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2014年 33卷 9期
刊出日期:2014-05-15
论文
 
       论文
1 一种大振幅超声变幅杆设计
>潘巧生;刘永斌;贺良国;潘成亮;邓知森
DOI:
设计了一种等应力大振幅变幅杆。基于变截面杆的波动方程,ANSYS分析变幅杆振动模态和谐响应,设计了所需频率的等应力变幅杆。在此基础上仿真分析和比较了四种不同形状变幅杆的动态特性,验证了设计的准确性。实验测试所设计的变幅杆,结果显示,在198Vp-p的电压激励下,振幅峰峰值可达148um。
2014 Vol. 33 (9): 1-5 [摘要] ( 469 ) HTML (0 KB)  PDF (1767 KB)  ( 465 )
6 真型试验线路六分裂导线舞动模拟
>周林抒;严波;杨晓辉;吕中宾
DOI:
采用ABAQUS有限元软件建立真型试验线路塔线耦合体系有限元模型,对安装人工D形覆冰模型的六分裂导线的舞动进行数值模拟,得到导线舞动过程中的位移响应、舞动轨迹、舞动形态和频率以及导线的张力变化等。数值模拟与现场实测结果较吻合,验证了数值模型和舞动模拟方法的正确性。所建立的数值模型可进一步用于舞动特征及防舞装置的评估及优化研究,为试验方案的确定提供依据。
2014 Vol. 33 (9): 6-11 [摘要] ( 430 ) HTML (0 KB)  PDF (2087 KB)  ( 262 )
12 影响从涡激振动中获取能量的参数研究
>罗竹梅;张立翔
DOI:
涡激振动是一种常见的流固耦合现象,当结构物振幅较大时,可利用涡激振动从海洋流中或河流中获取能量。论文通过流固充分耦合数值方法,对二维弹性支撑圆柱体在均匀流中的横向涡激振动进行了模拟。用该数值方法对4种方案进行计算,分析质量比m*、阻尼比ζ、质量阻尼比m*ζ和固有频率fn对圆柱体从涡激振动中获取能量效率η的影响。结果发现m*、ζ、m*ζ和fn都会影响η,且存在一个最优的m*ζ值,使能量获取效率η最大。对基于这一想法的振动系统的设计,论文结论可作为参考。
2014 Vol. 33 (9): 12-15 [摘要] ( 393 ) HTML (0 KB)  PDF (1316 KB)  ( 176 )
16 过程阻尼对铣削系统稳定性的影响
>李欣;李亮;何宁
DOI:
对铣削加工中过程阻尼的形成机理和其对加工稳定性极限的影响进行分析。过程阻尼来源于后刀面与工件干涉产生的犁耕效应,利用隐式龙格库塔法,计算干涉产生的浸入面积以及阻力,建立考虑过程阻尼的非线性模型。仿真结果表明,相对于传统的,不考虑过程阻尼的线性动力学模型,非线性模型中的低速区稳定性极限可显著提高,并且通过铣削实验予以验证。
2014 Vol. 33 (9): 16-20 [摘要] ( 325 ) HTML (0 KB)  PDF (1489 KB)  ( 372 )
21 基于嵌入式系统的频率计权实现方法分析与对比
>罗自荣;陈章位;蔡德威;樊亚容
DOI:
结合嵌入式系统平台的特点,分析了基于卷积的全数字频率计权实现方法。为解决随着滤波精度提高,滤波器系数增长,运算量急剧增大的问题,提出了基于重叠相加DFT的优化方案,并对实现过程进行理论分析。对两种方案的运算量级进行讨论。在MATLAB中对优化方案进行仿真分析,并在嵌入式系统平台上进行实验验证。理论推导和实验结果表明:基于卷积和基于重叠相加DFT的方案的结果是一致的,而且随着滤波器系数的增大后者性能快速提升,并获得在滤波器系数已知和滤波器系数,一帧大小都已知的情况下的方案和参数选择原则。
2014 Vol. 33 (9): 21-26 [摘要] ( 282 ) HTML (0 KB)  PDF (1361 KB)  ( 230 )
27 基于非线性能量吸振器的高耸结构减振分析
>陈 勇;徐 羿
DOI:
非线性能量阱(NES)类型的振子具有宽频吸振的特性,可利用其对高耸结构进行减振。通过建立相应的偏微分运动方程,并利用伽辽金法及Rauscher方法,获得了非线性模态的解析解,揭示了NES振子的吸振原理。再通过非线性有限元分析,对该系统振动特性随NES振子各参数的变化进行了研究。研究结果表明: NES振子存在最优参数从而明显地抑制结构振动,最大可使结构振动减为原来的20%左右; 所提出的经验公式可方便地计算NES振子立方非线性刚度系数的最优值,且与有限元计算结果吻合。
2014 Vol. 33 (9): 27-32 [摘要] ( 313 ) HTML (0 KB)  PDF (1973 KB)  ( 196 )
33 基于层次诊断的水下结构振动噪声源分离量化
>时胜国;;于树华;韩闯;时洁;
DOI:

从声学的角度看,潜艇具有振动噪声源数目众多、相互之间耦合严重以及传递路径复杂的特点。层次诊断通过建立递阶层次结构对振动噪声源分离量化问题进行分解,从而形成了自上而下的支配关系,然后借助于标度通过两两比较建立判断矩阵,从而得到各振动噪声源对评价点的贡献量。根据声学中的分贝数相加原理,对层次分析法中的标度进行调整使其具有物理意义,从而使层次诊断结果是具有实际物理意义的测度。将潜艇层次诊断过程分为两个环节,分别为从艇内设备到壳体以及从壳体到水声场,并采用加权平均方法和D-S证据理论对这两个环节的计算结果进行融合。仿真计算和舱段试验验证了层次诊断应用到舱段模型振动噪声源分离量化问题中的可行性。

2014 Vol. 33 (9): 33-39 [摘要] ( 279 ) HTML (0 KB)  PDF (2187 KB)  ( 186 )
40 映射动力系统一维流形并行计算方法
>贾蒙
DOI:
为了寻找一种映射系统流形计算的快速算法,提出了一种计算映射动力系统双曲不动点一维流形的并行快速算法。该算法首先以区域迭代的方法为基础,对局部流形进行分割,然后运用了曲率约束和距离控制条件进行插值运算,在单个区间上独立计算映射值,独立检查精度,真正实现计算的并行化控制流形的增长;其次从理论上证明了流形并行计算的可能性,并给出了并行计算的实现方法;最后的实验数据和仿真结果表明:该方法既保证了计算的速度又提高了计算的精度。
2014 Vol. 33 (9): 40-47 [摘要] ( 276 ) HTML (0 KB)  PDF (1466 KB)  ( 159 )
48 横向撞击力对铁路桥梁及行车影响的模型实验研究
>崔堃鹏;夏禾;夏超逸;张楠;杜宪亭
DOI:

高速铁路高架桥梁很多,跨越公路的桥墩被汽车撞击所引起的振动会影响列车运行安全。本文利用车—轨—桥耦合动力试验平台,通过模型试验研究了横向撞击力对桥梁及桥上车辆运行安全的影响规律。试验过程中采集了撞击处撞击力时程、桥墩底部动应变、墩顶动位移、墩顶加速度时程,梁1/4,1/2,3/4处的横向动位移和加速度时程,以及车辆的三向车体加速度时程,计算得到桥墩自振频率等振动特性。分析了车桥系统有无撞击力作用时的动力响应,以及撞击力对桥梁及桥上运行车辆的影响规律。结果表明,横向撞击使桥梁的动力响应大幅度增加,并对车辆运行安全有很大的影响。最后根据撞击力时程探讨了瞬态撞击力的等效静力计算方法并验证,为工程设计提供参考。

2014 Vol. 33 (9): 48-54 [摘要] ( 339 ) HTML (0 KB)  PDF (2203 KB)  ( 291 )
55 考虑外部阻抗的压电叠层作动器机电耦合模型
>郑继周; 张艳 贺国华;侯加林;
DOI:
压电叠层作动器在结构振动控制及其它场合表现出良好应用前景,建立能够反映其物理本质的数学模型非常重要。以压电材料的本构关系以及杆的纵向振动方程为基础,考虑外部阻抗的影响,推导了短路机械阻抗、电阻抗以及转换系数的表达式,并构造了转换方程,从而建立了能够描述压电叠层作动器与主体结构之间机电耦合特性的阻抗模型。理论分析和数值模拟结果表明外部阻抗对这些参数有重要影响:当两端的外部阻抗完全相同时,作动器的电阻抗和转换系数有最高的共振频率,作动器可看成两个具有固定-自由边界条件的作动器的串联。其它情况下则均有不同程度的降低。因此,为实现更好的控制效果需要考虑阻抗匹配问题。
