从含噪信号中判断滚动轴承是否发生故障，同时确定故障发生位置和缺陷程度，针对这一轴承工作状态监测的核心问题，提出一种结合小波频带剖分、主成分分析、多层次聚类的滚动轴承故障诊断方法。首先，利用小波最优分解层数将获取的原始信号进行小波包分解得到小波能量谱；然后另取18 个时域频域特征指标共同构成特征参数集，再经主成分分析处理，将参数集降到合适的维数；最后利用最佳类间距、样本间距组合和聚类有效性评价建立多层次聚类挖掘系统。实验和应用案例表明：该方法能够准确有效地诊断滚动轴承的不同故障类型和损伤程度，准确率达99.3 %，可为轴承状态监测与智能故障诊断提供有效的理论参考。

针对土木工程结构多分量时变模态参数识别困难问题，提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition，VMD)、小波分析和等值线法相结合的瞬时频率识别新方法。首先，通过连续小波变换确定模态分量个数，利用VMD分解多分量信号得到各模态分量；然后，采用小波分析和等值线法识别每个模态分量的瞬时频率；最后，叠加展示各模态分量的时频曲线。为解决长时段信号小波能量衰变问题，提出一种等间距拆分时段、逐段分析的方法。采用多分量时变数值算例验证该方法的有效性和准确性。设计一个具有时变刚度拉索结构试验，对线性和正弦两种时变工况下索的振动位移响应数据进行分析，从而识别出拉索的时频变化曲线。结果表明，提出的方法可以准确有效地识别出多模态时变结构的瞬时频率，其拆时段分析手段在组合的可视化展示中有很好的时频效果，该方法具有较强的抗噪性和时频特征提取的稳定性。

针对含非贯穿直裂纹输流管道的振动与模态功率流进行研究，将输流管道以Euler-Bernoulli 梁模型建模并据此推导其弯曲振动方程，采用断裂力学方法将裂纹模拟成无质量的转动弹簧，用波动法分析含裂纹输流管道的自由振动特性。通过计算结果与相关文献对比验证了该方法的可靠性。探讨裂纹位置、深度以及管内流速对固有频率的影响。基于模态功率流的概念进行算例分析，讨论裂纹位置、深度以及振动模态对模态功率流的影响，研究表明，裂纹处的模态功率流曲线产生突变，裂纹位置与深度和模态功率流密切相关。

声学黑洞结构通过使结构厚度按幂率渐变，改变结构阻抗从而调控弯曲波在结构中的波长和波速，可实现能量在黑洞区域的聚集和耗散。目前关于声学黑洞结构的研究主要是针对嵌入式声学黑洞，基于周期声学黑洞结构在部分频带良好的减振特性，将带阻尼层的周期声学黑洞梁贴敷在薄板上，提升薄板的减振效果并起到加强板刚度的作用。采用有限元法研究带周期声学黑洞梁的板架结构的减振效果，并将其基于敷设阻尼层和黑洞梁材料进行对比分析。结果表明，含声学黑洞梁能明显削弱振动速度传递响应，较好抑制板的振动；敷设阻尼层能增强对板减振效果，且适当增加黑洞梁数量能提升结构抑振性能；钢质梁较铝质梁刚度更大，能进一步增加板架结构的抑制带宽和增强抑制效果。

地下综合交通枢纽在消除铁路分隔、创造高品质公共空间、集约用地等方面有天然优势，然而“站城一体”的设计目标对环境振动和噪声问题也提出了更高的要求。为满足枢纽地上高品质开发需求，以北京城市副中心站综合交通枢纽为例，建立上盖建筑环境振动及二次结构噪声预测模型，针对特定房屋结构进行环境振动及二次结构噪声分析。结果表明：1. 从建筑物室内振动评价角度而言，分频最大振级较Z振级结果更易超标；2. 从建筑物二次结构噪声评价角度而言，1/1 倍频程等效声级比等效A声压级结果更易超标；3. 房屋结构的二次结构噪声比环境振动更易超标。

