频域分析方法是机械故障诊断中信号处理最重要和最常用的分析方法，其种类繁多且各具特点。因而，对工程实际情况要釆用合理的频域分析方法就十分困难。由此，针对多种的故障类型，根据机械设备关键设备构件的振动特性，为实现机械设备多类不同的故障诊断，在分析和比较了不同的信号处理和特征釆取相应的算法的基础上，再釆用合适的频域分析方法；就能有效地确保诊断分析的精度和可能性。

通过采集不同速度的各类型机动车噪声数据，对噪声的频谱和不同频段的能量比率进行分析和比较，得到不同速度下的各类型机动车噪声的频率特性。结果表明，大部分机动车噪声能量主要集中在400 Hz到2.5 kHz之间，其中小型车噪声能量以1 kHz到2.5 kHz的频段为主，大型车噪声能量主要在400 Hz到2.5 kHz均匀分布，中型车噪声能量分布特征介乎两者之间，而公交车噪声能量则以10 Hz到315 Hz的低频段为主；随着速度的增加，中、小型车噪声能量分布频段更为集中，大型车噪声频率分布与速度关系不明显，公交车低频段噪声能量比率有所提高。

应用信号处理方法对振动信号进行特征提取的技术是机械设备故障诊断领域的重要研究方向。常用的机械设备故障诊断领域的信号处理方法主要包括时域分析、频域分析和时频分析。针对常用的振动信号处理方法，总结多种算法的特征和优缺点。根据常见机械设备关键构件的振动特征，选择不同的信号处理和特征提取算法进行分析，以便提高多种构件、多类故障的特征提取精度和可靠性，从而为有效地实现机械设备的故障提供参考。

针对基础激励下单边碰撞悬臂梁系统进行详细的实验研究。在实验中，测量悬臂梁自由端的响应信号以及碰撞力信号。从实验结果中可以看到在不同的激励频率下，系统响应会表现出周期运动和混沌运动。在混沌运动的功率谱中发现悬臂梁的高阶模态频率，而在周期运动时这一特征并不明显。利用集中质量法和碰撞条件建立该系统的动力学方程，并运用 Runge-Kutta法直接积分得到系统的动力学响应。从时域和频域两方面分析比较仿真结果与实验结果，两者有较好的吻合度。

运用COMSOL有限元分析法构建理想的双室法模型，研究玻璃厚度、空气层厚度及其耦合对双层中空玻璃隔声性能的影响。结果表明，当玻璃厚度恒为5 mm时，中空玻璃的隔声能力随着空气层厚度的增加而增强；当玻璃组合总厚度为27 mm时，玻璃和空气层厚度向相反方向改变时，在500 Hz 以下低频段6+15A+6 玻璃组合隔声效果最好，在2 000 Hz～4 000 Hz高频段9+9A+9 玻璃组合隔声效果最好，在125 Hz～4 000 Hz全频率段8+11A+8 玻璃组合隔声效果最好。改变中空玻璃的玻璃组合可以有效改善其在全频段的隔声性能，不同程度地消除隔声谷以及提高平均隔声量，此研究结论可为隔声窗户的制造提供理论依据。

差速器是纯电动汽车传动系统的重要传动部件之一，其性能好坏直接影响着车辆转弯行驶的功能性和舒适性。首先系统介绍某纯电动汽车低速转向异响的测试分析过程，通过整车与电驱动系统台架的排查等方法，查找出异响发生的原因。接着基于差速器设计方法和表面润滑摩擦原理，探讨差速器异响问题的潜在机理，并提出工程控制的措施方案。最后通过对半轴齿轮垫片表面处理工艺的改进，完全地消除整车转弯过程的异响问题。这对于纯电动汽车差速器NVH性能的工程开发具有一定的参考指导意义。

输电塔是国家电网的重要组成部分，具有结构高、跨度大、柔性强等特点，对风荷载反应灵敏。建立能反映输电塔动态特性的模型对风致振动控制至关重要。为研究输电塔理论模型的准确程度，分别建立3种输电塔实验模型，包括多质点模型、梁单元有限元模型和梁-杆混合单元有限元模型，并对其进行模态分析；同时采用锤击法，以单点激励多点响应（SIMO）的测试方法对输电塔实验模型进行模态测试。将各方案与测试结果进行比较分析，结果表明：梁-杆混合模型的求解精度高于另外两种计算模型的精度，能较好模拟输电塔的动力特性，是最优的输电塔模拟方案。