2014 Vol. 33 (9): 55-60 [摘要] ( 334 ) HTML (0 KB)  PDF (1106 KB)  ( 186 )
61 基于颗粒阻尼的旋转平板叶片结构动力学特性研究
>夏兆旺;温华兵;刘献栋
DOI:
论文针对带颗粒阻尼器的旋转平板叶片结构提出了基于离散元和有限元的耦合仿真算法。仿真结果表明:所提出的耦合仿真算法在很宽的频带范围内都是可行的;带颗粒阻尼器的旋转平板叶片结构的减振效果受平板叶片的转速影响很大,带颗粒阻尼器的旋转平板叶片结构的第一、二阶振动响应随转速的提高而增加,即阻尼作用有所降低。第三阶振动响应先降低,然后随迅速增加,转速达到1000rpm后趋于平稳。
2014 Vol. 33 (9): 61-65 [摘要] ( 337 ) HTML (0 KB)  PDF (2246 KB)  ( 221 )
66 单级人字齿轮减速器振动噪声分析方法研究
>周建星; 孙文磊
DOI:
本文以船用人字齿轮减速器为研究对象,依据人字齿轮传动结构特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差、惯性力等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素,建立了传动系统弯—扭—轴耦合动力学模型,通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射,得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱,对齿轮箱噪声的空间分布与频率成分进行了分析。就人字齿轮中间连接刚度与轴向定位刚度对减速器振动噪声的影响做出了系统的讨论,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。
2014 Vol. 33 (9): 66-71 [摘要] ( 359 ) HTML (0 KB)  PDF (2256 KB)  ( 326 )
72 临界接触参数连续的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型
>王南山;张学良;兰国生;温淑花;陈永会;刘丽琴;牛作证
DOI:
基于MB接触分形理论及其修正模型,在弹性和塑性接触变形机制基础上,考虑弹塑性过渡变形机制,建立了临界接触参数连续条件下的计及微接触面积分布域扩展因子影响的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型;数值仿真结果表明:弹塑性过渡变形机制对法向接触刚度影响明显,且考虑弹塑性过渡变形机制下的法向接触刚度大于仅考虑弹性和塑性接触机制下的对应法向接触刚度;无量纲法向接触刚度随着无量纲法向接触载荷的增大而增大且因分形维数取值不同而呈凸弧性的非线性关系(分形维数D=1.1~1.4)或近似线性关系(分形维数D=1.4~1.9),随着分形维数的增大而增大(分形维数D=1.1~1.5)及分形维数的增大而减小(分形维数D=1.5~1.9),随着分形粗糙度的增大而减小,随着塑性指数的增大而增大。
2014 Vol. 33 (9): 72-77 [摘要] ( 338 ) HTML (0 KB)  PDF (1494 KB)  ( 245 )
78 轴向运动梁的横向随机响应
>马国亮;陈立群;
DOI:
轴向运动梁是许多飞行器结构的简化模型,随着长细比增加和质量减小,梁的弹性特征愈加明显,同时运动速度对运动梁的振动特性也有显著影响。根据汉密尔顿原理(Hamilton’s principle),推导出轴向运动欧拉—伯努利(Euler—Bernoulli) 梁模型受横向激励作用时的动力学控制方程。首先,在有轴向力和无轴力情况下分别对方程进行无量纲化、复模态分析,得到统一形式的频率方程和模态函数,可以用数值方法求解其固有频率和模态函数。然后,将动力学方程解耦为一个微分方程组,求解方程组,得到轴向运动梁在横向激励下位移的响应。最后,用数理统计的方法,计算随机响应的相关函数,再做傅里叶变换(Fourier transform)后得到复数形式的随机响应谱。数值算例的结果表明,轴向运动速度对自由梁的振动特性和随机响应有显著影响。
2014 Vol. 33 (9): 78-82 [摘要] ( 250 ) HTML (0 KB)  PDF (1416 KB)  ( 245 )
83 围压卸荷条件砂岩动静组合加载碎块分维特性
>殷志强 ;李夕兵 ;马海峰 ;李传明
DOI:
利用带轴向静压和主动围压加载装置的分离式霍普金森压杆试验设备,研究了砂岩试样在不同轴向静载等级(0MPa~ 72MPa)、不同冲击能量下的动态力学特性,结合分形理论和能量原理,分析高应力试样破裂块度分布规律及其能量的相关性。试验结果表明:在轴向静载一定的情况下,砂岩试样的动态压缩强度随冲击能量的增大而提高;试样发生临界破坏,冲击能量随轴向静载的增大出现先增加后减小,试样破坏形态由中心破裂向更为复杂的压剪破裂转变;在较高轴向静载下,碎块分维数与冲击能量之间呈现非线性递增关系,表明较小的冲击能量有助于诱发高轴向静载储能释放,提高砂岩试样破碎程度。
2014 Vol. 33 (9): 83-88 [摘要] ( 313 ) HTML (0 KB)  PDF (1499 KB)  ( 190 )
89 故障特征选择与特征信息融合的加权KPCA方法研究
>张恒;赵荣珍;
DOI:
针对旋转机械振动故障特征与故障类别间不完全对应问题,以双跨转子系统12个通道的故障信息集合为研究对象,提出一种基于加权核主成分分析的故障敏感特征集合提取方法。通过对每个通道的振动信号进行时域、频域、时频域的特征提取,得到一种描述双跨转子系统的原始故障特征集合。采用多准则特征选择方法对这种原始故障特征集合进行特征属性筛选,得到一种利于故障分类的敏感特征集合。对这12个通道的敏感特征集合进行信息融合处理,可得到一种多通道信息的融合特征向量,利用加权核主成分分析方法提取出融合特征向量中的核主成分。结果表明,这种核主成分能够显示出故障类别间的较显著差异,和具有较好的敏感特征子集寻优能力。本研究为解决好双跨转子系统的故障数据集的类别划分问题,提供了一种新途径。
2014 Vol. 33 (9): 89-93 [摘要] ( 438 ) HTML (0 KB)  PDF (1311 KB)  ( 203 )
94 被动电磁阻尼器对斜拉索振动控制研究
>汪志昊;;陈政清
DOI:
斜拉索的有效减振技术,对斜拉桥的安全运营至关重要,本文开展了基于电磁阻尼器的拉索减振新技术研究。首先测试了一种旋转式电磁阻尼器的电、力学性能,然后建立了电磁阻尼器-模型斜拉索减振试验平台,研究了阻尼器的安装高度及直线-旋转运动传动比对拉索减振效果的影响。试验结果表明,电磁阻尼器对试验拉索的前五阶面内振动模态均可以取得较好的控制效果,而且安装位置越高、传动比越大,控制效果越好。分析表明,优越的减振效果主要归功于电磁阻尼器减振系统兼具的粘滞阻尼与负刚度现象。
2014 Vol. 33 (9): 94-99 [摘要] ( 463 ) HTML (0 KB)  PDF (1473 KB)  ( 209 )
100 步行荷载下大跨楼盖MTMD控制参数优化方法研究
>徐若天;陈 隽;刘 伟
DOI:
采用多重调谐质量阻尼器(MTMD)来控制大跨楼盖由于行人引起的竖向振动,已被工程实践证明为一种行之有效的减振方法。然而由于步行荷载的时空复杂性,采用有限元时程分析方法进行MTMD最优参数设计时的计算成本过高,甚至难以实现。为此,本文提出了一种步行荷载下大跨楼盖-MTMD参数优化的混合算法,利用有限元获得楼盖模态后再由振型分解法计算移动步行荷载引起的结构响应,进一步结合遗传算法,研究考虑结构动力特性变化的MTMD参数优化问题。最后,以某体外预应力楼盖为例进行了MTMD频率和阻尼比的优化设计,讨论了楼盖固有频率和阻尼比变化对减振效率的影响,对比了考虑与不考虑结构特征改变的MTMD参数优化结果。结果表明,所建议的混合算法可显著提升计算效率并获得优化的控制参数,可用于同类大跨楼盖MTMD控制参数设计问题。
