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2014年 33卷 2期
刊出日期:2014-01-25
论文
 
       论文
1 结构多轴抗震试验加载系统开发及控制策略研究
>曾 聪;吴 斌;许国山;陈永盛
DOI:
开发基于液压伺服作动器的高性能三自由度结构动力试验加载系统,该系统特点为控制精确、功能全面。建立力控制下位移加载混合控制方法,提出拟静力试验中多作动器耦合控制策略。以足尺钢结构立柱为试件,研究应用三自由度结构动力试验系统进行拟静力试验与混合试验具体方法,验证该试验系统在结构动力试验中应用的可行性、有效性。结果表明,通过对多作动器的耦合控制,该试验系统可在拟静力试验中同时实现对立柱试件恒定的竖向力控制及精确剪切型加载。通过基于α-OS法的混合试验证明该加载系统可精确模拟单柱子结构复杂边界条件,对整体坐标与作动器局部坐标变换,可实现多作动器位移协调加载。该结论可推广至多自由度试验系统研究中。
2014 Vol. 33 (2): 1-6 [摘要] ( 459 ) HTML (0 KB)  PDF (1982 KB)  ( 386 )
7 蝗虫起跳运动分析及仿生机构研究
>倪 虹;甄永乾;汪延成;梅德庆;陈子辰
DOI:
提出、研制仿蝗虫跳跃机构。通过高速摄像实验研究蝗虫起跳阶段运动学及力学特性结果表明,起跳阶段,蝗虫跳跃足受地面作用力相对时间呈非线性平缓变化,该力学特性有利于避免跳跃足受瞬时冲击力过大。在此基础上提出仿蝗虫跳跃机构设计方案,用六连杆机构作为跳跃腿部构件,用螺旋弹簧储能,将弹簧拉伸产生的线性力转化为跳跃足非线性驱动力,有效仿生蝗虫起跳阶段的力学特性。用研制仿蝗虫跳跃机构原理样机进行实验。结果表明,该样机可有效仿生蝗虫起跳阶段的力学特性,与蝗虫在起跳阶段运动相似,其跳跃高度相当于自身高度的129%。研究成果可为跳跃机器人的研制提供新思路。
2014 Vol. 33 (2): 7-13 [摘要] ( 408 ) HTML (0 KB)  PDF (3014 KB)  ( 710 )
14 轴向运动功能梯度Timoshenko梁稳定性分析
>赵凤群;王忠民;路小平
DOI:
由Hamilton原理建立轴向运动功能梯度Timoshenko梁运动微分方程组,通过引入新未知函数,将方程组化为该函数的四阶偏微分方程。用WDQ法获得简支FGM Timoshenko梁特征方程及复频率与轴向运动速度变化关系。分析梁随轴向运动速度变化的失稳形式,并与均质材料梁进行比较。分析梯度指标、梁长高比对FGM Timoshenko梁动力稳定性影响。
2014 Vol. 33 (2): 14-19 [摘要] ( 456 ) HTML (0 KB)  PDF (1436 KB)  ( 376 )
20 基于遗传算法的圆柱空腔吸声覆盖层参数优化研究
>陶 猛;;王广玮
DOI:
基于圆柱空腔吸声覆盖层二维理论推导吸声覆盖层单元-粘弹性圆柱管等效阻抗,结合传递矩阵法建立吸声覆盖层声学性能分析简化模型。采用遗传算法对圆柱-圆台空腔吸声覆盖层多个材料、结构参数进行综合优化研究。结果表明,较仅优化吸声覆盖层材料属性,对材料属性、结构多参数优化能获得更好宽频吸声性能。
2014 Vol. 33 (2): 20-25 [摘要] ( 464 ) HTML (0 KB)  PDF (1476 KB)  ( 275 )
26 橡胶轴承-转轴系统碰摩响应动力学特性研究
>花纯利;塔 娜;饶柱石
DOI:
将橡胶轴承支撑的转轴/轴承系统简化为非线性弹性支撑的转轴/轴承系统。基于非线性动力学及分叉理论进行分析、研究,确定周期无碰摩响应边界、碰摩运动边界、稳定性边界。结果表明,同频全周碰摩、跳跃现象及碰摩响应在周期、非周期运动间过渡;通过对阻尼比、偏心率等系统参数对系统动态响应特性影响分析获得参数平面内不同碰摩响应区域边界。因而可较好理解系统参数与不同系统响应特性间关系。