针对低频振动控制问题，研究一种局域共振声子晶体薄板的振动带隙。首先，基于弹性波方程及Bloch 定理，探讨应用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算的可靠性；然后，模拟计算所设计的局域共振声子晶体薄板的振动带隙，分析其带隙结构和元胞结构参数对振动带隙的影响，并以200 Hz～400 Hz 的中低频为目标频段，通过选择带隙宽度在目标频段内占比最大的参数组合作为声子晶体薄板的最优设计方案；最后，在频域上考察声子晶体薄板内波的传输特性。研究表明，利用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算是可靠的，与数值计算方法相比，其计算的带隙参数误差都很小；对于所设计的局域共振声子晶体薄板，元胞的结构参数对振动带隙具有显著影响，通过优选元胞结构参数，可使声子晶体薄板的振动带隙向低频区域移动；薄板内波的传输特性和薄板的振动位移图进一步证实了在振动带隙内薄板对波传播的阻碍作用。

深沟球轴承作为旋转机械中的重要零件，其运行状态直接影响机器的性能和寿命。对SKF 60200系列深沟球轴承各部件固有频率进行计算，得到各阶固有频率随轴承尺寸变化的趋势；对深沟球轴承各部件的故障通过频率进行统计分析，得到了轴承故障通过频率的分布情况；以6205-2RS JEM SKF深沟球轴承为对象，分析轴承外圈故障状态下和正常状态下振动信号的特征，为轴承的故障特征分析提供指导。

在传递扭矩的瞬时突变工况下，纯电动汽车传动系统和驱动电机的结构特性容易引起整车产生冲击、噪声与抖动等问题，严重降低驾乘舒适性。系统性阐述某纯电动汽车加速撞击异响问题的分析解决过程，建立基于电驱动系统试验台架的排查方法，根据齿轮啮合间隙理论和整车扭矩控制机理，提出具体的工程控制措施与方案，优化电机扭矩过零策略，通过实车实验验证改进方案的有效性，有关结论对解决纯电动汽车传动系统在瞬态工况下的振动噪声问题，具有较重要的工程指导意义。

当机械设备的振动信号为非平稳信号和时变信号这类特殊信号时，时域分析和频域分析因其自身的局限，无法取得很好的分析效果，需要使用时间和频率的联合函数来表示信号，即信号的时频表示。针对常用的时频分析振动信号处理方法，总结多种算法的特征和优缺点。根据常见机械设备关键构件的振动特征，选择不同的信号处理和特征提取算法进行分析，以便提高多种构件、多类故障的特征提取精度和可靠性，从而为有效地实现机械设备的故障提供参考和指导。

振动是影响离心泵机组安全可靠性运行的重要因素。针对某石化公司多级离心泵振动超标、不能正常运行等问题，借助北京京航公司HG8908C数据采集系统进行振动测试，运用频谱分析方法对其振动信号幅域、时域、频域详细诊断分析，给出其可能的故障因素，并结合解体情况提出调整转子中心、适当增大叶轮出口与导叶进口间的动静间隙等相关方案，有效地解决了振动故障问题，提高了泵组的可靠性。此方法及解决措施对类似振动故障问题具有一定参考价值和指导意义。

负刚度结构可用于系统的低频隔振，依据等效磁荷法建立矩形永磁铁的磁力和刚度解析模型，得到实现负刚度的最优磁铁布置和充磁方向，并设计三磁体型准零刚度隔振系统。仿真结果表明，矩形磁铁磁力和刚度计算模型准确，三磁体型准零刚度隔振器在不影响载荷性能的前提下具有优越的低频隔振性能。

主要介绍国外内对寿命预测的研究，并对预测理论进行说明；对目前橡胶隔振器用胶料进行不同温度下的热老化试验，根据国标GB/T 20028-2005对该橡胶的寿命进行预测，提出该胶料的使用寿命约12年半，但橡胶隔振器中橡胶静态下的压缩变形应不超过橡胶厚度的15 %；故该实验方法不适合于橡胶隔振器寿命的预测。

基于有限元方法研究低雷诺数下微型四旋翼飞行器的气动特性和振动特性。建立微型四旋翼飞行器悬飞时的三维流场物理模型，给出边界条件，采用有限体积法对多个边界条件进行数值计算和分析，研究微型四旋翼飞行器在悬飞过程中的流场分布，揭示微型四旋翼飞行器的气动特性变化规律；此外，将气动载荷加载到结构分析模块，研究机身应力分布情况和流固耦合特性，得到机身最大应力所在位置及其振动特性。

