摘要:主要探讨了弹药引信系统在勤务处理、发射过程、弹道飞行以及硬目标侵彻中所遇到的各种振动与冲击问题。首先，阐述了振动问题，包括有信在运输、弹道飞行过程中所受到的振动载荷及为解决全弹道供电问题，将飞行过程中的气流振动能量转化为电能三个方面；其次，介绍了冲击问题，涵盖勤务处理过程中的意外跌落、发射过中的后坐力、侵彻过程中的惯性过载及将冲击过载转换为引信用电能这四个方面；然后，介绍了为保证信在振动与冲击环境中的可靠性所采取的措施，既保证引信系统在恶劣的强冲击环境中不会产生结构损伤，又保证系统不会产生误动作，提前解除保险造成危害；最后，详细阐述了为满足引信控制起爆电路和全弹道供电的需求，对引信使用过程中遇到的振动与冲击的能量的收集措施，并对引信振动与冲击问题的发展进行了展望。

摘要:为解决工业机器人传动系统中的柔性传动环节常常导致的机械谐振问题，减小手臂在运动中出现振动，研究了基于柔体动力学模型的机器人关节振动抑制的方法。该方法先通过对机器人关节建立柔体动力学模型，从数学表达式中分析其产生振动的原因，利用ABAQUS有限元软件获得关节的振型信息，并基于ABAQUS的振型特点获得力锤激励实验法的测点布置，通过实验获得关节轴的模态信息，并进一步分析共振频率对机器人的控制影响以设计合适的陷波滤波器，从而实现对机器人关节振动的抑制。该方法在机器人第5关节中进行了仿真和控制实验，末端余振幅值的实验说明振幅加速度值从3降至0.5m/s2，停止后电机转子偏移量绝对值从1降至0.5°，体现了陷波滤波器良好的抑制特性。

摘要:在振动同步理论研究中，存在着一种特殊现象，无直接驱动源的激振器仍能跟随其他有源驱动的激振器进行同步运转，称之为振动同步传动。针对三机驱动水平放置的振动试验台，应用Lagrange能量方程建立动力学模型，根据线性叠加原理得到系统稳定时的响应，利用时间双尺度法获取系统的平均力矩平衡方程，并给出了系统实现振动同步和振动同步传动的同步性判据及同步状态与振动同步传动状态下的稳定性判据。在供电频率50 Hz的试验条件下，测得电机2及电机3断电前后系统稳态时的激振器相位差，验证了理论推导的正确性，为振动同步传动理论在多机振动同步机械上的应用提供了依据。

摘要:通过在坝体上下游表面的合理配筋提高混凝土坝的抗震能力对于保障坝体安全具有重要的意义。由于钢筋和混凝土之间的复杂相互作用以及大体积配筋混凝土的本构模型还不完善，针对几何比尺为1∶100的重力坝模型，采用满足弹性-重力相似率的低弹模、低强度混凝土仿真试验材料和满足配筋率相似关系的金属材料，通过分别施加人工波、丽江波和迁安波，进行了配筋与不配筋的振动台模型对比试验，根据相似比定量验证了抗震配筋的效果。试验结果表明，抗震配筋措施虽然对坝段的起裂没有明显的影响，但在大坝发生裂缝后，会限制裂缝的迅速扩展。研究结果对于高烈度地震动类似工程的抗震措施有着良好的工程参考价值。

摘要:非线性超声法对机械结构微裂纹检测的敏感性与有效性较好，但传统非线性超声法一般不能实现微裂纹定量检测。针对此问题,提出一种针对微裂纹的定量检测方法，通过提取裂纹引发的构件状态空间改变量以对裂纹进行识别、定量检测。该方法采用激光束与待测构件相互作用激发超声波，对其时域响应信号重构表征构件动态特性的状态空间，提取非线性特征参数巴氏距离（bhattacharyya distance,简称BD）对状态空间变量进行分析以对裂纹进行识别，进而利用扫描法实现裂纹的定量检测。通过对铝合金表面不同类型微裂纹的检测实验，验证了该方法对构件表面微裂纹定量检测的有效性。