2014 Vol. 33 (2): 26-30 [摘要] ( 348 ) HTML (0 KB)  PDF (1093 KB)  ( 679 )
31 地铁隧道内不同轨道结构振动测试与分析
>刘鹏辉;杨宜谦;尹 京
DOI:
通过对地铁隧道内普通整体道床、Ⅲ型轨道减振器、弹性短轨枕、梯形轨枕、钢弹簧浮置板道床的现场振动测试,进行时、频域对比,了解各种减振措施在不同频率范围内的减振效果差异。结果表明,轨道减振器、梯形轨枕、弹性短轨枕及钢弹簧浮置板可分别降低隧道壁VLZmax分别为4 dB,7.6 dB,7.8 dB,19.0 dB;无论何种轨道减振措施,高频减振效果高于低频减振效果, Z计权的振动加速度级明显小于不计权的振动加速度级减振效果;梯形轨枕、弹性短轨枕、轨道减振器对50 Hz以上振动减振效果明显,钢弹簧浮置板道床对12.5 Hz以上振动减振效果明显,对控制列车运行产生的二次噪声更有效。
2014 Vol. 33 (2): 31-36 [摘要] ( 378 ) HTML (0 KB)  PDF (2443 KB)  ( 422 )
37 计电磁不平衡拉力的高速电主轴转子偏心特性研究
>陈小安;张 朋;陆永亚;合 烨;刘俊峰
DOI:
针对高速电主轴转子偏心状态产生的两种载荷-电磁不平衡拉力与离心力,据电磁理论建立电磁不平衡拉力载荷模型,理论分析两种偏心载荷幅值及频率特性;应用Timoshenko梁理论,建立耦合入轴承动态支撑刚度矩阵并以两种偏心载荷为外力的转子有限元模型;据动力学方程计算转子系统固有频率、振型,研究电磁不平衡拉力载荷与离心力载荷对转子系统动态特性影响;通过实验验证两种偏心载荷为引起高速电主轴转子振动的主要因素及转子系统一阶固有频率随转速升高而升高,实验结果与理论计算误差较小。
2014 Vol. 33 (2): 37-40 [摘要] ( 613 ) HTML (0 KB)  PDF (1299 KB)  ( 269 )
41 轴向运动软夹层梁横向振动分析
>吕海炜;李映辉;李 亮;徐 江
DOI:
针对传统夹层梁沿厚度方向不可压缩缺点,以上下约束层与夹心层中面横向位移为独立变量,提出全新的夹层梁理论。将夹层内任意点横向位移假设沿厚度方向变化的二次待定多项式,利用界面位移协调条件,获得以夹心层中面、上下约束层中面横向位移表示的夹心层横向位移模式,由此获得厚度方向正应变及相应剪应变。基于Hamilton原理,建立轴向运动软夹层梁横向振动控制方程组,用Galerkin法求解控制方程。研究表明,软夹层梁一阶模态为上下约束层与夹层一起作横向运动,两层之间无相对变形,与传统夹层梁理论一致;软夹层梁二阶模态为上下约束层向两相反方向运动,软夹层中面相对上下约束层不动,夹层处于上下拉伸或压缩状态;软夹层梁三阶模态为上下约束层向同一方向运动,夹心层中面向相反方向运动,夹心层上下处于不同变形状态(拉或压)。通过对振型、模态函数、自由振动响应、轴向运动速度对频率影响等因素分析表明,传统夹层梁模型为夹层梁模型的特殊形式。
2014 Vol. 33 (2): 41-46 [摘要] ( 395 ) HTML (0 KB)  PDF (2030 KB)  ( 370 )
47 火炮动力后坐试验台波形发生器优化设计研究
>杨玉良;秦俊奇;狄长春;崔凯波
DOI:
针对火炮动力后坐试验台波形发生器设计问题,基于ABAQUS建立火炮动力后坐试验台有限元模型;通过橡胶试验,选Arruda-Boyce模型作为波形发生器材料本构模型;以火炮模拟试验与实弹射击时后坐动态特性的平均相对误差为试验指标值,基于正交设计法建立初始样本数据,采用QPSO-LS-SVM算法对波形发生器进行优化设计。该研究将为我军火炮动力后坐试验台的设计研制提供理论参考。
2014 Vol. 33 (2): 47-51 [摘要] ( 391 ) HTML (0 KB)  PDF (2319 KB)  ( 210 )
52 考虑蜂窝纸板的泡沫包装系统动力学分析
>张绍云;储 火;卢富德;陶伟明
DOI:
为研究蜂窝纸板外包装箱对泡沫包装系统整体缓冲性能影响,基于Abaqus/Explicit程序对考虑蜂窝纸板作用的泡沫封装系统动力学行为进行有限元分析。结果表明,当冲击物初始冲击动能较小时,泡沫发挥主要缓冲作用,蜂窝纸板外包装箱对系统整体缓冲性能贡献不显著;当冲击物初始冲击动能增加到一定程度后,泡沫无法有效降低冲击物冲击速度,此时蜂窝纸板外包装箱对系统整体缓冲性能贡献显著增大。蜂窝纸板外包装箱能显著降低冲击物峰值加速度,极大改善系统整体缓冲性能。在泡沫包装系统设计时应充分考虑蜂窝纸板外包装箱作用,避免过度包装。
2014 Vol. 33 (2): 52-54 [摘要] ( 410 ) HTML (0 KB)  PDF (1642 KB)  ( 385 )
55 被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究
>平 琦;;马芹永;;卢小雨;袁 璞
DOI:
为研究煤矿岩石材料被动围压条件下动态力学性能和变形破坏规律,利用Ø50mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,对45#钢质套筒环向约束状态下煤矿岩石试件进行了不同加载速率冲击压缩试验。试验结果表明:被动围压条件下SHPB试验中,岩石试件的材料延性和抗破坏能力均得到增强,试件轴向应力是采用同种加载条件无围压SHPB试验时的1.2倍,破坏应变比无围压SHPB试验提高2~3倍,且径向应力随轴向应变增大总体呈上升趋势,试件破坏为压剪破坏模式,与无围压SHPB试验有所不同。
2014 Vol. 33 (2): 55-59 [摘要] ( 448 ) HTML (0 KB)  PDF (1084 KB)  ( 343 )
60 Duffing振子倍周期分岔谱特性
>唐元璋;楼京俊;翁雪涛;;朱石坚;
DOI:
应用半数值近似解析方法验证分析Duffing振子倍周期分岔规律理论结论;用增量谐波平衡法获得高精度高阶谐波半数值近似解析解。该验证过程可弥补实验方法精度提高难及数值方法需通过计算高频分辨率频谱方能有效分析的缺点。结果表明,该分析方法与Feigenbaum理论结论较吻合,证明理论结论的正确性。
2014 Vol. 33 (2): 60-63 [摘要] ( 452 ) HTML (0 KB)  PDF (797 KB)  ( 338 )
64 轴向推力滚子激振式振动台设计研究及仿真分析
>吴上生;黄泽星;陆振威;周运岐
DOI:
提出一种新型机械振动台,分析其机构组成及工作原理,建立激振元件曲面数学方程。通过所建机构动力学方程,导出弹簧预紧量与临界频率间函数关系;进行振动台三维模型运动仿真试验,分析输出波形的频谱及功率谱,计算其加速度波形失真度;验证弹簧预紧量与临界频率间关系。试验结果表明该振动台的输出波形精度及上限频率高于传统机械振动台,且该激振方法可行、有效。
2014 Vol. 33 (2): 64-68 [摘要] ( 360 ) HTML (0 KB)  PDF (2099 KB)  ( 216 )
69 不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响
>曹登庆;孙述鹏;刘 伦
DOI:
针对叶轮机械中鼓盘式转子,考虑转子涡动与鼓筒振动间耦合作用,建立轮盘-鼓筒-转轴系统动力学模型,分析不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响。结果表明,不平衡转子涡动仅与环向波数为1的鼓筒弹性振动模态耦合;转轴支撑刚度为线性时,转子稳态运动轴心轨迹为圆形,不平衡转子涡动不直接引发鼓筒稳态弹性振动;转轴为非线性支撑时,转子稳态运动轴心轨迹变复杂,不平衡转子涡动会引起鼓筒小幅稳态振动。
2014 Vol. 33 (2): 69-75 [摘要] ( 369 ) HTML (0 KB)  PDF (1754 KB)  ( 276 )
76 充液及内空圆柱壳在爆炸荷载下动力屈曲特性研究
>纪 冲;龙 源;刘 影;谢兴博;高福银
