摘要:介绍了近年来国内外关于列车出现的车轮多边形磨损及其产生噪音的研究概况，解释了车轮多边形磨损的相关概念和定义，列出了多边形磨损产生的原因以及多边形磨损与噪音之间的关系。国内外关于车轮多边形磨损的相关研究，主要集中于车轮多边形磨损对轮轨动力学的影响、车轮多边形磨损的产生和发展机理以及车轮多边形磨损的检测和评估三方面。笔者从车辆振动产生的噪音、车轮多边形磨损产生的振动和车轮多边形磨损产生的噪音三方面对噪音、振动与车轮多边形磨损之间的关系进行了综述，总结了国内外关于列车维修方面的研究进展，为发生车轮多边形磨损的列车检修提供建议。

摘要:针对模态辨识实践中的随机减量加速度特征信号奇异值问题和结构实模态提取问题，提出相应的特征信号截断方法和最小距离法，改善结构模态辨识效果。首先，分析随机减量加速度特征信号的奇异值产生原因，提出特征信号截断方法，用于后续Ibrahim时域处理；其次，通过优化模型建立最小距离法的计算公式，便于从辨识所得复模态中提取结构实模态；最后，通过数值算例和结构模型实验，验证所提方法的可行性。结果表明：随机减量加速度特征信号的有效截断比例可取为1/200～1/50；最小距离法适用于各种类型响应下的结构实模态提取，抗噪能力强。

摘要:采用蒙特卡罗法生成大量移动的随机单人步行荷载曲线，在此基础上计算得出1 000条竖向加速度均方根响应的反应谱曲线，并生成标准反应谱曲线模型。从实际工程入手，通过3个现场实测楼盖工程案例，验证标准反应谱曲线计算方法的可靠性，将标准反应谱法计算的理论值与现场最不利工况测试的响应结果、有限元方法计算的理论值进行对比，结果吻合。标准反应谱法有助于获悉引起结构响应的主振型以及最大响应处的位置，对结构减振控制起到参考作用。所建议的反应谱方法可用于计算随机步行荷载作用下大跨楼盖的加速度响应。

摘要:基于车桥耦合振动理论及地基微波雷达现场试验，研究了高速铁路拱桥的吊杆应力冲击系数。列车和轨道桥梁模型分别采用刚体动力学和有限元方法建立，两子系统间通过轮轨线性Hertz接触理论实现耦合。采用地基微波雷达对吊杆两端位移进行测试，分析得到桥梁动力特性、吊杆应力时程及其冲击系数。对比地基微波雷达试验数据，验证理论模型的正确性，并基于该模型分析车速、单双线行驶和轨道不平顺对吊杆应力冲击系数的影响规律。结果表明：吊杆应力冲击系数随车速的增加而增大，当车速为300 km/h时车桥共振导致吊杆应力冲击系数显著增大；德国低干扰轨道谱样本对吊杆应力冲击系数影响较小，但随着轨道平顺性的劣化，吊杆应力冲击系数显著增大。

摘要:提出一种长径比接近8的内置被动阻尼器减振铣刀结构。开展阻尼器模态测试，确定最优结构设计方案。对内置被动阻尼器减振铣刀进行周向模态测试，研究减振铣刀在不同方位的动力学特性。选取铝合金和钛合金工件材料，开展多组切削参数组合下的切削实验测试。在铝合金切削时，减振铣刀的加工噪声、切削力和表面粗糙度比无阻尼铣刀平均下降了52.1%，49.5%和73.4%；在钛合金全槽铣削时，能够在无阻尼铣刀出现明显颤振的切削条件下实现平稳切削。

摘要:针对机械振动无线传感器网络（wireless sensor networks, 简称WSNs）在多跳应用中因信道竞争激烈导致大量振动数据传输速率低的问题，提出了一种基于时钟同步调度的多跳机械振动WSN多信道数据传输方法，从时钟同步精度、网络调度效率和信道干扰等方面提高多跳网络数据传输性能。首先，采用基于信标时序补偿的多跳网络时钟同步方法，实现数据传输的全网同步调度；其次，通过父子链路时序轮转的数据传输调度方法，确保节点有效传输时间最大化；然后，采用干扰最小化信道分配方法实现多跳网络传输信道分配，避免邻频干扰对多信道并行数据传输的影响；最后，通过丢包检测重传机制保证数据传输可靠性，避免振动数据丢失。多信道数据传输性能测试结果表明，该方法可以将多跳网络数据传输速率从10kbps提高至70kbps以上，满足多跳机械振动WSN数据传输需求。

