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2014年 33卷 3期
刊出日期：2014-02-15
论文
 
       论文
1 钻柱声传输信号多载波调制激励分析
>李 成;;刘钊;;丁天怀;樊尚春;
DOI:
在随钻声遥测技术中，周期性钻柱结构产生的多重回波极易造成严重的码间干扰和较高误码率，为此，根据钻柱信道的多径传输特性，基于短钻杆条件下多载波传输的实验分析，建立了多节钻杆与管箍的周期性信道有限差分模型。考虑地面噪声和信道内多径回波干扰，利用最小均方自适应均衡，基于“4钻杆—3管箍”信道结构进行了多载波调制性能仿真分析。仿真结果表明，与单载波PSK（Phase-Shift-Keying）调制相比，OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）多载波调制可使误码率平均降低约50%；在非周期性结构下其传输性能受信道变化敏感，但相同条件下仍优于PSK调制，且通过子载波相位补偿可有效改善误码率、提高传输性能。
2014 Vol. 33 (3): 1-4 [摘要] ( 461 ) HTML (0 KB)  PDF (2058 KB)  ( 282 )
5 基于局部均值分解的边际谱在滚动轴承故障诊断中的应用
>李慧梅;安钢;黄梦
DOI:
局部均值分解（Local Mean Decomposition,简称LMD）将复杂的多分量信号自适应地分解为有限个乘积函数（PF）的和，在计算了各个分量的瞬时幅值（IA）和瞬时频率（IF）后，可以计算出基于LMD的边际谱。针对直接法求取瞬时频率存在端点误差大问题，提出了一种改进的直接求取瞬时频率的方法；提出了基于LMD的边际谱的滚动轴承故障诊断方法，将该方法应用于实际滚动轴承故障诊断中，结果表明该方法能有效地提取出滚动轴承的故障特征频率，从而确定故障部位。
2014 Vol. 33 (3): 5-8 [摘要] ( 489 ) HTML (0 KB)  PDF (1788 KB)  ( 402 )
9 基于振动模态分析的钢轨中超声导波传播特性数值计算方法
>何存富;刘青青;焦敬品;刘飞;吴斌
DOI:
针对钢轨等复杂异型波导结构中超声导波频散特性难于求解的问题，本文通过振动模态分析提取出钢轨中超声导波传播特性。基于振动特征频率和波动解互相转化的原理，将振动模态分析获得的特征频率解，转换成波动解，进而提取出钢轨的频散特性。同时，还可以由结构振动分析中获得的变形信息，计算出超声导波的波结构。通过对计算出的钢轨中低阶超声导波模态频散特性和波结构分析，选择出适合钢轨无损检测的超声导波模态类型和频率范围，为后续专用超声导波传感器设计和检测实验提供理论支持。
2014 Vol. 33 (3): 9-13 [摘要] ( 428 ) HTML (0 KB)  PDF (1610 KB)  ( 366 )
14 局部开口对封闭柱面网壳风荷载影响
>马文勇 李晓娜 刘庆宽 齐澎波
DOI:
局部开口对封闭大跨度空间结构风荷载影响很大，通过刚性模型测压风洞试验对底部和顶部有局部开口的两端封闭三心圆柱面网壳结构的风荷载分布进行了研究，对比不同开口状况下结构的力系数及风荷载分布，给出了局部开口对风荷载及其分布的影响规律，如强负压区的局部开口能有效的减小结构表面的风吸力，而正压区域的局部开口会增大结构表面的风吸力，这些规律为类似结构的抗风设计及防风措施提供了合理的建议。
2014 Vol. 33 (3): 14-17 [摘要] ( 383 ) HTML (0 KB)  PDF (2186 KB)  ( 185 )
18 重合度对人字齿轮非线性系统振动特性的影响分析
>王峰;方宗德;李声晋
DOI:
由轮齿接触分析以及轮齿承载接触分析计算出考虑安装误差的轮齿综合啮合刚度和单齿啮合刚度，提出了考虑齿轮啮合重合度的啮合冲击计算模型，建立了考虑时变啮合刚度、啮入冲击、齿侧间隙的人字齿轮十二自由度啮合型弯—扭—轴耦合非线性振动模型。以某船用单级人字齿轮副为实例，通过改变轮齿高度变位系数调整重合度进行验证计算，将本文提出的线外啮合冲击模型冲击力计算结果与文献[8]中模型计算结果进行比较，验证了本文提出模型的有效性。通过实例计算，结果表明在负载一定的情况下，轮齿啮合周向及小轮轴向振动随着重合度的增大而减小；而当轮齿啮合重合度增大到4.07时，系统振动呈增大趋势。
