应考虑桥墩处局部场地条件对其地震响应的影响。多点激励反应谱法是进行空间地震动作用下桥 梁结构抗震性能分析的常用方法。对于深水桥梁结构，现有的多点激励反应谱法未考虑水体的作用。本文基于辐射波浪理 论，在桥梁结构振动方程中引入动水压力，建立考虑流固耦合作用的多点激励反应谱法，并验证其正确性。以某深水5跨连续 梁桥为例，通过改变桥墩所处场地类型、抗震设防烈度、设计地震分组等参数，研究了不同场地条件下桥梁的纵向地震响应，揭 示了局部场地效应对多跨连续梁桥纵向地震响应的影响规律。结果表明，随着桥墩3场地逐渐变软，其墩顶相对位移最多减 小93.0%，场地类型对墩顶相对位移的影响大于对主梁轴力和墩底弯矩的影响；随着抗震设防烈度的增大，桥墩墩顶相对位 移、主梁轴力和墩底弯矩增大7倍；随着震中距的增大，桥墩墩顶相对位移最多增大41.0%，主梁轴力增大18.0%左右，墩底弯 矩增大30.0%左右。

摘要:为研究不同类型地震波作用下大直径变截面钢管混凝土复合单桩的动力响应规律，依托厦门第二东通道翔安大桥工程， 通过室内振动台试验，选取地震动强度为0.15g的5010波、1004波、 Kobe波及El?Centro波，研究大直径变截面钢管混凝土复 合单桩的桩身加速度、水平位移、弯矩及桩基损伤等变化规律。试验结果表明：不同类型地震波由于其频谱特性不同，大直径 变截面钢管混凝土复合单桩的动力响应特性存在差异；桩顶加速度最大值、桩顶水平位移最大值、桩身弯矩最大值均在1004 波作用下最大，在Kobe波作用下最小；桩身弯矩最大值均未超过桩基设计抗弯承载力；在地震力的作用下对桩基础的抗弯承 载能力进行设计时，应重点考虑软硬土层的分界面处抗弯能力。

摘要:为探明隧道水压爆破中不同装药结构对地表振动响应特性的影响，依托沈白高速新宾隧道Ⅳ级围岩爆破开挖开展了相 关现场试验，对比了常规装药、孔口水间隔装药、孔底水间隔装药及两端水间隔装药条件下爆破诱发地表振动峰值（PPV）及主 频（DF），并借助数值模拟进一步分析了不同装药结构下地表振动响应规律。研究结果表明：相比于常规装药结构，水压爆破 转化为爆破振动的能量降低，爆破诱发地表振动PPV减小而DF相对较高；沿隧道掌子面横断面5 m范围内，常规装药结构诱 发的振动峰值会超过允许的振动峰值，不利于地表建构物振动安全控制；采用水压爆破时，在炮孔内布设水袋一端，爆炸转化为振 动能的比例相对较小，诱发PPV降低；但沿炮孔内布设水袋一端反方向爆破诱发的PPV则相对较高。在隧道掘进爆破作业中， 推荐使用两端水间隔装药以保证振动能量的均匀分布，降低炮孔两侧地表振动，从而减小爆破开挖对地表建构物的扰动。

摘要:在工程结构领域，由于数据不足，结构参数的分布通常未知，这成为结构可靠性分析中常见而复杂的挑战。在结构参数 分布未知的情况下，本文提出了随机结构抗震可靠度分析的线性矩法。构造了仅由两个基本随机变量描述的随机动力系统： （1）基于结构随机参数的前四阶线性矩，借助标准正态分布随机变量的随机函数表达，将结构参数的随机变量表示为仅有一个 基本随机变量的一元三次多项式；（2）利用一个基本随机变量的随机函数?谱表示模型描述非平稳地震动过程。在此基础上， 根据数论方法确定两个基本随机变量的代表点集，进行时程分析并计算结构响应极值，进而计算确定界限下功能函数的样本 及其线性矩；利用功能函数的前四阶线性矩求解三次多项式转换系数；并根据一元三次方程根的求解，建立基于线性矩的结构 抗震可靠指标表达式。以结构参数分布未知的非线性单自由度为例说明了本文方法的应用，同时与Monte Carlo模拟结果对 比，验证了本文方法的精确性。