2014 Vol. 33 (9): 100-106 [摘要] ( 306 ) HTML (0 KB)  PDF (2428 KB)  ( 406 )
107 一种确定JWL状态方程参数的简易算法
>沈飞;王辉;袁建飞
DOI:
基于圆筒试验中能量守恒关系及圆筒壁在特征位置处膨胀速度的经验计算公式,建立了一种确定CHNO型炸药爆轰产物JWL状态方程参数的简易算法。该方法不仅计算量小,而且可以仅根据炸药的密度和爆速直接确定出炸药爆轰产物的JWL状态方程参数,具有经济、方便、准确的特点。采用这种方法确定了4种常用炸药的JWL状态方程参数,并与圆筒试验结合数值仿真的方法得出的JWL状态方程P-V曲线进行对比,证明该方法具有较高的精度,可以满足工程应用的需要。
2014 Vol. 33 (9): 107-110 [摘要] ( 578 ) HTML (0 KB)  PDF (1050 KB)  ( 955 )
111 基于波动法的复合材料圆柱壳阻尼特性分析
>白宇杰;张小章
DOI:
本文研究复合材料圆柱壳的阻尼特性。基于Love’s一阶壳理论建立复合材料圆柱壳的振动方程,运用波动法进行求解并进一步建立了圆柱壳结构阻尼的分析模型。研究表明,采用本文建立的解析模型和计算方法所获得的复合材料圆柱壳模态阻尼和固有频率数值解,与已有的有限元结果基本一致。针对简支(SS-SS),悬臂(C-F)和固支(C-C)三种边界条件,对 和 铺层复合材料圆柱壳的阻尼特性进行了分析,揭示了铺层角度,几何参数和边界条件对阻尼特性的影响。
2014 Vol. 33 (9): 111-115 [摘要] ( 295 ) HTML (0 KB)  PDF (1209 KB)  ( 219 )
116 隧洞压力引起的非均匀初始应力场对饱和土的纵向动力响应的影响研究
>胡文韬;夏唐代;陈炜昀;黄睿;
DOI:
基于增量弹性动力理论研究了初始隧洞压力引起的非均匀应力场对初始均匀且各向同性饱和土体的纵向动力响应问题。研究了土体在初始应力场作用下的非均匀性,在平面应变的假定条件下建立了饱和土体的纵向动力方程并得到纵向振动的解析解答。最后分析了初始隧洞压力引起的初始应力场对土体纵向阻抗的影响,并与现有的解答进行对比。
2014 Vol. 33 (9): 116-121 [摘要] ( 246 ) HTML (0 KB)  PDF (1538 KB)  ( 125 )
122 一端开口圆筒形爆室线状装药爆炸冲击波峰值压力计算分析
>王朝成;任辉启;穆朝民;王海露
DOI:
建立了线状装药在一端开口爆室中心爆炸时,空气冲击波峰值压力的计算模型,该模型考虑了线状装药长度和爆轰波速度及圆筒内壁反射作用对爆炸流场基本参数的影响,并利用计算模型对爆室内线状装药爆炸压力进行了分析计算,计算结果与实测数据吻合较好。
2014 Vol. 33 (9): 122-125 [摘要] ( 304 ) HTML (0 KB)  PDF (951 KB)  ( 193 )
126 关于箱型梁结构提高舰船抗舱内爆炸可靠性水平的研究
>于海洋;张世联
DOI:
本文针对箱型梁结构舰船和等重量普通结构舰船,综合考虑多种随机变量的影响,分别计算其在舱内爆炸载荷作用下的结构可靠性,并进行比较分析,从而对箱型梁结构提高舰船抗舱内爆炸可靠性水平进行评价。爆炸载荷作用下的结构响应采用流固耦合方法,借助MSC-Dytran软件进行计算。结构失效概率采用Monte-Carlo方法,通过最大熵法拟合程序进行计算。研究结果表明:箱型梁结构对于降低内部爆炸载荷下01甲板产生破口概率和炸点正上方区域发生塑性大变形概率的作用并不明显,但是能够明显降低01甲板产生横向和纵向大变形的概率。