2014 Vol. 33 (3): 18-22 [摘要] ( 396 ) HTML (0 KB)  PDF (1540 KB)  ( 344 )
23 空爆荷载下爆源设置方式对圆柱壳动力响应的影响
>高福银;龙源;纪 冲;宋歌
DOI:
基于动力有限元程序LS-DYNA及Euler-Lagrange耦合方法，分别以75g柱状和200g块状TNT炸药为爆源，对圆柱壳在爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行三维数值模拟，描述了圆柱壳在不同爆源设置方式下的动力响应。数值模拟结果表明：壳壁破坏特征与药量Q、爆源设置方式密切相关，75g柱状TNT炸药轴线与圆柱壳轴线垂直设置时破坏作用大，而200g块状TNT炸药长边中心线与圆柱壳轴线平行设置时破坏作用则更强。研究结果为在役油气管道的抗爆能力分析和安全性评估提供了重要的参考依据。
2014 Vol. 33 (3): 23-28 [摘要] ( 467 ) HTML (0 KB)  PDF (1825 KB)  ( 214 )
29 基于ARMA模型和时空kriging插值联合模拟大跨结构的脉动风速时程
>周彬彬;蔡建国;冯健
DOI:
采用ARMA模型模拟具有时间和空间相关性的大跨结构的随机风速时程。并对Whittle递推算法进行了改进,求解出自回归系数和滑动回归系数矩阵。利用MATLAB软件编制了模拟大跨桥梁的风速时程模拟程序，运行结果表明: 改进的方法计算效率高,模拟精度符合要求。然后又利用时空Kriging插值法对控制点区域内节点的脉动风速时程进行模拟，其模拟精度较好且求解过程快，可用于大跨空间结构、超高层建筑等含有大量节点的结构风场模拟。
2014 Vol. 33 (3): 29-34 [摘要] ( 533 ) HTML (0 KB)  PDF (1516 KB)  ( 304 )
35 轨道交通地面振动衰减关系中局部放大现象形成机理研究
>郑鑫;;陶夏新;王福彤;谢礼立
DOI:
为了研究城市轨道交通引起的环境振动竖向位移衰减关系中局部放大现象的产生机理，将场地简化为弹性半空间单一覆盖层模型，采用传递矩阵法推导了频率波数域三维层状场地竖向位移的动力格林函数。通过七个半空间与覆盖层的模量比，四个覆盖层厚度，七个激励频率，三个覆盖层阻尼比等诸多因素对局部放大影响的分析，结果表明局部放大受埋藏的主要速度界面控制，局部放大区的位置和放大的强度与该界面两侧的模量比（波阻抗比）、覆盖层厚度、激励的频率及覆盖土层的阻尼比等因素有关。一般来说，速度界面的波阻抗越大，局部放大越强烈；给定其他条件，使直达的表面波与半空间表面折射波越接近同时到达的覆盖层厚度使局部放大越为明显，使两者波峰越靠近的激励频率会引起更为明显的局部放大；覆盖层阻尼比越小，局部放大越强烈。
2014 Vol. 33 (3): 35-40 [摘要] ( 459 ) HTML (0 KB)  PDF (1465 KB)  ( 296 )
41 钢悬链式立管涡激振动流固耦合非线性分析方法研究
>刘娟;;黄维平
DOI:
随着油气资源勘探和开发活动不断向深海发展，钢悬链式立管(SCRs)成为深海浮式生产系统油气输送的首选立管，涡激振动是钢悬链式立管设计的核心问题。本文运用柔性索理论，采用具有弯曲刚度的大挠度细长梁模型模拟SCR，并根据本文提出的钢悬链式立管非锁定区考虑流固耦合的两向涡激振动模型，研究立管尤其是触地点处的涡激振动特性，算例表明，考虑流固耦合的两向涡激振动模型能够较好的模拟钢悬链式立管的涡激振动，可进行均匀流场中涡激振动的研究分析；钢悬链式立管触地点处的涡激振动响应较大且复杂，应作为SCR涡激振动研究的关键点。
2014 Vol. 33 (3): 41-45 [摘要] ( 410 ) HTML (0 KB)  PDF (1491 KB)  ( 258 )
46 弹性球壳声散射对矢量传感器测向精度的影响
>梁国龙;庞福滨;庞秀珍;张光普
