针对Helmholtz方程最小二乘法（HELS）对多源相干声场进行重建无法得到满意的结果这一问题，提出一种改进的HELS方法。其基本思想是，辐射声场由多个相干声源产生的一系列声场叠加而成，每个声源产生的声压可以用球面波函数构成的正交函数的线性组合表达。组合系数可通过测点的声压来确定。采用预估基函数展开项数和循环迭代法相结合的优化方法确定基函数的最佳项数，提高了计算效率。在求解系数向量的过程中采用奇异值分解和正则化方法，减轻了逆问题求解过程中产生的不适定问题。数值仿真表明，改进的HELS方法能有效地重建多源相干声场，并可估计每个声源对声场的贡献，具有声场分离的作用。

压电陶瓷是一种智能材料，可以在结构健康监测系统中同时用作传感器和驱动器。基于压电阻抗的损伤识别技术的基本原理，对裂纹钢梁进行了损伤识别和定位的实验研究。将三片压电陶瓷（PZT）粘贴在钢梁表面的不同部位作为驱动器和传感器，通过测量梁损伤前后压电陶瓷片的电阻抗变化来识别梁中的裂纹损伤。从导纳（阻抗的倒数）幅值谱曲线中提取裂纹梁的反谐振频率，通过比较各压电片位置的反谐振频率变化识别了裂纹位置；同时比较不同损伤工况下的反谐振频率变化定性地识别裂纹梁结构的损伤程度。

光滑环形气体密封动态特性对透平机械转子系统稳定性有直接影响。建立三维数值分析模型,应用基于微元理论的密封动力特性系数识别方法计算光滑环形气体密封在2种出口状态(非阻塞/阻塞)、5种偏心率(ε=10%,30%,50%,70%,80%)以及3种长径比(L/D=0.5,1.0,1.5)工况下密封动态流动特性。结果表明:在不同出口状态下(L/D=1.0),密封直接刚度系数均随偏心率及涡动频率的增加而减小,交叉刚度系数绝对值与直接阻尼系数随偏心增加而增大。密封在高偏心情况下,必须考虑偏心率对密封特性系数的影响,不能简化为传统四个动力特性系数。不同涡动频率下,有效阻尼系数随偏心率、长径比增大表现相反的变化趋势,低频涡动、高偏心、长径比越大的转子系统更容易失稳。

利用自制磁流变液及其可控简单、成本低等优点,提出了一种使用磁流变液润滑的可控浮环轴承。采用Herschel-Bulkley模型对包含剪切稀化效应的磁流变液剪切特性进行了建模;通过自制的磁流变仪测试系统测试并识别了所制磁流变液的模型参数;利用识别的参数分析了磁流变液润滑浮环轴承的动态特性及可控性;分析了采用此种轴承的转子系统的抑振效果。结果表明,磁流变液润滑浮环轴承在外加磁场后有较好的振动抑制作用。同时,相较于磁流变液润滑普通滑动轴承,磁流变液润滑浮环轴承有更好的抑振效果,且减小了轴颈摩擦力矩,降低了摩擦功耗。

考虑多种非线性因素作用下,将磁流变液阻尼器(MRD)引入水轮发电机组非线性振动模型中,建立了基于磁流变液的机组非线性动力模型,研究磁流变液对水轮发电机组轴系振动的影响。通过与传统机组非线性模型进行对比研究,结果表明,使用MRD阻尼被动控制,能够明显改善水轮发电机组系统的动力响应。MRD可以在机组系统周期运动时减小其振幅和速度响应,而不改变其运动形式;并能够抑制某些过渡工况下转速升高后出现的复杂拟周期运动,并减小其振幅波动。

针对滚动轴承支承下的双盘转子系统,考虑由于滚动轴承刚度变化而产生的变柔性(Varying Compliance,VC)振动,利用Lagrange方程建立了双盘转子-轴承系统动力学模型。在此基础上,考虑滚动轴承外圈、内圈局域损伤的典型故障,运用数值积分法,分别研究了系统轴承外圈、内圈局域损伤对系统动力学特性的影响。结果表明轴承内外圈损伤会对双盘转子系统的动力学特性产生较大的影响,特别是在低转速阶段,轴承内外滚道出现损伤故障都会使其振动信号增大,且随着损伤的宽度越大,振动信号增大得越明显;外滚道的损伤会对轴承游隙的非线性因素产生干扰,而内滚道的损伤则会增强这一因素的作用。

奇异值分解（Singular Value Decomposition, SVD）可以将信号线性分解成一系列分量.通过深入分析基于Hankel矩阵的奇异值分解的基本原理和存在问题,揭示了奇异值分解的线性分解、重构分量频域无序和带通滤波等三个基本特性,据此提出了共振加强奇异值分解方法.数值仿真结果表明：所提方法不但很好地解决了传统奇异值分解的频域无序性问题,而且可以在任意给定频率附近,实现给定带宽的线性带通滤波,完整提取原始信号的幅值、频率和相位特征.这是现有各信号处理方法都没有的优势.将所提方法成功应用于某型涡桨发动机振动监测中的特征频率提取,结果表明方法具有优异的特征提取效果.

针对旋转机械故障特征需要人工提取、复杂故障识别困难和诊断模型鲁棒性差的问题,在经典卷积神经网络AlexNet基础上,提出基于一维深度卷积神经网络的故障诊断模型,模型采用改进的一维卷积核和池化层以适应一维时域信号。相比传统智能诊断模型的人工特征提取和故障分类两阶段模式,该模型将两者合二为一首先利用多个交替的卷积层和池化层完成原始信号自适应特征学习,然后结合全连接层实现故障诊断。通过轴承和齿轮箱健康状态监测实验表明,提出了模型可以实现高精度、稳定和快速的故障诊断,并与BP神经网络、SVM、一维LeNet5模型和经典AlexNet模型对比,证明了提出模型的优势,最后通过PCA可视化分析说明模型在特征提取上的有效性。

为实现空间各方向振动能量的获取,设计了一种压电悬臂梁式三维振动能量采集器.系统动力学建模以及势函数和非线性磁铁力的分析,揭示了采集器通过双稳或单稳振荡特性而有效获取空间各方向振动能量的机制.仿真模拟和实验测试结果表明,对于一定带宽和强度的随机激励,系统至少存在一个最优的初始磁铁间距,可在两个坐标轴方向同时实现最优机电能量转换,同时保证第三个方向上的次优.对于实际振动环境,确定一个最优的初始磁铁间距,可实现高效的、结构间距无需实时调整的振动能量获取.

对液压减振器在衰减悬架系统振动过程中的发热问题通过计算机仿真进行了初步的研究，对减振器发热及其影响因素进行了比较全面的分析，得到了一些重要的指导性结论，也为后续研究奠定了良好的基础。