2014 Vol. 33 (9): 126-130 [摘要] ( 352 ) HTML (0 KB)  PDF (2029 KB)  ( 135 )
131 带预应力橡胶支座相邻隔震结构碰撞分析
>邹立华;郭润;黄凯;许志旭
DOI:
普通橡胶支座(RB)隔震结构在强震作用下因水平位移过大而容易与相邻结构产生碰撞。本文应用非线性Hertz-damp碰撞单元,建立了带预应力隔震支座(PRB)的相邻结构碰撞模型,推导了其动力碰撞方程。在此基础上,研究了预应力隔震支座对相邻隔震结构碰撞的影响,分析了其碰撞响应的影响因素。研究表明:与普通橡胶隔震支座相比,预应力橡胶隔震支座能有效减小隔震结构的水平位移,从而减小相邻结构的碰撞响应。
2014 Vol. 33 (9): 131-136 [摘要] ( 304 ) HTML (0 KB)  PDF (1954 KB)  ( 144 )
137 压电组件嵌入式风洞模型支撑系统振动主动控制仿真
>聂旭涛;陈万华;陈振华;王元兴
DOI:
吹风试验时风洞模型支撑系统往往会产生较大振动,这将影响到风洞试验的准确性和可靠性。因此,研究并实现模型支撑系统的振动控制技术尤其重要。本文基于压电材料机电耦合行为和振动主动控制原理,设计压电组件嵌入式风洞模型支撑系统;依据刚柔耦合动力学理论,建立模型支撑系统结构振动仿真模型;联合经典PID控制算法,进一步构建模型支撑系统结构控制一体化仿真模型,实现系统主动振动控制仿真;最后,计及接触非线性环节,建立压电组件嵌入式结构有限元模型,校核接触强度,优化嵌入型式。仿真结果表明,压电组件嵌入式模型支撑系统振动控制效果明显,结构安全可靠,具有较强的工程应用性。
2014 Vol. 33 (9): 137-141 [摘要] ( 312 ) HTML (0 KB)  PDF (2140 KB)  ( 281 )
142 地下拱形结构爆炸响应计算二维和三维模型比较
>洪 武;徐 迎;金丰年;范华林;
DOI:
数值计算是研究地下拱形结构在爆炸荷载作用下动力响应问题的一种较好方法,数值计算过程中将三维(3D)模型简化为二维(2D)模型能提高数值计算效率,同时也会造成一定的计算误差。为了研究二维计算模型能否等效三维计算模型以及等效的前提条件和范围,采用数值计算分别对3D模型和2D模型爆炸冲击作用下地下拱形结构动力响应进行比较分析。计算结果表明:在两种计算模型中,自由场压力峰值的计算结果在装药周围差异较大,随着装药距离的增加趋于吻合;在2D模型中拱形结构的约束条件被增强,导致2D模型计算得到的应力、应变和质点振动速度偏小;当比例爆距大于一定值时2D模型和3D模型的计算结果吻合较好,计算表明该临界值为临界比例距离为2.76 m/kg1/3。
2014 Vol. 33 (9): 142-147 [摘要] ( 317 ) HTML (0 KB)  PDF (2613 KB)  ( 247 )
148 管路排气消声器性能的数值模拟与实验验证
>吴大转;陈一伟;苗天丞;许伟伟;杜韬
DOI:
基于Sysnoise和Fluent软件对管路消声元件的性能进行三维数值模拟。提出了一种阻抗结合的管路消声器结构,给出了气相和气液两相条件下的管路消声器性能计算方法,预测了消声器的传递损失和流阻损失特性,通过实验测试验证了模拟分析的结果。结果显示在低频范围的数值模拟结果与实验结果能较好地吻合,均匀混入的液体使排气消声器降噪的频率往高频移动,中高频降噪效果明显变差;滞留在壁面的液体使消声器低频降噪效果明显提升。
2014 Vol. 33 (9): 148-152 [摘要] ( 399 ) HTML (0 KB)  PDF (1376 KB)  ( 230 )
153 Q235B钢Johnson-Cook模型参数的确定
>林莉;支旭东;范锋;孟上九;苏俊杰
DOI:
使用万能材料试验机、扭转试验机和霍普金森拉杆装置研究了Q235B钢在常温~950 ℃的准静态、动态力学性能,获得了Q235B强度与等效塑性应变,应变率和温度的关系以及延性与应力三轴度,应变率和温度的关系。基于实验结果,修改了Johnson-Cook(J-C)强度模型中的应变强化项以及Johnson-Cook失效模型中的温度软化项,并结合数值仿真标定了相关模型参数。最后通过Taylor撞击试验验证了模型参数的有效性。
2014 Vol. 33 (9): 153-158 [摘要] ( 705 ) HTML (0 KB)  PDF (2294 KB)  ( 1070 )
159 总体最小二乘正则化算法的载荷识别
>张磊 曹跃云 杨自春 何元安
DOI:
载荷识别中存在病态矩阵求逆的不稳定性将导致解严重失真。在总体最小二乘(total least squares TLS)算法的思想上进行Tikhonov正则化,构造载荷识别的目标函数。然后利用共轭梯度(Conjunction gradient GC)法解算该目标函数的最优化问题,提出一种算法易实现、收敛性能好、存储量小,且能全面考虑随机误差影响的CG-TLS正则化算法。经仿真和试验探讨了传递函数矩阵病态产生的原因,借助条件数优选振动响应点,最终检验CG-TLS正则化算法与常用的两种正则化算法在不同噪声水平时载荷识别的效果。结果表明,CG-TLS正则化算法载荷识别效果最优,与真实值吻合好,并具有良好的鲁棒性。因此,应用CG-TLS正则化算法实现载荷识别极具实际意义
2014 Vol. 33 (9): 159-164 [摘要] ( 360 ) HTML (0 KB)  PDF (1242 KB)  ( 554 )
165 具有焊接残余应力的矩形薄板固有频率计算方法研究
>高永毅;唐果;万文
DOI:
本文利用Galerkin原理,获得了具有对接焊接残余应力矩形簿板各阶振型函数所对应的自由振动方程;得到了具有对接焊接残余应力矩形簿板的固有频率计算方法。讨论研究得出了,残余应力越大,固有频率变化越大;频率阶数越高,受残余应力影响越大;材料密度和尺寸a、b越大,固有频率受残余应力影响越小等结论。
2014 Vol. 33 (9): 165-167 [摘要] ( 336 ) HTML (0 KB)  PDF (674 KB)  ( 156 )
168 基于多岛遗传算法的火箭炮初始扰动综合优化分析
>冯勇 徐振钦
DOI:
在某型火箭炮动力学模型基础上,采用二次编程技术,建立优化算法与动力学仿真的耦合。开展了相应发射情况的仿真优化分析,得到了最佳的发射时序及与之相匹配的变支撑刚度、阻尼,计算对比了优化前、后系统的振动特性,验证了优化结果的可行性。在此基础上,进一步优化分析了发射时间随机性对初始扰动的影响。研究方法及成果可为多管火箭炮系统的研制、改制提供理论支持。
2014 Vol. 33 (9): 168-172 [摘要] ( 330 ) HTML (0 KB)  PDF (1307 KB)  ( 181 )
173 考虑负载变化的机床传动系统时变动特性研究
>张会杰;刘海涛;张俊;赵万华
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在航空薄壁件的加工过程中,由于材料去除率大会导致工件质量变化剧烈(简称“负载变化”),使得丝杠传动系统的驱动负载变化较大,进而影响传动系统的动态性能。为获得机床传动系统的时变特性,首先对考虑负载变化和导轨滑块副摩擦特性的传动系统进行动力学物理模型等效,并采用集中参数法建立动力学模型。理论分析了传动方向等效阻尼系数随负载变化的变化规律和不同负载下传动系统的固有频率和加速度振动响应的变化规律。理论分析结果表明,机床传动系统的动态性能在工件材料大切除率加工过程中存在着时变特性。传动系统的等效阻尼系数随着负载的减小而减小,固有频率和加速度振动响应幅值则随负载的减小而增加,并且都具有很强的非线性行为。最后通过模态测试实验验证了理论分析的正确性。
