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2014年 33卷 12期
刊出日期:2014-06-25
论文
 
       论文
1 薄板振动分析的辛空间波传播方法
>张亚辉;马永彬
DOI:
基于弹性力学问题求解的辛方法,结合波传播理论,提出一个薄板结构稳态动力响应分析的新思路。首先,将薄板振动的控制方程导入辛对偶体系,应用分离变量法得到薄板波传播问题的本征值方程,求解得到本征值(波传播参数)与本征向量(波形);然后将物理空间求解体系转换到波空间,进而结合波传播以及波反射关系求解薄板结构的受迫振动问题。算例给出了矩形薄板在四边简支(SSSS)和一对边固支、另一对边简支(CCSS)两种边界条件下的输入点导纳以及动能和应变能;四边简支的结果与模态叠加法给出的解析解以及波有限元法的结果做了对比,对边固支-对边简支边界下的结果与有限元程序系统ABAQUS的参考解以及波有限元法结果做了对比,对比结果验证了本文方法的精确性与有效性。
2014 Vol. 33 (12): 1-6 [摘要] ( 460 ) HTML (0 KB)  PDF (1360 KB)  ( 540 )
7 切缝药包预裂爆破减振技术试验研究
>杨仁树;车玉龙;冯栋凯;王强勋
DOI:

针对城市地铁区间隧道施工掏槽眼爆破所致振速大之问题,通过在掏槽眼上方600 mm处横向布置5~7个预裂孔,采用不同药包进行预裂爆破形成裂缝及裂隙区,减少、阻碍掏槽眼爆破所致振动波向上传播,从而减小预裂孔本身爆破所致振速,使振速降低。研究结果表明,采用预裂爆破,拱顶上方质点Z向振速最大,侧向质点Y向振速最大;较在循环进尺、总装药量及炮眼数目基本不变情况下,采用5孔切缝药包预裂爆破降振效果最明显;侧向采用5孔普通药包预裂爆破降振效果最明显;切缝药包预裂爆破时随预裂孔总装药量的增加,拱顶及侧向爆破振动增强。施工中应综合考虑现场实际情况,选择合理的减振措施,实现安全高效施工。

2014 Vol. 33 (12): 7-14 [摘要] ( 303 ) HTML (0 KB)  PDF (3590 KB)  ( 271 )
15 任意形状板考虑初始荷载效应的动力特性有限元分析
>周世军;刘德贵
DOI:

基于板考虑初始荷载效应的动力控制微分方程,运用等参变换方法,提出了任意形状板考虑初始荷载效应影响的动力有限元分析方法,编制了相应程序。同时,为验证提出的有限元方法的正确性,分别运用伽辽金法、瑞利法求解了几种典型板考虑初始荷载效应的基频近似解和简支正方形板考虑初始荷载效应的前三阶频率近似解。对比验证说明了提出的基于等参变换的任意形状板考虑初始荷载效应的动力有限元分析方法和频率近似解正确、有效。并通过计算分析,讨论了初始荷载大小、板的厚度等因素对板自振频率的影响,结果表明:初始荷载的存在提高了板的自振频率,并主要与荷载大小,板的跨厚比和边界约束条件有关。计算分析中应重视初始荷载效应对板的结构行为产生的影响,以做到精确分析和合理结构设计。

2014 Vol. 33 (12): 15-23 [摘要] ( 368 ) HTML (0 KB)  PDF (2040 KB)  ( 264 )
24 双碰摩故障转子系统碰摩位置定量诊断方法
>许琦;姚红良;刘子良;闻邦椿
DOI:
利用谐波平衡法中谐波分量的特征分析双碰摩故障转子系统的动力学特性,以碰摩故障转子系统响应的谐波分量与无故障转子系统频率响应函数矩阵中对应元素成比例为依据,利用原无故障转子系统和发生双碰摩故障后的转子系统三点响应中任意一阶谐波分量之差,提出了双碰摩故障转子系统碰摩位置的定量诊断方法。通过碰摩故障前后转子三个测点的振动响应数据就可以分别确定双碰摩故障转子系统的两个碰摩位置,并采用数值模拟仿真实验验证了方法的正确性和可行性。
2014 Vol. 33 (12): 24-27 [摘要] ( 264 ) HTML (0 KB)  PDF (1141 KB)  ( 241 )
28 均匀流中矩形高层建筑脉动风压的阻塞效应试验研究
>黄 剑;顾 明
DOI:

