柴油机作为船舶主要动力设备，在船舶行业应用极其广泛，但其工作环境恶劣，极易发生故障。为减小船舶航行时柴油机故障带来的经济损失，有必要对其进行故障诊断。通过柴油机实验台架模拟不同类型故障，并在柴油机缸盖处使用振动加速度传感器采集故障信号，选取在1 缸缸盖处采集的信号作为样本数据进行数据分析。由于采集的原始信号是多激励源合成信号，其中包含传播噪声、环境噪声，为降低噪声对识别精度影响，首先使用变分模态分解(Variational Mode Decomposition，VMD)对信号进行分解降噪，把原始一维数据分解成能反映柴油机运行状态的多维数据；接着使用自编码器(Auto-Encode，AE)对分离信号进行特征提取，以降低分解信号间的干扰，提高识别准确率；再使用自适应模糊神经网络（Adaptive Fuzzy Neural Network，ANFIS）建立故障诊断模型，并将所提取特征作为诊断模型输入；最后根据诊断模型的识别准确度评价以上方法的可行性。

针对声学黑洞（Acoustic Black Hole，ABH）在圆柱壳结构上的应用问题，首先采用有限元法分析嵌入ABH的圆柱壳结构的振动特性并讨论不同结构尺寸对其振动特性的影响。随后对结构开展进一步研究，在嵌入ABH的圆柱壳结构外布置局域振子，分析其振动特性，并讨论不同材料振子及振子不同的质量分布对结构振动特性的影响。结果表明：相比原结构，嵌入ABH的圆柱壳结构的振动传递损失增加；当结构内径增大时，振动峰值向高频移动，振动衰减增大；在嵌入ABH的结构外侧附加振子使其发生局域共振可增加振动衰减，改善结构的振动特性；若采用不同材料振子，其质量增大时，振动衰减会向低频移动；随着振子外侧质量向中心集中，结构固有频率随之降低，振动衰减前移，可知振子质量及刚度参数对结构的振动特性有较大影响。

：借助软件FLUENT，基于松耦合方法将自编Newmark-β 算法程序对接FLUENT求解流固耦合问题的数值模拟方法。通过对宽高比为4 的矩形断面竖向涡激振动进行数值模拟验证了该方法的可靠性。利用ANSYS建立某拟建汉江斜拉桥的三维有限元动力模型，获取其主要动力基频特性以及质量参数。建立二维π梁断面绕流模型，计算在不同来流风速下该桥梁断面竖向自由度的振幅以及旋涡脱落频率变化情况，模拟出涡激振动的“锁定”区间，并分析某完整周期内梁断面的瞬时涡脱变化以及竖向涡振机理。

为解决声学覆盖层在低频声学性能较差的问题，设计一种包含圆柱和圆台的组合空腔型覆盖层，利用软件COMSOL计算其在10 000 Hz以下的隔声量与吸声系数，研究覆盖层在不同结构尺寸下的声学性能，继而对组合空腔进行局部优化。结果显示：声学性能会随开孔率的增大而改善，且吸声性能曲线波峰往低频移动；当开孔率由圆台半径控制时，隔声量峰值频率往低频移动，当其由单胞半径控制时，则峰值频率往高频移动；当圆柱半径为1 mm、高度为10 mm时，声学性能相比其他尺寸空腔达到最优；对空腔中圆台结构的母线进行形状优化后，声学覆盖层声学性能得到改善。

针对水下双层圆柱壳中低频声辐射预报，分别利用基于流固耦合的FE-IBEM法和基于声固耦合的FE-IBEM法进行水下声辐射计算，比较上述两种算法在计算特性方面的差异，并通过算例对这两种算法进行分析。另外，还研究了环肋间距以及环肋厚度等对双层圆柱壳结构水下辐射噪声的影响。研究结果表明，流固耦合模式由于忽略了流体的可压缩性使得计算结果偏小，声固耦合模式充分考虑了流体对结构的耦合作用使得计算结果更合理，基于声固耦合模式的FE-IBEM法是计算结构水下辐射噪声的优选方法；合理选择环肋间距以及增加环肋厚度可以降低结构中低频水下辐射噪声。

