摘要:针对传统故障模式及影响分析（failure mode and effects analysis，简称FMEA）不能识别装备或零部件的故障机理，其故障原因分析、故障影响推理及潜在故障模式识别能力较弱，故障信息描述不规范等导致的分析效率低、可信度差、分析结果重复使用性差等问题，提出一种新的故障机理、模式及影响分析（failure mode, mechanism and effects analysis，简称FMMEA）方法。首先，根据系统结构、功能及其内部物质流、能量流、信号流、部件故障等信息建立系统的功能-结构-故障模型；其次，采用模糊认知图推理分析各故障模式的传播途径及影响，得到规范化的故障模式及影响分析表格，可为系统的可靠性、测试性设计与分析提供基础数据；最后，以某燃油供给系统为例进行了FMMEA分析，验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:针对小型无人直升机在悬停状态下飞行动力学模型的系统辨识问题，提出了一种基于混沌蜂群算法（chaotic artificial bee colony algorithm，简称CABC）的辨识方法。由于直升机的数学模型是非线性的，因此用小扰动理论对其线性化，得到纵横方向待辨识的解耦模型；进一步将系统辨识问题转变成优化问题，以蜂群为搜索单位，通过群体之间的信息交流与优胜劣汰机制，使得蜂群向更优方向进化；利用混沌算子来改进侦察蜂的搜索机制，使得人工蜂群算法脱离局部最优束缚，获得更强的全局寻优能力。根据无人机实际飞行试验数据，对辨识获得的模型进行了分析与验证，结果表明，采用该辨识方法，估计出了解耦模型中的未知参数，与遗传算法和传统人工蜂群算法相比，所提算法的辨识精度更高。

摘要:目前对碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced plastic，简称CFRP)孔隙缺陷超声检测识别的研究主要以薄板型CFRP为对象,针对厚截面CFRP孔隙缺陷检测的需要，提出了基于超声脉冲反射背散射信号处理的孔隙缺陷识别方法。背散射信号特征分析结果表明,背散射信号由材料近表面共振结构噪声、信号指数型衰减成分、孔隙的反射和散射信号以及随机噪声组成。为得到孔隙的反射和散射信号，首先,利用提升小波变换良好的去噪能力除去背散射信号中的随机噪声;其次，设计低通滤波和自适应滤波分别除去信号中的共振结构噪声和衰减成分。对实验信号的处理结果表明，上述处理方法可以有效去除相应信号成分。在此基础上进一步提出了背散射信号幅值C扫描成像方法，将该成像方法应用于厚截面CFRP孔隙缺陷识别，可以有效识别试块中的含孔隙区域。

摘要:某型手枪枪管导气槽尺寸检测是枪管质量检测的重要指标。从枪管的结构和导气槽的形状、位置出发，针对现有导气槽尺寸检测方法的局限性，提出了一种新型的导气槽缺陷无损检测方案。分析了基于线性可变差动变压器（linear variable differential transformer,简称LVDT)线性位移传感器和杠杆原理的检测原理，并阐述了小波去噪、离散小波变换法去趋势、非降采样小波变换法峰值检测等信号分析方法。经过现场测试，检测精度可达到1 μm。相对于其他检测方法，该检测方法检测精度高、效率高。

摘要:建立了挖掘工作装置坐标变换、振动驱动机构和求解振动挖掘力的理论模型，在铲斗驱动油缸上施加静力挖掘和振动挖掘流量复合控制信号，分析了不同频率、波形和流量控制比例条件下，振动挖掘作业的挖掘力特性、轨迹分布以及作业效率。在流量振动控制信号中，利用傅里叶级数方法解决了方波、三角波信号在常规条件不能求导的技术难题，并用数值计算方法和试验对流量振动控制模型进行了验证、分析。结果表明，基于铲斗油缸驱动的振动挖掘作业为一维振动挖掘，方波流量振动控制信号可获得较大的振动挖掘力，增加振动频率和流量控制比例可增加振动挖掘力。研究为振动挖掘控制参数的选择提供了理论依据。