对阻塞度为4.1%、6.1%、8.4%和10.1%的CAARC高层建筑标准模型在均匀风场中分别进行了测压试验,对比了各模型表面测点风压系数的根方差、功率谱、空间相关性和相干性,总结了矩形单体高层建筑脉动风压阻塞效应的主要规律,并从流场方面来解释。阻塞效应对模型绕流和尾流产生约束,改变了旋涡脱落形式,影响了建筑表面易产生分离、涡脱处的根方差脉动风压系数;建筑表面风压系数的功率谱、空间相关性和相干性也发生变化。

2014 Vol. 33 (12): 28-34 [摘要] ( 373 ) HTML (0 KB)  PDF (5062 KB)  ( 173 )
35 滚动轴承-偏置转子系统涡摆耦合动力学特性研究
>梁明轩;袁惠群;蔡颖颖
DOI:
建立了滚动轴承-偏置转子系统涡摆耦合动力学模型,模型中考虑了转子偏置量及圆盘摆振,滚动轴承模型中考虑了轴承游隙、非线性赫兹接触力及变刚度VC(varying compliance)振动等因素。采用数值方法对不同偏置量下,有无考虑圆盘摆振时系统动力学响应进行了计算与比较;分析了轴承游隙变化对不同偏置量的转子动力学性能的影响。结果表明:考虑圆盘摆振时偏置转子的非线性动力响应特征明显增强;相同转速下,不同偏置量的转子系统中频率成分亦不相同;转子偏置程度越大,系统临界转速对轴承游隙变化的敏感度越高。
2014 Vol. 33 (12): 35-41 [摘要] ( 310 ) HTML (0 KB)  PDF (2452 KB)  ( 214 )
42 基于振型转换的螺栓连接梁非线性振动研究
>卫洪涛;孔宪仁;王本利;张相盟
DOI:
以一端固支一端带螺栓连接的梁为对象,采用Iwan模型对螺栓连接的非线性力学特性——迟滞非线性进行建模,基于振型转换的思想,利用相对振型转换法处理了迟滞边界条件引起的非线性振型之间的转换,本文研究了螺栓连接非线性对梁受迫振动响应的影响。通过梁端点的幅频响应图,讨论了振型之间的耦合、Jenkin's单元的个数、激励力幅值、模态阻尼及螺栓连接刚度对梁端点响应的影响。结果表明,新方法在处理带迟滞非线性边界的连续体振动问题时,具有良好的收敛性;迟滞非线性对系统响应影响有限,在指定的扫频区间仅表现出单周期运动,以及弱频率漂移现象;带迟滞非线性边界条件梁的各参数中,频率漂移的程度对螺栓刚度的大小较敏感。
2014 Vol. 33 (12): 42-47 [摘要] ( 371 ) HTML (0 KB)  PDF (1762 KB)  ( 241 )
48 基于连续型风速风向联合概率分布的风致结构疲劳分析方法研究
>林涛涛;陈隽;李想;张晓琴
DOI:
结合连续型风速风向联合概率密度函数和等效窄带法,推导了连续积分形式的风致结构疲劳寿命估算公式,并将其与区格离散形式的疲劳寿命估算公式做了比较。详细介绍了风速风向联合概率密度函数、风速边缘分布函数和风向边缘分布函数模型,以及模型参数的计算方法。最后选取钢天线实例工程模型,通过拟合实测风速资料,获得风速风向联合概率密度函数。再选择不同截面处关键点位置,估算出对应关键点疲劳寿命,取最小值为结构的风致疲劳寿命。结果验证了连续积分形式的疲劳寿命估算公式的合理性。
2014 Vol. 33 (12): 48-52 [摘要] ( 339 ) HTML (0 KB)  PDF (1458 KB)  ( 356 )
53 模式自适应小波构造与添加及其在爆破振动信号分析中的应用
>凌同华;张 胜;陈倩倩;刘家澍
DOI:
小波分析中所用到的小波基既不是任意的也不是唯一的,同一信号使用不同的小波基进行分析时会产生不同的结果,如何解决适合爆破振动信号特征的小波基构造、添加及其实现等问题,始终是困扰广大研究者的难题。针对爆破振动信号具有持时短、突变快等特点,通过对从实测微差爆破振动信号中分离出的子信号进行模式自适应匹配,构造与实测爆破振动信号波形相似度高的小波基函数,然后将该爆破振动信号小波基添加到MATLAB小波分析工具箱中,并用于对微差起爆延时间隔的精确定位,结果表明所构造的模式自适应连续小波具有良好的应用效果,从而为爆破振动信号分析在实际工程中的应用提供了参考。
2014 Vol. 33 (12): 53-57 [摘要] ( 358 ) HTML (0 KB)  PDF (1846 KB)  ( 219 )
58 基于变尺度法的进给系统结构参数辨识方法研究
>吴子英 刘宏昭 王 胜 刘丽兰 姚美倩
