以阻尼材料用量为约束，以最大化结构损耗因子为目标，利用有限元方法实现圆形阻尼层合板的拓扑优化设计。对优化前、后的圆形阻尼层合板进行振动实验，测试结果表明优化后结构阻尼比是优化前的1．3倍。基于结构阻尼比与单位体积结构损耗因子均表示结构件标准化阻尼能力及单调变化相同的特性，以实测结构阻尼比表征单位体积结构损耗因子，验证结构拓扑优化设计的有效性。即优化设计圆形阻尼层合板构型能有效地降低阻尼层的用量，提高阻尼层的利用率，增强结构的阻尼特性。

针对变幅杆振动分析的一维振动求解理论和齿轮超声加工研究现状，提出基于三维弹性动力学方程，利用能量变分原理，采用里兹法求解特征值的方法，统一了圆锥、圆截面指数形和悬链形变幅杆的扭转、纵向、弯曲振动的固有频率和振型求解方法；计算了不同直径比、长径比变幅杆的四位有效数字无量纲固有圆频率。设计加工了大、中、小截面指数形变幅杆，并利用锤击激励法做了模态实验。对其一维欧拉一伯努利、三维振动里兹数值法、有限单元法、实验模态法进行对比分析，结果表明：三维振动里兹数值法求解结果比一维振动求解理论准确，可以作为其他数值求解方法的验证标准；为其他非均匀截面变幅杆的振动特性分析提供了一种新的求解方法。

密封是透平机械减小泄漏的关键部件,其气流激振特性对转子系统稳定性具有重要影响。该研究基于计算流体力学与多频涡动密封动力特性系数识别方法研究逆滞流迷宫密封气流激振特性,计算分析逆滞流喷嘴结构参数及位置对迷宫密封动静特性的影响,揭示其抗气流激振机理。结果表明:逆滞流喷嘴能有效抑制周向流动,改善密封腔压力分布,提高系统稳定性;与传统迷宫密封相比,逆滞流迷宫密封具有更小交叉刚度k、更大直接阻尼C与有效阻尼C eff,特别在低涡动频率下,效果更显著;相同结构参数逆滞流喷嘴的径向位置存在最佳值,当型心高度h c=1.65 mm(径向中心)时密封有效阻尼C eff最大;增大喷嘴进口高度h in、减小进出口高度比例h out/h in均有利于提高系统稳定性;喷嘴进口高度h in=1.00 mm、进出口比例h out/h in=0.25、型心高度h c=1.65 mm为计算工况下最优结构,但泄漏...

为使斜撑式超越离合器二轴总成具有良好的动态性能,采用集中参数法建立了四自由度横-扭耦合动力学模型,并运用龙格-库塔法对此非线性系统进行了数值求解,分别研究了斜撑式超越离合器扭转刚度和扭转阻尼对齿轮动态传递误差和动载荷的影响,以及齿轮重合度对斜撑式超越离合器动态溜滑角、最大冲击力及稳态接触力的影响。研究结果表明①系统在较低的激励频率范围内,齿轮动态传递误差和动载荷随离合器扭转刚度增大而减小,而在较高的激励频率范围内变化相反;②齿轮动态传递误差和动载荷随斜撑式超越离合器扭转阻尼增大而减小;③斜撑式超越离合器动态溜滑角、最大冲击力、稳态接触力随齿轮重合度增大而增大。

针对小型甘蔗收获机切割器振动导致破头率高的问题,通过设计不平衡质量块构建切割器的激振源,模拟切割器的动不平衡,实现了刀盘的可控振动,并通过力学计算、仿真验证了试验的可行性。通过仿真及物理试验平台砍蔗试验,探究了刀盘振动对切割力,以及切割力对宿根切割质量的影响关系及作用机理。仿真表明,当切割力最大时,轴向切割力约占总切割力的92.6%;试验表明,振动对切割力影响显著,在1.02~1.20 mm振幅范围内切割力呈线性上升趋势;轴向切割力与宿根切割质量的相关系数为0.91~0.95,刀盘振动对甘蔗宿根切割质量的影响主要是通过轴向切割力的作用来实现的。

针对机械设备的状态监测和故障诊断面临的先验样本数据少、样本空间不完备的“小数据”困境,提出了基于测地流核函数的域自适应故障诊断方法。以有限的先验样本数据作为源域,以实际监测数据作为目标域,分别提取设备状态特征并将特征分布子空间嵌入格拉斯曼流形,基于测地流核函数对源域和目标域在特征分布结构上的相似性进行度量,从而实现域自适应基础上的故障诊断。基于轴承振动数据的试验验证表明,基于测地流核函数的域自适应故障诊断能够有效抑制工况变化、采样母体差异的影响,提高故障诊断正确率。

为研究温度力作用下无缝线路钢轨的振动及传递特性,基于有限元方法,建立钢轨实体模型,分别对钢轨施加垂向和横向0~2000Hz简谐荷载,从频域角度分析不同温度力下钢轨的垂向和横向振动及传递特性。研究结果表明,随着钢轨温度的升高,钢轨垂向共振和pinned-pinned共振频率及振幅均有所减小;小于钢轨共振频率(300Hz)的范围内,钢轨垂向振动衰减最快,钢轨振动频率越高,沿线路方向传递越远;不论温升还是温降都会减缓钢轨垂向共振的衰减;随着钢轨温度的升高,钢轨横向共振频率有所减小,振幅有所增大;与垂向振动传递相比,温度力作用对钢轨横向振动传递影响较小,仅对横向弯曲共振频率(135Hz)以下频段的振动传递影响较大。

利用有限元法求出了微线段齿轮的时变啮合刚度,考虑微线段齿轮齿廓的特殊性,建立了单自由度微线段齿轮传动系统的动力学模型,模型中考虑了综合误差、时变啮合刚度以及齿侧间隙.通过数值仿真分析了比对两种齿轮系统在不同转速、载荷下的动力学响应,并指出了系统的亚谐共振及其幅值跳跃特性.对比分析了两种齿轮的分叉特性,结果表明,微线段齿轮相比普通渐开线齿轮具有更好的稳定性,其系统的混沌转速区间小,在中高速重载时其系统振动幅值小,传动更加平稳.

颤振问题严重制约了微铣床的加工效率和加工质量 .加工过程中刀具的磨损使得系统的颤振稳定性预 测精度逐渐降低 .为解决上述问题 , 引人时变可靠性理论 , 并用 Gamma过程描述刀刃半径随切削时间的变化关系 .建 立 了系统的时变切削力 、 时变稳定性和时变可靠性模型 , 分析了给定条件下系统的颤振稳定性和颤振可靠度随加工时间的 变化关系 .给出了微铣削在高速铣削过程中在给定切深和主轴转速下系统的颤振时变稳定性和颤振时变可靠性的算例 研究 .研究表明 ： 随着加工时间的增加系统的颤振稳定性逐渐降低 , 该方法能够更准确的预测出不同加工时间内系统的稳定性 .

提出极点配置方法设计分流扬声器电路参数,从而实现管道噪声控制。建立管道-扬声器耦合的数学模型以及分流扬声器数学模型,并求解得到分流扬声器控制系统的极点特征方程。运用主导极点的性质,推导出最佳的电阻值和电感值。并且通过数值计算分析分流扬声器在不同位置时的控制效果,从而分析得到最佳的分流扬声器位置。通过实验初步验证了所设计的分流扬声器控制管道噪声的效果。从数值计算和实验的结果中可以看出 通过极点配置方法设计的分流扬声器电路参数以及分流扬声器位置对管道噪声的控制效果良好。