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2014年 33卷 14期
刊出日期:2014-07-25
论文
 
       论文
1 蜂窝状空腔屏障隔振效果分析
>徐 平
DOI:
设空腔壁完全自由(应力为零),用正六边形与圆孔保角变换法及波函数展开法,获得蜂窝状空腔屏障对SV波隔离的二维平面问题理论解,通过引入屏障后竖向位移与入射平面SV波竖向位移幅值比值分析SV波入射频率、屏障排数及整体宽度等对屏障隔离效果影响。结果表明,屏障对高频率SV波隔离效果好于低频率SV波;靠近屏障边缘区域隔离效果好于中心区域;屏障对SV波隔离效果随屏障整体宽度增长、排数增多明显提高;综合隔离效果、施工、维护费用等因素,三排蜂窝状空腔屏障为隔振设计最佳选择;通过对比获得3种屏障隔振效果大小关系,即三排蜂窝状空腔屏障介于空沟与三排多排柱腔屏障之间,接近空沟。
2014 Vol. 33 (14): 1-5 [摘要] ( 316 ) HTML (0 KB)  PDF (1794 KB)  ( 234 )
6 含随机参数空间柔性梁的动力学模型
>靳红玲;陈建军;赵 宽;曹鸿钧
DOI:
研究含随机参数空间柔性梁作大范围运动的动力响应问题。基于虚功原理建立随机参数空间柔性梁动力学模型,利用多项式混沌结合高效回归法将其转化为完全隐式纯微分方程,通过可变秩法获得响应函数展开多项式系数,进而获得柔性梁变形响应量数字特征。以物理、几何参数具有随机性自旋空间柔性梁为例,获得动力响应统计意义下的解,通过与Monte Carlo法结果比较,验证该方法的正确性及有效性。计算结果表明,利用随机参数的动力学模型能客观反映空间自旋柔性梁动力学行为;部分随机参数的分散性对柔性体动力响应影响不可忽视。
2014 Vol. 33 (14): 6-10 [摘要] ( 349 ) HTML (0 KB)  PDF (1516 KB)  ( 254 )
11 船撞设计冲击谱研究
>王君杰;喻志然
DOI:
针对桥梁船撞设计规范中所用等效静力法忽略船桥碰撞动力本质及有限元数值模拟方法要求高、计算量大等缺点,借鉴地震反应谱概念提出船撞设计冲击谱方法。用有限元模拟不同吨位船舶在不同速度下撞击刚性墙,获得81条撞击力时程。计算不同周期、不同阻尼比单自由度体系在撞击力时程作用下位移放大系数。通过寻找位移放大系数统计规律,给出用于桥梁船撞工程设计冲击谱及具体使用步骤。
2014 Vol. 33 (14): 11-14 [摘要] ( 286 ) HTML (0 KB)  PDF (2148 KB)  ( 267 )
15 栓接结合部动态特性参数辨识新方法
>李 玲;蔡安江;蔡力钢;阮晓光;郭铁能
DOI:
利用频响函数法辨识栓接结合部等效动力学参数时,由于实验测量、噪声干扰及数值运算(矩阵求逆)等所致误差,使辨识结果出现不适定性。为避免此问题的产生,使辨识结果能真实反映栓接结合部动态特性,提出新的辨识方法。建立含栓接结合部的整体结构有限元模型,据栓接结合部不同等效刚度与等效阻尼与整体结构归一化频率关系,确定栓接结合部等效刚度与等效阻尼的取值范围,并取该范围的平均值为初值,以实验与仿真整体结构频响函数误差最小为目标确定栓接结合部等效刚度与等效阻尼值。通过实验研究及与文献[16]结果比较表明,采用该方法可达准确辨识栓接结合部等效参数之目的。
2014 Vol. 33 (14): 15-19 [摘要] ( 285 ) HTML (0 KB)  PDF (1798 KB)  ( 272 )
20 形函数时变性对汽车公路梁桥竖向耦合振动影响分析
>陈代海;陈 淮;李 整;郭文华
DOI:
采用梁单元离散公路梁桥,每辆汽车由多刚体模型模拟,将汽车与桥梁视为相互作用的整体系统,建立汽车-梁桥耦合时变系统的竖向振动方程。引入三次Hermite插值形函数,考虑车桥相互作用引起的梁单元形函数时变性,推导出形函数时变性在车桥耦合振动方程中的贡献值,并编制计算程序。通过具体算例分析梁单元形函数时变性对汽车-梁桥竖向振动响应影响。计算结果表明,在高速行车的车桥振动分析中,梁单元形函数时变性对公路梁桥竖向耦合振动影响显著,模拟计算时应予以考虑。
