摘要:提出了振动传递路径系统响应对系统参数和传递路径的全局灵敏度分析的数值方法。考虑结构参数的随机性，获取各传递路径受体输出响应的随机统计特征，以及路径中系统参数对受体振动响应的定量影响关系。基于文中数值方法，可以定量表述影响振动传递路径系统中受体振动特性大小的路径重要度排序以及系统参数的灵敏度排序。以典型多自由度振动路径分析模型为例，讨论了随机振动系统传递路径重要度分析过程，通过与Monte-Carlo随机模拟结果相对比，验证了本方法的正确性与可行性。

摘要:针对现有扭振测试和分析通常采用硬件实现，工业现场应用不便的问题，提出一种基于高频采样的轴系扭振测试新方法。该方法利用由电涡流传感器或磁电传感器采集到的测速齿盘转速信号，对时域信号进行3次样条插值，结合3点卷积幅值校正方法对信号进行频谱分析，从而实现轴系扭振测试与分析。通过数值仿真和实验对其进行验证，并与扭振分析仪器结果对比，表明本方法提取的扭振信号特征准确。

摘要:以多输入多输出（multiple-input multiple-output，简称MIMO）随机加正弦混合试验控制系统中信号分离方法、控制策略及试验为研究对象，提出了针对混合型振动试验的分离控制策略，采用相关积分法分离混合信号中的正弦信号与随机信号成分。推导了MIMO线性随机振动系统的反馈控制方程，提出了控制目标针对性更强的Jacobi控制算法。分析了多点正弦振动试验中存在的过修正问题，基于压缩因子修正提出阻抗控制方法，并将其与Jacobi算法共同应用于混合试验系统。以悬臂梁为试验对象，开展J阻抗复合控制算法在两输入两输出随机加正弦混合试验系统中应用验证。结果表明，算法可以有效地抑制超标谱线，并将结果控制在容差带内，为混合振动试验控制提供有力的理论支撑

摘要:为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和整车动力学性能的影响，对我国某高速动车组抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明，在油液正常工作温度范围内，减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加；而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时，减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。仿真结果表明，在油液正常工作温度范围内，蛇行临界速度随油液温度的降低而增大，而当油液温度超出正常工作温度范围时，蛇行临界速度随温度降低而降低，油液温度对车辆平稳性、安全性影响并不明显。

摘要:针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先，基于快速傅里叶变换方法（fast Fourier transformation,简称FFT），对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取；其次，从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断，结合有限元分析的计算结果表明，转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因，基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释；最后，对试验台局部进行了优化，以避免共振发生，优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率，测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。

摘要:为满足储煤量、工艺及环保的要求，柱面煤棚结构常常成对出现且在端部和两侧采用不同形式的开口，煤棚间的相互干扰和开口状态对风荷载的影响效应目前尚不明确。针对此问题，通过刚性模型测压试验，研究了端部、两侧开口状态以及煤棚间距对其结构表面风荷载的影响，通过对比结构整体力系数、体型系数分布及脉动风压系数，给出了风向角、开口状态及间距对风荷载的影响规律，分析了其产生机理，并给出了该类结构的风荷载建议。结果表明：半封闭的端部开口方式能有效减小结构整体风荷载，且脉动风压值最小；两侧30% 开孔率的开口形式，结构表面的风荷载分布更均匀，减小结构的脉动风压；煤棚之间的干扰对平均风荷载主要为遮挡效应，对脉动风荷载影响不显著。