摘要:为了研究单层网壳结构在斜向冲击荷载下的动力响应特征及其受力过程，对一单层K6型网壳模型结构进行力锤激励模态试验、斜向冲击试验和数值模拟分析。基于大比例网壳试验模型，利用动态信号测试系统获取结构模态参数，借助高速摄影机拍摄冲击历程、网壳变形及破坏形态，通过动态应变仪、位移传感器和加速度传感器得到了斜向冲击荷载下网壳结构关键杆件和节点的时程响应数据。结果表明：模态试验测试结果初步验证了模型的正确性；单层网壳结构在斜向冲击试验中的响应模式可以被划分为3种；斜向冲击荷载下结构中最不利受载节点普遍距离支座较远；距离冲击点越近的部位响应出现越早，相应幅值也越大，响应由冲击部位传至整个网壳的时间约为0.15~1.58 ms；网壳结构试验的动力响应分析结果和理论分析吻合度较高。

摘要:以听觉分流机制为基础，提出一种瞬态信号自动提取方法。首先,对信号进行带通滤波和相位调整；其次，获得各滤波信号二次包络的极大、极小值及其对应时间，基于两种极值幅值和时间，计算得到同步性和瞬态性线索；最后，综合这两类线索信息，在时频平面中筛选出与瞬态成分相对应的时频段，并最终完成瞬态成分的波形生成与修整。通过数值仿真和实测信号检验，所提方法能够在较强的背景信号下有效提取出瞬态信号，对瞬态信号的初始时间具有较高的识别精度，具有一定的实际应用潜力。

摘要:为明确大型天线结构风振响应特性，以待建的110 m全可动天线为研究平台，对其展开各迎风姿态下的风荷载特性分析。根据刚性模型风洞试验结果，探讨了反射面平均风压分布规律及最不利风向角。在此基础上，采用基于随机振动理论的非线性时程分析法进一步对结构的风致动力响应展开研究，总结了风振响应特性。结果表明，该结构自振频率分布密集，结构较柔，其风振响应是一个窄带过程，振动能量随着俯仰角的增大而逐渐提高，且高阶振型逐渐对风致振动有所贡献。该成果可为天线结构抗风设计提供较为全面的荷载取值参考。

摘要:为了研究采煤机摇臂传动齿轮的振动分析方法并进行实机振源定位验证，首先，采用小波分析对采煤机摇臂振动信号进行降噪处理和频谱分析，依据特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的啮合频率；然后，通过Morlet小波包络解调分析获取边频带信号频谱特征，依据边频带特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的转动频率；最后，对频谱分析和Morlet小波包络解调分析的结果进行综合分析，锁定故障齿轮的准确位置。对一台国产采煤机摇臂齿轮传动系统进行了振动测试与信号分析，结果表明，基于小波分析、频谱分析和Morlet小波包络解调分析相结合的振动分析方法可以实现对采煤机摇臂故障齿轮的准确定位，为强噪声环境下复杂齿轮传动系统的故障快速定位和现场定点维修提供了方法支持。

摘要:针对工程上所获取的飞机空气制冷机信息本身具有的不确定性等特点，提出了谱峭度（spectral kurtosis, 简称SK）和最小二乘支持向量机（least squares support vector machine, 简称LSSVM）相结合的寿命趋势分析方法。首先，将寿命表征参量通过经验模态分解（empirical mode decomposition, 简称EMD）分解为多个固有模态分量（intrinsic mode function, 简称IMF），分别对多个IMF分量进行傅里叶变换，得到多个频谱，计算每根谱线的谱峭度；其次，通过谱峭度寻找到影响飞机空气制冷机失效的主要IMF分量，对其进行信号重构；最后，提取重构后信号的能量特征，创建最小二乘支持向量机寿命趋势模型，对飞机空气制冷机寿命趋势进行预测。通过对实际监测数据的分析和验证结果表明，该方法可以实现飞机空气制冷机寿命趋势分析效能，具有很好的工程应用价值。