2014 Vol. 33 (14): 20-24 [摘要] ( 270 ) HTML (0 KB)  PDF (1369 KB)  ( 147 )
25 水中环肋圆锥壳振动特性分析
>陈美霞;邓乃旗;张 聪;魏建辉
DOI:
基于Flügge壳体理论,采用幂级数法研究不同边界条件下水中环肋圆锥壳振动特性。环肋采用刚度各向异性法,平摊等效为壳体重量的增加。通过将圆锥壳分段,且将每段圆锥壳等效为圆柱壳考虑水流体的负载影响。分析水中环肋圆锥壳的固有、受迫振动特性,并通过数值与解析结果对比,验证幂级数法的正确性。研究流体负载、环肋、半锥角及边界条件对其振动特性影响。结果表明,流体负载与环肋主要以附加质量及阻尼形式作用于锥壳。
2014 Vol. 33 (14): 25-32 [摘要] ( 286 ) HTML (0 KB)  PDF (2037 KB)  ( 153 )
33 基于Kriging模型的钢管混凝土连续梁拱桥有限元模型修正
>胡俊亮;颜全胜;郑恒斌;崔楠楠;余晓琳
DOI:
提出基于Kriging模型的有限元模型修正方法。Kriging模型为据区域内若干信息样品某种特征数据对该区域同类特征未知数作线性无偏、最小方差估计方法,其只用少量样本即可获得较高精度预测结果。用Kriging模型对平面桁架进行有限元模型修正,验证该方法的可行性与准确性;对一连续梁拱桥进行模型修正,并与GA算法、BP神经网络方法模型修正结果比较分析。Kriging模型仅需一定量测量频率信息即可完成模型修正,能避免修正过程中进行有限元模型迭代计算。结果表明,该方法能准确预测有效频率范围(active frequency range) 外模态信息,计算效率、精度较高,可用于工程实践。
2014 Vol. 33 (14): 33-39 [摘要] ( 318 ) HTML (0 KB)  PDF (1356 KB)  ( 195 )
40 正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展机理及数值模拟研究
>朱劲松;郭耀华
DOI:
为追踪正交异性钢桥面板的疲劳裂纹扩展过程及通用的正交异性板钢桥抗疲劳设计与开裂加固提供理论指导,提出基于实桥有限元模型进行正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展模拟方法及流程。建立桥梁整体有限元模型进行恒活载作用下整体分析,结合实桥调查结果确定全桥疲劳关键部位;建立含焊接细节的疲劳关键部位精细化模型进行疲劳应力幅分析,并基于车桥耦合振动分析考虑冲击系数对应力幅影响,确定裂纹扩展方向、路径及寿命,进行疲劳裂纹扩展全过程分析;以既有大跨度斜拉桥正交异性桥面板疲劳裂纹扩展分析为例,验证该方法与计算流程的可行性、准确性,并为该桥运营期疲劳失效维修、加固提供理论依据。
2014 Vol. 33 (14): 40-47 [摘要] ( 303 ) HTML (0 KB)  PDF  (0 KB)  ( 134 )
48 汽车致虎门遗址振动影响数值分析
>常 鹏;李强军;马伯涛;付仰强;杨维国;葛家琪
DOI:

以东莞虎门镇威远岛环岛路炮台及兵营遗址为研究对象,建立工程公路-山体-兵营整体三维数值分析模型。采用有限元程序进行动力时程分析,计算炮台、兵营在不同车辆轴重、行驶速度的振动响应,获得加速度、速度沿距离分布规律,分析各因素对遗址振动影响。结果表明,车速由40 km/h增加到80 km/h时炮台底座速度响应增加4%~13%,而兵营地基速度响应增加6%~30%;轴重由15 t 增加到55 t 时炮台底座、兵营地基响应与轴重成正相关增大。通过在震源处施加竖向变频率简谐作用力进行谐响应分析知模型卓越频率分别在10 Hz及40 Hz附近;外部交通振动荷载频率近10 Hz时,炮台底座、兵营地基振动响应最大。