DOI:
采用实验与数值模拟相结合方法,对充液及内空圆柱壳在爆炸载荷下动力屈曲响应特性进行对比研究。将壁厚δ=2.0 mm、外径Φ=100 mm钢圆柱壳(内空及充水)置于75gTNT药柱、200gTNT药柱产生的爆炸场中进行冲击实验,获得不同工况下圆柱壳变形破坏模式。利用动力有限元程序LS-DYNA及Lagrangian-Eulerian流固耦合方法进行数值计算,分析壳壁屈曲变形过程及壳壁关键点速度、水介质内压力等动态参数。计算结果与实验结果一致性较好。研究表明,由于内充水介质的近似不可压缩性,承受冲击荷载时内压增大,因而参与对外界爆炸冲击载荷抗力作用,圆柱壳抗爆能力显著提高。
2014 Vol. 33 (2): 76-80 [摘要] ( 407 ) HTML (0 KB)  PDF (2760 KB)  ( 317 )
81 基于MATLAB/GUI缓冲包装动力学优化设计
>郭 勇;卢富德;高 德;王振林
DOI:
基于缓冲材料宏观本构模型,建立不同缓冲材料组成的串联力学模型。介绍求解串联缓冲系统动力学响应的虚拟质量方法及包装结构优化设计方法。利用MATLAB/GUI编制用于缓冲系统结构设计的界面程序,并脱离MATLAB平台。为缓冲包装动力学设计提供直接方法。
2014 Vol. 33 (2): 81-83 [摘要] ( 432 ) HTML (0 KB)  PDF (986 KB)  ( 279 )
84 无烟/有烟烟火药剂发射药动摩擦系数对比研究
>郭 耸;姜夕博;姬 龙;冯 淞;彭金华
DOI:
针对烟火药剂发射药受摩擦作用点火时会导致意外爆炸,而动摩擦系数是衡量摩擦作用获得能量的关键参数问题,基于摩擦感度测试仪物理模型,结合理论建模与计算,获得测定动摩擦系数方法,并结合实验研究获得有烟发射药黑火药与无烟发射药退役单基药两种常用烟火药剂发射药的动摩擦系数;研究不同实验条件对两动摩擦系数影响。结果表明,两种烟火药剂发射药的动摩擦系数均为同一范围值,且随压力及滑动速度的增大,两动摩擦系数范围均有一定变化,而每种实验条件的黑火药动摩擦系数均大于退役单基药动摩擦系数。
2014 Vol. 33 (2): 84-88 [摘要] ( 365 ) HTML (0 KB)  PDF (921 KB)  ( 295 )
89 铜表面划痕过程声发射特性
>余前程;何永勇
DOI:
以半导体互连材料铜为对象,研究铜表面划痕过程声发射特征,探索划痕载荷及速度对划痕过程声发射特征影响及铜表面划痕损伤机制,为基于声发射技术表征铜表面微纳尺度材料去除过程提供理论依据。研究发现,铜划痕过程主要以塑性变形为主,呈现周期变化形貌,并产生连续型声发射信号;随划痕速度的增加,信号强度增加,而载荷变化对信号影响较小;信号强度与变形体积增加速率呈指数关系。声发射信号能较好表征划痕过程。
2014 Vol. 33 (2): 89-92 [摘要] ( 398 ) HTML (0 KB)  PDF (1423 KB)  ( 165 )
93 波浪冲击作用下核电站防浪堤动力响应的数值模拟
>楼云锋;杨 勋;王洪良;葛鸿辉;金先龙;
DOI:
基于多物质ALE方法,利用带阻尼罚函数实现波浪与防浪堤结构间耦合作用,模拟波浪冲击作用下防浪堤结构及流体三维动态响应过程,所得结果与物理模型试验结果一致性较好。讨论挡浪墙表面波压力分布及挡浪墙所承受最大水平推力及结构动态响应对波浪冲击系数影响。结果表明,前挡浪墙静水面位置与后挡浪墙底部波压力较大;后墙承受波浪水平推力较大;结构动态响应会增强波浪的冲击作用。仿真结果可作为防浪堤强度设计重要依据及控制越浪量设计参考。
2014 Vol. 33 (2): 93-98 [摘要] ( 372 ) HTML (0 KB)  PDF (2559 KB)  ( 268 )
99 变刚度橡胶球铰的刚度特性与疲劳寿命分析
>丁智平;杨荣华;黄友剑;卜继玲
DOI:
进行变刚度橡胶球铰的承载特性研究,有限元数值分析与实验结果均表明其刚度曲线表现为明显的非线性特性。正常载荷工况刚度值小、平稳,极限载荷刚度曲线出现拐点,刚度值显著增大。改变橡胶球铰的止挡高度,会直接影响刚度曲线的拐点位置。可据载荷工况,通过调整止挡高度改变刚度特性。据橡胶超弹特性,用有限元分析数据计算疲劳载荷工况下球铰危险点的等效应力范围,结合S-N曲线对橡胶球铰的疲劳寿命分析预测,并通过台架疲劳实验验证。结果显示橡胶球铰经150万次疲劳试验后未失效,与寿命预测值基本吻合。
2014 Vol. 33 (2): 99-104 [摘要] ( 421 ) HTML (0 KB)  PDF (1773 KB)  ( 285 )
105 反向旋转双转子系统加速响应特性研究
>杨喜关;罗贵火;王 飞;唐振寰
DOI:
以五支点双转子系统为研究对象,开展反向旋转双转子系统加速响应特性研究。结合有限元分析软件,利用固定界面模态综合法建立反向旋转双转子试验器的瞬态动力学模型,研究反向旋转双转子系统加速过程中加速时域特性、进动转速变化特性及内外转子盘质心变化规律。研究结果表明,转子各截面加速响应特性与系统各阶临界转速及振型有密切联系;加速过程中存在复杂的非协调进动;内、外转子分别在以各自为主激励的临界转速附近发生质心换向;经试验验证,试验数据与计算结果吻合性较好。
2014 Vol. 33 (2): 105-111 [摘要] ( 361 ) HTML (0 KB)  PDF (3284 KB)  ( 216 )
112 基于人工鱼群算法的结构模型修正与损伤检测
>李 成;余 岭;
DOI:
提出结构模型修正结构损伤检测的人工鱼群算法。将结构模型修正与结构损伤检测结构动力学逆问题转化为约束优化数学问题,并尝试用人工鱼群算法求解。介绍人工鱼群算法基本原理,定义关键参数并描述觅食、聚群、追尾及随机等行为;据模型修正原理利用结构损伤前后模态特性数据定义优化问题目标函数;通过两层刚架不同损伤工况数值仿真、三层框架试验数据验证方法的有效性。结果表明,基于人工鱼群算法的结构模型修正与损伤检测方法能有效修正结构有限元模型,在不同噪声水平及各种结构损伤工况下不仅能准确定位结构损伤且能精确识别损伤程度。
2014 Vol. 33 (2): 112-116 [摘要] ( 397 ) HTML (0 KB)  PDF (1385 KB)  ( 175 )
117 基于EEMD及敏感IMF的再制造发动机振动模式研究
>陈成法;李树珉;张建生;张英锋;孙长库
DOI:
为更好提取再制造发动机的振动特征,采用总体平均经验分解模式(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)对信号进行分解,并用于再制造发动机振动模式研究中。在对振动信号分解基础上,利用相关系数计算IMF分量与其原始信号间相关性及原始信号IMF分量敏感因子;利用敏感IMF进行Hilbert变换。研究结果表明,采用EEMD分解算法所得IMF分量能反映再制造发动机的振动特征,基于敏感IMF的边际谱能区分再制造发动机不同部件的振动模式,并将再制造发动机部件分为缸壁、缸盖、曲轴三种振动模式,对提高发动机再制造水平具有重要意义。
2014 Vol. 33 (2): 117-121 [摘要] ( 423 ) HTML (0 KB)  PDF (2158 KB)  ( 189 )
122 叶片出口角影响离心泵噪声辐射数值研究
>丁 剑;刘厚林;王 勇;谈明高;崔建保
DOI:
运用FEM\BEM声振耦合计算方法分析叶片出口角对离心泵在水动力激励下泵壳振动辐射噪声影响。采用大涡模拟方法模拟离心泵内部瞬态流场,获得蜗壳壁面偶极子声源;对泵壳体结构进行模态分析获得结构模态响应;利用LMS Virtual Lab间接边界元IBEM声振耦合模块计算非定常流动引起的离心泵内部噪声,并与实验数据对比,验证基于LES、声振耦合的噪声数值模拟方法可行性。计算离心泵外场噪声及声辐射,研究叶片出口角度对离心泵外场噪声辐射影响。结果表明,离心泵叶片通过频率BPF处的辐射声功率随叶片出口角的增大而增大;外场噪声声压级指向性分布显示叶片出口角存在合适范围,使泵在小流量工况运行时噪声较小。