DOI:
由无指向性的声压传感器和具有偶极子指向性的振速传感器组成的矢量传感器，被应用于水声技术的各个领域；在实际应用过程中，常常把矢量传感器固定在某个水下平台上，而平台产生的散射场会使矢量传感器的接收声场发生畸变，进而影响其测量结果。本文以实际应用为背景，建立了弹性球壳障板的声散射场对矢量传感器测向性能影响的模型，并通过仿真分析了不同入射频率、不同观察距离、不同球壳厚度和半径条件下障板对矢量传感器测向精度的影响，研究结果为矢量传感器在水声测量中的应用提供理论支撑。
2014 Vol. 33 (3): 46-50 [摘要] ( 350 ) HTML (0 KB)  PDF (2100 KB)  ( 204 )
51 基于线调频小波路径追踪算法与EEMD的齿轮箱复合故障诊断方法
>李蓉;于德介;陈向民;刘坚
DOI:
针对变转速下的齿轮箱中复合故障的故障特征提取，提出了一种基于线调频小波路径追踪算法与集合经验模式分解的齿轮箱复合故障诊断方法。该方法先用线调频小波路径追踪算法从原始振动信号中提取转频曲线，根据转频曲线对原始振动信号进行等角度重采样，将时域信号转化为角域信号，再对角域重采样信号进行集合经验模式分解，根据相关系数选取合适的内禀模态函数，最后对所选取的内禀模态函数分量进行Hilbert包络谱分析，根据包络谱进行齿轮箱复合故障诊断。通过算法仿真和应用实例对包含齿轮局部故障和轴承局部故障的变转速齿轮箱复合故障进行分析，结果表明，本文方法在无转速计的情况下能有效地提取变转速齿轮箱复合故障的特征。
2014 Vol. 33 (3): 51-56 [摘要] ( 422 ) HTML (0 KB)  PDF (1927 KB)  ( 365 )
57 基于信标时序补偿的机械振动无线传感器网络同步触发方法
>裴勇;汤宝平;邓　蕾;肖　鑫
DOI:
针对无线传感器网络（WSN）在实现机械振动同步采集过程中，采集节点应该同时触发采集命令，同步触发误差应在一个采样周期内的要求，设计了一种基于信标时序补偿思想的WSN同步触发协议STBTC_P（the Synchronization Trigger protocol based on Beacon Timing Compensation）。协议基于IEEE 802.15.4协议标准开发多跳树状网络，以信标负载方式传输采集命令，在利用集中关联信标分配法避免信标冲突并实现全网时钟同步后，采用基于信标时序补偿思想的同步触发方法实现机械振动采集命令的多跳同步触发，为最终提高机械振动同步采集精度创造使能条件。最后，在自研采集节点WSN-G2上运行STBTC_P协议，并验证了其有效性。
2014 Vol. 33 (3): 57-62 [摘要] ( 400 ) HTML (0 KB)  PDF (2079 KB)  ( 308 )
63 基于EEMD和Laplace小波的滚动轴承故障诊断
>李昌林;孔凡让;黄伟国;陈辉;王超;袁仲洲
DOI:
滚动轴承故障导致振动信号中出现多阶模态冲击响应，为了提取单阶模态冲击响应的模态参数，由于Laplace小波相关滤波受多阶模态冲击响应的影响，提出了一种基于EEMD和Laplace小波的滚动轴承故障诊断方法。先用EEMD把振动信号中的多阶模态脉冲响应分解为各单阶模态冲击响应分量，然后用从分解的分量的频谱中选取所需的单阶模态冲击响应分量，再用Laplace小波相关滤波对选取的单阶模态冲击响应分量进行分析，便可以诊断出故障。通过对仿真信号和滚动轴承内圈、外圈、滚动体数据分析很好地验证了提出的方法的有效性。
2014 Vol. 33 (3): 63-69 [摘要] ( 394 ) HTML (0 KB)  PDF (3428 KB)  ( 580 )
70 基于敏感特征选择与流形学习维数约简的故障诊断
>苏祖强;汤宝平;姚金宝
DOI:
