针对现有模型不适用于木棉纤维材料流阻率预测的问题，测试了不同体密度的木棉毡。首先，使用已有的预测模型计算了木棉毡的流阻率；其次，通过对测试值拟合，给出了适用于木棉毡流阻率预测的经验模型；最后，考虑不同体密度下木棉纤维的截面形状与排布，基于Tarnow模型和哈根‑泊肃叶流动假设，通过推导微单元中的平均速度和摩擦力，给出了纤维圆形截面和扁平截面下木棉毡流阻率的分析模型，并使用压扁率对模型进行了修正。结果表明：与测试值对比，已有模型的木棉毡流阻率预测精度较低；修正模型适用于介于两种截面之间的过渡状态，修正后的模型在体密度20~180 kg/m³范围内具有较高的预测精度。

为了分析高超声速飞行器的可靠性，将高超声速飞行器纵向模型等效为悬臂梁结构，并为其建立了极限状态函数。针对极限状态函数中变量参数的不确定性，提出了一种基于两阶段Kriging模型的混合可靠性分析方法。首先，第1阶段以满足一定精度的可能失效点为采样中心，选取初始样本点构建初始Kriging模型，使模型满足一定的精度；其次，第2阶段基于一次可靠度方法和初始Kriging模型对飞行器进行混合可靠性分析，该阶段结合学习函数对Kriging模型进行自适应更新，提高了可靠性计算的效率和精度；最后，在极限强度、悬臂梁高度和宽度的不同分布条件下，与已有的方法进行了对比。结果表明，所提方法能满足高超声速飞行器可靠性分析的实时性和精度要求。

针对介电弹性体驱动器非线性动态特性难以准确捕捉的问题，提出了一种介电弹性体驱动器参数辨识方法。首先，基于瞬态提取变换 （transient‑extracting transform，简称TET） 的时频变换方法，利用扫频激励获得驱动器响应信号；其次，通过分离提取其中谐波分量与基频分量，分别计算不同分量的传递函数，从而获得介电弹性体驱动器的传递函数；最后，与实验数据进行了对比。结果表明，基频传递函数的拟合准确度为92.11%，二次谐波传递函数的拟合准确度为90.35%。所提方法无需考虑材料特性或自由能密度函数，且考虑了系统高次谐波分量的影响，为电活性材料结构的参数辨识提供新的思路。

为了研究叶片裂纹故障机理，分析叶片裂纹对转子系统三维叶尖间隙的影响，并综合考虑叶片的径向变形、摆振方向和弦长方向的弯曲变形，基于连续梁理论建立了转子系统动力学模型。首先，基于三维应力状态的叶片呼吸裂纹模型，进一步建立了含叶片裂纹的转子系统三维叶尖间隙动态响应模型；其次，通过与有限元模型和实验结果进行对比，验证了动力学模型的准确性；最后，分析了叶片裂纹深度和位置对转子系统三维叶尖间隙的影响。结果表明，转子系统三维叶尖间隙高倍频分量的幅值随着叶片裂纹深度的增加而增加，三维叶尖间隙基频分量和高倍频分量的幅值均随着叶片相对裂纹位置增大而呈现非单调的变化趋势。该研究结果对基于三维叶尖间隙的航空发动机叶片裂纹监测诊断方法研究具有理论指导作用。

针对传统检测方法难以简便地检测并评估接地导线的腐蚀程度问题，提出一种基于机电阻抗技术的接地导体腐蚀程度的评估方法。首先，应用金属电化学腐蚀理论，建立接地导体的半径参数化腐蚀模型；其次，通过对系统机电阻抗以及导体机械导纳的分析，建立一种共振频率与半径参数的腐蚀模型；然后，利用有限元仿真方法激励获取接地导体共振频率与腐蚀参数信号，并采用最小二乘线性拟合获得腐蚀模型参数；最后，进行了仿真与实验。结果表明：相较于对称传感器布置方式，非对称传感器布置方式下得到的机电阻抗能够更好地反映出腐蚀参数的变化；利用有限元仿真与最小二乘法建立的线性模型能够有效预测接地导体的腐蚀参数；线性模型预测数据非常接近实验数据，表明可以利用线性模型来预测实际接地导体的腐蚀程度。

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。

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。

为了抑制波轮洗衣机脱水启动阶段的剧烈瞬态振动，提出了一种新型平面变阻尼结构。首先，推导了波轮洗衣机各类刚体的动能、势能和悬挂系统的广义力，分析了液体平衡环作用力，并运用拉格朗日方程建立了波轮洗衣机整机振动模型；其次，阐述了平面变阻尼结构的原理及其广义力，验证了其对波轮洗衣机瞬态振动的抑制作用；然后，为评估平面阻尼结构对波轮洗衣机固有特性的改变，运用分岔理论分析了其对系统稳定性的影响，得到了系统参数稳定区分布情况以及平面变阻尼结构合适的转速脱离区间；最后，搭建了实验样机平台，验证了瞬态减振效果，并确定了脱离转速。结果表明，平面变阻尼结构可显著抑制波轮洗衣机瞬态振动，且对整机其他动态特性的影响很小。

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。

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。