为分析多物理场下含双参数弹性基础压电功能梯度圆柱壳的自由振动特性，以含Pasternak-Winkler 弹性基础压电功能梯度圆柱壳为对象，采用1 阶剪切变形理论和Hamilton 变分原理推导多场作用下含弹性基础压电功能梯度圆柱壳的模态频率方程，讨论弹性基础参数、温度梯度、压电层的材料种类和功能梯度层的材料组分等对模态频率的影响。结果表明，模态频率随温度梯度的增大而减小，随陶瓷体积分数指数和弹性基础参数的增大而增大；选用BaTiO3时，圆柱壳的模态频率以及对温度梯度的敏感性均最大，而受外激励电压的影响最小；相较于外激励电压，温度梯度对模态频率影响较大。

因离心风机噪声超限造成返厂，会影响用户体验，同时增加制造成本，故提出一种新的分析方法，旨在生产前对离心风机噪声进行智能预测。首先基于相关性分析和主成分分析法(Principal Component Analysis，PCA)对风机15 个性能和几何参数进行降维处理，然后提出一种具有非线性惯性权重的粒子群算法，并用于优化反向传播(BackPropagation，BP)神经网络的初始权值和阈值，最后寻找最佳隐层，确定BP神经网络4×8×1 的结构，从而简化网络结构，提高收敛速度和预测精度。经实验验证，该方法较其他方法预测精度更高，平均误差仅为0.76 %，且在生产企业得到很好应用，在工程实践中具有实际意义。

以热环境对金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳模态频率的影响为研究对象，首先在描述功能梯度薄壁圆柱壳模型和四种典型的热环境模型的基础上，通过Love 薄壳理论得到了薄壁圆柱壳的应变能和动能，运用Rayleigh-Ritz 法推导圆柱壳的模态频率方程。然后分别以镍金属圆柱壳和镍钢功能梯度材料圆柱壳为对象，验证模态频率方程的合理性。最后分析不同温度场对金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳环向振动和轴向振动模态频率的影响。结果表明：随着温度的升高，金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳的模态频率逐渐下降，均匀温度场下模态频率下降速率最快，其次是线性温度场和非线性温度场，热流温度场对模态频率的影响几乎可以忽略；热环境只影响模态频率的大小，不影响模态频率随波数的变化趋势。

大型往复式压缩机的曲轴-连杆-活塞结构因其产生的不平衡力，极易发生疲劳断裂，对断裂原因进行有效分析对故障消除措施的制定具有重要作用。本文针对某气田压缩机组联轴器的多发性断裂故障，首先对断裂螺栓进行理化分析，再通过仿真计算系统扭振固有频率，并对系统进行扭振及轴功率、扭矩测试，诊断出故障产生原因是系统第五阶次扭振共振且峰值扭矩超标，继而采用在压缩机组光轴段加装一个惯性飞轮对系统扭振特性进行调频处理，使螺栓断裂故障得以根治。本文将理论和测试结合，该故障诊断方法可用于其他类似问题，具有理论和工程实际意义。

为了有效地控制舰船瞬态噪声，无二乎从两个方面考虑：激励源和声传播，降低激励源能量，隔绝或减小振动、噪声和激励力的传递途径，而激励源传递路径识别的目的就是评判激励源振动能量传递的主次，进而为减隔振方案的实施提供依据。由于舰船瞬态噪声产生的方式和途径多种多样，加之机械噪声的干扰，致使瞬态噪声激励源及传递路径的判别难度较大，为此，本文通过开展线谱提取技术、主分量分解和短时相关函数等算法的研究，结合振动-声传递路径的物理模型，从信息相似程度的角度，形成舰船瞬态噪声激励源传递路径识别方法，通过仿真研究给出了方法的理论可行性，并以实船为试验平台，开展复杂结构的瞬态激励源传递路径识别试验研究，利用建立的瞬态噪声激励源识别方法，构建了激励源振动至辐射声的物理模型，采用从外往内逐层分解的分析方式，准确获取了瞬态激励源振动至辐射声的主要传递路径,验证了该方法的工程有效性和实用性。

随着船舶结构设计技术的发展，轻型结构形式得到越来越多的重视。I 型夹芯金属夹层板是轻型结构的典型代表，对I 型夹芯金属夹层板架振动特性开展研究可为船舶减振防护设计提供指导。以某中型豪华邮轮的甲板板架为对象，结合豪华邮轮甲板板架特点，应用有限元法分析I 型夹芯结构金属夹层板架的模态和速度导纳特性，分析夹层板各设计参数的变化对典型位置处速度导纳的影响规律，可为I 型夹芯金属夹层板在船舶减振防护设计中的替代设计和应用提供参考。