摘要:地震动具有显著的时域和频域非平稳性，传统的均匀调制地震动模型不能充分表征时频两域的非平稳性，并影响结构随机振动分析的精准度。为了克服上述不足，建立由多峰平滑包络和非平稳噪声信号，点乘而成的非均匀调制地震动模型，该模型能够在时域上充分反映地震动的波动和衰减特性，同时其频谱特征也与真实信号相接近。在此基础上，建立同时以时间和频率为变量的非平稳地震动演变谱随机模型。分析结果表明，以上两种模型在时域和频域的合成精度上均优于均匀调制模型。针对以上地震动随机模型的形式和特点，对传统结构随机振动响应求解方法进行改进。通过算例证明，按照均匀调制模型计算结构随机响应不能充分获得结构时频域的非平稳特性且结果偏于不安全，而利用两种改进模型可以获得更精确的结构响应概率特征和更细致的非平稳性演变过程。

摘要:为研究谐波驱动的柔性臂系统耦合动力学建模问题，分别进行了谐波驱动模型的参数辨识和柔性机械臂振动特性的耦合动力学模型辨识。通过阶跃电流激励和低匀速转动实验辨识出了关节的库伦摩擦力，在伪随机二进制信号的激励下，辨识得到了包含驱动系统转动惯量和黏性摩擦因数的驱动传递函数模型，将其与实际结构系统比较验证了此模型的准确性。理论分析了振动耦合力矩和柔性臂应变输出电压之间的线性关系，辨识得到了从电机转动角位移到柔性臂应变电压输出之间的传递函数，其输出在时域和频域上都与实际系统比较吻合，说明了建立的传递函数模型对于实际系统的适用性。综合两个辨识得到传递函数模型，实现了对谐波驱动的柔性机械臂系统的耦合动力学建模。

摘要:传统微弱信号检测方法在处理非线性Lamb波信号时存在精度不高且抗噪性能有限的问题，Duffing van-der-pol系统作为非线性动力学系统十分适合检测由材料非线性特征引起的非线性Lamb波微弱变化。系统的几何特征——平均周期面积作为特征参数能对材料非线性导致的微弱二次谐波成分进行增强，进而表征材料非线性特征。采用系统分岔图确定Duffing van-der-pol系统的策动力参数，根据系统相轨迹确定系统状态并验证二次谐波的存在性。通过建立系统几何特征参数与二次谐波幅值的拟合线性关系，二次谐波幅值可以被精确量化，从而实现定量分析材料线性特征。通过实验对比传统的小波变换、卡尔曼滤波等降噪方法，在较强的噪声干扰下，基于Duffing van-der-pol系统几何特征的方法对二次谐波的量化依然可以保持较高精度，具有潜在的应用价值。

摘要:为了研究不确定性陶瓷热防护系统（thermal protection system, 简称TPS）的动态响应概率分布，提出了外部随机激励作用下的不确定性TPS双随机动态理论模型，其将防热瓦简化为质量点，将应变隔离垫（strain isolation pad, 简称SIP）简化为线性弹簧和阻尼单元，且以上质量点、弹簧刚度和阻尼均服从正态分布。采用摄动法研究了防热瓦加速度以及SIP动态应力的概率分布，其关键是进行响应均值对TPS随机参数的灵敏度分析。利用本研究理论方法和Monte Carlo数值方法进行了响应概率分布的计算，结果表明，理论方法与Monte Carlo数值方法计算获得的响应均值及标准差吻合得很好，验证了该动态理论模型的正确性和分析精度，为防热瓦不确定性加速度响应、SIP不确定性动强度和TPS不确定性动态完整性分析提供了理论基础。