摘要:研究了輮轮的局部损伤对机械弹性车轮静动态特性的影响规律。根据车轮工作原理和结构特征，建立了非线性车轮有限元模型，利用模态分析的有限元方法计算了无损伤车轮的固有频率和振型；结合车轮的力学特性和充气轮胎的常见失效形式，对车轮的失效形式和危险区域进行了分析；采用刚度退化模型模拟车轮局部损伤，分析了不同位置、不同损伤状态下车轮固有频率的变化规律和静接地承载工况下的受力特征；将B级随机路面不平度作为动态激励输入，研究了局部损伤车轮的动态响应规律。研究表明：随着輮轮局部损伤程度的加深，车轮的固有频率逐渐降低，最大应力的位置不变，应力峰值变大；无损伤车轮的动态应力响应峰值小于局部损伤车轮的动态应力响应峰值；随着损伤程度的加深，在共振频段动态应力响应峰值变大，其他频段内变化不大。

摘要:在工程实际中，车削系统刚度、阻尼及切削力等参数的随机性严重影响车削加工的稳定性。针对此问题，提出了一种车削加工再生型颤振稳定性可靠度计算方法。考虑随机因素的影响，采用蒙特卡罗数值模拟方法，研究车削加工再生型颤振稳定性的统计分布规律。建立车削加工再生型颤振动力学模型, 采用拉氏变换获取机床车削的极限切削宽度及所对应的主轴转速。根据数控车床切削系统动力学参数的分布信息抽取样本，代入再生型颤振模型进行计算，获取极限切削宽度的样本，并统计其概率特性，以实际切宽是否小于极限切宽为判别条件提出一种基于蒙特卡罗模拟的车削加工再生型颤振稳定性可靠度预测方法。

摘要:现有测试性验证试验方案需要较多故障样本，存在测试性验证时间长、结果置信度低的问题，为此提出一种装备测试性增长模型的贝叶斯验证方法，在小子样、异总体的情况下进行测试性验证。建立装备测试性水平动态增长的数学模型，依据已有的研制阶段的数据进行求解，得到测试性增长模型的具体参数值，并对测试性水平进行预测。确定测试性水平的先验分布，使用最大熵法求解分布参数，采用贝叶斯理论融合现场试验数据得到后验分布，实现对装备测试性水平的验证。实例分析表明，该方法在较少样本量的情况下能够提高验证结果的置信度,降低双方风险。

摘要:较大的系统偏心量是影响轮胎动平衡试验机测试精度、重复性和稳定性的一个重要因素，当前的偏心补偿操作求出系统偏心量后仅用于后续解算，而鲜有将其消除或减小的结构或措施。针对此问题，基于原有的机械结构和解算原理，提出在轮辋径向或周向开T型槽改进轮辋结构的方法，通过在T型槽内配上特定重量的T型螺栓实现对系统的真正补偿。结合理论计算和实际工况进行配平操作，试验结果表明，改进的轮辋结构和补偿方法较大程度地降低了系统自身不平衡量,为获得良好的信号源、消除信号干扰及降低系统磨损，得到更高的测试精度、稳定性和重复行提供了条件。

摘要:以往的理论研究结果表明，泊松效应和剪切变形对杆件中纵波的传播特性有着不可忽略的影响，纵波的传播特性也与杆件两端横截面面积比值的大小相关。为了对理论进行验证，搭建了实验系统并进行相关实验。实验结果表明：杆件材料的泊松效应、剪切变形使杆的截止频率变大；同时，变截面杆端面面积比值越大，截止频率越高。实验结果验证了以往的理论预测结果，帮助获取真实的振源振动信号，同时也为状态监测和降噪提供依据。

