为了研究地铁车轮多边形对车体低频振动的影响，首先，调研了某地铁线路车轮多边形磨耗情况，在掌握地铁线路车轮多边形分布特征的基础之上，建立了考虑车轮多边形的弹性车体垂向动力学模型；其次，基于时域积分求解方法，研究了车轮多边形激励频率与车体低频振动的关系；最后，通过对比不同阶次的车轮多边形对车体低频振动的结果，讨论了服役条件下地铁车辆运行速度及车轮磨耗半径的变化对车轮多边形作用车体的影响规律。结果表明：1~3阶次的车轮多边形产生0~20 Hz的低频激励频率，当激励频率接近于车体1阶垂弯频率10.2 Hz时会产生共振，致使车体加速度响应增大；服役初期2阶车轮多边形对车体低频振动影响最大；随着服役过程中车轮半径的磨损，前3阶车轮多边形影响车体振动规律均发生改变。

高速列车制动闸片的摩擦块有开孔和不开孔两种形式，为研究摩擦块开孔结构对高速列车制动特性的影响，在自行研制的高速列车制动缩比试验台上，对有孔结构和无孔结构的摩擦块进行制动拖曳试验，并采用有限元方法对试验过程的振动噪声及界面热分布进行数值模拟。试验及数值分析结果表明：无孔摩擦块的制动系统会产生连续自激振动并激发出高强度尖叫噪声，而有孔摩擦块在一定程度上抑制了系统的不稳定振动和尖叫噪声的产生；相比于无孔摩擦块，有孔摩擦块可以改善界面热分布，其表面及与其配副的制动盘表面的温度都更为均匀。

针对压气机故障诊断中机理不清晰的问题，为了揭示叶片磨损后压气机部件特性偏差的变化规律，通过数值仿真分析方法研究了叶片在不同磨损程度下的部件特性变化规律。结果表明：叶片表面磨损相比于叶尖磨损引起的压气机性能衰退程度更明显，且转速越高，性能衰退的程度越大；叶尖间隙增大导致的效率衰退值随着压比增大呈现出先减小后增大的规律，其中在压气机的工作线附近，效率的衰退值随压比变化较为稳定，而流量衰退值随压比的增大而增大；叶片表面粗糙度增大后效率和流量的衰退值都随压比的增大而增大，在接近失速的压比下衰退值有减小的趋势；在工作线附近，不同程度的叶片磨损对流量的影响大于对效率的影响。该结果可为航空发动机气路故障诊断方法的研究提供理论参考。

针对管道内腐蚀损伤厚度难以定量诊断的问题，提出了一种采用超声导波的管道腐蚀损伤定量成像方法。首先，基于频域有限差分法，建立了管中多路径螺旋传播导波的数值模型，可以在已知厚度图时快速计算出导波接收信号；其次，计算空间内存在随机损伤时的接收信号，重复运行数值模型生成了包含3 500组样本的损伤信号数据库；然后，构建了一维卷积神经网络成像模型，使用生成的数据库训练模型，建立了厚度图和接收信号的映射关系，将接收信号输入成像模型以输出对应的厚度图；最后，通过实验验证了该方法的可行性。实验成像结果与真实值之间的均方差为8.604 8×10^-4，相关性系数为0.711 6，成像模型运行时间为0.538 5 s，这表明该方法可以实现管道中腐蚀损伤的厚度定量成像，且成像效率较高。

行星齿轮箱出现早期故障时，由于工业环境的背景噪声干扰和故障冲击在复杂传递路径中衰减，其微弱故障特征难以有效提取和识别。针对此问题，提出了稀疏引导的改进经验小波变换（improved empirical wavelet transform，简称IEWT）结合多点最优最小熵解卷积（multipoint optimal minimum entropy deconvolution adjusted，简称MOMEDA）的微弱故障特征提取方法。首先，提出了一种新的故障综合指标（fault composite index，简称FCI），结合信号频谱的幅值包络线将原始信号自适应分解为一组IEWT分量；其次，通过稀疏引导方法选出敏感分量作为原始微弱故障信号的稀疏表示；最后，对敏感分量信号进行MOMEDA处理，降低信号噪声并提取微弱信号故障特征频率用于检测。仿真和实验结果表明，所提方法对含有噪声的非平稳非线性行星齿轮箱故障信号有良好的诊断效果，验证了该方法的有效性，为工程实践中行星齿轮箱弱故障的诊断和检测提供了一种方法。

为了研究大跨屋盖表面风压非高斯特性及极值风压分布，对某高铁站房屋盖进行了风洞测压试验。首先，对表面风压进行高斯分布和非高斯分布的划分；其次，对比3种不同单一概率分布（Gumbel、Lognormal和Weibull）及其对应的组合分布（双Gumbel、双Lognormal和双Weibull）对屋盖表面风压时程的拟合效果，并比较了组合概率分布获取的极值风压与修正Hermite法的估计结果；最后，给出全风向角下屋盖极值风压分布。结果表明：组合概率分布对风压时程的拟合效果优于单一分布，组合分布在同一保证率下的极值估计结果好于单一分布；组合分布在99.90%保证率下的估计效果总体上优于修正Hermite法；极值风压随风向角变化显著，在全风向角下极小值风压系数在屋盖边缘侧中部最小，可达到-5.9。

