船舶推进轴系在运转中承受着复杂的负荷和应力，良好的承载状态对船舶长期安全航行具有重要意义。本文设计了一种基于应变片的无线遥测系统，可以实现不同对中状态下的轴系动态负荷测量。根据不同截面测得的应变数据结合建立的单支点负荷计算模型，可求得各轴承的实际负荷。在搭建的轴系缩比试验台上测得的负荷值与通过有限元模型仿真求得的负荷值相差不大，证明了该测试方法的可靠性。

螺旋桨致舰船振动的有效控制对降低舰船尾部壳体低频段声辐射具有重要意义，其中振动主动控制技术能够在保证隔振系统的总刚度不变软的前提下降低螺旋桨到艇体的能量传递率。本研究以桨轴-艇体为研究对象，使用止推电磁轴承作为致动器，针对模型的不确定性，提出了一种自适应反演控制方案，不仅可以降低螺旋桨激励传递到艇体的能量，还能够降低未知参数和未知动力学部分对艇体振动的不良影响。此外，为了降低电磁轴承的能量损耗，相对于传统的差动电流驱动方案，本研究设计了分时驱动的双边电磁轴承方案。仿真结果显示，这种自适应反演控制方法不仅有效控制螺旋桨激励下的艇体振动，还显示出了优良的稳定性和鲁棒性。

泵喷推进器由导管、转子和定子组成，它具有推进效率高的优势，但其在流体的作用下也易产生剧烈的结构振动并辐射噪声，削弱水下舰船的声隐身性能。为了解流体激励下泵喷推进器的动态特性，本文首先通过基于大涡模拟的计算流体力学（CFD）仿真计算，得到了推进器的非稳态流场，提取了泵喷推进器关键结构表面的脉动压力，并将此流体载荷作为推进器声振耦合分析的激励源；然后，建立了泵喷推进器水下结构声振耦合系统的有限元/边界元模型，分析了流体激励下结构的振动位移响应和辐射声场分布；最后，本文还讨论了不同进速系数对于泵喷推进器水动力性能和声振耦合响应的影响。本文所进行的仿真分析可以为典型结构泵喷推进器的减振降噪设计提供一定的依据。

研究热噪声复合载荷作用下结构的动力学响应对高超声速飞行器结构的设计具有重要的指导意义，实验室多采用高温行波管进行热噪声复合试验研究，本文针对行波管中高温平板结构动力学响应预示方法进行研究。选取四边固支C/SiC材料平板为研究对象，首先研究热效应对平板结构固有模态特性的影响，然后在平板表面施加一维行波声载荷模拟行波管中声场，利用解析方法求解结构在热噪声复合载荷下的动力学响应。结果表明，在加热过程中平板固有频率先减小至极小值，而后逐渐回升。在固有频率下降阶段，材料弹性模量减小和热应力对于结构刚度的软化效应强于热变形的硬化效应；在固有频率回升阶段，热变形的硬化效用起决定性作用。线性响应范围内，平板在热噪声复合载荷下的加速度响应特性取决于其热模态。

提出一种新型高阻尼螺旋桨结构形式，通过将螺旋桨桨叶简化为弯曲梁，对常规桨叶和新型桨叶的随机振动特性进行对比分析。首先利用基于均匀湍流统计模型的相关分析方法，求取了作用在桨叶表面上的压力谱空间分布；然后运用基于模态叠加法的随机振动理论，讨论了系统参数对桨叶叶尖速度响应功率谱和脉动推力功率谱的影响规律。研究表明新型螺旋桨结构形式具有降低叶片固有频率处峰值响应的效果。

针对一种额定角动量为68 Nms的飞轮，以飞轮轮缘响应相对于基础激励输入的加速度传递率为优化目标，以轮体转动惯量、几何尺寸、强度、刚度、质量等为约束条件，对截面形状为工字型的轮辐和轮缘几何尺寸参数的设计提出了优化方法。该优化方法基于有限元法建立飞轮轮体模型，同时利用多岛遗传算法对飞轮轮体进行了多学科设计优化研究。结果表明，在满足设计要求的前提下，轮缘加速度传递率得到明显降低。该方法对提高航天器飞轮轮体结构设计效率具有一定的现实意义。