摘要:为了减少航空发动机排气温度的随机性对飞机安全飞行的影响，提出了改进量子粒子群优化支持向量回归机(improved quantum behaved particle swarm optimization support vector regression,简称IQPSO-SVR)的航空发动机排气温度预测模型，以A319飞机的V2500发动机为例，选取状态监控所监测的性能数数据作为训练样本和测试样本，其中航空发动机的高压转子转速、低压转子转速、燃油流量、高压压气机出口温度以及时间t作为模型的输入，以航空发动机排温度作为模型的输出，在不同组训练样本的条件下，对改进量子粒子群优化过的支持向量回归基模型进行测试，并与量子粒子群优化支持向量回归机(quantum behaved particle swarm optimization support vector regression，简称QPSO-SVR)、支持回归机 (support vector regression，简称SVR)进行对比。研究结果表明，改进量子粒子群优化支持向量回归机在航空发动机排气温度预测中相较其他两方法准确性更高,同时,在添加噪声的情况下，IQPSO-SVR也具有较好的预测能力。

摘要:为研究压电式无针注射器的喷嘴结构对其射流形态、平均喷射速度和平均湍流强度的影响，首先，基于粘性不可压缩流体纳维-斯托克斯方程，利用计算流体动力学软件Fluent的Realizable k-ε湍流模型和流场体积函数多相流模型，对四种结构的喷嘴高压自由射流进行数值模拟，结果显示，锥柱形结构的喷嘴能得到可控性较好的对称射流；其次，利用正交试验法对锥柱形结构喷嘴的锥形收缩角和中部圆柱长度进行设计仿真分析，以得到上述结构参数及其交互作用对喷嘴的平均喷射速度和平均湍流强度的影响；最后，利用SPSS软件对仿真结果进行分析。结果表明，中部圆柱长度对喷嘴的平均喷射速度和平均湍流强度具有显著影响，锥形收缩角对前者无显著影响，而对后者具有显著影响，中部圆柱长度和锥形收缩角的交互作用对前者和后者均无显著影响。综合考虑，当锥形收缩角为30°、中部圆柱长度为0.2 mm时，锥柱形喷嘴可得到最佳射流特性，此时出口平均速度可达6.56 m/s，湍流强度均值为1.04%。该研究可为压电式无针注射器的喷嘴设计提供参考。

摘要:基于现有的模型损伤识别技术，提出了一种两阶段的螺栓状态长期在线识别方法：第1阶段识别螺栓连接中是否存在扭矩降低，设定了基于模态应变能的新损伤指标，并讨论了螺栓松动中非线性的表现；第2阶段识别松动螺栓的残余扭矩，以试验测得的前3阶局部振型，通过灵敏度修正识别螺栓连接中BEAM元的弹性模量，建立了螺栓残余扭矩与BEAM单元弹性模量之间的对应关系；最后，使用两块通过螺栓连接的矩形钢板验证了该方法的有效性。试验结果表明,该方法能够快速识别出扭矩的降低，并识别其残余扭矩值是否已低于安全范围。

摘要:风压紊乱是造成压缩机旋转失速、喘振等故障的直接原因,磁悬浮压缩机具有主动控制磁悬浮转子轴向位移对风压进行调控的优势。通过建立主动磁轴承轴向控制的动力学方程，首先,分析了磁悬浮转子稳定悬浮及轴向位移调整原理；其次，采用对磁悬浮压缩机风压性能有决定性影响的转速、叶轮高度、叶轮顶端间隙等参数，建立了磁悬浮压缩机叶轮顶隙与蜗壳出口风压之间关系的数学模型；最后，以30 kW磁悬浮压缩机为实验对象，在叶轮顶隙分别改变0.1 mm及0.2 mm时，对出口风压及流量进行采集与分析。实验结果表明，磁悬浮压缩机蜗壳出口风压在数值上与所建数学模型的解算值契合度较高，并且叶轮顶隙对其有显著影响。针对压缩机不同故障状态，可依据数学模型选择不同叶轮顶隙进行调节。

