在线、实时、准确监测舰船螺旋桨推力对船-机-桨匹配设计、舰船快速性预报及推进轴系健康管理等具有重要意义。然而，受轴系振动及环境干扰等测量噪声影响，螺旋桨推力产生的微弱应变信号易被测量噪声淹没，导致难以准确测量推力。当前，一些常用的信号降噪方法，比如傅里叶变换、小波分析等均是基于纯数据降噪，未考虑测量数据中潜藏的力学机制。不同于这类降噪方法，Kalman滤波可同时考虑测量数据噪声及数据中的力学机制，对目标实现最小方差无偏估计，因而有更高的估计精度。因此，本文利用Kalman 滤波结合应变测量信号提出一种螺旋桨推力高精度、在线辨识方法。以恒定转速、变转速及低频波动转速3 种工况为例，研究了不同信噪比下本文方法的推力辨识精度与鲁棒性。研究表明，在信噪比仅为20 dB时，推力辨识最大相对误差仅为4.85 %，因此本文方法在低信噪比下仍有很高的辨识精度与鲁棒性。同时，本文提出方法属于时域辨识方法，在转速突变、螺旋桨缠绕渔网等突发工况时亦能实时跟踪推力变化，因此可用于螺旋桨推力及轴系状态的在线、实时监测。

螺旋桨纵向激励力是引起舰船艉部振动噪声的重要原因之一，对其研究有利于舰船艉部的振动噪声控制。通过面元法耦合有限元法建立螺旋桨双向流固耦合动力学模型，计算P438X系列螺旋桨在不均匀流场下的纵向激励力，研究桨叶弹性、侧斜角等因素对纵向激励力的影响。结果表明：当激励频率小于螺旋桨一阶固有频率一半时，桨叶弹性效应对纵向激励力影响很小，可对其按刚性螺旋桨处理；当激励频率接近螺旋桨一阶固有频率时，桨叶弹性对纵向激励力有显著放大效应；刚性螺旋桨侧斜角越大，纵向激励力越小，然而考虑桨叶弹性后，过大的侧斜角将降低桨叶各阶固有频率，从而恶化纵向激励力。因此需要结合激励频率、桨叶固有频率设计合适的侧斜角。

由于人耳的复杂几何形态、超微结构特性，很难通过实验测量其动态响应，所以建立精确有限元模型对研究人耳声音传导特性有非常重要的作用。而现有人耳模型中耳蜗部分多没有考虑其内部两腔体积不对称。在原有所建人体外耳、中耳力学模型基础上，参考耳蜗尺寸实验测量数据，建立考虑耳蜗两腔不对称的整耳模型。并在外耳道施加90 dB的声压，利用有限元软件对模型进行谐响应分析。最后，分别通过镫骨底板位移频响、鼓膜脐部位移频响、镫骨速度传递函数、耳蜗输入阻抗的仿真结果数据与国外实验测量数据进行对比，从而验证所建模型的可靠性。

在几何构型或材料特性方面具有空间重复特性的一类结构，称为周期结构，如桁架、加强筋板等。在一定频率范围内，周期结构能够阻断弹性行波在其中传递，该特性可应用于隔振器开发。现有周期结构隔振分析大多基于无限长假设，即假设周期结构在几何空间中可无限延伸，因此只有行波解具有物理意义，非行波模式则被忽略。然而，工程中隔振系统都是有限长的，因此非行波解的确存在，故其能量传输特性具有研究价值。周期桁架有限元数值仿真结果表明，周期结构行波解的功率因数始终等于1，说明频散曲线与能量传输效率有关。据此引入效率指标函数，通过其响应表面局部极大值、极小值的连线，将频率-波数空间划分为能量传输高效区和低效区。该划分方式能统一处理行波解和非行波解的情况，拓展原有带隙分析适用范围，为有限周期结构能量传输效率分析提供新途径，对于隔振器开发设计具有重要参考价值。