摘要:在高精度随动曲轴磨床中，为控制曲轴加工轮廓误差常采用预补偿的方法,如果测量时工件上有磨屑、毛刺等干扰将在测量结果中引入明显的异常轮廓，采用传统的高斯滤波器对数据进行处理将极大地影响轮廓误差的补偿精度,甚至导致废品出现。针对这一问题，给出了适用于闭轮廓的高斯滤波器、R-k滤波器和鲁棒高斯回归滤波器的理论模型。分别应用3种滤波器，对比分析结果可知，鲁棒高斯回归滤波器去除异常轮廓误差效果最理想，并通过人为改变异常轮廓的尺度，进一步验证鲁棒高斯回归滤波器的适应性和可靠性。该滤波方法集成到随动曲轴磨床软件中，实现异常轮廓的自动去除，提高了补偿效率，有效保证了曲轴磨削轮廓的误差精度。

摘要:基于听觉系统的运行机制，提出一种可自动识别和提取信号中谐波频率的计算方法。首先，对信号进行基底膜带通滤波；其次，模拟听皮层时频感受野现象对不同时频域内信号进行二维傅里叶变换并提取幅值和频率信息，基于幅值信息的侧抑制结果，提出了一种谐波成分频率点的判据方法；最后，对提取得到的谐波频率点进行重组，从而可揭示信号中的主要频率成分以及各成分的时变情况。数值仿真和试验数据验证结果表明，所提方法可准确提取信号中的各谐波频率，并具有一定的抗噪声干扰能力，对于微弱谐波成分的频率提取亦有较好效果。

摘要:为了研究离合器从动盘性能对汽车耸车振动的影响，建立了传动系统-汽车整车的11自由度非线性动力学模型。模型考虑了离合器从动盘的扭转特性、干摩擦阻尼、离合器接合黏滑特性以及变速器轮齿啮合刚度。利用建立的模型计算汽车起步过程系统动力学响应，通过实车测试验证模型的正确性，分析离合器从动盘性能参数对耸车振动的影响。结果表明：汽车的耸车现象发生在离合器完全接合之后；耸车振动频率与传动系第2阶固有频率相近；提高静摩擦因数，降低从动盘转动惯量和2级扭转刚度，可以降低汽车在起步过程中的耸车振动。本研究的建模和分析方法，可以用来计算与分析离合器从动盘结构性能参数对整车耸车振动特性的影响。

摘要:为了研究弹性体基础变形下的岸桥高速小车轮轨耦合振动的问题，岸桥面对大型集装箱船进行装卸作业，其结构高耸庞大，前大梁横跨于集装箱船上方，具有的大跨度梁结构特点，起重小车在岸桥大梁的弹性体轨道高速往复运行，小车车轮与岸桥的大梁轨道发生轮轨接触，从而使得小车结构与岸桥结构产生耦合振动。根据小车-岸桥轨道耦合的动力学理论，建立岸桥的小车-大梁轨道的数学模型，选择合适的数值积分方法进行模拟计算，从而获得了小车振动以及客观存在的大梁轨道变形对小车轮轨之间的影响。在试验研究基础上对仿真研究的成果进行验证，包括岸桥在装卸工作过程中的结构应变、加速度和变形等数据，将实验采集到的数据与数值模拟计算得到的数据进行对比验证，分析得到岸桥高速耦合振动的规律，给出提高小车速度的措施。本研究以岸桥大跨度弹性体悬臂梁为基础，建立了大跨度弹性基础梁的车梁耦合动力学模型，找出小车与轨道系统垂向动力参数，得到各参数对轮轨动力作用的影响规律。

摘要:为了得到整个时间域内参数的不确定性对系统响应的影响，以双连杆柔性关节机械臂为研究对象，通过比较响应的95%置信区域上下边界之间以及每组置信区域之间的距离分析了具有随机不确定性、认知不确定性以及混合不确定性的参数对系统响应的影响。其中，概率论方法和区间方法分别用来处理参数的随机和认知不确定性，而参数的混合不确定性采用改进的双层循环蒙特卡罗方法处理。仿真结果表明参数的随机不确定性包含于混合不确定性分析中，因此考虑参数的混合不确定性能更具体地分析参数的不确定性对系统响应的影响，从而提高系统的可靠性设计。另外，该不确定性分析方法为分析参数在整个时域内对系统响应的灵敏度提供了理论依据。