2014 Vol. 33 (9): 173-178 [摘要] ( 302 ) HTML (0 KB)  PDF (1385 KB)  ( 183 )
179 美国西部竖直向基岩强地面运动参数衰减关系研究
>肖亮&#;俞言祥
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利用美国NGA(Next Generation Attenuation)数据库提供的高质量数字强震数据,对美国西部地区自由地表基岩场地的竖直向地震动参数的衰减关系进行了研究,具体包括竖直向的峰值加速度PGA、峰值速度PGV及5%阻尼比绝对加速度反应谱(T=0.04-6.0s)。将其与采用同样技术手段和同一套数据回归得到的水平向地震动参数衰减关系相结合,对模型化后的竖直向与水平向反应谱比V/H进行了计算,并对其随周期、震级、距离的变化关系进行了分析。新得到的竖直向地震动参数衰减关系的适用范围为Ms5.0-8.0,震中距0-200km。
2014 Vol. 33 (9): 179-184 [摘要] ( 317 ) HTML (0 KB)  PDF (1891 KB)  ( 184 )
185 基于多尺度熵的滚动轴承故障程度评估
>张龙;黄文艺;熊国良
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轴承故障严重程度评估是实现视情维修的基础。滚动轴承出现故障时,其振动信号将表现出非平稳性和非线性。基于多尺度熵方法,论文构建了一个同时考虑多个尺度上熵值均值大小和熵值变化趋势的轴承故障程度描述新指标——多尺度熵均偏值(PMME)。仿真实验和轴承疲劳实验数据分析表明该指标能够较早地发现轴承早期故障,并且能很好地跟踪故障发展趋势。
2014 Vol. 33 (9): 185-189 [摘要] ( 438 ) HTML (0 KB)  PDF (1551 KB)  ( 470 )
190 一种水下声信号未知频率的时延差估计方法
>郑恩明;陈新华;孙长瑜
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针对目标辐射线谱信号频率未知时的时延差(TDD)估计问题,本文介绍了一种基于时延差方差加权的时延差估计方法。首先对接收信号进行快速傅里叶变换(FFT)分析,然后采用引导信号对每一个频率单元进行频域互相关得到每一个频率单元时延差估计初值,最后利用噪声对应频率单元互相关谱最大值随机,目标对应频率单元互相关谱最大值基本一致的特点,统计各频率单元的时延差估计结果得到最终时延差估计值。理论分析和实验结果表明:该方法具有较好的有效性,对信噪比的宽容性远好于频域互相关法,该方法为弱线谱时延差估计提供了一个参考思路。
2014 Vol. 33 (9): 190-194 [摘要] ( 275 ) HTML (0 KB)  PDF (1472 KB)  ( 279 )
195 冷却塔高卸荷槽复式切口爆破控制振动机理研究
>褚怀保;侯爱军;徐鹏飞;张英才;梁为民
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本文以能量理论、数值计算结果和现场振动测试结果为基础结合大量工程实践对冷却塔高卸荷槽复式切口爆破技术的控制振动机理进行了综合分析。高卸荷槽复式切口能有效调控塔体应力状态,增大塔体倒塌过程中的解体程度和速度,降低塔体塌落触地动能,同时增大塔体触地冲击过程中促使冲击结构进一步解体的能量,并降低碰撞后转化为波动的能量,而且能改变塔体倒塌触地冲击形式和冲击过程,分散塔体触地冲击能量,延长塔体倒塌触地冲击时间,减小塔体触地冲击强度。
2014 Vol. 33 (9): 195-199 [摘要] ( 260 ) HTML (0 KB)  PDF (1147 KB)  ( 282 )
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