2014 Vol. 33 (2): 122-127 [摘要] ( 495 ) HTML (0 KB)  PDF (1972 KB)  ( 393 )
128 密闭空间内爆炸缩比相似模型研究
>杨亚东;李向东;王晓鸣;张刘成;张马莉
DOI:
以相似理论为基础,对密闭空间内爆炸毁伤参数进行量纲分析,建立密闭空间内爆炸相似模型,用LS-DYNA进行原模型装药递增直至结构破坏计算,并以结构产生裂纹的临界装药量进行缩比系数分别为0.8,0.6,0.4,0.2,0.1的缩比模型仿真计算。结果表明,结构尺寸不变而药量变化时壁面的冲击波服从相似规律;反射超压服从以受单、双及三面墙影响分开考虑的相似规律;冲量由于受结构破损影响不服从相似规律;缩比系数不小于0.1时缩比模型与原模型壁面的冲击波超压、比例脉冲宽度及比例冲量服从相似规律,缩比模型冲击波超压、比例脉冲宽度及比例冲量与原模型最大相对误差分别为3.3%、4.96%、5.1%;随缩比系数的减小,结构壁面的冲击波超压及冲量呈现出离散分布特性,相似程度有所降低。在研究的缩比系数范围内,可利用缩比模型试验结果预测原模型内爆炸毁伤效应。
2014 Vol. 33 (2): 128-133 [摘要] ( 531 ) HTML (0 KB)  PDF (2526 KB)  ( 615 )
134 纤维增强复合材料三明治板破片穿甲数值仿真
>徐豫新;戴文喜;王树山;赵晓旭
DOI:
研究破片对(由钢板、纤维增强复合材料板及钢板叠合而成)纤维增强复合材料三明治板穿甲过程中能量转化规律。进行破片模拟弹丸(FSP)对不同结构三明治板高速穿甲数值仿真,获得FSP破片对16种三明治板的弹道极限,并与实验结果对比验证数值仿真的可信度。通过分析数值仿真结果,进一步研究破片临界贯穿条件下纤维增强复合材料三明治板各组成部分吸能比率与结构尺寸相关性。结果表明,不同厚度夹层板的吸能比率恒定(芳纶纤维10.41%,玻璃纤维2.68%),夹层板内能随厚度的增加呈二次函数增加。由此获得破片对纤维增强复合材料三明治板弹道极限速度计算方法。
2014 Vol. 33 (2): 134-140 [摘要] ( 389 ) HTML (0 KB)  PDF (1669 KB)  ( 380 )
141 基于随机共振预处理的振动故障特征提取研究
>任立通;胡金海;谢寿生;王 磊;苗卓广
DOI:
为有效降低噪声对机械故障特征提取结果干扰,提高故障特征集分类性能,提出基于随机共振(SR)预处理的故障特征提取方法。用随机共振方法对振动信号预处理,提高输出信号信噪比,增强信号频率特性;将随机共振输出信号用于特征集提取。为验证随机共振对信号预处理效果,分别提取基于时域、频域及时频域分析的故障特征集用于故障诊断;用转子试验数据对该方法所取特征集进行检验。结果表明,经随机共振处理后提取的各特征集与原始数据提取的特征集相比,均表现出较好分类性能,且其诊断结果的确定性较原始特征好,有望应用于工程实际。
2014 Vol. 33 (2): 141-146 [摘要] ( 381 ) HTML (0 KB)  PDF (1385 KB)  ( 269 )
147 水平激振模式下压实系统动力学过程及响应特性研究
>郑书河;林述温
DOI:
针对智能振动压路机水平激振特点,根据压实进程中土壤参数变化,按工况分阶段建立二自由度动力学模型,研究纯滚动、滑转、纯打滑三种工况下振动轮与土壤相互作用的动力学过程。以XG6133D型智能振动压路机为例,仿真分析压实系统时频响应特性。结果表明,随压实进程振动轮水平运动发生由单周期至倍周期变化,其时域波形波峰、波谷产生锯齿状、平顶状畸变,频谱呈现除基波外仅含丰富奇次倍谐波。时频响应特性研究可为预测压实状况及提高压实性能提供理论依据。
2014 Vol. 33 (2): 147-151 [摘要] ( 356 ) HTML (0 KB)  PDF (1460 KB)  ( 192 )