针对故障诊断中特征集包含非敏感特征和维数过高的问题，提出基于特征选择(Feature selection, FS)与流形学习维数约简的故障诊断方法。提出了一种改进的核空间距离测度特征选择方法(Improved kernel distance measurement feature selection, IKMD-FS)，在核空间中计算样本类间距离和类内散度，优选出使样本类间距大、类内散度小的特征，并根据特征的敏感程度对特征进行加权。通过线性局部切空间排列算法(Linear local tangent space alignment, LLTSA)对由敏感特征组成的特征子集进行特征融合，提取出对故障分类更加敏感的融合特征，并输入加权k最近邻分类器(Weighted k nearest neighbor classifier, WKNNC)进行故障识别。WKNNC具有比k最近邻分类器(k nearest neighbor classifier, KNNC)更加稳定的识别精度。最后，通过滚动轴承故障模拟实验验证了本文方法的有效性。
2014 Vol. 33 (3): 70-75 [摘要] ( 363 ) HTML (0 KB)  PDF (1487 KB)  ( 604 )
76 带弹性支撑多跨连续梁桥的车桥耦合演变随机振动
>叶 茂;张 鹏;傅继阳;曹文斌;任珉
DOI:
以中间带弹性支撑连续梁桥为研究对象，车辆简化为两自由度车辆移动系统，桥面不平度功率谱密度作为输入，建立了车-弹性支撑连续梁桥的耦合力学分析模型。采用转换矩阵法获取连续梁桥的模态函数，结合状态空间理论和演变随机过程一般理论，给出了整个耦合系统演变随机响应的分析方法，并结合数值算列，探讨了跨中支座条件、桥梁截面抗弯刚度、弹性支撑位置、车辆运行速度及桥面平整度对车桥耦合系统随机响应的影响。
2014 Vol. 33 (3): 76-82 [摘要] ( 467 ) HTML (0 KB)  PDF (2503 KB)  ( 369 )
83 基于FPGA的多波束实时动态聚焦波束形成方法
>李海森;;鲁东;周天;
DOI:
提高多波束测深系统的综合精度，不仅需要提高远场精度，近场精度也不可忽视。针对常规多波束测深系统中采用远场近似模型，使得近场精度急剧下降的不足，研究了基于FPGA的多波束实时动态聚焦波束形成(RT-DFBF：Real-time Dynamic Focused Beam-forming)方法。该方法引入相移聚焦波束形成，论证其在多波束测深系统中解决近场问题的可行性，同时深入分析各个影响因素的实时处理情况，提出了一种基于FPGA的实时处理结构，该结构在输入通道为80个、采样率为28kHz、波束数为128个的条件下完成RT-DFBF。水池实验结果验证了该方法的实时性、有效性和实用性，具有重要工程应用价值。
2014 Vol. 33 (3): 83-88 [摘要] ( 415 ) HTML (0 KB)  PDF (1533 KB)  ( 509 )
89 基于WPD和LPP的设备故障诊断方法研究
>丁晓喜;何清波
DOI:
小波包分解(WPD)能够将非平稳信号在低频和高频上同时分解以有效反映信号潜在的特征信息，而局部保留投影法(LPP)在降维的同时保留了信号的局部特征信息。结合上述特点，本文给出了选取信号小波包分解后形成全部节点的谱能量，作为表征信号的特征，采用LPP提取降维特征进行模式识别的方法进行设备故障分类研究。本文在多组不同轴承故障及同故障不同损伤程度的多类别数据集上进行了实验，实验结果验证了这种方法的有效性。
2014 Vol. 33 (3): 89-93 [摘要] ( 403 ) HTML (0 KB)  PDF (1336 KB)  ( 386 )
94 瓦楞夹层结构动态力学性能评估
>王冬梅 柏子游龚户祥 张海燕
DOI:
以典型的瓦楞夹层结构--瓦楞纸板为例，本文研究了不同应变率下的A、B、C、E型多层瓦楞纸板的力学性能。结果表明由于变形机制的不同造成动态平台应力值比静态平台应力值有明显的增加。本文采用中等应变率下评估动态应力的Cowper-Symonds方程与试验数据相结合，构建了一个综合考虑结构参数和应变率效应的多层瓦楞纸板的动态平台应力的预测方程。结果表明：随着应变率的增加，多层瓦楞纸板的平台应力明显增加；经过标准化后的方程能够较全面的用于多层瓦楞纸板的动态平台应力的预测，同时，该方程对于其他材质的瓦楞夹层结构的力学性能的研究有重要的参考价值。