摘要:针对多扰动、大负载环境下角加速度计输出信号中含有脉冲噪声和高斯白噪声的情况，提出一种改进的离散小波阈值法与中值滤波算法相结合的角加速度计信号自适应去噪算法。首先，使用中值滤波对原始信号进行去除脉冲噪声的预处理；其次，使用分解层数的自适应确定方法与改进的阈值选取准则，通过离散小波阈值去噪法去除高斯白噪声。仿真结果表明，该算法能够有效地提高信噪比，降低最小均方误差。实验结果表明，该算法既能去除分子型液环式角加速度计信号中噪声，又能很好地保留真实信号中的高动态部分。

摘要:根据国际标准化组织（international organization for standardization, 简称ISO）和美国齿轮制造者协会（American gear manufacturers association,简称AGMA）关于渐开线圆柱齿轮强度的计算方法，在计算单个齿轮齿根弯曲应力时，可将轮齿简化为一悬臂梁。基于此，提出了一种齿根弯曲应力在线检测的新方法，利用光纤布拉格光栅（fiber Bragg grating，简称FBG）的应变特性和齿轮传递扭矩时轮齿产生的挠度，将齿根弯曲应力的测量转化为光栅反射波长的测量，通过对反射波长的实时解调，能够实现对运行中齿轮的齿根弯曲应力进行实时在线检测。通过对一对渐开线圆柱尼龙斜齿轮进行分析，并在1~18 N·m扭矩范围进行实验，结果表明该方法能够准确测量齿根的弯曲应力，灵敏度高达70pm/MPa，线性拟合度达0.99以上，且响应速度快。利用光纤光栅准确检测齿轮运行时的齿根弯曲应力，不但能够代入实际工况实现在线检测，同时对齿轮的设计和故障诊断具有指导意义。

摘要:为了降低对嵌入式系统数据采集的硬件要求，提出了一种适用于模拟信号采集系统的压缩采样方法，为压缩感知观测矩阵提供了一种低功耗硬件实现方法。介绍了观测矩阵设计的相关要求，并提出了带压缩采样矩阵的高斯随机观测矩阵及基于改进的m序列的压缩采样矩阵硬件实现方法。考虑系统功耗及外围电路复杂度问题，提出利用MSP430微处理器完成压缩采样系统设计，并利用滚珠丝杠动态测试中的振动信号完成对系统的验证。实验结果表明，该系统能以低于亚乃奎斯特采样频率的采样率对振动信号进行压缩采样，能较为精确地重构出原始信号。

摘要:针对超（超）临界疏水阀开阀水锤及阀后管道振动问题，运用充液管道振动分析的流固耦合理论及特征线法，建立开阀水锤及管道振动的数学模型，求解得到疏水阀在不同流量特性及不同套筒层数下阀开启时水锤压力、流体流速、管道轴向内力和管道振速的时域曲线。研究结果表明：水锤压力取决于流体的流速与压力相互作用，管道内力受水锤压力影响较大，局部受管道振速影响；额定流量恒定时，线性流量特性下水锤峰值压力明显小于快开特性，流速大于等百分比特性，超（超）临界疏水阀宜选用线性流量特性；随着套筒层数增加，水锤压力峰值和管道轴向内力峰值减小，但开阀初始阶段流速波动和管道振动增加。

摘要:为了实现叠层压电作动器双向驱动、提高作动行程的目的，设计了利用三角位移放大原理的双向驱动压电作动器。分析了作动机构的运动及放大机理，建立了作动器的输出位移的理论模型和有限元静力模型。样机输出特性试验结果显示：压电作动器的位移放大倍数达5.45，与有限元仿真得到的放大倍数5.71以及解析计算得到的5.76倍相对偏差分别是4.77%和5.69%；驱动器在幅值为200V正弦电压的激励下，作动行程达105.5μm，作动行程与电压幅值具有很高的线性度（相关程度R2=0.997），且有很高的重复精度；作动器的输出特性受频率影响较小，频率每升高10Hz，作动振幅减小0.04μm；放大机构的迟滞效应相比单个叠层压电陶瓷有很大改善，迟滞回线中心对称。该结构实现了较大行程、双向对称驱动的目的，适用于需要往复驱动特性对称的应用场合。