2014 Vol. 33 (14): 48-53 [摘要] ( 335 ) HTML (0 KB)  PDF (1990 KB)  ( 169 )
54 下击暴流非平稳脉动风速数值模拟
>李锦华;吴春鹏;陈水生
DOI:
针对大气边界层近地风不同、下击暴流平均风速具有明显时变性及脉动风速具有较强非平稳特征,通过Kaimal非均匀调制函数的建立方法,获得Davenport调制函数、Simiu调制函数、Harris调制函数,为有效实现非平稳脉动风速模拟提供首要条件;考虑自回归AR模型时变性,建立非平稳随机过程TAR时变模型,为实现非平稳脉动风速模拟提供有效方法;考虑下击暴流平均风速时变特征,对下击暴流非平稳脉动风速进行模拟。结果表明,模拟的下击暴流非平稳脉动风速相关性随不同位置间距增大而减弱,振幅随时变平均风速增大而增大,与实际风场特性吻合,表明非均匀调制函数有效;功率谱时变特征明显,与目标时变谱时变特征吻合,且样本统计平均功率谱、相关函数与目标均吻合,表明下击暴流非平稳脉动风速模拟方法有效。
2014 Vol. 33 (14): 54-60 [摘要] ( 353 ) HTML (0 KB)  PDF (4503 KB)  ( 225 )
61 滚珠丝杠式惯容器试验及力学性能预测
>孙晓强;陈 龙;汪若尘;张孝良;陈月霞
DOI:
在数控液压伺服激振试验台上进行滚珠丝杠式惯容器力学性能试验,获得惯容器在不同惯容系数及不同激振输入下力学响应,通过分析惯容器存在的非线性因素及试验结果,揭示非线性因素影响惯容器的实际性能。考虑建立惯容器自适应神经网络模型,进行惯容器力学性能预测。由于BP算法易陷入局部最优且泛化能力弱,用遗传算法优化BP网络训练过程。基于非线性因素对惯容器力学性能影响机理,选惯容系数及惯容器在多个瞬态时间点位移、速度及加速度为神经网络输入,惯容器输出力为网络输出,并将试验所得1020组数据用于网络训练及预测,网络预测结果与试验结果吻合良好,说明所用方法正确合理,可为惯容器力学性能预测提供参考。
2014 Vol. 33 (14): 61-65 [摘要] ( 337 ) HTML (0 KB)  PDF (2177 KB)  ( 231 )
66 含间隙高速多连杆传动机构动力学特性研究
>张增磊;巫世晶;赵文强;王晓笋
DOI:
针对运动副中存在间隙会使高速多连杆传动机构呈强烈非线性振动特征、严重影响机构运行可靠性问题,在研究运动副间隙动力学建模理论基础上,基于间隙矢量模型,建立高速多连杆传动机构含间隙旋转副的“碰撞铰”模型,并引入传动机构动力学模型,利用非线性弹簧-阻尼模型模拟接触碰撞的法向力,利用修正的库伦摩擦模型模拟接触碰撞的切向力;在特定工况下仿真获得其动态特性,多间隙转动副对机构特性有重要影响。研究间隙不同尺寸时对机构运行可靠性影响,与采用理想运动副建立的连杆机构动态特性对比发现,多间隙转动副的存在会使机构速度、加速度特性产生运动滞后效应,加速度存在强烈冲击、波动现象,并分析产生原因。所用研究方法与参数分析结果可为多连杆传动机构优化设计与可靠运行提供参考。
2014 Vol. 33 (14): 66-71 [摘要] ( 405 ) HTML (0 KB)  PDF (1498 KB)  ( 350 )
72 基于量子粒子群算法的结构模态参数识别
>常 军;刘大山
DOI:
以由结构输入输出数据计算所得实测频响函数与理论频响函数差值最小化为优化目标,通过对理论频响函数中所含结构模态参数搜索取值使目标函数最小,即将结构模态参数识别问题转化为优化问题。采用量子粒子群算法对此过程优化计算,获得结构模态参数。用数值模拟六层框架结构对该方法进行验证。结果表明,量子粒子群可有效识别结构模态参数。
2014 Vol. 33 (14): 72-76 [摘要] ( 328 ) HTML (0 KB)  PDF (1373 KB)  ( 184 )
77 柔性立管涡激振动抑制装置试验研究
>高 云;付世晓;宋磊建
DOI:
为深入研究带螺旋列板的柔性立管涡激振动响应特性,进行立管螺旋列板抑制装置的拖曳水池试验。由拖车拖动立管产生来流测得应变数据,基于模态叠加法获得立管位移响应等参数。分析螺旋列板抑制装置的螺距变化,系统研究不同螺旋列板状态下立管应变、位移响应等参数。结果表明,流向响应与横向响应同样重要不可忽略;裸管响应特性与带螺旋列板的立管响应特性区别较大,响应特性与螺旋列板几何形状紧密相关。
2014 Vol. 33 (14): 77-83 [摘要] ( 550 ) HTML (0 KB)  PDF (2656 KB)  ( 281 )
84 拉杆转子装配振动检测分形研究
>余 坚;谢寿生;任立通;张子阳;王 磊;王立国
DOI:
针对单个螺栓预紧变化对篦齿盘振型无影响、通过统计分析振动响应信号时频域特征亦不能有效判断拉杆转子装配状态问题,提出利用分形理论分析拉杆转子装配振动检测信号新方法。通过拉杆转子装配振动检测试验获取振动响应信号,运用分形理论分析试验结果,分别计算三种螺栓预紧状态下矩形盒维数及多重分形谱参数,利用多重分形谱参数为支持向量机特征向量对拉杆转子装配状态进行模式识别。结果表明,拉杆转子螺栓松动时,振动响应信号的盒维数会相应增加,盒维数大于1.25时转子装配不合格。结合支持向量机用多重分形谱参数预测装配状态分类结果正确率达93.7008%。
2014 Vol. 33 (14): 84-88 [摘要] ( 329 ) HTML (0 KB)  PDF (1711 KB)  ( 229 )
89 基于HMM与改进距离测度法的齿轮箱故障诊断
>袁洪芳;张 任;王华庆
DOI:
提出基于隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)与改进距离测度法的齿轮箱故障诊断新方法。在改进的距离测度方法中通过两约束因子调整特征参数灵敏度的评价函数,通过评价函数获得最优特征参数子集,完成对特征参数降维;利用最优特征参数子集训练获得齿轮箱各状态下Markov模型;计算测试数据在各模型的对数似然概率,据概率值大小判断故障类型。齿轮箱验证实验结果表明,改进距离测度法与HMM方法结合能有效识别齿轮箱轴不对中、断齿、磨损等多故障模式,适用性较高,可用于实际齿轮箱系统故障诊断。
2014 Vol. 33 (14): 89-94 [摘要] ( 416 ) HTML (0 KB)  PDF (1059 KB)  ( 277 )
95 汽车所致虎门遗址振动全过程性能化研究
>葛家琪;马伯涛;庞玉涛;王世俊;杨维国;张 楠
DOI:
以虎门炮台旧址范围内文物影响评估为工程背景,在公路交通规划阶段对古建文物防振安全性进行全过程性能化分析、实测与防护措施研究。通过现场重载车辆行驶场地及古建筑文物振动实测,获得有限元分析关键技术参数,对包括“车辆、道路、场地、文物”的有限元模型进行校准;采用校准后有限元模型对车辆轴重、行车速度、多车效应、隔振沟尺寸等参数分析研究,获得文物的振动响应;用性能化指标评价文物振动安全性,采取合适振动防护措施。实测与分析表明,实测与分析结合全过程性能化分析法能用于交通规划及文物保护研究,距公路50 m并辅以隔振沟可保证古建筑文物的振动安全性。
2014 Vol. 33 (14): 95-100 [摘要] ( 243 ) HTML (0 KB)  PDF (2043 KB)  ( 151 )
101 捕获载荷冲击漂浮基柔性空间机械臂动力学响应评估与自适应镇定控制及主动抑制
>董楸煌;陈 力
DOI:
分析漂浮基柔性空间机械臂受捕获载荷冲击后动力学响应及控制,利用假设模态法近似描述空间机械臂柔性杆弹性变形;利用第二类拉格朗日方程建立漂浮基空间机械臂系统动力学模型。基于动量守恒原理,利用动量冲量法评估受捕获载荷冲击后漂浮基空间机械臂系统动力学响应。设计自适应控制算法对受捕获载荷碰撞冲击后不稳定漂浮基空间机械臂进行镇定控制;设计线性二次最优控制算法抑制柔性杆弹性振动。用数值仿真验证控制算法的有效性。