摘要:为保障高速列车的运行安全，高铁桥梁应具有足够的刚度，这势必会增大结构的地震反应。同时铁路组网，如川藏铁路， 已经延伸到西部大震风险区。在高铁桥梁中建立第四级设防的分析方法。在振动台上测试了3个1/5和6个1/8缩尺的圆端 矩形截面钢筋混凝土实体桥墩，并进行数值分析。试验结果表明，桥墩在峰值加速度为0.96g（原型0.32g，七度罕遇）以内的地 震作用下，墩身仍保持较好的完整性和稳定性，桥墩的地震损伤程度不明显，混凝土桥墩试件没有出现明显的开裂和剥落现 象，这表明按规范设计的桥梁具备较好抗震安全性。当地震强度增加到1.71g（原型0.57g，八度罕遇）时，桥墩顺桥向出现中等 到严重损伤，而横桥向大多还处于中等损伤。但所有桥墩试件在强度为1.86g的巨震作用下不会发生倒塌破坏。研究表明，在 相同地震动作用下，随着纵筋率提高，结构耗能总体呈增加趋势；随着地震设防水平增加，耗能随纵筋率的变化更加显著，试验 桥墩可以承担更大的地震荷载。纵筋率对桥墩滞回曲线形状影响较大，增加纵筋率，耗能能力随之增大。需要强调的是，由于 高铁桥墩不是按照延性设计，桥墩的体积配箍率均较低，研究表明其对桥墩的滞回性能的影响不明显。

摘要:针对当前结构振动舒适度评估方法和标准只考虑结构响应而忽略结构主要使用者（人）的感受，或仅以结构的振动响应 代替行人的实际感受来进行振动舒适度评估，以及传统采集方法不能同时实现结构和人的数据采集的现状，建立一种基于计 算机视觉的激励?传播?感知全路径人行桥振动舒适度评估方法。方法采用计算机视觉技术获取行人激励下人行桥和行人的运 动视频，利用分段光流法和MMTracking算法获取二者的振动响应，通过提取和转换获取相应的行人加速度，进而以加速度均 方根值对人行桥振动舒适度进行评估。为验证方法的可行性和准确性，在实验室人行桥模型上进行相关试验。结果表明，基 于计算机视觉的方法能够同时实现行人和人行桥响应的非接触测量，并具有较高的精度，而全路径人行桥振动舒适度评估方 法比常规只将结构振动响应作为或代替行人实时响应来进行振动舒适度评估更加合理。

摘要:串列双方柱的干扰效应受方柱气动外形的影响显著，方柱角部形状的变化将导致周边流场的改变，进而影响上、下游方 柱的气动性能，串列双方柱的风荷载干扰效应相关影响及机理还有待进一步研究。本文采用基于空间平均的大涡模拟方法， 以亚临界间距比和超临界间距比的串列方柱为对象，分别对上、下游方柱考虑有、无切角（切角率均为10%）两种情况，研究两 类典型间距比下不同切角措施对串列方柱风荷载的影响及其机理。将标准串列方柱风压系数与风洞试验结果对比，验证本文 模拟方法及参数设置的有效性；从气动力系数统计值及自谱、平均和脉动风压系数分布等角度，对比分析了两种典型间距比下 不同切角措施对串列双方柱气动性能的影响，着重从时均和瞬态流场角度进行机理分析。结果表明，两种典型间距比下，不同 位置的切角措施均会影响方柱周围流动分离，从而引起流态变化，其中上、下游方柱均采取切角措施，可以更有效地减弱方柱 的平均和脉动风荷载。