摘要:以某室外大跨轻柔钢结构人行桥为案例，介绍了该结构的设计概况及调谐质量阻尼器(tuned mass damper，简称TMD)减振设计，分别在结构施工完成后以及TMD装置安装后对其进行了实地动力测试，测得了该结构减振前后的模态特性以及在多种人行荷载工况下的振动响应，采用加速度峰值和均方根值为评价指标，分析了钢连桥人致振动情况及特性。结果表明：一端设计为滑动连接的钢连桥人致振动主要由第1阶竖向振型控制，扭动及水平振动响应相对较小；安装经优化设计的TMD装置后，整体连桥的频率特性没有明显变化，分布式TMD对多种频率激励工况均有良好的调谐减振作用，减振率达到35%~70%；共振激励下测得的原结构阻尼比较小，安装TMD后结构的阻尼比提高4倍，并且呈现出在自由振动衰减的前期较大，随着振动幅度变弱阻尼比降低；测试中发现TMD装置的减振效率对其阻尼比的变化不敏感。

摘要:通过对轧制自动厚度控制系统（automated gauge control,简称AGC）伺服缸分别模拟3个阶段的保载和振动加载下所收集到的声发射信号，依托前期研究，探索基于状态热图的AGC伺服缸早期振动的辨识方法。通过在迁安沪久660 mm轧机的AGC伺服缸上模拟保载和早期振动状态，采集声发射信号，对所采集信号的累计概率分布进行分析，选取可表征伺服缸加载状态变化的声发射特征。基于对所选特征进行组合并施加一定的值域约束和逻辑运算条件，构建了AGC伺服缸保载和早期振动的声发射热图。对状态热图的分析结果显示，AGC伺服缸在同等加载状态下的振动和保载状态可较好地通过此类状态热图予以呈现，为AGC伺服缸的早期振动状态提供一种快速、便捷的可视化辨识方案。

摘要:希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang transform，简称HHT）存在的模态混叠现象严重影响了实际应用效果。在分析研究HHT原理及模态混叠产生机理的基础上，提出了基于形态滤波预处理与端点延拓相结合的方法抑制模态混叠现象。与集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition，简称EEMD）方法比较，所提出的方法能够更快速、准确地分解出表征信号的本征模态函数（intrinsic mode function，简称IMF）分量。将该方法应用于滚动轴承的实测信号分析，结果表明，该方法在实际应用中同样具有很好的模态混叠抑制效果。

摘要:针对国内现有振动检测设备在直升机振动噪声测量领域的可靠性影响到维护效率及急待提高国内直升机振动检测设备性能问题，首先，对多种直升机振动噪声进行了研究与分析；其次，针对直升机噪声的复杂性详细阐述了信号的预处理方法；最后，提出了适合直升机振动噪声自适应整周期采样时域同步平均-短时傅里叶变换方法。现场验证比较结果表明，整周期采样时域同步平均 短时傅里叶变换测量方法在直升机振动测量中优于其他振动算法，自适应调整能力强，信号的优劣程度对测量结果影响小，分析更加准确，实时性得到了改善。此方法同样适用于其他转子振动测量领域。

摘要:为了改善广泛应用的直动式溢流阀的颤振行为，考虑油液压缩性、管道弹性和阀芯碰撞阀座时的能量损失，建立了溢流阀无量纲形式的数学模型。以4种不同的弹簧预压缩量，作出了相位和向量场分布图，得到了系统的稳定平衡状态。应用非光滑动态系统理论和计算软件MATLAB，画出了单参数和双参数分岔图，发现系统存在Hopf分岔、极限环鞍结点分岔、广义Hopf分岔和尖点分岔等分岔现象。〖JP2〗搭建了测试平台，得到了阀芯位移分岔图和频谱瀑布图，对数学模型进行了实验验证。结果表明，小流量时为混沌或周期碰撞震荡，增大流量可改善阀芯颤振行为，为周期非碰撞震荡或稳定平衡状态。此研究工作为直动式溢流阀的失稳机理和颤振行为提供了理论-依据。