摘要:针对高速列车横向减振器故障振动信号具有非线性和非平稳特征、特征信号提取相对困难问题，提出了变分模态分解和多尺度熵结合的特征提取方法。原始信号经变分模态分解方法处理后，被分解为若干本征模态，利用互信息指标筛选有效模态，求多尺度熵组成特征向量，通过特征评价方法去除冗余特征，最终将最优特征子集输入支持向量机识别横向减振器的故障类型。实验结果表明，该方法能有效提取振动信号的特征，实现横向减振器故障的有效判别，验证了该方法在高速列车横向减振器故障诊断的可行性。

摘要:为了解决康复机器人低频振动对人体的影响问题，提出并设计一种具有准零刚度特性的新型被动隔振机构，它由两个对称的具有负刚度特性的拉伸弹簧并联一个线性正刚度弹簧实现。首先，通过静力学特性，建立此隔振机构的力-位移和刚度-位移关系式，得出机构在静态平衡位置处具有准零刚度特性的参数条件；其次,通过动力学特性，建立其分别在简谐力和简谐位移激励下的非线性微分动力学方程，采用谐波平衡法分析机构参数与激励对系统力传递率、位移传递率的影响；最后，通过实验验证在有、无负刚度情况下，输入与输出的曲线。结果表明,在有负刚度机构的情况下，隔振系统具有一定范围的准零刚度特性，且低频隔振性能较好，达到了高静态、低动态刚度的效果。本研究对机器人低频隔振具有创新性和指导意义。

摘要:高速飞行器在服役期间面临着严酷的气动加热效应，热载荷会引起材料性能变化，会在结构内部产生热应力、热变形及热屈曲，从而改变结构的有效刚度，影响其动力学特性。针对铝合金壁板结构开展热屈曲后模态特性的试验，采用石英灯辐射加热方法模拟气动加热，利用热应变与温度的关系，获得了壁板结构热屈曲临近温度，进而选取屈曲前、屈曲后一系列温度状态开展热模态试验。试验结果表明，模态频率随加热温度的增加先降低，在临近屈曲温度附近达到最低值，热屈曲后随着温度增加又逐渐增加。由于不同阶模态对热载荷的敏感程度不一样，第3阶和第4阶模态在加热过程中发生交换，而模态阻尼随着加热温度的增加呈现增加的趋势。

摘要:为了解决半主动悬架传统变论域模糊控制器过度依赖经验规则的问题，提出了一种基于模糊神经网络的变论域T-S模糊控制策略。首先，根据磁流变减振器阻尼特性的实验结果，建立基于自适应模糊神经网络的减振器阻尼力模型及1/2车辆半主动悬架动力学模型；其次，建立悬架系统T-S模糊控制器，同时为了实时调节T-S模糊控制器变量的论域，采用模糊神经网络结构描述伸缩因子的变化。仿真结果表明，笔者提出的变论域模糊控制策略能够有效提高车辆行驶平顺性和操作稳定性。

摘要:行星齿轮箱由于行星轮通过效应、太阳轮与行星架的旋转及时变工况，导致其振动响应存在时变传递路径及非平稳性等特点，且传统的同步平均将不能直接应用于行星齿轮箱。笔者在国外加窗同步平均的基础上提出一种能有效克服时变传递路径及非平稳性的基于包络信号角域加窗同步平均的行星齿轮箱故障特征提取方法。首先,基于谱峭度提取出行星齿轮箱振动信号的包络信号；其次，再利用计算阶比跟踪技术对包络信号进行等角度重采样，行星架每旋转一圈，选择合适的窗函数对角域信号进行多齿宽加窗截取；最后，验证齿轮啮合齿序特征，根据重排齿序对加窗信号进行重构振动分离信号，对振动分离信号进行角域同步平均，提取行星齿轮箱故障特征。行星齿轮箱故障实测信号分析表明，该方法能有效提取行星齿轮箱故障特征。