2014 Vol. 33 (3): 94-97 [摘要] ( 372 ) HTML (0 KB)  PDF (949 KB)  ( 386 )
98 板振动的无需次级通道建模的分散式前馈控制方法研究
>曹寅;孙红灵;李晓东
DOI:
本文针对板的振动，提出了一种无需次级通道建模的分散式前馈控制方法。该前馈控制方法不需要结构的物理信息，并且能够控制板在非共振频率处的线谱振动。采用压电片和加速度计分别作为执行和传感元件，建立了简支板振动主动控制的理论模型和实验系统。提出了分散式前馈控制策略，并分析了无需次级通道建模的分散式前馈控制算法的稳定性。提出了一种内模滤波器将加速度信号转变为速度信号，并补偿抗混叠滤波器和平滑滤波器的频率响应，使执行器和传感器保持同位配置。通过仿真和实验验证了该算法的有效性。
2014 Vol. 33 (3): 98-104 [摘要] ( 341 ) HTML (0 KB)  PDF (2314 KB)  ( 202 )
105 有机热载体炉积碳层导波检测模态识别研究
>彭小兰;吴超
DOI:

针对有机热载体炉火灾的关键因素积碳层，提出利用超声导波对其厚度进行定量检测的方法。阐述了超声导波检测原理和检测系统。然而，由于管道超声导波具有多模态和频散特性，利用时频分析对炉管积碳检测的超声导波模态进行识别。接收信号的时频分析结果与L(0,2)模态的理论频散曲线较为拟合。并且通过时差法确定接收信号的实验群速度与理论群速度相对误差仅为1.88%~3.48%。从而确定接收信号主要为L(0,2)模态。该研究结果为基于超声导波的有机热载体炉积碳检测技术奠定了基础。（蓝色部分为修改意见1的修改）
2014 Vol. 33 (3): 105-109 [摘要] ( 336 ) HTML (0 KB)  PDF (1380 KB)  ( 208 )
110 车轮状态变化对重载货车轮轨作用力影响
>杨亮亮;罗世辉;傅茂海;黄晓翠
DOI:
重载货车在实际的生产及服役条件下，轮轨之间的相互作用不仅受各种轨道不平顺激励的影响，也会受到车轮状态变化的激励作用。从车轮运行状态的角度研究重载货车轮轨间相互作用，分别以车轮磨耗前后踏面形状、车轮多边形化、车轮质量偏心和轮对结构变形四种车轮运行状态来模拟分析车轮各状态参数与轮轨垂向作用力的关系，并总结其影响规律。研究表明：车轮踏面形状主要影响轮轨接触斑面积以及接触应力分布，磨耗后车轮比新轮的接触应力分布范围更广泛；在不同速度下，车轮多边形化的波深、相位差及谐波阶数对轮轨垂向力产生不同程度的影响；车轮质量偏心对轮轨产生周期性垂向冲击，但振动幅度并不大；轮对挠度的动态变化对轮轨动态接触载荷影响比较显著，尤其是轮对结构弯曲振动加剧了轮轨垂向动作用力。
2014 Vol. 33 (3): 110-116 [摘要] ( 343 ) HTML (0 KB)  PDF (2989 KB)  ( 270 )
117 基于EMD和时频分析的低振动机体结构优化研究
>张俊红 王健 毕凤荣 刘海 李林洁 李忠鹏
DOI:
为降低柴油机机体振动，开展了基于经验模态分解（EMD）和时频分析的低振动机体优化设计研究。首先建立了机体有限元模型，通过机体模态试验验证了有限元模型正确性；然后，采用多体动力学和有限元相结合的方法计算了机体振动响应，并将计算结果与试验结果进行了对比验证，两者比较吻合；进而采用EMD对机体裙部振动速度信号进行分解，对分解得到的结果中能量较大的分量进行小波时频变换，通过时频分析得到结构优化的主要依据；最后对优化前后振动响应分别采用小波和Hilbert变换进行定性和定量的对比验证。结果表明，优化后整机振动烈度降低了26.81%，整机的振动水平得到了明显的降低，从而验证了该方法的有效性。
2014 Vol. 33 (3): 117-121 [摘要] ( 506 ) HTML (0 KB)  PDF (2190 KB)  ( 228 )
122 复摩擦摆隔震性能的振动台试验研究
>翁大根;周源;赵阳;任晓崧;丁孙玮
DOI:
本文通过模型振动台试验研究采用复摩擦隔震支座(MFPB)的楼面隔震性能。试验结果表明，隔震层上部荷载变化对MFPB隔震效果没有影响；MFPB与黏滞阻尼器的协同工作能够控制隔震楼面的位移；竖向地震动对MFPB的水平隔震效果无明显影响；用SAP2000中的摩擦连接单元模拟MFPB隔震效果的精度是满足工程需求的。