152 输气管道气体流经阀门气动噪声产生机理分析
>刘翠伟;李玉星;王武昌;谢祝祝
DOI:
为区分输气管道泄漏音波与阀门噪声,为输气管道音波法泄漏检测提供理论依据及数据库、控制阀门噪声提供解决办法,从音波产生机理角度采用CFD软件耦合专业声学软件方法对输气管道气体流经阀门产生的气动噪声进行研究,建立气动噪声模型,探究气动噪声产生机理及传播、衰减规律。在CFD(Computational Fluid Dynamics)软件中采用大涡湍流模型对气体流经阀门时的瞬态流场求解分析,获得流场分布如脉动压力、脉动速度数据;将CFD计算所得数据导入专业声学软件进行联合仿真,生成气动噪声源项,包括偶极子声源及四极子声源,建立气动噪声产生传播模型,求解输气管道气体流经阀门的气动噪声。
2014 Vol. 33 (2): 152-157 [摘要] ( 520 ) HTML (0 KB)  PDF (1596 KB)  ( 289 )
158 锥形纳米管纵向振动固有频率
>杨 武;彭旭龙;李显方
DOI:
研究变截面锥形纳米管/棒的纵向振动问题。由于其控制方程涉及变系数微分方程,提出适用范围广、简单精确的积分方程方法求解该问题,基于经典弹性杆理论与非局部弹性杆理论分别给出几种边界条件下的固有频率计算。对一端固定一端附加集中质量的碳纳米管的纵向振动,给出共振基频的近似简单表达式。与其它方法所得数值结果对比表明该方法有效。
2014 Vol. 33 (2): 158-162 [摘要] ( 343 ) HTML (0 KB)  PDF (902 KB)  ( 763 )
163 大规模柴油机动力学抗冲击并行仿真计算
>丁峻宏;宋雅丽;王 惠;任建军;刘 波
DOI:

针对柴油机动力冲击仿真问题,采用显式动力算法对柴油机复杂结构进行详细建模与精细仿真,并对处于不同工作状态柴油机开展机构运动、动力冲击的单独及综合模拟。为满足计算调试及多组工况所需大规模计算需求,借助高性能计算资源;通过不同计算平台多核并行计算及性能数据比较,分析独特并行加速现象、探求合理并行加速策略。计算表明,动态仿真方法有利于柴油机运动及动力问题一体化研究。该结论可为柴油机类似复杂冲击问题研究提供参考。

2014 Vol. 33 (2): 163-167 [摘要] ( 479 ) HTML (0 KB)  PDF (1395 KB)  ( 456 )
168 浮基两刚体模型强迫振动动力响应分析
>王 丙;江召兵;陈徐均;黄亚新
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为分析浮基在外力作用下产生的强迫振动对浮基多体系统动力响应影响,将浮基多体系统简化为光滑铰接的两刚体模型,用多体动力学离散时间传递矩阵理论,并编写程序对浮基多体系统动力响应求解。分别计算浮基在周期横摇角强迫振动与波浪作用下浮基两刚体动力响应,获得浮基两刚体系统运动响应曲线。数值模拟结果表明,当横摇角强迫振动幅值、频率增加时,起吊重物的摆动更剧烈,绳索长度变化对重物摆动影响不大。在横向规则波作用下,浮基与重物的摆动幅值随绳索长度、吊臂仰角的增加而增大,随起吊重物质量变化先增大后减小。
2014 Vol. 33 (2): 168-172 [摘要] ( 358 ) HTML (0 KB)  PDF (2338 KB)  ( 270 )
173 基于波函数法的结构振动功率流研究
>杨 念;陈炉云;张裕芳
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根据波函数法(WBM)基于间接Trefftz法且不同于有限元等传统方法、在整个分析域内位移场由精确满足动力学方程函数表示、适用范围由低频扩展至中频等特点,基于该法对结构中频振动功率流问题进行研究。算例中用WBM法分析板结构功率流,并与有限元法比较。用计算结果验证该方法在求解中频振动功率流的有效性与优势。
2014 Vol. 33 (2): 173-182 [摘要] ( 385 ) HTML (0 KB)  PDF (1308 KB)  ( 450 )