摘要:为了实现直齿轮系裂纹损伤程度的检测，提出一种基于主成分分析（principal component analysis，简称PCA）及灰色理论相结合的方法。首先，建立直齿轮系动力学模型，通过仿真获得不同裂纹损伤程度下直齿轮系振动信号，基于现代信号分析方法（包括时域方法和频域方法），提取振动信号中齿轮损伤变化敏感的多个故障行为特征参数；其次，通过PCA方法与灰色关联分析算法对多维特征参数进行优化、降维；最后，用关联度表征裂纹损伤程度从而实现对直齿轮系裂纹故障的程度检测。由动力学模型的仿真数据的分析表明，运用笔者提出的PCA及灰色理论相结合的方法检测直齿轮系裂纹故障比直接对特征参数定阈值的检测方法关联度数值提高了16%，从而证明了该方法的有效性。

摘要:为了分析频率转向对失谐叶盘系统振动的影响，针对某型航空发动机压气机叶盘系统，采用子结构模态综合法建立了有限元缩减模型，从应变能角度分析了叶盘系统的频率转向特性，计算了失谐叶盘系统模态振动贡献度因子和局部化因子。通过不同频率转向间隙对应的失谐叶盘系统受迫振动响应贡献度因子与局部化因子，分析了频率转向间隙和叶片贡献度因子对失谐叶盘系统局部化的影响。结果表明，频率转向对失谐叶盘系统振动局部化影响显著，在频率转向区域，失谐叶盘系统的振动局部化程度较高；随着频率转向间隙变化，叶片应变能对失谐叶盘系统局部化的贡献度呈现一定的规律性。

摘要:基于Lamb波在板中的传播特性，针对复合材料的损伤检测，提出一种新型的损伤定位方法。该方法采用3个压电陶瓷片( piezoelectric transducers，简称PZT)组成PZT结，通过从各PZT中提取出损伤散射信号，找到其损伤波包到达的时间差，并依据Lamb波的传播速度得到位移差。首先,结合PZT结中各PZT的几何位置，具体推导出损伤方向算法，运用方向算法找到Lamb波在损伤位置发生散射后的其中一个传播方向，通过传播方向的交点来实现损伤位置的判定;其次，分析了互相关理论的基本原理，并运用互相关算法提取出损伤散射信号;最后，在碳纤维增强树脂基复合材料薄板上对该算法进行实验验证，求出了损伤方向以及损伤位置。验证结果表明，该方法能够对复合材料损伤进行有效的定位。

摘要:设计了一种水平随机运动模拟器，并基于模型实验研究了该水平运动模拟器复演宽频带Bretschneider谱（B谱）与窄频带JONSWAP谱（J谱）所生成随机运动位移的能力及其关键影响因素。通过改变谱峰周期和有效波高讨论了两种海浪谱所生成水平随机运动位移的极值及与随机运动位移相应的频谱密度特征，确定了谱峰周期及有效波高对水平运动模拟器冲程的影响规律。基于实测频谱密度与理论谱之间的拟合优度，发现该模拟器对宽频带的B谱具有较高的复演精度，而对能量分布相对集中的窄频带J谱的复演精度相对较低，并且发现谱峰周期是影响J谱实测谱与理论谱拟合优度的主要因素，同时由J谱生成的随机运动位移的标准差及相应频域中能谱密度的方差均大于B谱，表明J谱相对B谱而言是一种高离散度的谱型，在运动模拟器中很难被精确复演为随机运动位移。

摘要:为充分利用振动信号进行故障辨识，提出一种基于集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition，简称EEMD）奇异值熵判据的滚动轴承故障诊断方法。首先,对滚动轴承的振动信号进行EEMD分解获得若干个本征模态函数（intrinsic mode function，简称IMF），并根据一种IMF分量故障信息含量的评价指标（即峭度、均方差和欧氏距离）选出能够表征原始信号状态的分量进行信号重构；其次，利用奇异值分解技术对重构信号进行处理，结合信息熵算法求取其奇异值熵；最后，利用奇异值熵的大小判断滚动轴承的故障类别。用美国西储大学滚动轴承振动信号对所述方法进行验证的结果表明，相比传统的EMD奇异值熵故障诊断方法，本方法能够清晰的划分出滚动轴承不同工作状态的类别特征区间，而且具有更高的故障诊断精度。