海上单桩基础风机塔的晃动位移是其安全监测与评估的重要参量，但是目前还没有较成熟的精确自动化监测方法。为此提出一种新的监测方法，首先基于动态高精度倾角仪测挠法得出其0～0.2 Hz范围内的准静态挠度曲线，然后利用低频振动位移传感器直接测量出其0.2 Hz～10 Hz范围内的周期性振动位移信号，最后把两种信号同步叠加成为塔筒观测高程的晃动位移时程曲线。模型测试实验表明此方法的测量精度可达到毫米级别。基于实测数据，对2 座单桩风机塔筒在机仓对风向偏航时的晃动位移特性、台风作用下的晃动位移特性、正常工作及停机状态时晃动位移特性进行了详细的分析。分析结果表明：此方法可精确测量和分析出此类型塔筒的晃动位移频谱特性、幅值特性。

通过试验研究玻璃形式与规格、窗框型材、开启方式与密封形式对单层隔声窗隔声性能的影响，结果表明：玻璃形式对平开窗的计权隔声量影响较小，但低频共振现象存在显著差异；单层窗在低频段隔声效果基本相近，对200Hz～2 000 Hz频段，真空玻璃、夹胶中空玻璃形式窗隔声性能相对最好；塑钢窗的隔声性能稍好于断桥铝型材窗，且二者皆显著优于普通铝合金窗;增大窗框型材厚度可有效提升整体隔声性能；平开窗隔声性能显著优于推拉窗，两者差异主要体现在中高频段吻合效应的严重程度;而采用包覆式密封条对提升推拉窗隔声量有一定效果。以上结论可为降噪工程设计提供参考依据。

地铁车辆的主要噪声源是轮轨噪声，该噪声经过隧道壁面的反射，在隧道内形成混响声场，然后透过车体结构传递到车内，影响车内乘坐舒适性。研究经典理论和相关标准中对轮轨噪声影响因素的定性论述，通过国内地铁实测数据，定量分析各因素对车内噪声的具体影响程度。在此基础上，提出地铁车内噪声综合控制建议，供地铁线路规划设计参考。

以2 MW水平轴风力发电机组为研究对象，基于有限元分析对风机整体结构进行数值仿真。主要研究地基土刚度、塔顶质量、混凝土基础、塔筒门洞、塔筒休息平台对风机整体结构固有频率的影响规律。仿真结果显示：风机整体结构固有频率随塔顶质量的增大而呈现减小趋势，风机叶片、轮毂和机舱设计可适当选择轻质量的材料；整体结构固有频率随地基土刚度的增加而快速增加，但增加到一定数值时这种趋势逐渐减小；塔筒底部简化为刚性约束将导致分析结果误差较大。

空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧是车辆悬架系统的重要组成部件，它们都具有非线性特性，可大大提高车辆的行驶平顺性。从非线性科学角度，重点介绍了空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧的研究现状和非线性特性及其对改善车辆性能的作用。分析了非线性车辆悬架部件的研究方法和发展方向。

许多城市引入了电动汽车作为出租车和公交车。以电动汽车和燃油汽车为研究对象，通过实测数据，分析比较小型电动汽车、小型汽油车以及电动公交车、柴油公交车在不同行驶速度下的最大A声级及频谱特性。为城市交通噪声污染防治提供数据参考。

松动现象广泛存在于机械系统中，包括基础松动、支座松动及部件间配合松动。为此举例说明了三类松动的故障成因，归纳了国内外研究中常见的几种松动模型，从松动故障的动力学建模、求解方法及其非线性动力学特性等方面，对单一松动、松动—碰摩耦合、松动—裂纹耦合、两端支座松动、质量慢变系统松动与双跨转子系统松动等六类松动问题的研究现状进行了阐述，并简要介绍了松动实验的研究现状。最后，对松动故障研究中的关键问题或进一步研究课题进行了展望。

在汽车节能化发展趋势下，能量回收系统研究受到广泛关注。汽车能量回收系统当前研究热点主要集中于再生制动能量回收、馈能悬架以及发动机废热能量回收三个方面。首先对这三类汽车能量回收系统的特点与发展现状进行详细回顾；然后指出各能量回收系统的优势与待解决的关键问题；最后提出相应解决方案并对新的能量回收利用途径进行有益的探索，为今后学者的研究提供借鉴。

以地铁线路的普通整体道床、Ⅲ型减振扣件、聚氨酯减振垫和钢弹簧浮置板轨道为研究对象，通过现场行车振动测试对比分析不同减振措施下轨道结构的减振效果，同时利用锤击试验研究不同减振措施下轨道结构的频响特征和衰减特性。结果表明：4 种类型轨道的钢轨振动加速度相差不大，钢弹簧浮置板轨道的隧道壁振动加速度最小；各种轨道的高频减振效果均好于低频减振效果，Ⅲ型减振扣件、聚氨酯减振垫和钢弹簧浮置板分别使隧道壁振动降低2.9 dB、13.7 dB和22.4 dB；减振扣件刚度减小导致钢轨共振频率明显减小，对沿钢轨纵向传播的振动衰减能力降低；聚氨酯减振垫和钢弹簧浮置板轨道钢轨频响特征与振动衰减特性的变化规律具有一致性。