2014 Vol. 33 (3): 122-129 [摘要] ( 431 ) HTML (0 KB)  PDF (3327 KB)  ( 310 )
130 测压管道系统频响函数及对风效应的影响
>陈波 骆盼育 杨庆山
DOI:
利用管道测压试验，确定不同长度测压管的频率响应函数。在此基础上，研究不考虑管道系统修正时，测压管道长度对平屋面风压系数和结构风振响应均方根和极值的影响规律。研究结果表明：短管对脉动风压有放大效应，长管则呈现缩小效应；当管道长度较大时，风压信号衰减十分显著，尤其在高频位置；管道长度对风振响应的影响小于屋面风压系数，误差影响规律差别较大；测压管道长度对风压系数和风振响应计算误差的影响呈现振荡特性，100cm左右管道长度引起的误差相对较小，对于大多数管道长度，均需要进行风压管道修正。
2014 Vol. 33 (3): 130-134 [摘要] ( 420 ) HTML (0 KB)  PDF (2491 KB)  ( 228 )
135 结构参数对磁力平衡头自锁和启动力矩的影响研究
>樊红卫;景敏卿;王仁超;刘恒;辛文辉
DOI:
为了简化平衡头的自锁结构，提出了一种磁路自锁型电磁—永磁混合式平衡头。当线圈不通电时，依靠相邻两个永磁体与磁性内齿盘之间的磁阻最小，平衡头锁定在稳定位置。当线圈通电后，在电磁场和永磁体作用下，平衡头启动并向下一稳定位置运动。讨论了影响平衡头自锁力矩和启动力矩的结构参数，并对各个参数的取值范围进行了初步设计。通过有限元电磁分析，得到了其与自锁力矩、启动力矩之间的量化关系。基于此，设计并开发了一套电磁平衡头样机，完成了其自锁可靠性计算和启动能力试验。对比计算和试验结果，平衡头结构设计和参数选取正确。研究工作为该平衡头的工程应用提供了重要的参考价值。
2014 Vol. 33 (3): 135-139 [摘要] ( 262 ) HTML (0 KB)  PDF (2296 KB)  ( 144 )
140 高g值加速度计宽脉冲冲击校准准则
>范锦彪;李婉蓉;祖静; 徐鹏;林祖森;
DOI:
针对高g值加速度计冲击灵敏度绝对法校准中遇到的激励脉冲的宽度问题，以加速度计数学模型为基础，导出了适用于高g值加速度计冲击灵敏度校准的宽脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度计的冲击灵敏度进行校准时，校准所需的激励宽脉冲的最小宽度与加速度计第一阶安装谐振频率、阻尼比及校准误差的关系。以Hopkinson杆校准系统为试验手段，通过988型高g值压电加速度计和SIMIT-AYZ-3型高g值压阻加速度计的校准试验数据验证了准则的正确性。该准则为高g值加速度计冲击灵敏度校准时激励脉冲宽度的确定提供了理论依据。
2014 Vol. 33 (3): 140-144 [摘要] ( 365 ) HTML (0 KB)  PDF (1123 KB)  ( 222 )
145 振动信号频率跟踪的反馈修正自适应陷波器法
>杨辉跃 涂亚庆 张海涛 李明
DOI:
采用自适应陷波器跟踪振动信号频率时，存在持续跟踪精度不高的问题。通过分析指出持续跟踪精度不高的根本原因是ANF误差收敛至局部最优值，借鉴反馈控制思想，提出一种反馈修正ANF。根据ANF输入输出信号的相关性，设计频率跟踪精度评估因子，实时监控ANF频率跟踪精度。若评估因子小于给定阈值，则认为ANF丢失振动信号频率，通过反馈调整ANF参数而非重新初始化来适当增加陷波带宽，使其能重新跟踪到信号频率又具有较快的重新收敛速度。以一种基于Steiglitz-McBride方法的ANF(SMM-ANF)为例，分析了反馈修正策略，给出了流程和具体算法。仿真比较了格型ANF、SMM-ANF和反馈修正SMM-ANF的性能，给出了科里奥利质量流量计应用实例，结果表明：反馈修正SMM-ANF收敛速度稍慢于SMM-ANF，快于格型ANF，持续跟踪精度明显提高。
2014 Vol. 33 (3): 145-149 [摘要] ( 310 ) HTML (0 KB)  PDF (1665 KB)  ( 242 )