摘要:运用损伤结构的特征值问题,建立拟牛顿法的BFGS优化摄动方法来检测固定梁的损伤情况。 多单元两端固定梁的损伤位置与程度, 可以从首几对振动模态在数次迭代內准確获取。首先，摄动展开损伤结构的刚度矩阵、特征值和特征向量, 并代入损伤结构的特征值方程；然后，集合p阶的弹性模量摄动项,以显式直接推导特征参数的p阶摄动系数；最后，把系数代入摄动方程，对于多个弹性模量进行BFGS拟牛顿优化迭代,其目标函数由摄动方程剩余项的总和产生。 使用两端固定梁的有限元模型,五单元至九单元梁[JP2]的损伤检测验证了该方法在有限模态参数与减少自由度模型的有效性。在终止准则方面，使用了d模与t模比较不同迭代阶段的收敛性, 并精确地在0.06~0.001弹性模量误差內检测了小至大损伤的各个单元号及其损伤程度。

摘要:考虑挤压油膜阻尼器(squeeze film damper，简称SFD)作用，研究碰摩故障及不对中-碰摩耦合故障下系统动力学特性及SFD对系统混沌运动控制。基于Lagrange方程，建立不对中-碰摩耦合故障下SFD-转子-滚动轴承系统动力学模型，采用龙格库塔法对模型求解，并利用分岔图、Poincaré图、频谱图等进行对比分析。研究结果表明：合理油膜间隙下的SFD能有效抑制系统非协调响应以及振动幅值，使故障转子系统的混沌运动控制在稳定周期轨道上;过小的油膜间隙会形成很强的非线性油膜支反力，产生非协调频率成分，使稳定周期系统重返混沌状态；随着油膜间隙减小，SFD对不对中故障产生的典型2X，3X，4X和5X频幅值具有不同影响，其中2X频幅值变化明显，3X和4X频幅值变化微弱，5X频幅值基本不变。

摘要:构建了含有混合间隙的刚柔耦合多体系统动力学模型，研究了部件柔性对多体系统动力特性的影响。首先，建立了混合间隙碰撞力模型；然后，以曲柄滑块为研究对象，采用自然坐标法和绝对节点坐标法分别建立了刚性构件和柔性构件的动力学模型，通过时域和频域分析了连杆柔性对动力特性的影响。结果表明，柔性构件对间隙碰撞力有一定的缓冲作用，能缓冲碰撞的高频振动，而且柔性部件随着弹性模量的减小对高频响应的缓冲效果更加明显。

摘要:为研究结构鲁棒性动态分析方法，进行了理论分析、数值模拟和破坏性模型试验。结合平面悬臂桁架和六角星型穹顶算例，利用应变能敏感度法分析了杆系结构鲁棒性。基于杆件移除法讨论了结构应变能和应变能敏感度对结构破坏特征的影响，并同鲁棒性应力变化率评价法进行了对比。结果表明：应变能敏感度法能动态地反映杆系结构鲁棒性变化、预测结构稳定极限荷载、识别结构破坏模态及评价杆件易损性;尽管支座压杆、环向拉杆对应变能敏感度的影响比中心压杆小，但可能引起结构整体倾覆和中心压杆强度破坏；工程应用中应在杆件重要性分析和结构破坏模态识别基础上采用应变能敏感度法评价结构鲁棒性。

摘要:针对机械系统故障诊断中对先验知识利用不足和在高维特征空间中诊断难的问题，提出了一种基于成对约束和通过约束准则构造核函数的半监督谱核聚类方法。首先，在训练集中利用先验知识建立约束点对，即属于同一聚类的must link点对不属于同一聚类的cannot link点对；其次，通过样本连接图的结构信息和约束点对信息设计核函数，计算出投影矩阵；最后，在投影空间中使用k means算法聚类。测试集的每个样本点找到在对应训练集中〖WTBX〗k〖WTBZ〗个近邻样本的投影值，计算局部投影矩阵，从而可以在线计算出每个新来样本的投影值。实验表明，该算法较相关比对算法聚类准确率更高，可以满足转子系统故障诊断的实际需要。