2014 Vol. 33 (14): 101-107 [摘要] ( 391 ) HTML (0 KB)  PDF (1508 KB)  ( 180 )
108 模态测试中力传感器附加质量辨识及消除方法研究
>任 军;毕树生
DOI:
针对激振器激励方式在模态测试中因力传感器附加质量影响会使测量频响函数不准确、附加质量大小难以准确获知等问题,提出基于测量的频响函数辨识力传感器附加质量方法,为消除该附加质量影响提供依据。分析附加质量对结构频响函数的修改,并推导用测量频响函数表达附加质量的通用公式;通过数值仿真验证方法的可行性;采用激振器+激光测振仪方案对简支梁进行模态实验,用简支梁两点的驱动点及跨点频响函数(共四组数据)辨识力传感器附加质量大小。该方法辨识精度取决于频响函数测量精度,而实验中因噪声影响常使测量的频响函数在某些频段质量较低。因该方法计算不依赖全频段数据,故实践中可针对性选取四组频响函数中均具有较高质量的公共频段数据参与计算,以提高辨识精度。
2014 Vol. 33 (14): 108-112 [摘要] ( 376 ) HTML (0 KB)  PDF (2327 KB)  ( 314 )
113 大跨人行悬索桥非线性静风稳定性分析
>薛晓锋;管青海;胡兆同;李加武;刘健新;
DOI:
基于风洞试验所测加劲梁静力三分力系数,在综合考虑静风荷载非线性、结构几何非线性基础上,采用双重迭代计算分析方法对主跨420 m大跨窄人行悬索桥进行静风稳定性全过程分析。结果表明,结构变形随风速变化呈明显非线性,静风失稳形态弯曲扭转空间耦合变形特征显著;较公路桥大跨人行悬索桥主缆提供的扭转刚度比重更大,跟踪两主缆跨中应力随风速变化情况可定义静风失稳临界风速及与分析静风失稳原因;非零初始风攻角会降低静风失稳临界风速;中央扣及抗风缆均能提高静风失稳临界风速。施加中央扣措施,失稳形态为主梁结构弯扭失稳;施加抗风缆措施,失稳形态为抗风拉索、抗风缆应力松弛导致局部结构失稳。该研究可为大跨窄桥静风稳定性能及提高静风稳定性提供科学依据及参考。
2014 Vol. 33 (14): 113-117 [摘要] ( 406 ) HTML (0 KB)  PDF (1559 KB)  ( 215 )
118 隔震斜交连续梁桥地震反应及环境温度影响研究
>石 岩;王东升;孙治国;沈永林
DOI:
针对斜交桥震害特点及低温环境改变隔震支座力学特性现象,以用铅芯橡胶隔震支座的斜交连续梁桥为例,采用Hertz-damp模型考虑梁体与桥台的碰撞作用。基于OpenSees地震分析平台建立动力分析模型,分析桥墩位移、墩底反力、碰撞力、梁体旋转度与斜交桥斜度关系及梁端碰撞力分布规律。在对比不同隔震支座温度特性修正方法差异基础上,讨论隔震斜交桥梁地震反应与环境温度及斜度关系。结果表明,梁体双向水平与平面内转动耦合使梁体与桥台在其钝角处先发生碰撞,而碰撞作用会加剧梁体转动;低温引起的支座特性改变将会放大桥墩地震反应,若不计其影响,在0℃、-10℃、-30℃条件下,与常温(23℃)相比墩底剪力及弯矩会被低估10%、20%、40%。
2014 Vol. 33 (14): 118-124 [摘要] ( 387 ) HTML (0 KB)  PDF (2615 KB)  ( 267 )
125 气动干扰对平行双幅断面气动导纳影响研究
>周 奇;朱乐东;任鹏杰;刘文江
DOI:
针对平行双幅桥梁存在的气动干扰现象,采用节段模型测力风洞方法研究气动干扰效应对双幅断面气动导纳影响。结果表明,由于气动干扰作用,双幅断面气动导纳与单幅断面气动导纳存在一定差别,尤其阻力气动导纳;相同外形断面产生的气动干扰效应相似,不同外形断面产生的气动干扰效应不同;由于下游断面对上游断面气动干扰影响较弱,不同间距引起的气动干扰对上游断面气动导纳影响无明显规律;随间距的增大气动干扰对下游断面气动导纳影响逐渐减弱,间距足够大时,此影响可忽略不计。
2014 Vol. 33 (14): 125-131 [摘要] ( 271 ) HTML (0 KB)  PDF (1091 KB)  ( 131 )