针对动力吸振器在船舶领域应用较少及舰艇在低频振动时减振降噪措施较难实现这一现状，构建低频线谱激励下舰艇附加动力吸振器设计流程及研究其减振降噪特性。首先，按比例建立某舰艇双层底仿真模型，并在20-400Hz频段内对离心泵机脚加速度激励下的该双层底模型进行谐响应分析，得到各节点处位移响应峰值并确定33Hz为动力吸振器吸振频率，然后应用有理分式多项式法识别安装位置处主系统等效参数及通过定点理论确定动力吸振器参数，同时探究动力吸振器质量和安装数量对吸振效果的影响。最后，建立Virtual Lab边界元模型，求解吸振前后双层底模型外底辐射声功率。仿真结果表明：动力吸振器设计流程合理，双层底模型在吸振频率33Hz处振动烈度数值及辐射声功率均有较大程度降低；20-60Hz频段内外底板合成声功率降低9.55dB，有明显减振降噪效果。

复杂机械系统一般弹性元件和刚性元件构成。在系统稳态运行状态下，弹性元件与刚性元件构成的系统阻抗是影响隔振系统传递损失的关键因素。本文建立了双通道传递系统阻抗数学模型，搭建了双层隔振机械系统试验台架，使用B&K3660D型多通道测量系统以及B&K 8203型力锤，采用锤击激励法测量阻抗，得到了系统初始安装状态的机械阻抗。通过调节机械系统基座结构强度，以及管路系统支撑刚度，研究了两传输通道系统阻抗与机械系统隔振效果，管路系统传递损失之间的关联性，并分析出了两传输通道系统阻抗与两者之间的定量关系。试验研究表明：1，适度提高基座结构阻抗有利于隔振装置的隔振效果，当隔振系统的隔振效果不能满足设计的要求时，增大试验基座阻抗有利于系统的隔振效果,2，通过改变管路系统弹性元件的属性及其布局形式，能有效增大管路系统的阻抗，提高挠性管路系统的能量传递损失，有效降低隔振系统的基座振级。

为了控制结构振动引起的船舶辐射噪声，截取某型舰艇的机舱双层底并按比例缩减，建立了双层底结构的有限元模型，以舱室辅机设备离心泵机脚振动加速度作为单激励，离心泵与激振机激振力代表多激励，在20-400Hz频段内对单激励与多激励下双层底结构的频率响应进行分析，并计算了底桁和实肋板的结构声强，根据各实肋板和底桁的声强贡献度及声强矢量图对峰值频率的主要传递路径进行辨识排序；以此为基础在主要传递路径上布置阻振质量块，用声学边界元方法计算了双层底结构的远场辐射声，以研究频段内合成辐射声功率级为评价指标验证减振措施的可行性。研究发现双层底结构在单激励和多激励下的主要传递路径都位于激励侧下方，单激励变成多激励后系统的最大响应峰值频率由33Hz变成87Hz，底桁和实肋板的Y向结构声强和增大一个数量级；在主要振动传递路径布置阻振质量使双层底结构的声辐射减少了8.2dB。

声子晶体在减振方面拥有广泛应用前景，而带隙分析是将其付诸应用的首要前提。先利用有限元法研究结构与材料参数对带隙的影响，接着基于带隙特性分析的结果，根据实验所得的典型船用离心泵机脚的振动特性，设计以硅橡胶为基体、铅为散射体的声子晶体薄板。将声子晶体引入舱段减振设计中并进行相应的数值响应验证，结果表明：将所设计的声子晶体薄板插入舱段的内底板，在带隙作用范围内可有效阻抑振动传递，并降低舱段外壳的振动响应。

通过对我国高速动车组进行线路试验，发现车下有源旋转设备的不平衡质量所引发设备颤振会与车体地板发生耦合振动，影响车辆动力学性能。为研究有源车下设备与车体耦合振动特性，考虑车体的弹性振动，建立车体与车下悬吊设备的刚柔耦合动力学模型，分析有源旋转设备不平衡量对设备和车体振动的影响。结果表明，有源设备在特定频率范围内容易激发车体的低阶模态，随着不平衡量增加，导致车体振动逐渐增大。为减小车下有源设备振动
对车辆动力学性能影响，进行有源设备悬挂参数匹配研究，得出最佳悬挂刚度和阻尼；同时提出有源旋转设备的两级隔振方案，研究发现两级隔振方案能够有效降低车体垂向振动，最大可减小约26 %。