150 栏杆对典型桥梁断面涡激振动的影响研究
>管青海;李加武;胡兆同;刘健新
DOI:
为了研究栏杆对典型桥梁断面涡激振动的影响，通过风洞试验分别研究了有无栏杆桥梁断面的涡激振动响应。裸梁断面风洞试验没有发生涡激振动，上下表面的脉动压力对涡激振动的贡献很小。栏杆断面风洞试验则发生了明显的竖向涡激振动现象，上下表面中下游脉动压力对涡激振动贡献较大。栏杆使得上表面的来流分离更彻底，改变了上表面的压力系数均值，但不能改变下表面的压力系数均值，栏杆不仅能够改变上表面的压力脉动情况，同时也显著增大下表面的压力脉动幅值。
2014 Vol. 33 (3): 150-156 [摘要] ( 396 ) HTML (0 KB)  PDF (2444 KB)  ( 739 )
157 壁板边界松驰下颤振非线性动力特性分析
>肖艳平;杨翊仁;叶露
DOI:
采用分离变量法和伽辽金法建立三维壁板的非线性气动弹性运动方程，用一阶活塞理论模拟壁板所受的气动力，分析了壁板的颤振边界及稳定性，进而取边界松弛因子，动压和面内力为分叉参数，研究壁板颤振时的分叉及混沌等复杂动力学特性。计算结果表明：边界松弛下壁板颤振系统表现出丰富的动力学行为，其分叉特性很复杂。随着边界松弛因子的增大, 静态稳定区域缩小,而屈曲和混沌区域增大，系统稳定性降低。
2014 Vol. 33 (3): 157-161 [摘要] ( 331 ) HTML (0 KB)  PDF (1867 KB)  ( 234 )
162 船舶搁浅于台型礁石场景下双层底纵桁上纵骨变形机理研究
>于兆龙;胡志强;王革;姜哲
DOI:
以典型船舶双层底结构中纵桁上的纵骨为研究对象，运用塑性力学理论和数值仿真手段，讨论了纵桁上骨材在船舶搁浅于台型礁石场景下的变形过程和破坏机理。研究中应用LS_DYNA仿真模拟得到结构变形模态和能量耗散结果，在研究变形模态基础上建立底纵桁骨材塑性变形发展过程的数学模型。运用塑性力学理论求解纵桁上骨材变形吸收的结构变形能和平均变形阻力；同时，应用数值仿真结果进行验证。研究得到的纵桁骨材变形阻力和变形能解析计算公式，对船舶双层底耐撞性结构设计和耐撞性能评估都具有一定的指导意义。
2014 Vol. 33 (3): 162-169 [摘要] ( 384 ) HTML (0 KB)  PDF (1568 KB)  ( 298 )
170 基于延拓与可变余弦窗的经验模态分解改进算法研究
>丁雪娟 时培明
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针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)中存在的边界效应及边界发散现象随着筛选层次的增加而增加的问题，提出一种利用延拓与可变余弦窗相结合的改进新方法。首先对信号进行延拓处理，增加一定长度的数据，实现延拓数据与原始信号交界处的光滑过度。其次，根据信号边界的发散程度，在逐层提取各阶本征模函数（Intrinsic Model Function，IMF）之前，在信号两端加上宽度可变的余弦窗函数，使得每一个IMF分量边界发散问题最小化，保证信号有效数据的正确分解，实现EMD边界处理算法的改进。仿真和实例信号分析表明，该方法能较好地抑制EMD边界效应，有效地提取故障信号中的特征信息。
2014 Vol. 33 (3): 170-176 [摘要] ( 381 ) HTML (0 KB)  PDF (2532 KB)  ( 217 )
177 非线性悬吊质量摆对输电塔减振控制的研究
>侯洁;霍林生;李宏男
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针对悬吊质量摆减控制研究中小摆角线性分析的局限性，本文提出考虑悬吊质量摆大摆角非线性特性来计算结构体系动力响应的方法，将传统分析中的悬吊质量摆的线性刚度修正为非线性。以一输电塔为例，通过线性和非线性计算结果对比可知，当摆角过大时线性计算方法不满足线性小摆角条件，而非线性计算方法则可很好模拟质量摆在大摆角下的响应。通过参数分析讨论了正弦激励周期、摆长及质量比对输电塔减震率的影响。选取三条不同场地地震记录，计算输电塔附加质量摆体系的地震响应，结果表明在不同场地条件下，输电塔均具有明显的减震效果。