摘要:复杂工况下滚动轴承振动信号通常表现出强烈的非平稳性，而一些典型的故障特征往往容易被其他成分所掩盖，这为故障特征提取带来了很大的困难。针对这一问题，首先，提出一种基于同步压缩小波变换的滚动轴承信号特征提取方法，对多种工况下的滚动轴承振动信号进行分析，提取出能够有效反映滚动轴承工况的信号特征空间；其次，采用非负矩阵分解对信号特征空间进行精简和优化，提炼出用于滚动轴承故障诊断和模式识别的特征参数；最后，采用支持向量机对多种工况的滚动轴承振动信号进行分类。研究结果表明，与传统的时域特征参数提取方法相比，所提出的方法具有更高的分类准确率。

摘要:针对现有燃油泵测试平台只能够完成简单的功能测试，在多故障模式条件下故障检测率低的问题，设计了一套燃油泵故障诊断试验装置及试验方案，并依据试验结果对方案进行了优化。该装置可针对燃油泵7种典型故障进行故障试验，并实时准确地采集其振动及出口压力信号。对采集到的信号进行故障特征提取，构造不同故障特征向量，比较不同传感器信号组合时的诊断效果，优化了传感器的布局。试验验证表明，该装置能够为燃油泵故障诊断提供可靠的故障数据，并且只需一个振动传感器和一个压力传感器就可以实现对泵的故障诊断，减小了工程应用中机载燃油泵状态监测系统的体积及复杂性。

摘要:针对带自定心耗能支撑张弦桁架在罕遇地震作用下的振动响应，将自定心耗能支撑与大跨张弦桁架结构相结合，利用有限元软件建立单榀带自定心耗能支撑张弦桁架的分析模型，采用弹塑性时程分析研究结构在罕遇地震激励下主桁架结构屈服时的振动响应。分析结果表明，自定心耗能支撑能够改善结构的振动特性，可有效减小结构震后残余变形。研究了自定心耗能支撑的启动力、启动位移和强度比等关键滞回参数对结构振动响应的影响，结果表明：增大支撑启动力可以有效控制水平方向的残余变形；减小支撑强度比可以增强自复位能力，但会降低支撑自身耗能能力；启动位移对结构峰值位移有一定影响，对残余变形影响较小，但当启动位移过大时，支撑的自复位能力会有所降低。

摘要:为获得新型外激励振荡器的振荡性能跟随外激励流参数和时变模态的改变而变化的规律和敏感性，为该振荡器的高效应用提供依据与参考，采用计算流体动力学(computational fluid dynamics，简称CFD）数值模拟和实验的方法，对激振能力和振荡射流的总压保持率K的变化进行了考察。结果表明：总压保持率K随外激励流总压的降低而减小；非激励侧泄漏的激励流也使K略降，但却显著降低了激振能力；而激励流占空比减小即提前关断，会显著降低振荡射流总压保持率；激励流起始压力渐升的影响较小，而中后期压力丧失或渐降，会使K有较大跌落。研究证明，外激励振荡器对激励流参数的变化具有较强的适应性，20%以内的变化不影响振荡稳定，仍能维持较高的总压保持率K，可振区间内最低比现有的自激励振荡器高出10%以上。