132 碳纤维复合材料拉伸损伤声发射信号MC-ApEn分析
>黄频波;丁 鹏;李 斌;吴悦梅;王新玲
DOI:
采用滑动移除近似熵(MC-ApEn)分析碳纤维环氧树脂复合材料拉伸损伤过程中产生的声发射信号。从信号的无序性、复杂性及动力学平衡角度描述基体开裂、纤维/基体脱胶及纤维断裂三种典型声发射信号的近似熵谱特征并给出相应解释。用MC-ApEn分析载荷、计数、声发射能量与时间的相关曲线。由不同趋势间过渡引起的近似熵突变发现,拉伸断裂过程被两结构突变时间点划分为三个不同阶段,并据其演进特点推荐复合材料拉伸失效的临界载荷。
2014 Vol. 33 (14): 132-136 [摘要] ( 265 ) HTML (0 KB)  PDF (1800 KB)  ( 235 )
137 基于MED及FSK的滚动轴承微弱故障特征提取
>刘志川;唐力伟;曹立军
DOI:
针对强噪声情况滚动轴承故障特征较微弱、其故障特征较难提取问题,提出将最小熵反褶积(Minimum Entropy Deconvolution, MED)与快速谱峭度算法(Fast Spectral Kurtosis, FSK)结合用于滚动轴承微弱故障提取。用MED对强噪声滚动轴承振动信号降噪,对降噪后信号进行快速谱峭度计算,确定故障信号共振解调带通滤波器参数,结合能量算子解调包络谱提取故障特征。通过仿真与实验数据验证该方法的有效性。
2014 Vol. 33 (14): 137-142 [摘要] ( 353 ) HTML (0 KB)  PDF (2638 KB)  ( 238 )
143 台风作用下大型风电结构破坏模式研究
>章子华;周 易;诸葛萍
DOI:
针对沿海风电场及风电结构数量快速增长、结构频遭台风破坏问题,采用不随高度变化的台风脉动风功率谱,基于线性滤波法与竖向相关性简化表达式模拟沿海某风电场台风风场模型,并通过功率谱密度函数验证其准确性。建立风电结构-桩基础耦合有限元模型,计算风电结构在上、下限台风风速条件下动力响应时程,分析极端风况下风电主体结构可能破坏模式。结果表明,塔筒屈服区域集中在塔筒底端约4 m高度范围内,呈锥形分布。塔筒底端与基础预埋环连接处最不利。在上限台风风速条件下,塔顶水平位移超出容许值。两种风速条件下,最不利单桩轴力均未超出限值。该方法可为研究风电结构在极限风况下非线性倒塌奠定重要基础。
2014 Vol. 33 (14): 143-148 [摘要] ( 262 ) HTML (0 KB)  PDF (1791 KB)  ( 310 )
149 撞击船艏刚度对船体结构碰撞性能影响
>胡宗文;刘 昆;王自力
DOI:
对将撞击船艏简化成刚性会影响计算结果问题,利用非线性有限元动态分析软件MSC.Dytran对一艘散货船垂直撞击双壳油轮场景进行计算。比较实际柔性船艏与简化刚性船艏撞击下碰撞性能区别,重点讨论撞击船艏部刚度对被撞舷侧碰撞性能影响。所得船艏刚度对舷侧碰撞性能影响规律表明,改进撞击船艏部结构可有效提高船舶碰撞安全性。
2014 Vol. 33 (14): 149-154 [摘要] ( 392 ) HTML (0 KB)  PDF (2613 KB)  ( 327 )
155 基于6σ 的车身噪声传递函数稳健优化设计
>聂祚兴;于德介;周建文;周 舟
DOI:
为提高设计稳健性,将6 稳健优化设计引入车身噪声传递函数优化过程。将6 质量管理、可靠性设计与稳健设计相结合,考虑设计变量、约束条件及目标函数在内所有不确定性信息,不仅满足优化目标函数、提高系统可靠性要求,亦使系统响应均方差最小化,即提高稳健性。以某型汽车为例,在汽车声固耦合有限元模型基础上采用基于试验设计的二阶多项式响应面模型,以车身总质量及一阶模态频率为约束条件、驾驶员耳旁声压级响应均方根值为目标函数,在基本随机变量概率特性已知情况下,对车身噪声传递函数进行6 稳健优化设计,与传统确定性优化设计相比表明该方法的有效性。
2014 Vol. 33 (14): 155-159 [摘要] ( 312 ) HTML (0 KB)  PDF (1216 KB)  ( 210 )