摘要:建立一汽车传动系统6自由度动力学模型，模型中包括发动机、离合器、变速器与整车，考虑了变速器内承载齿轮副以及非承载齿轮副啮合间隙。以变速器输入轴的角加速度值为评价指标，研究模型参数变化对传动系统扭转振动的影响。利用序列二次规划法对存在非承载齿轮敲击问题的某车辆的飞轮转动惯量和离合器设计参数进行优化。根据优化结果，试制了离合器，并对新旧离合器下传动系统非承载齿轮敲齿的情况进行测试，测试了变速器处的输入轴扭转角加速度、变速器壳体处加速度以及发动机舱变速器侧声压。测试结果表明，增大飞轮侧转动惯量和离合器阻尼转矩、合理地调节离合器刚度可以衰减变速器输入轴角加速度幅值，抑制非承载齿轮副敲击现象。

摘要:为提高下肢假肢步态识别的准确性，提出一种基于鱼群(fish swarm ，简称FA)算法优化极限学习机(extreme learning machine，简称 ELM)的模式识别方法。首先，提取张量投影特征，分析了特征值选取的合理性；其次，采用主成分分析法降维；最后，利用鱼群算法进化极限学习机分类识别平地行走、上楼、下楼、上坡及下坡5种步态，识别准确率达到 97.45%。通过实验比较了该算法与极限学习机等分类器在假肢步态分类上的识别准确率与识别时间，结果表明，FA-ELM方法识别准确率优于其他方法。

摘要:提出了一种混合单频激励下激光连续扫描振动测试方法，提高了连续扫描激光多普勒振动测试效率。首先，基于单频激励下连续扫描激光多普勒振动测试的原理，研究了混合单频激励下连续扫描激光多普勒振动测试技术，提出了适合混合单频激励的结构工作变形提取方法；其次，通过仿真测试，从理论上验证了方法的有效性；最后，以悬臂梁结构为例，进行了连续扫描和离散点扫描测试的试验验证。结果表明，混合单频激励下的连续扫描激光振动测试及分析方法可准确获得结构工作变形，具有效率高、空间分辨率高等优点，对进一步的工程应用具有实用价值。

摘要:连轧机组的稳定性对于保障轧制产品的质量精度起着决定性的作用，连轧机组中监测各轧机状态的信号具有强耦合性，从复杂的信号中分离出各轧机独立的状态信号，对连轧机组的状态监测和故障诊断具有重要的意义。提出了一种基于稀疏特征的连轧机故障信号分离方法，并进行了仿真和现场验证。首先，通过基于时频谱分割的稀疏分解方法将各混合信号中的微弱冲击特征提取出来；其次，对所有稀疏表示信号的原子按照一定规律排序，得到各混合信号的稀疏矩阵；然后，根据稀疏原子的相似性对稀疏表示的原子进行聚类，确定盲源分离的源个数；最后，根据稀疏矩阵的系数和源个数比较准确地估计出混叠矩阵，实现混合信号的盲分离。

摘要:为了将颗粒阻尼器引入到曲线桥减震控制中，设计制作了某典型曲线桥的1/10缩尺试验模型及可用于试验模型桥上的曲型舱颗粒阻尼器（curved-capsule particle damper，简称CPD），基于振动台试验开展了地震波类别和激励方向对该型阻尼器减震效果的影响研究。结果表明：CPD构造简单，可方便快捷地安装于曲线桥上；远场地震波和近断层地震波作用下，CPD沿顺桥向和横桥向均能发挥一定的减震控制效果，对曲线桥动力响应的抑制具有良好的方向适应性；与远场地震波相比，近断层地震波作用下，由于长周期大脉冲的影响，CPD减震控制效果的变异性更大，当在结构自振周期附近存在大脉冲时，CPD的减震控制效果更佳。

摘要:针对超声电机在冲击环境中的应用，提出了将旋转型超声电机中的孤极作为加速度传感器并进行了实验验证。基于圆环板的挠度微分方程与第2类压电方程得到孤极传感器电压灵敏度的理论表达式，并通过有限元方法得到传感器的谐振频率。搭建实验平台对传感器进行标定实验，结果表明，当冲击载荷的脉宽大于500μs时，孤极传感器与冲击过载保持良好的线性关系，但输出信号存在着较大干扰。为了在保持加速度信号特征的同时有效地去除干扰信号，设计了相应的数字滤波器，滤波后的信号仍然与加速度之间保持良好的线性关系。研究结果实现了超声电机的功能拓展，促进了超声电机在冲击环境中的应用。