DOI:
机床进给系统结构参数对系统动力学建模与振动控制有着重要的影响,准确有效地识别出系统的结构参数具有重要意义。进给工作台的临界爬行速度含有丰富的特征信息,本文提出了基于工作台临界爬行速度和结构参数的函数关系,采用BFGS变尺度法优化法来识别结构参数的新方法。推导出了工作台临界爬行速度和进给系统结构参数的函数关系,建立了关于进给系统结构参数的误差函数。通过对直联式进给系统的数值仿真,验证了所提方法的可行性及准确性。结合某重型数控车床的横向进给系统,利用Renishaw测试系统得到了工作台的临界爬行速度数据,成功实现了对该进给系统结构参数的辨识,证明了所提方法简单易行,具有较高的精度。为进给系统结构参数辨识和优化提供了理论和实验参考。
2014 Vol. 33 (12): 58-62 [摘要] ( 311 ) HTML (0 KB)  PDF (1251 KB)  ( 243 )
63 高速列车系统动力学空气弹簧建模方法研究
>戚壮;李芾;黄运华;虞大联
DOI:
高速列车空气弹簧动力学模型主要分为三类:定刚度与定阻尼并联的线性模型、基于流体力学与气动力学原理的非线性模型以及考虑整体气动悬挂系统的完全模型。通过准静态动力学特性分析和高速动车组动力学模拟计算得出,非线性模型与完全模型具有相似的回滞曲线,线性模型具有较高的阻尼特性,但是在三种空气弹簧模型下计算出的车辆运行安全性指标具有较一致的结果。研究结果表明,在高速动车组动力学计算中,对于运行安全性指标,用空气弹簧线性模型即可满足工程要求;而对于平稳性指标,需要用非线性模型或完全模型进行建模,才能与实际更加接近;由于完全模型所需要确定的物理量较多,故在实际应用中建议采用非线性模型。
2014 Vol. 33 (12): 63-68 [摘要] ( 377 ) HTML (0 KB)  PDF (2008 KB)  ( 350 )
69 EEMD在道路载荷谱降噪处理中的应用
>李建康;宋向荣;周宏月;曾发林
DOI:
针对道路载荷谱实质为非平稳信号的特点,以及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)降噪存在模态混淆的问题,将集成经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)应用于道路载荷谱降噪处理,并从时域、频域和雨流域同EMD降噪效果进行了分析对比。提出基于EEMD的载荷谱信号降噪计算步骤,给出EEMD计算参数的求取原则,讨论计算参数对降噪效果的影响。结果表明,EEMD可以较好地估算并降低载荷谱信号中的噪声水平,提高信噪比和疲劳循环次数统计精度。
2014 Vol. 33 (12): 69-74 [摘要] ( 417 ) HTML (0 KB)  PDF (2427 KB)  ( 242 )
75 均匀热环境下四边固支矩形PCB薄板的自由振动
>高军;黄再兴
DOI:
表面贴装形式中PCB板可简化为四边固支矩形薄板。基于刚性板的小挠度理论,推导了热载下四边固支矩形PCB薄板的自由振动微分方程。从微分方程中得出,热载下的PCB薄板等效于面内受均布张力的薄板,进而通过结构力学方法将热载下四边固支薄板振动问题转换为受面内均布张力固支薄板振动问题。利用虚位移理论,得出了温度沿厚度均匀线性变化的热载下四边固支矩形PCB薄板固有频率和自由振动的挠度值的计算方法。讨论了热载下温度、薄板的几何尺寸对矩形PCB薄板自由振动固有频率的影响。本文结论可为矩形PCB薄板在热载下的振动分析以及固有频率计算提供方法上的参考。
2014 Vol. 33 (12): 75-79 [摘要] ( 350 ) HTML (0 KB)  PDF (917 KB)  ( 480 )
80 强侧风下桥上高速列车倾覆稳定性及最优风障高度的研究
>项超群;郭文华;张佳文
DOI:
基于计算流体动力学理论,采用数值模拟的方法计算了高速列车通过双线简支箱梁桥时的气动力系数,考虑了轨道超高引起的列车风攻角、列车位于桥梁的横向位置、风障高度以及风偏角等因素的影响。根据列车运行于不同平曲线线路时的受力特点定义了列车倾覆系数,并参考有关标准设定了倾覆系数的容许值。在侧风风速为30m/s情况下,计算了列车以不同速度通过设置有不同高度风障的桥梁时的倾覆系数,并据此选择了最优风障高度。计算结果表明:迎风侧线路上列车气动力系数比背风侧线路大,风障相对较低时升力系数随列车风攻角增大而增大;对迎风侧轮轨接触轴线和背风侧轮轨接触轴线的倾覆系数随车速和风障高度的变化规律均相反,最优风障高度由对背风侧轴线的倾覆系数决定;当列车处于迎风侧线路上时需设置的风障高度均比处于背风侧线路时高,即迎风侧线路是双线桥梁风障高度设置的控制线路;对于主导风向稳定的弯道,侧风从弯道内侧吹向列车时,最优风障高度随车速的增大而增大,从弯道外侧吹向列车时则与之相反;对于主导风向不稳定的弯道,应取侧风从外侧和内侧吹入时需设置风障的较大者。
2014 Vol. 33 (12): 80-86 [摘要] ( 331 ) HTML (0 KB)  PDF (2824 KB)  ( 312 )
87 液力式惯容器力学性能仿真与试验研究
>陈龙;任皓;汪若尘;孙泽宇;陈兵
DOI:
针对机械式惯容器力学性能受非线性因素影响较为严重的问题,研制了一种液力式惯容器,阐述了液力式惯容器的基本结构及工作原理。在考虑摩擦和流动压力损失的影响下,根据流体力学理论建立了液力式惯容器数学模型,并在Matlab/Simulink环境下进行了惯容器力学性能的仿真,仿真分析了飞轮转动惯量、马达排量、油液实际作用面积以及回流管等效长度对惯容器力学性能的影响,在此基础上,确定了液力式惯容器的主要设计参数。加工了液力式惯容器试验样机,在数控液压伺服激振试验台上进行了液力式惯容器的力学性能试验,试验结果与仿真结果基本吻合,说明所建仿真模型具有较高的精度,为设计开发液力式惯容器提供了重要依据。
2014 Vol. 33 (12): 87-92 [摘要] ( 392 ) HTML (0 KB)  PDF (1779 KB)  ( 287 )
93 地下直线电机牵引地面车辆分析研究
>刘韦;李晓龙;马卫华;赵勇
DOI:
本文提出了一种地下直线电机牵引地面车辆的创新交通方式,对其基本原理进行了简单的介绍,并建立了相应的动力学仿真模型。在此基础上分析了传统直线电机悬挂结构对车辆性能的影响,并对比分析了地下直线电机车辆与传统直线电机车辆的动力学能行与能耗情况,结果表明地下直线电机的动力学性能及能耗情况均优于传统直线电机车辆。
2014 Vol. 33 (12): 93-98 [摘要] ( 380 ) HTML (0 KB)  PDF (2450 KB)  ( 237 )
99 汶川地震回澜立交桥震害成因分析
>孟 杰 刘 钊 张建东
DOI:
绵竹市回澜立交桥为典型的小曲率半径梁桥,在汶川地震中该桥桥墩普遍出现塑性铰压溃破坏。基于对回澜立交匝道桥的震害情况调查,建立桥梁三维动力数值模型,进行了动力特性及动力时程分析,在时程分析中考虑了材料弹塑性、边界碰撞效应以及支座滑移效应等关键非线性因素,并研究了各因素对桥梁地震动响应的影响,最后,基于定性与定量分析的结论,得到了回澜立交匝道桥的震害成因。
2014 Vol. 33 (12): 99-105 [摘要] ( 366 ) HTML (0 KB)  PDF (2433 KB)  ( 221 )
106 地面模拟真空环境中背景干扰的EEMD滤除方法
>陈仁祥;汤宝平;罗天洪;董绍江
DOI:
针对地面模拟真空环境实验中背景干扰与轴承振动信号频率相互重叠、难以滤除的问题,利用集合经验模式分解的抗混特性和滤波特性,提出了基于EEMD的背景干扰滤除方法。首先对背景干扰和轴承振动信号进行EEMD分解获得固有模式函数,再计算背景干扰和轴承振动信号的IMF分量间的相关系数来对IMF分量进行筛选,由保留下的IMF分量重构信号以达到滤除背景干扰的目的。对实测信号的滤除结果表明了该方法的可行性和有效性。
2014 Vol. 33 (12): 106-110 [摘要] ( 299 ) HTML (0 KB)  PDF (1974 KB)  ( 166 )
111 火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响研究
>杨玉栋;张培林;傅建平;田铖;王成
DOI:
为了研究火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响,采用超声检测和压力测试相结合的方法分别对人工后坐和实弹射击条件下的制退机性能进行了对比研究。结果表明,火炮后坐结束时非工作腔内不存在传统意义上的真空段,复进时非工作腔提供的液压阻力远小于传统理论计算值,复进节制腔提供的复进液压阻力大于传统理论计算值。当制退机“主流”复进液压阻力系数取拟合值0.036,“支流”复进液压阻力系数取“主流”后坐液压阻力系数的约4.5倍时,复进速度计算结果与火炮实弹射击时的实测复进速度较为吻合;传统方法复进速度计算结果与人工后坐时的实测速度较为一致,传统的非工作腔真空段假设并不适用于有冲击载荷作用的火炮发射过程,据此改进的复进制动图可以更好地指导制退机设计。
2014 Vol. 33 (12): 111-116 [摘要] ( 373 ) HTML (0 KB)  PDF (1610 KB)  ( 263 )
117 基于非线性响应的结构损伤识别响应面方法研究
>徐亚兰 薛敏
DOI:
基于结构非线性响应信号,提出以结构响应信号的功率谱特征值为损伤动力指标,利用多项式响应面方法建立结构损伤与损伤动力指标之间的近似解析表达式,实现利用响应面方法对结构非线性损伤进行识别。结果表明,本文所提出的损伤动力指标及损伤识别的响应面方法可以对结构的线性损伤与非线性损伤进行区分,对结构的非线性损伤有很好的定位和定量精度,而且其所需试验样本点少,计算效率高,显示响应面方法在结构实时非线性损伤识别中的应用潜力。
2014 Vol. 33 (12): 117-120 [摘要] ( 314 ) HTML (0 KB)  PDF (969 KB)  ( 210 )
121 偏斜非高斯随机振动信号幅值概率密度函数研究
>程红伟;陶俊勇;陈循;蒋瑜;
DOI:
偏斜非高斯振动信号幅值概率密度没有明确、简洁的解析表达式。研究概率密度的解析表达式,对于非高斯振动理论研究具有重要意义。针对以上需求,提出了一种基于高斯混合模型的概率密度函数表示方法。首先,通过时间样本序列得到偏斜非高斯振动信号前五阶矩的估计值。其次,根据平稳高斯随机过程各阶矩之间的定量关系,结合二阶高斯混合模型的数学表达式建立方程组,求解得到混合模型中每个高斯分量的均值、标准差和权重系数。然后,将每个高斯分量的参数代入高斯混合模型,得到偏斜非高斯振动信号的幅值概率密度的解析表达式。最后,将所提出的方法应用于仿真非高斯加速度信号和实测非高斯振动应力信号,充分验证了该方法的有效性和适用性。
2014 Vol. 33 (12): 121-125 [摘要] ( 367 ) HTML (0 KB)  PDF (1330 KB)  ( 341 )
126 平行双幅桥梁的颤振控制试验研究
>周锐 杨詠昕 葛耀君 钱国伟
DOI:
当平行双幅桥的两个主梁距离较近时,双幅桥面之间的气动干扰效应对颤振性能具有不利的影响。为提高平行双幅桥的颤振稳定性,基于一座平行双幅Π型断面斜拉桥,开展了间距比(D/B)、风嘴角度和竖向稳定板以及水平分离板等多种气动措施下节段模型风洞试验,分析了这些工况下的颤振临界风速和颤振导数的变化规律。结果表明,气动干扰效应对于双幅桥的颤振稳定性都具有不利的影响,其中该效应对上风侧桥的影响小于下风侧桥,对闭口截面的影响要小于开口截面,随着间距比的增大而逐步减小;此外,65°风嘴时的颤振稳定性最好,上中央和下四分点的竖向稳定板均可减小气动干扰效应,而水平分离板反之。
2014 Vol. 33 (12): 126-132 [摘要] ( 306 ) HTML (0 KB)  PDF (1703 KB)  ( 127 )
133 双动力源作用下热连轧机工作辊非线性水平振动特性研究
>凌启辉;闫晓强;张清东;张义方;
DOI:
建立双动力源作用的热连轧机工作辊非线性水平振动动力学模型,利用平均法求解系统主共振解析解近似表达式。以某厂热连轧机组为例,分析带钢刚度线性项、非线性二次项、阻尼线性项及双动力源总激励幅值对系统主共振幅频响应曲线影响。据水平振动微分方程求解主传动系统扭振、液压的系统垂振共同作用响应;以加速度有效值描述振动强弱,对比分析获得垂振对水平振动贡献量大于扭振贡献量;改变扭振、垂直两激励间相位角,两者相位约180°时水平振动最小,此可为抑制轧机水平振动提供理论依据。