首先建立双层隔振多刚体动力学计算模型，研究系统参数对隔振效果的影响。然后以6L16/24柴油机为研究对象，在原有单层隔振系统的基础上进行双层隔振设计。最后针对所设计的双层隔振系统，在Ansys中建立曲轴、机体和中间质量块的有限元模型，进行子结构缩减；在AVL-Excite中建立柴油机柔性体虚拟样机模型，仿真计算各悬置点的加速度，基于此计算其1/3倍频程谱和振动量级，在设计阶段从振级落差的角度预测双层隔振柴油机的隔振效果。

为研究全频段加筋圆柱壳声辐射特性，基于VA-ONE建立FE-BEM混合法、FE-SEA混合法及SEA法低中高全频段的计算模型，并进行加筋圆柱壳辐射声功率的计算，从结构固有模态角度研究了各阶模态的声辐射效率。结果表明，加筋能够减小圆柱壳结构的总体辐射声功率，尤其可以减小低频段的辐射声功率；在中低频区，各阶模态的模态辐射效率具有较大差异，在中高频区，则相差不大。进一步研究了激励位置、壳厚、材质及辐射介质对加筋圆柱壳声辐射特性的影响。为减小加筋圆柱壳对外场点的辐射声功率，基于NCT模块及Design Optimization模块进行声学优化设计，结果表明，将GA算法与SQP算法或MMA算法组合使用不仅可以减少运算时间，而且可以获得较好的优化方案。

为探究非均匀发火多缸柴油机燃烧故障的诊断和定位方法，以轴系扭振理论为基础，首先分析非均匀发火柴油机谐波相位与发火间隔角的关系。接着基于AVL-EXCITE建立以50°/70°间隔发火的某V12柴油机轴系扭振集总参数计算模型，并设置不同负荷下各缸单缸失火故障，仿真计算其0.5谐次的相位和幅值，然后对该V12柴油机进行试验研究。仿真计算结果和部分缸失火故障试验数据的对比表明该V12机的0.5谐波相位以25°/35°交替转换，验证了理论分析的正确性。基于此提出根据0.5谐次幅值判断有无故障、A1缸基准相位差定位故障位置的故障诊断规则。

为了探究瞬时转速法的诊断机理，以5S50ME型二冲程柴油机为研究对象，测得柴油机在正常状态和故障状态时不同工况下的瞬时转速信号，得到不同工况下瞬时转速的变化规律，在此基础上，通过分析各工况下的瞬时转速波形图和频谱图，提出谐波幅值比和波动率峰值两种能有效反应柴油机故障状态的特征参数。以5缸机为研究对象，若1次谐波分量和5次谐波分量的谐波幅值比大于某一阈值，则说明柴油机存在单缸故障，并且故障缸为波动率峰值最小的缸。

探索双通道定位算法与盲源分离相结合进行噪声分离的可能。根据双通道空间定位理论，以声音传播过程中在双通道间产生的延时差和强度差为线索对混合信号进行分离。当待分离的辐射噪声中存在时频混叠或同一位置多个源时，双通道定位分离算法能分离出不同位置处源信号，然后利用盲源分离方法对同一位置处的多个源信号进行再分离。在Roomsim中进行分离方案的可行性验证，假设房间六个壁能100 %吸收所有频率信号，不存在反射与混响，对比分析声源位置及个数对分离结果的影响。结果表明，当源位置的个数不大于3时，双通道定位分离算法能有效分离出不同位置的声源信号，用盲源分离方法可进一步分离出相同位置处的不同源信号，但当源位置个数大于等于4时双通道定位分离算法的分离性能降低。

通过对内燃机的辐射噪声源进行分离和识别，得到的各独立噪声可为其减振降噪和监测诊断提供依据。在内燃机噪声源识别中，燃烧噪声和活塞敲击噪声在时域和频域上均有混叠，很难准确地将其进行分离。在半消音室中进行内燃机振动噪声试验，采集一路内燃机油底壳近场辐射噪声，先对其进行消除趋势项及滑动平均等预处理，减少随机误差成分，然后用集合经验模态分解得到IMF分量，用主分量分析降维，最后用快速独立分量分析进行盲源分离，并结合连续小波时频分析等方法进行识别。研究结果表明：通过采用单通道算法对内燃机油底壳辐射噪声进行分离和识别，可得到各独立分量，分别为内燃机的燃烧噪声和活塞敲击噪声。

采用优化传递路径方法，通过对海尔某型号冰箱后背板的工作模态进行分析，得出后背板的固有频率和振型，并提出对后背板结构进行优化设计，有效避免后背板与整机之间的共振，以达到减振降噪目的。