2014 Vol. 33 (3): 177-181 [摘要] ( 397 ) HTML (0 KB)  PDF (1668 KB)  ( 290 )
182 电磁轨道炮发射过程的轨道变形研究
>雷彬;李鹤;李军;李治源;朱仁贵
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电磁轨道炮发射电枢过程中，移动载荷对轨道的作用会引发轨道挠度变形。本文依据试验电流波形数据确定电枢速度和滑动距离，根据弹性梁的动力学响应方程，考虑电枢的作用力及磨损，求解了轨道的挠度幅值。对比了电枢作用力和轨道斥力对轨道变形幅值的影响，获得了轨道的挠度变化随轨道位置和发射时间的变化曲线，为进一步分析轨道炮寿命和绝缘支撑体结构设计提供参考依据。
2014 Vol. 33 (3): 182-185 [摘要] ( 405 ) HTML (0 KB)  PDF (1342 KB)  ( 344 )
186 履带行驶系统数学模型及张紧力计算
>马星国;潘仕卫;尤小梅;叶明;龚雪莲
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根据高速履带车辆履带系统的结构，分析履带系统各部分受力，建立负重轮及其曲臂、诱导轮及其曲臂的数学模型，得到履带系统各部位的张紧力以及地面对负重轮法向力的计算公式。建立Recurdyn整车动力学模型，进行多工况下的仿真，得到履带张紧力、以及负重轮法向力的仿真结果，将仿真与公式计算结果相对比，结果表明:公式计算结果与RecurDyn仿真结果具有很好的符合度，验证了公式的准确性。本研究结果为履带行驶系统张紧力的控制奠定了基础。
2014 Vol. 33 (3): 186-190 [摘要] ( 483 ) HTML (0 KB)  PDF (1807 KB)  ( 331 )
191 基于NSGA-II遗传算法的磁流变悬置多目标优化
>段绪伟;李以农;郑玲;邓召学
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磁流变悬置集总参数优化是设计高性能发动机悬置的关键。为克服以往悬置优化中优化目标单一、优化目标选取不合理、未考虑实际加工可行性等问题，建立单自由度磁流变悬置隔振系统数学模型，提出倍程区间灵敏度分析法，对各集总参数灵敏度进行分析，并以此为依据选取优化变量。以发动机常用转速激振频率段的力传递率积分为优化目标，采用改进型非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化。在一定范围内将结构尺寸进行离散化处理，计算各组离散尺寸对应的集总参数值，以离散集总参数与集总参数Pareto非劣解之间的综合距离为准则筛选最优解。
2014 Vol. 33 (3): 191-196 [摘要] ( 444 ) HTML (0 KB)  PDF (2006 KB)  ( 390 )
197 基于EMD的滚动轴承故障灰色诊断方法
>王录雁 王强 张梅军 李焕良 赵玮
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经验模态分解（EMD）方法可使滚动轴承振动信号根据自身尺度自适应地分解为若干个内禀模态分量（IMF），滚动轴承发生故障会导致振动能量在各IMF分量上的分布发生变化，结合灰色关联模型建立IMF能量分布与轴承状态之间的对应关系，可实现轴承的状态识别。为改善传统灰关联分析在模式识别方面的缺陷，基于斜率相似的原理构造了能反映曲线形状信息的相似关联度模型，结合传统的接近关联度模型建立了能同时反映曲线位置与形状特性的灰色综合关联度诊断模型。算例结果表明，该方法能准确有效地实现滚动轴承的故障诊断。
2014 Vol. 33 (3): 197-202 [摘要] ( 405 ) HTML (0 KB)  PDF (1517 KB)  ( 337 )
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