摘要:分别建立某装载机驾驶室及室内声腔有限元模型，通过单点输入多点输出（single input and multiple output,简称SIMO）法模态试验验证了声振耦合模型的准确性，测取悬置点激励进行频率响应分析及室内噪声预测。对驾驶室进行声学灵敏度分析，采用声传递向量法对驾驶室进行声学板件贡献度分析并对关键板件进行形貌优化，同时添加橡胶阻尼材料抑制壁板振动，进行二次声压虚拟预测。结果表明，声学灵敏度分析可得到多阶关键声振耦合频率，声传递向量法板件贡献度分析能准确定位产生噪声峰值的关键板件，形貌优化及添加阻尼材料的方案降噪效果显著，室内总声压级降低了4.43dB。此方案系统地为低噪声车身设计提供了技术路线，减少了传统方案的主观性和重复性，缩短了研发周期，降低了研发成本。

摘要:为了探索压电谐波电机的机械 压电系统的非线性共振特性，设计了一种集压电驱动、谐波传动和活齿传动为一体的机电集成压电谐波电机。在非线性压电和非线性弹性效应的基础上，建立了驱动系统非线性机电耦合动力学方程。利用Linz Ted-Poincaré法推导了驱动系统非线性主共振响应方程，得出了主共振幅频响应曲线，分析了不同非线性效应对主共振响应的影响，最后通过四阶Runge Kutta数值法验证了解析解的正确性。结果表明：在两种非线性效应中，非线性压电效应对主共振响应的影响是主要的；压电堆主共振出现在偏离固有频率较远处，且随着频率改变响应值出现跳跃现象；数值解与解析解响应曲线吻合较好。

摘要:为了提高无阀压电泵的输出流量，分析泵中无移动部件(三棱柱组)参数对泵输出流量的影响规律，改进设计了5组三棱柱阻流体无阀压电泵，并分别对其进行了流量试验。首先， 分析了该压电泵的结构和工作原理；其次，建立了压电泵的流量计算公式，得到了泵输出流量与三棱柱组主要参数的关系表达式，利用MATLAB软件绘制了三棱柱正反向流阻比、三棱柱个数与泵输出流量的关系曲线；最后，利用3D打印技术实际制作了5组三棱柱阻流体无阀压电泵，并对其进行了流量试验。试验结果表明：在驱动电压和驱动频率不变的条件下，三棱柱组参数对泵的输出流量有较大的影响，其中，泵输出流量随三棱柱个数、高度的增加而增大，随三棱柱与泵腔壁的间隙及三棱柱顶角的增大而减小；另外，泵的输出流量随相邻三棱柱间距的增大而增大，当间距增加到一定值后，泵的输出流量不再继续增大，反而会减小，其值接近于某一定值。

摘要:变转速工况下的滚动轴承故障振动信号具有多分量调制以及故障特征频率受到转频调制的特点，从而导致故障特征提取困难。对此，将局部均值分解（local mean decomposition，简称LMD）与阶次跟踪分析相结合，提出了一种变转速工况下的滚动轴承故障诊断方法。首先,采用阶次跟踪采样将时域滚动轴承故障振动信号转换到角域;然后，对角域信号进行LMD分解得到若干个乘积函数（product function，简称PF）分量;最后，对各个PF分量的瞬时幅值进行频谱分析,判断滚动轴承的故障部位和类型。通过对滚动轴承实验故障振动信号的分析，结果表明该方法能有效地应用于变转速工况下的滚动轴承故障诊断。

摘要:针对微铣刀磨损状态在线检测提出了一种新的方法。首先，通过采集待测刀具的铣削振动信号，并采用长度分形维数法提取其特征参量，同时设定微铣刀不同的磨损状态作为参考样本；然后，采集不同样本的多段时域信号，并提取特征参量，进而根据区间估计法确定参考样本的聚类域；最后，将待测刀具的特征参量与参考样本的聚类域进行比较来判断刀具的磨损状态。基于自行研制的微型三轴立式机床，对上述方法进行了实验验证。首先，确定了微铣刀后刀面刀尖处的最大磨损深度分别为0,5，10，15，20和45 μm以及主切削刃崩刃7种参考样本下的长度分形维数聚类域；然后，分别提取10把待测刀具的分形维数特征参量，并与7个参考样本的聚类域进行比较。实验结果表明，各个待测刀具的特征参量均落在其实际磨损状态所对应的聚类域内，故采用长度分形维数的方法检测刀具磨损状态切实可行。