针对煤矿锚杆钻车姿态估计中惯性导航的多源噪声，提出一种基于噪声敏感先验的改进变分模态分解（variational mode decomposition，简称VMD）惯导异构信号降噪方法。首先，利用加速度和角速度时频域参数特性变化，探究捷联惯导异构信号的噪声敏感差异和多源噪声作用规律；其次，根据异构信号噪声敏感先验和最大峭度变化趋势，构建双分解层，并通过能量波动模型监测在不同分解层下模态分量的能量变化，避免参数固定造成的过分解和欠分解问题，实现对惯导异构信号同步VMD分解；然后，根据皮尔逊相关系数（Pearson correlation coefficient，简称PCC）拟合兼顾噪声敏感差异的模态筛选参数——联合相关系数P，筛选有效模态分量，实现惯导异构信号同步降噪；最后，将所提方法与惯性信号降噪基准方法，即互补集合经验模态分解（complementary ensemble empirical mode decomposition，简称CEEMD）和改进的自适应噪声完备集合经验模态分解（improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise，简称 ICEEMDAN）进行降噪结果对比。结果表明：所提方法兼顾异构信号噪声敏感差异，实现了异构信号同步分解与重构，提升了惯性测量信噪比，改善了矿用锚杆钻车姿态初始化精度，俯仰角误差减少81.818%，航向角误差减少87.958%，消除了横滚角误差，为精准支护奠定了良好基础。

针对应答器周围存在大量金属物影响其电磁传输性能的问题，在电磁场仿真软件中建立应答器天线模型，从金属面面积、金属面到应答器垂直距离及金属面厚度3个方面进行仿真实验，得到不同参数下应答器上行链路信号幅度曲线，计算应答器传输性能指标值并分析其传输性能所受的影响。研究表明：金属面面积越大，应答器传输模块（balise transmission module，简称BTM）接收安全报文帧数等性能指标越小，且减小程度越明显，来自旁瓣区的干扰越大，当金属面积大于320 mm×320 mm时，不能满足应答器上行链路场强一致性要求；金属面到应答器距离绝对值越大，来自旁瓣区干扰越小，其值大于123 mm时才能满足场强一致性要求； 金属面厚度越大，来自旁瓣区干扰越大，其厚度不应超过1 mm。

为监测分布式驱动电动汽车中轮毂电机运行状态，确保整车运行安全，提出一种基于改进的多类支持向量数据描述（multi⁃class support vector data description，简称MCSVDD）的轮毂电机故障诊断方法。首先，针对MCSVDD算法的改进，基于近邻传播（affinity propagation，简称AP）聚类算法提出了MCSVDD以“距离类内簇中心最小”的类别判断法则，并基于Weibull函数构造了Weibull核函数，用于优化数据描述模型；其次，针对轮毂电机运行状态的多维特征参数组，提出一种基于最小距离传播鉴别投影（minimum⁃distance propagation discriminant projection，简称MPDP）的降维法，提高了不同工况下轮毂电机故障状态的可分性；最后，定制带有典型轴承故障的轮毂电机，采集7种工况下的振动信号，验证所提出方法的有效性。结果表明：基于MPDP降维后的轮毂电机运行状态观测样本的可分性优于线性判别分析（linear discriminant analysis，简称LDA）、局部保持投影（locality preserving projection，简称LPP）及最小距离鉴别投影（minimum⁃distance discriminant projection，简称MDP）方法，基于Weibull核函数的MCSVDD状态识别系统的识别精度整体高于基于多项式和高斯核函数的MCSVDD系统。

针对当前国内外磁浮列车靴轨系统检测指标较单一、缺少100~140 km/h速度范围检测数据等现状，提出了一个全面高速磁浮列车靴轨系统检测框架。首先，结合弓网和靴轨系统测试相关标准与规范，设计了包括靴轨接触力、振动加速度、受电靴电流、燃弧及靴轨横向几何参数的检测方法；其次，提出将视频监控、数据统计分析功能相结合的随车实时侧部靴轨监测系统，并开发了原始检测数据提取处理分析的配套程序；最后，以某中低速磁浮线为试验对象，对磁浮列车各速度等级测量的数据进行了分析。结果表明：磁浮列车上下运行弓网动态性能存在差异；膨胀接头处接触力、振动程度比中间段较大，靴轨动态性能较差；靴头振动主要来自垂向振动。相关研究揭示了磁浮列车靴轨系统在不同工况下的特性与问题，为磁浮列车靴轨系统的进一步优化提供了理论支持和实践依据。