准零刚度（quasi‑zero stiffness，简称QZS）隔振通过引入刚度非线性，有效解决了传统线性隔振在承载能力与隔振带宽之间的固有矛盾，展现出优异的低频隔振性能。如何设计力学结构，使隔振器力‑位移曲线同时具备高静刚度与低动刚度特征，是实现准零刚度隔振的核心问题。围绕准零刚度隔振设计方法，首先，阐述了准零刚度隔振的基本原理，并根据刚度非线性化的实现途径，将传统设计方法归纳为几何运动非线性法、几何变形非线性法、磁非线性法以及应力‑应变非线性法；其次，介绍了基于非线性正刚度结构的新兴准零刚度设计方法，包括渐硬型与渐软型非线性正刚度结构，并与传统方法进行了对比分析，讨论了二者在静力学与动力学行为上的差异；最后，从负刚度结构设计、准零刚度特性调控以及应用场景等方面进行了总结与展望，全面梳理了准零刚度隔振设计方法的最新研究进展，为未来的发展方向提供参考。

针对螺杆转子铣削加工过程中的颤振问题，提出了一种基于RelifF算法优化最小二乘支持向量机（RelifF‑least square support vector machine，简称RF‑LSSVM）的颤振监测方法。首先，使用变分模态分解（variational modal decomposition，简称VMD）和RelifF算法对螺杆转子铣削过程中的振动信号进行分解、特征提取与选择；其次，利用增强鲸鱼算法（enhanced whale optimization algorithm，简称E‑WOA）对LSSVM的惩罚因子、核参数、RelifF算法近邻样本数和降维特征长度进行迭代寻优；最后，将降维后的颤振特征向量矩阵作为输入，以颤振发生状态为输出，建立颤振识别模型。实验结果表明，提出的VMD‑RF‑LSSVM模型与未优化的变分模态分解‑支持向量机算法（variational modal decomposition‑support vector machine，简称VMD‑SVM）模型相比，识别准确率更高，可以达到99.5%。提出的方法能够有效监测螺杆铣削过程中的颤振问题，为螺杆铣削加工过程的优化提供了一种思路。

非线性结构在稳态激励下存在多重响应，采用传统振动实验方法很难直接获得非线性结构的动力学特性。针对此问题，提出了基于加速度响应控制步进正弦扫频实验技术的恒定力动力学特性测试方法。首先，选择激励点处的加速度响应作为控制信号，通过控制其响应幅度恒定进行步进正弦扫频实验；其次，根据不同加速度幅值工况实验获得简谐激励谱和简谐加速度响应谱曲线，并利用线性插值构造平滑的简谐力面；然后，通过从简谐力面中提取恒定力幅值的等值线，即为非线性结构恒定力幅值工况的频响曲线；最后，对典型螺栓连接非线性结构开展动力学特性研究。结果表明，采用本研究方法可以准确测试螺栓连接非线性结构的频响曲线，螺栓连接结构的动力学特性具有非线性的力依赖性，且螺栓预紧力大小和结构重装配对连接结构的动力学特性均有较明显的影响。

为进一步加强Hertz软球碰撞模型中刚性颗粒与弹塑性材料碰撞的相关研究，利用弹塑性半平面接触本构关系，引入一种新的阻尼形式，建立了硬球颗粒‑聚氨酯平面的黏弹塑性碰撞模型，并推导出颗粒与弹塑性平面碰撞的非线性动力学方程。首先，通过测定球形煤精颗粒碰撞聚氨酯恢复系数实验，确定了所用聚氨酯材料的Meyer指数与动力学方程中的阻尼系数；其次，在方程中考虑不同的阻尼形式，对比证明了所提阻尼模型的正确性；然后，分析了不同阻尼系数下，不同阶段接触力的变化机理；最后，探讨了颗粒与弹塑性聚氨酯碰撞过程中位移、速度及接触力的变化规律。研究发现：随着初始碰撞速度的增加，聚氨酯不可恢复的塑性变形量由1.636×10^-4 m增加至5.657×10^-4 m，颗粒恢复系数由0.583 2降至0.501 2，碰撞时间由6.963×10^-4 s降至4.737×10^-4 s，塑性压缩阶段的占比由59.81%降至59.04%；所建立的模型可用于颗粒与较软平面碰撞的场景，为颗粒系统的输送、碰撞、冲击和分离提供了理论支撑。

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。

为研究数据驱动的地铁钢轨波磨状态演变规律，针对地铁钢轨波磨的快速检测问题，提出了一种时空密集型的地铁钢轨波磨快速测量方式。首先，采用高精度传感器检测列车编组车体振动，收集车体三向振动加速度数据；其次，融合不同车体三向振动加速度估计车速和里程位置；然后，采用小波包分解车体垂向振动加速度，定义振动能量比指标，即钢轨波磨波长激发的车体振动特征频带能量与振动总能量的比值，确定振动能量比阈值自动识别钢轨波磨，并输出里程信息；最后，通过车速与特征频率的比值得到钢轨波磨波长信息，并分析振动能量比和钢轨波磨幅值的映射关系。结果表明：振动能量比阈值取为0.2时识别的钢轨波磨里程分布与车厢噪声识别结果一致，计算的钢轨波磨波长与波磨仪实测波长均为175 mm；统计聚类发现钢轨波磨幅值与振动能量比不是单一线性映射关系；基于振动能量比快速检测全线钢轨波磨分布，发现无波磨区段占比为76.56%，波磨区段占比为23.44%，其中钢轨波磨波长以60 mm以下为主，占比为77.88%，波长60 mm以上的波磨占比为22.12%。

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。

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。

针对直线超声电机参数时变性以及驱动电压谐波影响其运行稳定性的问题，通过设计两电感⁃两电容（简称LLCC）谐振网络拓扑及优化其输出电压总谐波畸变率（total harmonic distortion，简称THD）的方法，提升了电机运行稳定性。首先，采用考虑定/动子接触状态下的等效电路模型，推导出LLCC阻抗匹配的计算公式，引入补偿电容改善阻抗匹配的弹性裕度与稳定性；其次，探讨了谐振点附近的LLCC匹配电路滤波特性，推导出输出电压THD与LLCC谐振电路参数的数学关系，分析了变压器寄生参数对LLCC谐振电路的影响，并提出以正弦输出电压THD 值为主要指标的LLCC 谐振电路优化设计方法；最后，设计了V型直线超声电机的LLCC谐振驱动器。实验结果表明：谐振网络中串、并联电容的比值决定输出电压幅值增益水平、THD和串联电容两端电压峰值，且前两者相互制衡；并联电感值为软开关特性的主要决定因素；驱动电压THD值控制在3%以内，相比优化前提升了70%以上。

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。