基于集总参数法,建立太阳齿轮有裂纹状态下的行星齿轮的动力学模型。提出一种考虑轮齿过渡曲线的啮合刚度改进方法,推导齿轮健康状态和裂纹状态下的时变啮合刚度计算方法,在此基础上求解振动响应。仿真结果表明:当齿根出现裂纹时,齿根的振动响应具有明显的冲击响应特征,且可以获得太阳齿轮故障的特征频率和倍频特性。最后将仿真信号与测试信号进行对比,试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了所提动力学模型的有效性。

将分数阶微积分引入Maxwell粘弹性流体的本构方程中,建立修正的Maxwell模型以描述磁流变液.通过贮能模量和耗能模量曲线,研究磁流变液的阻尼特性.在不同的磁流变液体组成参数实验条件下,理论的贮能模量和耗能模量能够与实验结果很好拟合,且模型阶数有着明显变化.研究表明,分数阶的本构方程能够很好地描述磁流变液的阻尼特性,方程分数阶算子与磁流变液物质参数有关.

通过对一铁磁性试件进行磁记忆检测实验,选择手机信号作为干扰源,研究不同环境磁场下试件磁记忆检测信号的变化情况.同时,对试验过程中的环境磁场对磁场强度变化的影响进行了机理分析.研究结果表明：对不同程度的环境磁场干扰,检测得到的试件磁记忆信号差别显著;周围有放置手机但不通话时,环境磁场的干扰程度不大;随着周围环境的通话手机数量逐渐增多,环境磁场的干扰程度不断加大直至足以影响检测精度.

针对传统的振动信号处理技术只适合于线性系统,而大多数机器故障都表现出非线性振动的特点,可采用关联维数来描述信号的真实特性。采用C-C算法分别针对溢流阀阀体正常和故障时的振动信号进行计算分析,发现正常时阀体振动信号的关联维数值较大,而发生故障时关联维数值较小,且不同状态关联维不同。

针对磁流变液粘弹性力学建模参数多、难度大的问题,引入分数阶微积分理论对磁流变液测试装置建立分数阶模型,通过对系统"黑箱"模型的参数识别间接研究磁流变液体的粘弹特性。在自研发的流变仪上针对不同的磁流变液体进行正弦波电流加载实验,发现分数阶模型下的理论数据能够较好地拟合实验数据,且磁流变液的粘弹性可由模型参数获得。结果表明分数阶系统模型可以从系统角度观察磁流变液体的阻尼特性,且分数阶算子与磁流变液物质参数有关。

研制了一种复合式磁流变阻尼器,它主要由橡胶弹簧、磁流变阻尼两部分组成,其性能兼具橡胶弹簧减振和磁流变阻尼减振的优点。引入了分数阶微积分理论,建立了复合阻尼器的分数阶Zener理论模型,并探讨了在该模型下的粘弹性。为验证该模型的有效性,将分数阶微积分应用到磁流变振动台系统建模上,建立了分数阶系统模型,并给出了分数阶系统传递函数描述,求出了位移函数。实验表明,减振系统的分数阶模型与实验数据能够较好的吻合,从而证明了分数阶模型在磁流变阻尼器的减振模型研究上的有效性。

引入分数微积分理论研究磁流变液体的粘弹特性。建立基于分数阶的Maxwell模型,采用贮能模量和耗能模量曲线,展示磁流变液的粘弹特性。在磁流变液体不同的实验条件下,理论的贮能模量和耗能模量均能与实验结果较好地拟合。结果表明,分数阶本构方程能够较好地描述磁流变液的阻尼特性,且方程分数阶算子与磁流变液物质参数有关。

针对工程中二维减振需求,设计了一种二维板式磁流变减振器.基Navier-Stokes方程建立了二维平面内减振器的速度和压力分布模型,以及阻尼力计算模型,从理论角度定性分析了结构物理参数工作间隙δ、中间滑板长度和宽度a对减振器的阻尼力的影响,并在二维振动试验台上进行减振实验,分析励磁电流对二维板式磁流变减振器的减振性能的影响.实验表明:当选用适当的磁流变流体后,库仑阻尼力对磁流变减振器阻尼力的影响较大,随着励磁电流的增大磁流变减振器阻尼力变大,系统在两个方向上的振幅均逐渐减少,最大减幅为2. 595 6倍,证实了二维板式磁流变减振器的结构设计是合理的.

针对传统的振动信号处理技术只适合于线性系统，而大多数机器故障都表现出非线性振动的特点，可采用关联维数来描述信号的真实特性。 采用C-C算法分别针对溢流阀阀体正常和故障时的振动信号进行计算分析，发现正常时阀体振动信号的关联维数值较大，而发生故障时关联维数值较小，且不同状态关联维不同。