160 希尔伯特振动分解在滚动轴承故障诊断中应用
>朱可恒;宋希庚;薛冬新
DOI:
将希尔伯特振动分解(HVD)应用于滚动轴承故障诊断。在介绍HVD方法原理基础上,与经验模式分解(EMD)进行对比表明,通过仿真信号可分析HVD更高频率分辨率,HVD能有效分解引起EMD模态混叠的含异常事件信号;将HVD用于滚动轴承故障信号分解,选含丰富故障信息分量进行包络分析,利用相应包络谱图识别轴承故障特征频率,进而识别故障模式,并实验验证该方法的有效性。
2014 Vol. 33 (14): 160-164 [摘要] ( 370 ) HTML (0 KB)  PDF (1562 KB)  ( 350 )
165 基于有限元法的螺旋锥齿轮传动误差研究
>汪中厚;王 杰;王巧玲;李 刚
DOI:
在传统螺旋锥齿轮传动误差分析基础上引入惯量、材料阻尼因素、齿轮支撑系统,提出螺旋锥齿轮动传动误差分析方法。通过与传统静传动误差分析结果比较,该方法能更好描述螺旋锥齿轮在啮合过程中的振动、噪音等动态性能;分析材料阻尼对螺旋锥齿轮动传动误差影响,通过对不同阻尼情况下传动误差结果比较,获得阻尼变化对传动误差变化影响规律,对螺旋锥齿轮传动过程中振动与噪音控制具有重要指导意义。
2014 Vol. 33 (14): 165-170 [摘要] ( 266 ) HTML (0 KB)  PDF (1697 KB)  ( 247 )
171 近场强地震动断层面不均匀位错预测模型
>郑山锁;徐 强;李 磊;杨 威;孙龙飞
DOI:
断层破裂面不均匀位错空间分布会强烈影响近场强地震动强度及频谱特性。为描述断层破裂面位错不均匀性,设断层子源划分与地震矩无关,采用分形法划分子源,避免子源相互重叠或覆盖;设应力降不为常数修正自相似模型,获得子源断层位错与整体断层位错关系,改进已有凹凸体模型。以美国北岭地震为例,预测断层破裂面位错不均匀性,对比震后反演情况,验证预测模型的有效性。
2014 Vol. 33 (14): 171-175 [摘要] ( 360 ) HTML (0 KB)  PDF (1489 KB)  ( 129 )
176 基于改进EMD方法的系统误差分离方法研究
>姚 刚;赵建军;姚跃亭;任 喜
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针对测量中系统误差存在复杂的变化规律,将改进的经验模态分解(EMD)方法用于系统误差分离过程,突破传统分离方法限制。采用基于波形相似度的端点延拓方法有效抑制端点效应;基于累计方差贡献率的分解停止准则,合理确定停止时机。仿真与实例分析结果表明,改进的经验模态分解方法在系统误差分离中效果较好。
2014 Vol. 33 (14): 176-180 [摘要] ( 263 ) HTML (0 KB)  PDF (1565 KB)  ( 169 )
181 基于OMA试验模态参数的砌体结构有限元建模及修正
>管晓明;傅洪贤;王梦恕;崔堃鹏;林凡涛
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依托重庆新红岩隧道工程,选典型2层砌体结构进行隧道施工爆破振动激励的OMA试验,采用等效体积单元法建立能准确反映砌体结构真实动力特性的有限元模型;探讨砌体用不同材料模型所得分析频率与实测频率误差及二者振型相关性;据OMA试验模态参数,基于砌体与混凝土材料参数的结构固有频率灵敏度分析,选择合适的修正参数进行有限元模型研究。结果表明,二层砌体结构前4阶固有频率位于9~25 Hz;较用各向同性模型而言,砌体采用各向异性模型时计算所得前4阶频率与实测频率值更接近,振型相关性更好;修正有限元模型中材料密度、弹性模量、剪切模量后频率与实测频率间误差明显减小,结构模型动力特性更符合实际,正交各向异性材料模型修正最准确。
2014 Vol. 33 (14): 181-187 [摘要] ( 331 ) HTML (0 KB)  PDF (1798 KB)  ( 211 )