摘要:为评估某型航空发动机试验件异常振动的风险并查找原因，对异常振动进行了分析。首先，采用频谱分析、振动数据类型转换、轴心轨迹、瀑布图以及瀑布图叠加轴承特征频率图等信号处理方法，揭示了异常振动信号的特点；其次，结合结构具体形式以及对各个测点的振动情况判断振动部件，通过瀑布图确定振动类型为共振；然后，利用仿真分析技术判断部件共振的频率与振型，结合轴承特征频率的计算，综合判断结果为轴承激发了异常振动；最后，提供了试验件拆解后的轴承检测结果，说明振动异常分析方法与过程的合理性。

摘要:压电叠堆与柔性机构构成了微位移的基本形式，其行程与精度、输出力的矛盾需要结合应用要求对结构进行综合设计。针对所构建的超精密加工工具对六自由度微位移的需求，提出了一种以压电叠堆作为驱动元件，以柔性铰链和楔形机构作为传动机构的空间六自由度微位移定位平台。由于压电叠堆需要一定的预紧力才能发挥其微位移精度和输出力的优势，通过静力分析，得出了微位移平台各个自由度驱动力和位移输出关系的表达式及刚度表达式，对结构进行了优化。试验表明，各自由度的行程与分辨率如下：x，y，z方向的最大位移分别为7.48，8.33和4.14μm，分辨率为0.01μm；沿θx,θy,θz方向的最大旋转角度均为0.13°，分辨率为0.01°，满足所构建的超精密加工工具定位的精度要求。试验获得了微位移定位平台的激励电压与各自由度位移输出曲线，为平台的运动、定位控制提供了依据，也为柔性铰链机构和楔形机构在其他结构中的应用提供了理论依据和试验基础。

摘要:为了解决浅层学习与传统深度学习模型因机械装备结构复杂、工作环境噪声和大数据等因素引起的诊断困难问题，提出了一种基于降噪自编码器和深度信念网络的融合模型，来实现高效准确的故障诊断。首先，降噪自编码器用于处理原始信号的随机噪声并学习低层特征；其次，深度信念网络用基于所学习的低层特征来学习深层特征；最后，将深度特征输入粒子群支持向量机中，对诊断模型进行训练。所提出的方法被应用于滚动轴承的故障诊断，结果表明与现有方法相比，该方法更加有效和鲁棒。

摘要:在结构易损性分析中，由于构件之间的地震需求存在相关性，直接建立渡槽系统中基本构件的联合概率分布函数较为困难，为此引入二维Copula函数对构件地震需求之间的相关结构进行描述，简化联合分布函数的建模过程。首先，对某输水渡槽中的一跨进行时程分析，以地面峰值加速度为自变量，以排架的位移延性比和橡胶支座的变形大小为损伤指标，考虑地震动和结构参数的不确定性，建立排架、橡胶支座的易损性曲线；其次，通过Copula函数建立渡槽系统的易损性曲线；最后，通过1阶界限法得到渡槽系统易损性的上、下界。计算结果表明，基于Copula函数计算得到的失效概率均位于1阶界限法的上、下界之间。研究结果有助于简化渡槽系统易损性曲线的建模过程，为研究渡槽构件地震需求之间的相关性提供新思路和方法。

摘要:现有复杂网络应用于故障诊断时，通常基于时域信息出发建模，造成信号频域特征缺失，并且提取的网络拓扑特性过于宏观，对网络内部的局部变化不敏感。相比于宏观特征，局部特征往往蕴含更为丰富的信息，能更准确地表征网络模型。针对此问题，提出一种基于频域复杂网络分解的局部特征提取新方法，该方法借助复杂网络的结构特性来获取信号在频域的变化规律，采用对网络局部变化敏感的微观特性表征整个网络模型，不受机理的限制，应用灵活。采用滚动轴承不同故障的数据进行验证，并与常规复杂网络拓扑特征和时域统计参数进行对比分析，结果表明，本研究方法及提取的特征可分性好，对故障识别正确率达99%，可满足滚动轴承故障诊断的需求，同时对其他非平稳信号处理及识别有一定的借鉴意义。