2014 Vol. 33 (12): 133-137 [摘要] ( 314 ) HTML (0 KB)  PDF (1758 KB)  ( 232 )
138 SH波在界面孔上散射的远场解
>陈志刚;
DOI:
采用Green函数和复变函数方法研究了界面上任意形柱状孔洞对SH波散射的远场解。取含有任意形凹陷的弹性半空间,在其水平表面上任意一点承受时间谐和的反平面线源荷载作用时的位移解作为Green函数,按“契合”的方式构造出两种不同介质交界面上任意形孔洞对SH波的散射模型,利用Green函数建立求解问题的第一类Fredholm积分方程组,求解散射波的远场位移模式和散射截面。通过算例,分析了不同材料组合情况下界面椭圆孔和方孔对SH波散射的远场特性。
2014 Vol. 33 (12): 138-144 [摘要] ( 279 ) HTML (0 KB)  PDF (1677 KB)  ( 161 )
145 基于扩展卡尔曼估计算法的地震模拟振动台模型识别
>赵博宇;丁 勇;吴 斌
DOI:
由于地震模拟振动台的长期使用和多次维护,其实际工作中的模型往往难以建立,而地震模拟振动台模型的修正对于估计实验结构底部剪力有重要作用。为此本文利用扩展卡尔曼估计算法识别了哈尔滨工业大学地震模拟振动台模型。首先,对一单自由度结构进行仿真,通过测量位移测响应,将结构参数准确的识别。随后,对抗震实验室振动台进行了3次空台加载,通过测量振动台台面位移,利用扩展的卡尔曼估计算法,识别地震模拟振动台的模型,更新了其质量,阻尼和刚度。由识别参数重构计算得到的台面加速度与加速度传感器实测台面加速度吻合良好,由此表明振动台模型参数估计准确。通过此次研究既可以有效的认识不同构建形式的振动台模型,同样也可用于确定某些难以测得参数的复杂结构的模型。
2014 Vol. 33 (12): 145-150 [摘要] ( 320 ) HTML (0 KB)  PDF (2236 KB)  ( 253 )
151 一种机械式在线平衡头的设计与实验研究
>顾超华 曾胜 罗迪威 张加庆
DOI:
由不平衡量引起的过大振动对旋转机械是有害的,因而需要用动平衡的方法来消除不平衡量。为了能实现在线动平衡,介绍一种机械式的平衡头。平衡头由九只圆盘构成,通过结构设计,9只盘可以形成四个独立的腔体,将小钢珠从外部定子中传送到4个腔体之一中,就能产生期望的不平衡校正量。详细介绍了平衡头的结构和工作原理,分析了工作过程和控制方案,描述了实验装置,最后通过实验验证了方案的有效性。
2014 Vol. 33 (12): 151-155 [摘要] ( 262 ) HTML (0 KB)  PDF (1486 KB)  ( 230 )
156 时变计数法模型及其验证
>范文亮; 魏刚毅 李正良;
DOI:
为了克服传统计数法用于时变疲劳损伤分析时需对前一时刻已计数历程重复计数的缺点,文中借鉴结构动力分析的增量法思路提出了逐步进行增量应力时程计数的时变计数法模型,即将前一时刻的计数结果和残波与当前增量时程的计数结果和残波联合,经过简单但合理的处理,方便地给出当前时刻的总计数结果,从而有效地避免了已计数历程的重复计数过程,显著提高了计算效率。通过理论分析,简单直观地说明了建议的时变计数法的高效性,且可发现其效率随着所关注时刻数量n的增加而明显提高。最后,分别以简单的虚拟随机应力时程和实际结构风致振动应力历程为对象,对建议方法与常规雨流类计数法进行了详细的比较,验证了时变计数法模型的准确性和有效性。
2014 Vol. 33 (12): 156-160 [摘要] ( 315 ) HTML (0 KB)  PDF (2175 KB)  ( 179 )
161 一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法
>张永杰 肖健 韦冰峰 王喆
DOI:
根据稳态能量流法和瞬态衰减法各自的原理和优缺点,利用脉冲激励和稳态能量流法的思想,提出了一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法。该方法克服了稳态能量流法和瞬态衰减法的不足之处。使用此方法通过试验获取了一块金属板的内损耗因子。将该方法与瞬态衰减法计算的内损耗因子和结构损耗因子进行了比较,结果表明该方法计算的结果具有较高的精度。