188 搁浅台型礁石场的船舶双层底肋板骨材变形机理研究
>于兆龙;胡志强;刘 毅;王 革
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以典型船舶双层底结构中肋板骨材为研究对象,用塑性力学理论及数值仿真讨论肋板骨材在船舶搁浅台型礁石场时的变形过程与破坏机理。用LS_DYNA仿真技术模拟获得结构变形模式及能量耗散结果。在研究变形模式基础上建立肋板骨材塑性变形数学模型。用上限定理及MATLAB编程数值方法求解纵桁骨材变形吸收的结构变形能及平均变形阻力;用数值仿真结果进行验证。研究获得纵桁骨材变形阻力及变形能解析计算公式,对船舶双层底耐撞性结构设计及性能评估具有一定指导意义。
2014 Vol. 33 (14): 188-194 [摘要] ( 299 ) HTML (0 KB)  PDF (1490 KB)  ( 149 )
195 谐波激励下多尺度粘滑干摩擦系统混沌
>阎 俊;徐 超
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针对振动环境下结合面存在复杂多尺度粘滑摩擦现象对系统非线性动力学行为有重要影响,而干摩擦系统动力学研究中采用较多的库仑摩擦模型不能准确反映结合面非线性机理等问题,以典型的含结合面干摩擦振动系统为研究对象,采用关于滑动位移的迟滞本构关系描述结合面多尺度粘滑摩擦现象,建立含结合面多尺度粘滑干摩擦系统动力学方程,用中心差分法获得谐波激励下非线性系统数值解。研究系统在1:1及1:2共振条件下系统稳态动力响应规律,获得系统在激励参数变化下的分岔形态。发现在1:1共振下因存在横截异宿点,运动具有极端敏感性,随参数变化出现倍周期分岔及混沌等多种运动形态的复杂动力学行为;1:2共振下因存在无穷个同宿分支点,小扰动亦可能出现混沌运动。
2014 Vol. 33 (14): 195-200 [摘要] ( 369 ) HTML (0 KB)  PDF (2089 KB)  ( 239 )
201 单支撑1000MW超超临界汽轮机轴系不平衡响应分析
>高庆水;邓小文;张 楚;刘 石;杨建刚
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建立单支撑1000 MW超超临界汽轮机不平衡响应分析有限元模型,计算升速过程中轴系不平衡响应特性,比较单、双支撑机组不平衡响应差别。研究结果表明,不平衡响应分析时可将转子两侧单支撑轴承视为该转子的双支撑,由此两轴承振动分析不平衡面及不平衡型式。单支撑汽轮机转子之间振动耦联性较强,突显于相邻转子两临界转速附近。工作转速远离临界转速时相互间影响并不大。虽转子二阶临界转速远高于工作转速,但采用单支撑模式机组转子不平衡力偶与振动间相位滞后角大多在120°以上。通过对1000 MW汽轮机组进行低压转子现场高速动平衡试验,不平衡响应分析结果获得试验验证。
2014 Vol. 33 (14): 201-205 [摘要] ( 393 ) HTML (0 KB)  PDF (1742 KB)  ( 487 )
206 大跨度双幅连续钢箱梁桥涡激振动特性风洞试验研究
>秦 浩;廖海黎;李明水
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基于崇启大跨度连续梁桥,设计制作大尺度全桥气弹性模型,通过风洞试验对其在均匀流下响应进行研究,确定大跨度双幅钢箱梁连续梁桥涡激振动特性,分析双幅主梁产生两主涡振区机理,模拟外加结构阻尼对涡激振动减振效果。结果可为大跨度双幅钢箱梁连续梁桥抗风设计提供参考。
2014 Vol. 33 (14): 206-210 [摘要] ( 332 ) HTML (0 KB)  PDF (1925 KB)  ( 294 )
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