提出新型黏弹性阻尼器温度软化效应的补偿与控制策略，通过控制试验检验智能控制器精度及温度软化效应补偿控制效果。据此研制出基于脉宽调制技术的温度补偿智能控制器，结果表明，智能控制器精度较高，所提出的温度补偿控制策略可以很好地补偿黏弹性阻尼器温度软化效应，控制器精度与补偿效果均能满足阻尼器实际工作要求。

针对薄板构件振动疲劳损伤问题，提出基于模态应变能结构损伤识别新方法。该方法以结构损伤会导致其模态性能变化为依据，通过比较弹性薄板结构单元损伤前后的模态应变能变化率构造损伤指针。在构建损伤指针之前，假定弹性板的刚度是由单元刚度组成，在定义单元刚度灵敏度公式基础上建立弹性薄板损伤前后模态应变能变化关系。最后，基于模态柔度曲率法验证模态应变能法在弹性薄板单损伤与多损伤识别方面的优劣性。

针对含裂纹平板的振动与疲劳问题，研究含裂纹平板耦合动力学建模方法。首先在变形相似性原则下通过力学平衡原理推导出含裂纹项的平板振动方程，进而基于应力关系式形成裂纹项的表达式。在此基础上，利用Galerkin法将含裂纹板简化成单自由度振动系统，根据Berger经验方法产生方程的非线性项构建含裂纹板的非线性振动模型。最后通过算例探讨含裂纹板的动力学特性，协同Paris方程研究含裂纹平板动力学与裂纹扩展的耦合行为。研究结论表明，阻尼大小和激励力的变化对含裂纹板的振动特性及裂纹扩展规律具有显著影响。所提出的含裂纹平板耦合动力学建模方法，考虑了振动与裂纹扩展的耦合效应，为飞行器板结构抗振动疲劳设计提供理论依据。

硫化剂作为橡胶配方的重要组成部分，对橡胶制品的疲劳撕裂特性有着关键的影响。以前的研究主要侧重于试验的方法；且有周期长、费用大的缺点。为此，利用有限元分析技术研究硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响。首先得到不同硫化剂品种和硫化剂用量的橡胶材料标准试样，并获得其材料本构模型。隨后，用于ANSYS分析不同橡胶材料对应弹性元件的疲劳撕裂特性。最后总结得出硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响规律并进行实验验证。

利用Fluent软件对常规直蜗舌多翼离心风机与倾斜蜗舌多翼离心风机进行流场和噪声的数值模拟研究。研究结果表明：倾斜蜗舌对多翼离心风机速度场的影响主要集中在蜗舌区域，对其它区域影响较小。倾斜蜗舌减小蜗舌区域的速度，同时改变蜗舌表面的流体速度矢量，减小蜗舌区域的局部旋流。在相同转速下，多翼离心式风机采用倾斜蜗舌结构虽然流量降低5.67 %，但是叶轮的功率降低9.13 %，噪声也降低12.2 dB，降低能耗和噪声效果都比较显著。

某型船用中速柴油机在使用过程中，经常发生气阀阀桥导杆断裂的问题（主要集中在排气阀侧的阀桥导杆，少量进气阀侧的阀桥导杆）。为了找到其断裂的原因，首先对阀桥导杆的断口进行电镜扫描，通过分析断口形式，确定导杆断裂属于疲劳断裂；而后建立整个气阀机构的简化实体模型，基于NASTRON对几种临界状态下的应力进行有限元分析，确定导致导杆断裂的主要原因。

高速旋转机械是应用较多的一种机械设备，一旦发生故障造成的损失十分严重。解决的办法之一就是对其转子进行自动平衡。生产中转子除了受到偏心激振力之外，还会受到高次倍频激振力和分数倍频激振力，特别是二倍频激振力。研究这些激振力对球式自动平衡装置的影响有非常重要的意义。由此，构建球式自动平衡装置在二倍频激振力作用下的平衡方程，应用Matlab软件研究和通过实验验证其动态特性。

介绍了自动平装置的研究背景,研究了三种自动平衡装置的工作原理、平衡特点和减振效益,提出了以减振倍数作为衡量减振效益的定量指标。通过对比分析得出：滚球式减振效益最好，在理想情况下，滚球可以使转子达到完全平衡，减振倍数将达到无穷大；摆锤式在理想条件下，减振倍数远大于1；充液式减振效益相比之下较差。一般情况下减振倍数是介于1和2之间。