2014 Vol. 33 (12): 161-164 [摘要] ( 271 ) HTML (0 KB)  PDF (1392 KB)  ( 211 )
165 电动轮—悬架系统台架振动特性试验分析
>左曙光;段向雷;吴旭东;
DOI:
为了说明在实际驱动工况下电动轮—悬架系统的振动特性,本文进行了电动轮-悬架系统台架振动特性测试试验,测得了电动轮—悬架系统—台架的振动加速度响应,并进行了参数影响因素分析。分析表明,电动轮驱动时,电动轮、台架会出现由电动轮驱动电机引起的比较明显的阶次振动,频率成分主要有与非正弦分布永磁磁场、磁场开槽以及谐波电流有关的电流基频6倍、12倍及6±i/2(i=1,2,3)倍,且间隔均为电流基频一半。影响电动轮驱动电机振动谐频成分以及幅值的主要因素只有转速和负载转矩。转速主要影响频率成分,负载转矩影响振动能量,电动轮驱动电机在高转速、大负载等高负荷运行时高频段转矩波动能量较大。载荷、胎压以及车轮定位参数不影响振动响应的频率成分,对振动能量影响较小,适中的载荷、胎压、主销内倾角以及较小的前束角会减小台架振动。本文可为电动轮-悬架系统结构设计、使用条件以及电动轮驱动电机控制系统设计提供试验指导。
2014 Vol. 33 (12): 165-170 [摘要] ( 313 ) HTML (0 KB)  PDF (2245 KB)  ( 181 )
171 基于行人腿部保护的保险杠吸能结构设计
>贺岩松;;杨海威;徐中明;;万鑫铭;范体强
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建立了小腿与轿车前部的碰撞有限元模型,并运用LS-DYNA仿真求解,通过与Euro-NCAP实验结果对比,验证了有限元模型的准确性。对比分析5种截面形式的吸能板对行人的保护效果,选择了一种对行人保护效果较好的截面。为优化行人保护效果,以吸能板厚度和材料屈服强度为设计变量构造全因子实验,并拟合出腿部三项伤害指标的响应面模型。采用序列二次规划优化方法,得到对行人腿部保护较好的参数组合,为钢制吸能板的设计提供了依据。
2014 Vol. 33 (12): 171-175 [摘要] ( 393 ) HTML (0 KB)  PDF (1569 KB)  ( 188 )
176 一种确定奇异值分解降噪有效秩阶次的改进方法
> 王建国;李健;刘颖源
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提出了一种基于奇异值差分谱单边极大值的降噪方法,实现了对旋转设备故障信号信噪比的提高。首先通过相空间重构Hankel矩阵的方法对原始振动信号进行处理,再进行奇异值分解,最后采用奇异值差分谱单边极大值原则确定所含的较大峰值降噪阶数。通过数值仿真和实际轴承故障数据的应用分析,表明了该方法可以有效地提高信号的信噪比,为后期的故障特征信号提取创造有利条件。
2014 Vol. 33 (12): 176-180 [摘要] ( 418 ) HTML (0 KB)  PDF (2088 KB)  ( 464 )
181 基础滑移隔震框架结构试推与复位方案的分析研究
>熊仲明;张超;高俊江
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试推与复位技术是检验基础滑移隔震结构设计与施工可靠性的重要手段。运用SAP2000有限元分析软件对带有限位装置的基础滑移隔震框架结构进行了有限元分析,通过模拟局部荷载作用位置,研究了在不同工况作用下隔震层顶部基础梁的受力及变形特点,得到了上部结构附加内力和变形最小的试推方案。同时,进行了在不同工况作用及整体荷载作用下结构动力响应分析,得到了局部荷载作用与整体荷载作用下结构的动力响应的对比关系。实际工程算例表明,合理地分散布置试推点的多条轴线多点加载方案基本可以满足滑移隔震结构试推与复位的要求,可作为一种检测滑移隔震结构设计与施工效果的有效方法。
2014 Vol. 33 (12): 181-187 [摘要] ( 315 ) HTML (0 KB)  PDF (1715 KB)  ( 289 )