振动实验分析中，动态应变信息与位移信息具有互补性，位移响应大的地方应变响应一般较小，反之亦然。基于动态应变测量的应变模态分析理论及参数辨识与基于位移（或速度、加速度）测量的位移模态分析理论同源，但二者之间的理论关系及其相互修正方法缺乏深入有效的研究。以等截面直梁为对象，首先导出激励力-动态应变响应的频率响应函数表达式，讨论应变模态参数的辨识方法。在此基础上，进一步构建属于同一特征值的应变振型与位移振型之间的变换关系，并详细分析应变-位移变换矩阵的特性。仿真算例表明所建立变换关系的合理性与正确性。

针对伺服系统谐振抑制中，陷波滤波器的深度和宽度不合理而使谐振抑制不理想的问题，提出陷波滤波器谐振抑制参数优化方法。利用速度偏差的FFT变换得到谐振频谱图，以最大幅值处的频率确定陷波频率；在频谱图上以曲线任意点的幅值与最大幅值的比值确定深度参数，并且以所对应的频率与谐振频率的宽度确定宽度参数；为了保证参数的合理性，以滤波后谐振频率处的幅值为适应度，利用改进粒子群优化算法对陷波深度和宽度参数进行优化，避免因噪声干扰和负载变化而使陷波参数陷入局部最优。实验结果表明：该方法能在线分析机械谐振并且匹配最优参数，可以大幅度降低机械谐振。

在故障诊断领域，通常采用信号处理技术提取特征,然后将特征输入到故障分类器中进行故障识别。对于提取特征部分，采用信号处理技术可以使故障诊断取得较好的效果，但是仍然存在不足之处：一是人为提取的特征很大程度上依靠专业的诊断知识;二是绝大多数方法都需要使用标签数据来进行故障特征分类，其中标签数据必须通过大量的实验才可以得到。本文提出的基于深度自编码网络的轴承故障诊断是一种新型的智能故障诊断方法，可以克服上述故障诊断中存在的缺陷。为了验证该方法的有效性，利用具有不同健康状况的大量滚动轴承测量震动信号数据进行测试，实验结果表明效果良好。

以某款紧凑型轿车的麦弗逊前悬架为研究对象，在Adams/Car模块中建立悬架系统动力学模型，进行仿真试验，并根据仿真结果分析车轮跳动时各项参数的变化规律。针对分析中存在的主销外倾角和主销内倾角变化范围较大的问题，使用Adams/Insight模块对该悬架的部分硬点位置进行优化设计。优化结果表明：调整下控制臂、转向横拉杆和滑柱的部分硬点坐标，可以减小各项参数在车轮跳动中振动幅度，改善车辆的行驶稳定性。

通过梳理气囊缓冲技术的发展历程和研究成果，总结缓冲气囊的一般构造、工作原理和设计流程。分别从气囊静态起爆展开特性研究、气体发生器与药剂研制、气囊动态起爆展开特性研究三个方面，介绍气囊缓冲关键技术。通过分析气囊缓冲技术典型特例——空气弹簧的研究现状，讨论既有气囊缓冲技术在工程结构隔震应用中所存在的问题，提出能够同时适用于天然地震动和爆炸冲击震动的地下防护工程概念性气囊式智能隔震系统构想。研究旨在拓宽气囊缓冲技术的应用范围，促进隔震系统向智能化、功能多样化方向发展。

简化了一种求取非线性常微分方程高阶谐波解的近似解析计算方法。对平方和立方非线性项的傅里叶展开过程进行改进和简化，使计算过程变为两次矩阵运算即可完成展开过程，且两次矩阵运算过程一致，易于编程。以Duffing方程为算例，计算结果与数值方法一致，运算效率有所提高。

考虑了纯电动汽车和传统内燃机车在动力总成激励上的不同，建立了某型纯电动汽车动力总成六自由度动力学模型，以动力总成固有频率和能量分布合理分配为优化目标，各个悬置静刚度和安装位置为设计变量，应用Matlab/Isight对悬置系统参数进行了优化，优化后固有频率和能量分布均满足设计要求。为控制动力总成质心在各工况下的位移，对各悬置非线性段刚度及拐点进行设计，设计后的动力总成质心位移满足位移控制要求。