针对水润滑复合材料轴承的摩擦学性能开展实用性实验研究。采用新型聚四氟乙烯复合材料制备水润滑轴承，并测试其在水润滑条件下的摩擦学性能，给出摩擦因数随外载荷、转速、供水量和径向间隙之间的变化规律。研究结果表明：外载荷和转速对摩擦性能有着较大的影响，同时，存在最佳供水量和最佳半径间隙使得轴承的摩擦因数最小、磨损最少。研究结果对新型复合材料水润滑轴承的结构设计与优化具有一定的指导意义。

法兰式液压联轴器作为船舶动力传递的关键部件，在造船工业中得到越来越广泛的应用，但目前对其抗冲击特性的研究较少。基于非线性接触理论，建立某法兰式液压联轴器接触分析模型，获得最大扭矩工况下联轴器各部件的应力分布。在此基础上，基于现代冲击理论，分别采用频域法和时域法对其进行抗冲击特性分析。计算得到该液压联轴器在冲击载荷作用下的应力分布，为船舶设备的抗冲击评估和设计提供依据。研究结果表明，该液压联轴器符合抗冲击性能要求。

液压螺栓由于装拆方便，可承受大扭矩而在舰船轴系中得到广泛应用。基于非线性接触理论，建立某型液
压螺栓接触有限元分析模型，获得最大扭矩工况下液压螺栓的接触应力。基于现代冲击基础理论，建立液压螺栓抗冲
击仿真模型，分别采用频域法和时域法对其进行考虑接触应力时的抗冲击性能仿真。计算得到该液压螺栓冲击载荷
作用下的应力分布，为其抗冲击设计与评估提供依据。研究结果表明该液压螺栓符合抗冲击要求。

针对船舶轴系纵向振动控制展开研究。结合智能材料磁流变弹性体结构特点，提出一种新型动力吸振器结构--磁流变弹性体动力吸振器 (MRE-DVA)—的思想，通过利用磁流变弹性体的刚度可调特性设计一种新型的宽频吸振器，实现变转速工况下对船舶轴系纵向振动的有效控制。加工相应的轴系半主动控制吸振器，并进行移频效应测试试验，验证利用磁流变弹性体流变特性设计动力吸振器的构想，从而为推进轴系的纵向振动控制提供理论和工程依据。

针对某型立式给水泵机组的水润滑轴承—转子系统的动力学特性展开研究。建立立式给水泵机组的水润滑轴承的动力学分析模型，针对不同工况下的膜厚比判断水润滑轴承所处的润滑状态。根据不同润滑状态下水润滑轴承不同的动力学建模方法，分析相应的水润滑轴承—转子系统动力学特性，并对比二者之间的差别。分析结果对立式水润滑轴承—转子系统的结构设计具有一定的指导借鉴意义。

为治疗感音神经性听力损伤，设计的中耳植入式助听器，近年来已成为国内外研究的热点。提出一种砧骨激励式中耳植入助听装置，设计时综合考虑植入位置、空间、手术过程等，并对加工出的装置进行了相关实验。该装置采用压电式作动器，结构简单，作动器产生的力能够高效地传送至听骨链。在设计过程中使用有限单元法（FEM）对装置的共振频率和输出位移进行预估，仿真及实验结果说明该作动器具有良好的动态响应特性，谐波失真度小于1 %，在6.9 Vrms电压驱动下能够提供相当于鼓膜处90 dB SPL激励的效果，可以激励镫骨产生足够的位移以补偿听力损失，是一款有效的助听装置。

针对传统压电式人工中耳输出增益较小、工作频带窄的问题，提出利用压电叠堆型压电振子激振砧骨体来补偿听力。为验证该方案的可行性，搭建由送声器、测声探管、压电振子及激光测振仪等构成的颞骨实验台，对振子动态特性、听骨链在声激励下及压电振子激振下的动态特性进行了测量。通过对比分析镫骨在两种激励下的运动情况，研究压电振子的听力补偿情况。结果显示，该砧骨激励式压电振子在低功耗、低电压下，便能对听力损伤进行有效补偿。此外，该压电振子听力补偿时还具有高频性能优异的特点，一方面在同等驱动电压下，高频补偿能力更强，能激起高达130 dB鼓膜声激励对应的运动幅度；另一方面，对高频段听力补偿时，具有较高的清晰度。