摘要:研究行星变速箱的退化特征参数提取方法对于机械系统的故障预测与健康管理（prognostic and health management，简称PHM）具有重要意义。为了分析行星变速箱的退化特性，首先，在峭度谱信号处理和构图方法的基础上提出改进型峭度谱，在特征参数提取过程中用均方根（root mean square，简称RMS）代替峭度，将其称为RMS谱，RMS谱能够同时从时域和频域分析系统退化过程中各个频带RMS的变化趋势；其次，在峭度谱原理的基础上研究RMS谱和RMS归一化谱的原理，并用公开的轴承数据解释新提出方法的数据处理流程；最后，用新提出方法对行星变速箱的退化过程进行详细的研究，发现不同频带的RMS趋势不同，而且有些频带能比较稳定的反映退化过程，有些频带对加速退化阶段比较敏感，这些结论对提取适合行星变速箱故障预测的退化特征参数很有参考价值。

摘要:利用非线性超声表面波检测技术实现了对304奥氏体不锈钢点蚀损伤的无损表征。将固溶态304奥氏体不锈钢在质量分数为6.0%,10.0%,14.0%的FeCl3溶液中，分别浸泡6,12,18h。利用OLS4000激光共聚焦显微镜对浸泡试样进行表面形貌的观察、稳态点蚀孔三维形貌以及尺寸的测量，利用RAM-5000测量超声表面波非线性系数，基于蚀孔微观形貌和尺寸变化分析点蚀损伤的非线性系数变化规律。结果表明：归一化非线性系数随超声表面波传播距离的增加而逐渐增大；表面波传播距离一定时，归一化非线性系数随浸泡时间的延长和溶液质量分数的升高而单调递增。超声波与点蚀引起的材料不连续界面相互作用，造成界面间的应力应变非线性效应，且非线性效应随点蚀损伤的加剧被累积，这一结论对奥氏体不锈钢点蚀研究具有较大的参考价值。

摘要:地铁运营中常会出现钢轨波磨，尤其在剪切型减振器地段较为严重。为揭示钢轨波磨对结构振动的影响，选取地铁直线和曲线部分普通扣件和剪切型减振器典型区段进行了钢轨波磨的测量，并对轨道、隧道、地面等结构的振动加速度进行了现场测试。从时域、频域两个方面对比了结构的振动量值和振动传递特性，分析了剪切型减振器钢轨波磨对加速度振级及其减振效果的影响。结果表明：波磨会增大轮轨间动态冲击，使钢轨-道床-隧道-地面的振动显著增加；减振器区钢轨波磨会导致轨下结构振动大于普通扣件区，其减振效果难以实现；减振器区钢轨波磨比普通扣件区严重，曲线半径小、运量较大、速度较快的线路尤为突出，地铁轨道选型应考虑波磨的不利影响。

摘要:针对电控空气悬架(electronically controlled air suspension，简称ECAS)系统在车高调节过程中由于传感器故障频发导致控制效果变差的问题，提出一种能够对电控空气悬架系统传感器故障进行诊断的方法。首先，采用AMESim软件搭建ECAS系统物理模型以实现空气弹簧特性的精确描述，同时在Matlab/Simulink中搭建路面激励和传感器故障的数学模型；其次，针对车辆ECAS系统的非线性特性，采用扩展卡尔曼滤波器组设计故障诊断方案，并进行不同传感器不同故障类型的联合仿真；最后，搭建了1/4 ECAS系统台架，进行车高调节过程中传感器故障诊断试验。试验结果表明，所提出的方法能够准确地辨识ECAS系统传感器的典型故障，较好地隔离不同的故障传感器，为ECAS系统的准确可靠运行提供了保证。

摘要:针对单一故障模式下轴承内、外圈损伤程度的区分问题，提出了一种基于相关分析的Lempel-Ziv指标评估方法。通过相关分析在保留信号中频率成分的基础上来降低信号中噪声对Lempel-Ziv指标的影响。首先，该方法对原始信号进行自相关分析，将信号进行降噪；其次，对降噪处理后的信号进行0-1编码，得到信号的编码序列；最后，对编码后的序列计算Lempel-Ziv指标，得到信号的复杂度。通过仿真和轴承故障实验数据验证了所提方法的有效性。与传统的Lempel-Ziv指标及滤波后的Lempel-Ziv指标相比，在噪声环境下,所提方法能较好地识别噪声中轴承故障信号的复杂程度，能够有效的区分单一故障模式下轴承内、外圈的损伤严重程度。