摘要:由于电机内部结构的复杂性，使得其故障特征与故障类型之间存在较强的非线性关系；目前用于异步电机故障诊断的方法都是人工手动提取特征，这需要大量的先验知识、丰富的信号处理理论和实际经验作为支撑，诊断效率不高；同时用于模式识别时的样本量过少，会导致网络过拟合等问题。针对以上问题，提出了基于短时傅里叶变换(shorttime fourier transform，简称STFT)和卷积神经网络(convolutional neural networks, 简称CNN)的电机故障诊断方法。该方法以单一振动信号为监测信号，使用STFT将故障信号转换成时频谱图，构建大量不同故障样本，以确保样本多样性，提高网络鲁棒性。将预处理后的样本作为CNN的输入，有监督地调整网络参数，以实现准确的电机故障诊断。将所提出的STFT+CNN算法分别与传统的电机故障诊断方法及堆叠降噪自编码进行比较分析。试验结果表明，该方法能够更有效地进行电机故障诊断。

摘要:针对H型钢在损伤情况下对超声导波的影响，提出基于超声导波的结构健康监测方法，并探讨了应用超声导波检测技术在H型钢中对结构损伤识别的可行性及其识别能力。采用中心频率为87.5 kHz的波形为汉宁窗调幅3.5个周期正弦曲线作为激励波形，应用商业有限元软件ABAQUS对导波在H型钢构件中的传播进行了仿真，同时对无损伤以及有损伤的仿真模型进行实验验证。实验中利用压电材料锆钛酸铝（piezoelectric lead zirconate titanate，简称PZT）换能器来激发和接收在H型钢中传播的导波信号，借助于Morlet小波时频分析等方法对仿真和实验采集到的信号进行处理，并比较实验结果与仿真结果的吻合度。最后分析H型钢中损伤的大小等因素对损伤识别的影响，以及超声导波在H型钢中的损伤识别能力。

摘要:为研究截面内流速不均以及弹性支承对输流管路振动问题的影响，利用伽辽金法对考虑了流动模型修正因子的具有弹性支承的两端固定式输流管路的振动微分方程进行了推导，得到了一般形式下输流管路强迫振动稳态响应的表达式。结果发现：流动形式为层流时管路的固有频率和临界流速均小于理想流动模型（平推流模型）的值；前者的发散临界流速比后者小约13.4％，与理论结果一致；固有频率随弹簧安置位置的增加而呈现振荡的变化，但始终大于无弹性支承时的值。该方法可作为设计支承形式的基础，可以推广用来研究其他类型管路的振动问题，并为设计人员提供精确的计算结果。

摘要:为了减小定位平台在X，Y方向的振动误差，实现高精度定位，搭建了宏微结合精密定位系统，由高性能直线电机驱动，气体静压导轨支撑和导向的宏动平台实现系统的大行程微米级定位，并由安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台对系统进行定位精度补偿。建立了定位系统机电耦合振动模型，采用比例积分微分(proportion integral derivative, 简称PID)控制与最小节拍响应控制相结合的策略控制宏动平台，采用前馈PID控制驱动微动平台，通过电容式微位移传感器实时检测定位系统终端的位置输出信号作为微动台的输入信号，实现定位系统的闭环反馈控制，达到宏动平台的振动误差实时补偿的目的。实验结果显示，所设计的微动补偿平台具有良好的动态特性，定位系统具有良好的误差实时补偿效果，针对X，Y向的振动范围由补偿前的4和3.5μm，补偿后减小到1μm的范围内。结果表明,所研究的振动误差补偿方法可以有效减小定位系统的振动误差，提高系统的定位精度。

摘要:针对单排行星直齿轮传动系统，提出了齿轮非线性啮合动态模型，模型中考虑了由中心距安装误差和传动轴弯曲变形等引起的中心距变化对啮合角、间隙和非线性啮合刚度的影响。考虑中心距变化和陀螺力矩并结合齿轮非线性啮合动态模型，建立了行星齿轮传动系统横-扭耦合非线性动力学模型。针对一个单排行星齿轮传统系统试验装置进行仿真计算和试验测试，试验对比分析了齿圈横向振动位移和内啮合均载系数。研究结果表明，仿真结果与试验结果的变化趋势基本吻合，且误差在可接受范围内，验证了笔者提出的渐开线直齿轮传动横扭耦合非线性动力学模型和非线性动态啮合模型的正确性。

