研究了摩托车受到不平路面激励而产生的垂向随机振动。摩托车采用四自由度垂向振动模型,构建了摩托车振动分析有限元模型。运用路面不平度随机振动的功率谱密度分析方法,拟合了不同路面等级、不同车速下三种行驶情况的路面时间频率功率谱密度作为路面激励,得出了摩托车整车的模态特性以及对应的加速度响应功率谱密度。结果表明：路面不平度和摩托车行驶速度对结构随机振动响应影响较大,而当结构某阶固有频率与瞬时的空间频率一致时发生共振。此分析方法可用于研究摩托车的舒适性和平顺性,具有较强的工程实用价值。

基于被动监测技术的局限性,搭建了损伤主动监测系统,对监测信号进行了功率谱密度最大值（PSM）特征提取,并提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的损伤检测方法。采用该方法,对压电智能复合材料层板进行了损伤定位的研究,并与改进的BP网络进行了对比,结果表明：在相同性能指标下,LS-SVM有比BP网络更高的损伤定位精度及更强的泛化能力。LS-SVM与主动监测技术的融合,为结构实现在线实时准确监测提供了一种新途径。

针对短波段成像系统中的散射问题,提出了一种基于反射镜表面粗糙度来计算极紫外太阳望远镜工作波段分辨率的方法。首先分析了两镜系统中散射光线的传播,讨论了反射镜表面粗糙度相对波长的比值与像面光强分布的关系。分频段测量了反射镜的表面粗糙度,利用k-相关模型拟合出全频段的一维功率谱密度（PSD）。数值计算结果表明：在1/D到1/λ（λ为入射光波长）的空间频率范围内,主次镜的有效均方根表面粗糙度分别为0.59nm和0.77nm。利用Ze-max光学设计软件,建立了包含反射镜表面粗糙度测量数据的极紫外（EUV）望远镜非序列模型,该计算模型能够反映出反射镜表面散射对像面分辨率的影响,结果显示,在30.4nm波段,包含80%的能量半径从3.9μm增大到4.3μm,望远镜在工作波段相应的分辨率为0.25″,满足设计要求。

设计和搭建用于湍流校正的自适应光学系统时，必须考虑大气湍流波面校正所需的系统带宽。由于通常理论估计与实际的湍流情况相差很大，本文对如何进行带宽的精确测量进行了研究。通过对500m水平距离湍流波面的大量统计，分析了湍流波面的时间功率谱密度，得出了所需要带宽（Greenwood频率）的大小，并且首次得到了带宽需求的昼夜变化规律。实验发现，所需带宽在晚上变化缓慢，围绕10～15Hz波动；白天变化剧烈，在20～90Hz波动。最后，通过实验确定出了功率谱密度估计所需的采样总时间为70S，得到的实验结果为设计和搭建更加合理的自适应光学系统提供了实验依据。

针对口径为600mm的薄型镜面在多点支撑情况下，分析了不同支撑方案的元件面形在频率域的响应特性，建立了离散支撑单元的1维梁模型，讨论了峰谷值、均方根值分别作为支撑方案优化目标函数的可行性，计算结果说明峰谷值、均方根值均不能正确评价面形在频率域的响应。分析了支撑单元的间距和大小对频率域的响应特性。根据计算结果，给出了理想支撑方案：中心支撑单元直径10mm，外侧支撑单元直径10mm，支撑单元间距125mm。

为了有效地表征和评价光学元件局部小尺度波前畸变,提出了能同时反映空间频率和空间位置的Wigner分布函数评价方法。通过理论分析Wigner分布函数与功率谱密度之间的关系,得到了局部波前畸变的评价方法和指标。模拟计算和实验结果验证了该方法的有效性,并表明：该方法不但能判断光学元件的中频误差是否满足惯性约束聚变系统要求,而且还能确定不满足要求的特定区域,从而有效地指导光学元件的返修。

光学元件加工质量的检测和评价工作是保证整个光学系统安全、正常运行的关键。在总结非球面常用检验指标优、缺点的基础上，讨论了测量大口径非球面的波前功率谱密度时的系统组成、工作原理和软件设计的总体思路。为了减少系统误差的影响，求解波前功率谱密度时，通过引入系统传递函数校正测量值来实现。使用大口径相位干涉仪作为波前检测仪器，证实波前功率谱密度能定量给出波前畸变的空间频率分布，并用于作为大口径光学元件质量的评价标准。给出一个测试口径为64mm×64mm光学元件测试结果，有效频率为0．03mm^-1-3．87mm^-1，rms为0．0064λ。

针对ICF系统要求,提出了一种基于统计理论的大口径光学元件功率谱密度测量方法。该方法将大口径波前划分成足够多个子区域,分别求得每个子区域波前的功率谱密度,根据统计理论可将大口径波前功率谱密度表示为各个子区域波前功率谱密度的加权平均,其权重因子是各子区域对应的面积。模拟计算和实验结果验证了统计法测量的有效性,并表明当子区域个数大于等于8×8时,统计法测量和子孔径拼接测量得到的功率谱密度吻合较好。统计法测量对平台移动精度和环境稳定性要求不高,可应用于大口径光学元件功率谱密度的过程检测。

为提高铝反射镜超精密加工的表面质量,介绍超精密切削的表面质量评价方法和影响表面质量的因素,分析各因素对表面质量的影响机制。采用单一变量法对Al6061进行不同工艺参数的单点金刚石车削实验,通过对比表面粗糙度和功率谱密度,研究各个工艺参数对表面质量的影响,并得出最佳工艺参数;最终加工出表面粗糙度为4.67 nm的光学表面。

为研究随机风作用下高速列车的非定常气动载荷基于COOPER理论和谐波叠加法计算随高速列车移动的点的脉动风分析车速和平均风速对量纲一功率谱密度的影响。采用计算流体动力学方法数值计算气动载荷系数随侧偏角的变化规律研究随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法并推导出非定常气动载荷的概率分布特性。通过仿真分析车速为200～400 km/h平均风速为10～35 m/s时的脉动风和非定常气动载荷发现量纲一功率谱密度随车速的增加往高频部分移动平均风速的变化对其影响较小;平均风速对脉动风速的影响大于车速对脉动风速的影响;当考虑侧偏角的变化时计算得到的非定常气动载荷的波动增大;采用准定常法和改进准定常法计算得到的非定常气动载荷具有随机过程的遍历性而采用权重函数法及改进权重函数法计算得到的非定常气动载荷不具