摘要:提出了一种弹性安装条件下机械设备自由振速的测量方法。首先，采用阻抗分析法建立了单层耦合隔振系统的动力学方程；其次，利用有效点导纳将多输入多输出系统转化为单输入单输出系统，理论分析了隔振系统对自由振速的影响因素，进而提出了一种自由振速的获取方法；最后,对该方法进行了误差分析，并给出了适用频率范围。通过有限元模拟和实验验证了该方法的正确性。本研究对于自由振速的获取提供了理论参考，具有一定的工程应用价值。

摘要:为了更好地消除噪声对被测振动信号的干扰，分析了样本熵算法与噪声的关系，提出了一种基于样本熵的改进小波包阈值去噪算法。在阈值函数方面，该方法利用样本熵作为特征参数，对含噪信号小波包系数的噪声分布进行表征，且依据此特征参数值对阈值函数进行改进，使其能够根据信号的小波包系数受噪声影响的情况进行自适应的调整；在阈值选取方面，定义去噪后信号与原始信号之差作为噪声信号的估计，利用样本熵作为判别依据，选取使得噪声估计的样本熵值最大的阈值作为最优阈值。该方法与其他方法进行对比，结果表明，该方法能够有效地去除噪声且更好地还原信号的频率特征，是一种更为优越的去噪算法。

摘要:针对滚动轴承故障信号具有非线性、非平稳性特点导致的故障类别难以辨识问题，提出一种基于经验小波变换、多尺度排列熵、GG（Gath-Geva，简称GG）聚类算法相结合的故障诊断方法。首先，采用经验小波变换对滚动轴承的原始信号进行分解、得到若干个固有模态分量，初步提取滚动轴承的状态特征值；其次，通过相关性分析选择最优模态分量，并在多个尺度下计算其排列熵值；最后，运用主成分分析对高维熵值特征向量进行可视化降维、并输入到GG聚类算法中，实现对滚动轴承的故障辨识。与其他模式组合方法进行比较的结果表明，本研究提出的故障辨识方法具有聚类结果的类内紧致性更好的优点。

摘要:为了增强桥梁抗御地震落梁的能力，减轻交通生命线系统的震害损失，基于耗能减震、多级设防和结构分灾三个抗震性能设计理念，设计了一种具有耗能限位和上部体系连续化两级功能，并能在不同水准地震下自动实现功能转换的地震落梁控制装置。首先，分析了装置的构成、特点和工作机理，对第1级耗能限位组件进行了拟静力试验，测试了耗能滞回曲线；然后，对第2级拉索连梁组件进行了静力拉伸试验，评价了其变形性能、破坏形式和锚固性能；最后，对抗震销栓进行了剪切试验，考察了控制级别的转换，采用试验结果对有限元模拟结果进行了验证。研究表明，地震落梁两级控制装置具有有效的位移约束、合理的耗能机制和明确的分灾保险丝构造，实现了梁-梁连接和墩-梁连接控制模式的优势互补，实现了强震作用下对桥梁落梁失效的控制和对桥墩的安全保护。

摘要:对于超高、大跨架构而言，风致振动是结构安全的重要威胁，对风荷载的建模分析对结构安全具有重要的意义。针对常用的Fourier算法在实测数据谱分析中具有识别精度与频率分辨率不高的缺点，采用一种非参数高精度的幅值相位估计方法（amplitude and phase estimation,简称APES），实现某桥现场实测风速数据的脉动风幅值谱和相位谱高精度估计。通过对估计结果进行统计分析,得到幅值谱与相位谱的概率统计信息并给出在各频率处建议的幅值与相位分布类型，从而提高本地区风谱模型的建模精度，这对结构抗风设计和安全评估均具有重要意义。