摘要:Dome A是南极内陆距海岸线最遥远的一个冰穹，具有极为重要的科考价值，但是从上海中国南极科考基地出发前往Dome A的道路振动加速度值十分巨大。首先，分析了从上海到南极的运输振动环境，确定了从南极泰山站到Dome A为重点的缓冲包装的关注范围，并提取了该区间测得的最大加速度值；其次，以南极巡天望远镜主镜室为包装减振对象，设计了一套双层隔振的浮筏式减振系统用于南极内陆地区的运输，根据相应的最大振动加速度值确定了减振系统的相应参数；最后，对其进行了静力学和动力学的模拟分析。2013年冬季在中国漠河地区进行了减振系统的运输实际测试，测试结果显示，该套系统可以满足南极巡天望远镜主镜的运输安全需求。

摘要:对新开发的振动颗粒康复仪的振动噪声控制策略进行了研究。首先，通过对原样机的声强测试分析，确认实施按摩作业的薄壁圆柱桶与颗粒层为主要噪声源；其次，基于有限元方法，对圆柱桶进行了模态分析与振动响应分析，得到了圆柱桶场点处声压级频率响应曲线，构建了对圆柱桶噪声分析的数值仿真模型；最后，进行了试验验证。对现有不锈钢材质圆柱桶的振动传递路径进行了隔振处理分析，变桶底连接为法兰连接，并在法兰与振动平台间增加隔振层。数值仿真结果表明，与原样机相比，场点处声压级降低了约16.7dB。若当筒体材料选用阻尼大、比重小、壁厚大的有机玻璃材料时，基频的提高使结构的固有频率更远离激振频率，仿真发现与原样机相比，场点处声压级有望降低约28.2dB。搭建了改为有机玻璃桶且增加隔振层的试验样机，噪声试验表明：与原样机相比，空桶工作时，噪声降低了约15.2dB(A)；加入按摩颗粒后，噪声降低约3.5dB(A)。

摘要:针对轨道不平顺及设备运转使高速动车组运行过程中产生复杂的振动、严重降低乘坐舒适性和行驶安全性等问题，对车体进行模态特性分析，以改善车辆的动态响应特性。建立某高速动车组车体有限元模型，计算3种车体不同质量条件下的振动模态，分析设备吊挂位置和吊挂点数目对车体模态频率的影响，得到模态频率和振型的变化规律。在有限元计算的基础上搭建车体模态测试系统，对车体进行模态试验，分析仿真与试验结果的差异及原因，验证数值计算和有限元模型的正确性。结果表明，车体模态频率满足相关设计标准，不同质量的车体低阶模态振型变化趋势一致，吊挂位置对底架垂弯和车体扭转振动频率影响较明显，吊挂点数目增加使车体模态频率逐渐升高。

摘要:为解决传统步进电机式注射泵尺寸较大且精度不高的问题，采用杆式直线超声电机作为注射系统的驱动元件，并通过调整驱动信号的电压和占空因数对流量进行控制。电机总体尺寸仅为4mm×4mm×15mm，弥补了传统微量注射泵体积过大的缺陷，满足便携式注射泵的需求。在实验中通过调控电压和占空因数，可以精确地控制超声电机注射系统的流速。在没有外加减速机构的情况下，当驱动电压峰峰值为300 V、占空因数为100%时，系统流速为61.87μL/s；当驱动电压为200 V、占空因数为1%时，超声电机注射系统流速为0.01μL/s，精度高于传统步进电机注射泵的最低流量0.028μL/s。说明杆式直线超声电机注射系统可以通过调整占空因数对流速进行有效的控制，并且在保持性能的前提下，使整体尺寸大幅减小，达到轻便易携的目的。