摘要:针对无轴传动凹版印刷机的同步协调控制，考虑印刷基体张力恒定和套印准确的要求，基于相邻偏差耦合思想提出了一种能同时满足凹版印刷机无轴传动系统完全同步和比例同步特点的控制结构。针对无轴传动系统动力驱动部件非线性、强耦合的特点，设计了2阶自抗扰控制器以实现收放卷牵引单元与印刷色组单元高精度的跟踪控制和扰动补偿。构建了无轴传动凹版印刷机同步控制策略的仿真模型，仿真结果表明，提出的同步控制结构具有较高的同步控制精度和稳定性，设计的自抗扰控制器具有较好的速度跟踪性能和抗扰能力。

摘要:基于叠层压电陶瓷在使用中需要设计防剪切机构的特点，在总结非共振式压电直线电机的工作原理的基础上，对3种不同的防剪切机构进行了理论分析，结合已有的样机研究了其对非共振电机运动性能的影响，概述了其优势与劣势。在理论仿真分析中，得到最佳的机构形式，并对其进行结构优化，将最佳方案运用于定子结构中，制作了样机，实验结果验证了理论分析的正确性。新型样机在输入100 V，100 Hz的方波三角波信号时，电机正向运动速度为209.1μm/s，反向运动速度为210.3μm/s。

摘要:改进的经验小波变换方法（improved empirical wavelet transform，简称IEWT）是一种新的自适应性信号处理方法，将这种方法和快速谱峭度（fast spectral kurtosis，简称FSK)相结合，进行齿轮与滚动轴承的故障诊断。首先，采用IEWT对信号进行分解，筛选出故障特征最为明显的2个分量并重构信号；其次，对重构信号进行快速谱峭度滤波；最后，对滤波后的信号进行包络谱分析，提取出信号的故障特征。分析齿轮断齿及滚动轴承故障信号，与直接包络谱和基于EMD经验模态分解(empirical mode decomposition,简称ＥＭＤ)方法的FSK滤波包络谱分析方法相比可知，采用IEWT处理后再进行FSK滤波的信号进行包络谱分析更具有区分性，可有效识别齿轮和滚动轴承的故障特征。

摘要:目前研究转子扭转振动的非线性现象，多数采用直接假设存在立方非线性，并未对其存在的原因进行解释。针对此问题，从几何变形的角度出发，推导出转子扭转振动中产生刚度渐软的duffing非线性现象的原因。首先，在未考虑非线性影响的情况下用ANSYS进行了模态求解；其次，在考虑非线性项时，建立多自由度的数学模型，采用模态截断的方法和多尺度法分析了系统的主共振；最后，通过数值仿真与扫频试验结果的定量对比，证明了转子扭转振动中存在刚度渐软的立方非线性理论的正确性。

摘要:针对目前基于振型的结构损伤检测方法普遍存在抗噪能力弱、对弱小损伤不敏感等不足，开展了克服这些缺陷的板类结构损伤识别研究。鉴于结构振型中噪声、趋势和损伤信息具有不同的尺度分布特性，基于二维高斯小波变换，提出多尺度振型空间概念，使振型的各成分信息得以独立表达，以凸显损伤信息。通过定义点态复杂度指标，借助滑动窗口法，在多尺度振型空间上形成多分辨复杂度谱。多分辨复杂度谱可使损伤进一步显现，能描述损伤的位置、大小及形状，并能反应损伤程度，实现了在噪声条件下对板类结构轻微损伤的准确表征。基于一实际工程闸门的数值模拟和两个模型试验，验证了所提方法的正确性和有效性。