介绍设计一种嵌入式船舶推力轴承纵向橡胶减振器，以隔离由于螺旋桨脉动推力激励而引起的船舶轴系纵向振动。首先，建立减振系统的动力学简化模型，通过计算分析对减振块刚度参数进行优化设计；其次，根据刚度优化结果和相关经验公式对橡胶减振块的外形尺寸进行设计；最后对减振块的强度特性进行校核分析。结果表明所设计的减振器满足强度指标要求；在此基础上，提出橡胶减振块在推力轴承上的具体布置形式、开槽及装配固定方案，为船舶推力轴承纵向减振器的设计计算提供参考。

船舶齿轮箱是中高速柴油机主推进系统的重要组成设备，随着柴油机隔振性能不断提升，齿轮箱的振动源不断突出，已成为影响船舶声学性能的重要振源，迫切需要突破齿轮箱隔振技术，对齿轮箱采取与柴油机一致的振动控制措施。论文以带齿轮箱的某双机并车柴油机推进系统进行隔振设计研究，设计硬弹性隔振器实现齿轮箱的振动控制，用有限元方法对隔振装置进行模态分析，通过试验验证预期的隔振效果。

针对船舶轴系的纵向振动情况，建立“螺旋桨—轴系”纵向振动的动力学模型，并推导出其前3阶模态振型。同时，建立轴系的有限元模型，并将计算结果与解析解进行对比。提出用动力消振的方法对船舶轴系的纵向振动进行抑制。通过对实际转速下轴系纵向振动情况的仿真模拟，发现在船舶正常工作范围内，轴系的实际振动状况与其1阶模态十分接近，于是利用轴系纵向振动的响应在其第1阶模态处进行截断，列出轴系加装动力吸振器之后的动力学微分方程，并推导出加装动力吸振器后系统的响应表达式。针对系统的响应公式，设想利用磁流变弹性体材料制作宽频动力吸振器，并进行简单的概念设计。提出的设计方案为船舶推进轴系振动抑制提供一种新的思路。

电力变压器绕组的模态参数与绕组结构振动特性、动力特性优化设计及振动故障诊断密切相关，考虑到传统的模态识别方法在获取变压器绕组这类非线性系统参数时的局限性，在对某10 kV实体变压器绕组进行轴向激振实验的基础上，引入复小波变换法对测试得到的振动信号进行分析，同时使用Crazy Climber算法提取小波脊线，得到变压器绕组的前三阶固有频率及其对应的阻尼比。计算结果与目前通用的频域识别方法Poly Max法识别结果的良好吻合说明计算结果的正确性。此外，计算结果表明基于小波变换的模态参数识别方法具有较强的抗干扰性能力，适合于分析变压器绕组这类复杂结果的模态参数。

根据动力学理论将特种输液（汽）管道简化为Euler-Bernoulli梁，根据边界条件及实际工况，应用解析方法解出系统的前3阶固有频率。从结果中发现温度、隔热层和接头边界条件影响特种输液（汽）管道的横向振动固有频率。同时采用ANSYS分析软件建立管道的有限元模型并对其进行模态分析，得到各阶固有频率数值解。将解析方法和数值方法所得固有频率与模态试验结果对应频率值进行对比分析，比较结果表明计算结果同试验测得的频率符合很好。

(大型电力变压器传统的电测法故障诊断不仅过程复杂而且还不能有效地识别故障原因。由此，基于隐马尔科夫模型（HMM）和模糊集诊断识别原理的基础上，提出了对变压器绕组故障识别更有效的方法，即双规识别法。通过理论仿真并结合实验验证，这种方法可以对变压器的状态类型作出准确的识别。