178 螺栓连接对结构模态及传递特性影响研究
>陈长盛;王 强;柳瑞锋;李国平;周 璞
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针对螺栓刚度及预紧力对装配体模态、传递函数影响较大而在设备装配中因处理困难常被忽略问题,利用有限元计算、试验结合对比方法分析、研究。用ANSYS软件预应力模态分析及谐响应分析对装配体进行仿真计算;对三种刚度螺栓分别施加相同预紧力,对钢制螺栓施加六组不同预紧力进行试验;分析对比计算值与试验值误差。结果表明,忽略接触阻尼的计算值与试验值存在最大误差约15%;同一预紧力时,随螺栓刚度的提高固有频率呈增大趋势,各阶频率的最大变形量随之增大;随预紧力的增大,结构传递函数趋于明朗化。
2014 Vol. 33 (2): 178-182 [摘要] ( 594 ) HTML (0 KB)  PDF (1744 KB)  ( 668 )
183 一维嵌套结构声子晶体透射特性
>胡家光;徐 文;邱学云
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设计新型周期嵌套结构一维声子晶体,由采用传递矩阵法所得纵波与横波透射率谱图获得较传统一维晶格结构宽数倍的巨带隙与局域模。通过研究结构参数与带隙关系,获得有利于宽带隙产生条件及对局域模影响最大因素。通过控制掺杂材料厚度及位置,能较好实现局域模的精确调控,可显著增强声子晶体低频滤波效应。通过详述研究结果的物理机理,提出准缺陷耦合及缺陷共振等概念。
2014 Vol. 33 (2): 183-187 [摘要] ( 405 ) HTML (0 KB)  PDF (1461 KB)  ( 309 )
188 大规模动力系统高精度増维精细积分方法快速算法
>吴泽艳;王立峰;武 哲;
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考虑高精度増维精细积分法求解大规模动力系统快速算法。为提高増维精细积分方法求解大规模动力系统精度,将非齐次项近似为高阶多项式,形成高精度増维精细积分方法;为减少计算时间、提高计算效率,提出高精度増维精细积分方法快速算法。算例表明,通过提高非齐次项近似阶数可显著提高计算精度,快速算法可使计算效率呈量级提高,高精度快速算法适合大规模动力系统长时间推进计算。
2014 Vol. 33 (2): 188-192 [摘要] ( 390 ) HTML (0 KB)  PDF (882 KB)  ( 272 )
193 Q345等边角钢腐蚀疲劳性能试验研究
>张春涛;范文亮;李正良
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针对角钢构件在输电塔线体系服役期间因环境腐蚀、风致振动耦合作用导致疲劳性能退化,而构件腐蚀疲劳试验成本高、耗时久、难度大等因素所致试验资料匮乏问题,基于节省成本、提高精度思路,结合单点-似然法及相关系数优化法,提出确定腐蚀疲劳S-N曲线表达式参数的改进回归分析方法,构造与之对应的实现算法;建立随腐蚀时间变化的t-P-S-N曲面表达式;通过18根足尺试件三组不同腐蚀时间疲劳试验,研究Q345等边角钢腐蚀疲劳破坏模式,分析P-S-N曲面方程中各参数随腐蚀时间的变化规律,并结合理论分析建立Q345等边角钢构件t-P-S-N曲面模型。采用该模型探讨不同腐蚀时间内Q345等边角钢构件疲劳寿命变化规律,结果表明,相同疲劳荷载水平作用下试件疲劳寿命随腐蚀时间急剧减小;同
一腐蚀时间内疲劳寿命受腐蚀因素的影响程度随荷载的减小而增加。
2014 Vol. 33 (2): 193-198 [摘要] ( 381 ) HTML (0 KB)  PDF (1696 KB)  ( 231 )
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