摘要:为更好地提取埋地钢质管道地磁环境下由应力集中产生的磁力信号，克服现有磁力检测缺乏有效高灵敏度多元探头阵列和信号处理技术的问题，提出一种磁梯度张量共振稀疏分解结合偏置单稳随机共振（bias monostable stochastic resonance, 简称BMSR）的辨识方法对管道损伤进行有效评估。首先，探头布置采用十字张量阵列形式；其次，针对管道缺陷和现场干扰信号特点，用不同品质因子对信号进行共振稀疏分解，剔除掉一部分干扰信号；最后，加入不同时域恢复的随机共振系统结合量子遗传算法进行参数寻优。将该辨识方法用于实际站场管道张量检测信号，比较传统低通滤波、不同随机共振系统结合共振稀疏分解的处理结果，验证了磁梯度张量共振稀疏分解加偏置单稳处理算法在提取管道损伤磁场和表征管道应力集中的有效性。

摘要:非线性质量阻尼器和线性质量阻尼器相联合的结构控制方法将非线性能量阱（nonlinear energy sink，简称NES）和调谐质量阻尼器（tuned mass damper，简称TMD）的特点集中于一个或一组装置中，使其在具有较高减振性能的同时兼备较强的鲁棒性能。为研究单质量联合阻尼器和双质量联合阻尼器的减震性能，在某8自由度主体结构顶层分别附加各类控制装置，包括单联、双联、TMD和NES，并在脉冲型荷载作用下对各控制装置进行参数优化，考察其能量鲁棒性和频率鲁棒性。在地震作用下进行减震效果对比和频谱特性分析，得出在反应谱曲线呈斜坡型时，带有非线性特点的控制方法减震性能相对TMD较好。综合输入能量和频率变化两方面因素，非线性线性联合控制方法减震性能更优越。

摘要:蝇优化算法的变分模态分解(variable mode decomposition，简称VMD)和基于嵌套一对一算法的多分类相关向量机(multi-class relevance vector machine，简称 MRVM)的智能诊断模型。首先，使用改进混沌果蝇优化算法(improved chaotic fruit fly optimization algorithm, 简称ICFOA)对VMD的本征模态函数(intrinsic mode function, 简称IMF)个数和惩罚参数进行优化，搜索两个参数的最优组合值；其次，使用最优组合参数值对VMD算法的关键参数进行设定，并对已知的故障信号进行分解获得相应的IMF分量；然后，使用嵌套一对一算法构造高精度的多分类RVM学习模型，将IMF分量的二维边际谱熵值作为MRVM的输入特征向量；最后，使用不同载荷下的实验数据进行验证。实验结果表明，所提出的方法能够准确地对变载荷工况下的轴承故障进行诊断，其中轴承故障类型的诊断精度为100%，轴承故障程度的诊断精度为91.87%，诊断精度较高，鲁棒性强。

摘要:针对深孔加工质量检测难、效率低和成本高等问题，提出一种基于振动监测信号分割的改进动态时间规整算法，实现深孔加工质量一致性快速无损检测。首先，以啄钻间歇进给式加工采集的振动信号为研究对象，利用抗噪性能优良的双窗双谱算法对其进行分割；其次，对分割信号在时域和频域内进行特征降维；然后，针对信号长度不等引起的特征不等情况，采用改进的动态时间规整算法（dynamic time warping，简称DTW）进行规整对齐，同时达到减小时间复杂度和防止病态规整的目的；最后，利用求得的累积最短距离评估啄钻阶段振动信号的相似性程度，从而判别啄钻加工质量的一致性。仿真和试验结果表明，该方法能快速有效完成对深孔加工质量一致性无损检测，振动信号分析结果与实际物理检测结果相吻合。

摘要:针对车用电池包内由继电器振动所引发的噪声问题，首先，通过电池包的声振试验并结合频率响应函数和电池包壳体振动频谱特性的分析，找出了电池包的噪声源；其次，基于继电器振动的传递路径改进设计了一款低刚度隔振垫，用于过滤继电器中的低频振动，从而实现电池包的降噪。结果表明：电池包内继电器的振动主要是由刚性连接的螺栓直接传递给继电器附近的电池包壳体，从而引发壳体共振并向外辐射噪声；所设计的隔振垫可很好地过滤继电器中低频的振动且达到了较好的降噪效果；在电池包上盖板打开的状态下，总声压级下降了约6dB；在电池包上盖板密封的状态下，总声压级降低了将近11dB。