针对船舶动力轴系的安全运行考虑，开发出一套综合性的轴系振动在线监测系统，对船舶轴系等动力机械轴系工作状态进行实时监测，通过连续在线监测轴系运行的重要振动参数，及时了解动力装置和轴系的运行状况，为船舶等动力机械安全可靠的运行提供保障。以ARM加DSP为开发平台，综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统，并在柴油机试验台架上进行试验验证，试验结果表明该轴系振动监测系统能实现较高精度的监测。

通过有限元方程求出充液管道的力和位移响应，由力和位移响应求出管道系统的功率流及能量分布，从能量角度对管道振动进行定量的评估。从减少管道自身的振动出发，以管道平均长度的能量为评估值，定量地评估在采用不同的支承时管道的振动程度，并与传统的以管道振动位移为评估值的振动评估方法进行对比。结果表明，以能量作为评估值的方法比以位移作为评估值的方法更准确，可为管道系统的振动控制提供更为有效的理论依据。

在模仿研究奥米亚棕蝇(Ormia ochracea)的听觉系统定位机制的基础上，提出一种新型的声定位装置及相应的定位理论。该仿生声定位结构的声感应部分包括三个弹性振膜，以及连接三个振膜的耦合杆等力学元件组成。对该结构的动态特性分析表明：声激励的入射方向同三个振膜的响应之间存在特定的关系，通过分析两者之间的对应关系，提出一种定位理论，该定位理论表明可通过检测并分析三个振膜的相应状况，计算得到声激励的入射角度。

利用中耳与压电振子的耦合力学模型，研究设计人工中耳压电振子。该力学模型基于一无任何听力损伤病史的成年志愿者的左耳，利用CT扫描和逆向成型技术建成模。模型的可靠性通过镫骨底板的位移计算结果与国外文献实验测得数据进行对比加以验证。最终设计的压电振子采取悬浮结构，由绑定装置、压电叠堆及质量块所组成，仅需简单的手术便可直接将其植入在砧骨长突上，且只需要10.5 Vrms的驱动电压便可以对镫骨激起相当于鼓膜处100 dB声压激励的振幅。

针对某一实船的轴系布置，考虑轴承支撑刚度与船体变形，进行轴系的合理校中计算，分析支撑刚度与船体变形对轴系校中计算结果的影响。

基于滤波器组分频的波形策略是电子耳蜗语音处理策略中重要的一类方案。利用Matlab中的Simulink建模工具，对该策略的连续交替采样算法（Continuous Interleaved Sampling Approach CIS）进行简化建模仿真。并根据汉语频率范围和硬件实现的要求，对算法中关键部分滤波器组分频模块进行改进。最后通过仿真直观地验证该模型的合理性与可靠性。

为了更加有效地识别绕组的变形故障，在基于机械振动频响法对变压器绕组进行检测的基础上，提出了标示绕组形变程度的振动频响曲线相关系数。通过对大型变压器的绕组进行人为故障设定，利用机械振动频响法对故障绕组进行检测，试验证明该振动频响曲线相关系数对判断变压器绕组变形具有较高的灵敏度。

通过对非晶合金变压器的实验和对其有限元建模并进行理论分析和计算，对变压器的振动噪声源进行分析和探究；分别取变压器振动与噪声信号在不同频率下进行实验，并获得数据进行分析，最终实验和理论得到相同的结论，即确认变压器的噪声主要是上夹件结构受激励振动辐射噪声而非变压器的电流噪声，这对变压器进一步提出降噪措施具有实际的指导意义。

随着低温技术的发展，低温液体产品已在许多领域中发挥着重要作用。管道系统作为一种最有代表性的流体输送系统，广泛应用于众多工业领域。输流管道在工作过程中由于流体运动状态的变化诱发出流体、管道间的耦合振动，及低温输流管系表现出的振动特性，一直受到学术界和工程界广大研究者的重视和研究，本文对此研究工作做了综述和讨论。