188 通用小型汽油机振动性能及其生产一致性影响因素分析
>刘胜吉 ;孙健 ;李志丹 ;王建 ;刘伟
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通用小型汽油机振动性能影响配套机器的使用性能和可靠性。以168F汽油机为例,在试验研究基础上,使用工程软件对汽油机振动性能进行模拟分析,得出此类汽油机因活塞、连杆用铝合金制造且连杆大小头内无轴套(瓦),质量较轻、往复运动的惯性力小,曲轴平衡块的尺寸偏差对往复惯性力的平衡量值影响较大,造成批量生产的整机振动性能较差。168F汽油机计算结果表明:原机曲轴平衡块在外圆尺寸公差值内变化,整机当量振动烈度在56.0到102.8mm/s范围内变动;曲轴平衡块外圆面经机械加工、平衡块半径优化为42.43±0.15mm后,整机当量振动烈度在56~64.1mm/s范围内,较原机有显著改善。得出了曲轴平衡块外圆尺寸公差控制是有效控制无轴平衡的通用小型汽油机整机振动性能及其生产一致性的关键。
2014 Vol. 33 (12): 188-192 [摘要] ( 299 ) HTML (0 KB)  PDF (1185 KB)  ( 282 )
193 基于自适应多小波与综合距离评估指数的旋转机械故障特征提取
>卢娜;肖志怀;张广涛;孙召辉
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旋转机械设备故障诊断主要包括信号采集、特征提取和故障识别,而特征提取是进行故障诊断的基础和保证诊断结果正确的关键,为了提高特征参数对故障的敏感性,提出了基于自适应多小波与综合距离评估指数的旋转机械故障特征提取方法。该方法以综合距离评估指数最大值为目标函数,利用遗传算法从CL3自适应多小波库中选择最优多小波,并将该最优多小波用于转子振动信号的特征提取。通过对正常、不对中、不平衡、碰摩四种设备状态下采集的振动信号进行特征提取,并将所提出的方法和传统特征提取方法提取的特征参数输入到K-最邻近分类器进行分析,结果表明,所提出的方法能够大大增强特征参数对故障的敏感性,获得更高的故障诊断准确率。
2014 Vol. 33 (12): 193-199 [摘要] ( 322 ) HTML (0 KB)  PDF (1498 KB)  ( 168 )
200 高强钢绞线网-高性能砂浆加固钢筋混凝土梁抗冲击性能试验研究
>廖维张;张伟;田志敏
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为了深入了解高强钢绞线网-高性能砂浆加固钢筋混凝土梁的抗冲击性,对7根简支钢筋混凝土梁进行落锤冲击试验研究,分析冲击锤重、冲击速度和冲击能量对梁抗冲击性能的影响,且对比分析了钢筋混凝土梁加固前后的破坏形态和抗冲击能力。研究结果表明:该加固工艺显著提高了钢筋混凝土梁的抗冲击能力,增加了梁的延性;高性能砂浆抗冲击性能良好,与高强钢绞线能很好地粘结,共同发挥作用,砂浆中的聚丙烯纤维有效提高了冲击破坏后梁的整体性;钢绞线的配筋率变化会影响加固梁抗冲击性能,可根据实际加固需要进行选定。
2014 Vol. 33 (12): 200-206 [摘要] ( 324 ) HTML (0 KB)  PDF (2841 KB)  ( 206 )
207 船用螺旋桨叶片振动辐射噪声数值分析
>吴思远 黎胜
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螺旋桨噪声是舰船水下噪声的重要组成部分,它会影响舰船的隐身性能。螺旋桨水下噪声可分为流体动力噪声和叶片振动辐射噪声。本文计算研究了螺旋桨叶片振动辐射噪声,首先采用CFD方法对螺旋桨敞水特征进行模拟,提取螺旋桨表面的压力波动作为外部载荷;再利用有限元方法对螺旋桨进行振动响应分析;最后以振动响应作为声辐射边界条件,利用边界元方法计算了螺旋桨的振动辐射噪声。
2014 Vol. 33 (12): 207-210 [摘要] ( 339 ) HTML (0 KB)  PDF (1315 KB)  ( 416 )
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