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2014年 33卷 11期
刊出日期：2014-06-15
论文
论文
1
一种基于小波包样本熵和流形学习的故障特征提取模型
>向 丹;;葛 爽
DOI:
针对机械故障信号的非线性、故障征兆的多样性和复杂性等诊断问题，提出了一种基于小波包样本熵和流形学习的故障特征提取模型。该模型首先利用小波包的分解和重构，计算重构细节信号的样本熵，初步提取滚动轴承故障特征，然后利用流形学习法对初步的样本熵故障特征进行进一步的提取，在保留故障特征的整体几何结构信息的同时降低了特征数据的复杂度，增强了故障模式识别的分类性能。最后通过支持向量机对该模型提取的特征进行分类，通过比较初提取特征和再提取特征分类效果来验证该模型的优越性。
2014 Vol. 33 (11): 1-5 [
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6
砌体强度对自建民居抗震性能的影响分析
>俞瑞芳;谢志强;彭凌云;俞言祥
DOI:
通过对比模拟地震振动台试验结果及有限元分析结果，对砌体结构非线性有限元分析方法进行了讨论，并对一种中国村镇普遍存在的自建民居（无构造柱、退层砖砌体结构）的抗震性能进行了研究。结果表明：（1）塑性损伤模型可以用于近似模拟砌体结构力学行为，与试验结果的对比表明了该方法的有效性；（2）采用Mu15粘土砖和M10水泥砂浆构建的无构造柱民居，能够承受加速度峰值为0.3g的地震作用，但破坏严重，达不到大震不倒的要求；（3）降低砂浆或砖的强度等级，对砌体的抗压强度影响较大，对结构整体抗震性能将产生重要的影响。因此应将村镇自建民居的设计和施工过程纳入国家规范管理，以减少村镇民居的震害。
2014 Vol. 33 (11): 6-11 [
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12
柱壳结构抗冲击性能量纲分析与数值模拟研究
>赵 凯;高光发;王肖钧
DOI:
以双层柱壳结构在脉冲载荷下的抗冲击问题为例，用量纲分析法得出了可简化为平面应变问题的柱壳在冲击载荷下的瞬态响应所依赖的主要无量纲自变量，并建立相应的计算模型，通过数值模拟给出了采用相同材料并保持相似缩比时，柱壳最大等效应力和应变的具体依赖函数关系，所得结果给柱壳防护结构的设计和试验提供了科学的指导方向和可靠的参考依据。
2014 Vol. 33 (11): 12-16 [
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17
大型液压离心振动台的耦合特性分析
>罗中宝;杨志东;丛大成;张 兵
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离心振动台被认为是当今世界抗震领域最先进、最有效的实验设备，针对离心振动台的耦合特性提出了轻柔基础、液压执行机构、岩土模型的耦合数学模型。首先将轻柔基础简化为连续质量弹簧，推导了轻柔基础固有频率的估计方法和轻柔基础动态特性的等效方法。其次，根据离心振动台的耦合等效模型，利用4类基础方程推导了耦合系统的传递函数。最后，研究了离心振动台的伺服控制策略，通过前置滤波器、三状态反馈控制器、顺馈控制器的设计，可使耦合系统的频宽满足设计要求。
2014 Vol. 33 (11): 17-25 [
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26
似P范数特征值分解高分辨率声源定位识别方法研究
>刘月婵;何元安;商德江;孙 超
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提出一种基于似P范数特征分解的高分辨率声源定位识别方法，该方法在子空间类算法原理基础上，利用特征分解得到子空间响应函数向量，通过预设声源类型建立各子空间声源向量重构模型，进而利用似P范数稀疏性约束条件求解最优解，获取高分辨率声源定位识别效果。理论及仿真研究表明，与其它常规算法相比，该方法不仅能真实反映声源位置信息，而且能反映不同声源能量分布的绝对大小，对多种类型声源具有高精度，高分辨率定位识别效果，适用性强。通过对影响定位性能参数的仿真分析,给出了合理的选取范围。水池试验进一步验证了该方法具有良好的工程应用前景。
2014 Vol. 33 (11): 26-32 [
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33
近距空爆下复合抗爆舱壁变形破坏模式试验研究
>张成亮;朱 锡;侯海量;陈长海
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为探讨反舰武器战斗部近爆对舰艇结构的毁伤效应，进行了铸装TNT炸药近距爆炸下复合抗爆舱壁结构的抗爆性能模型试验研究，分析了不同爆距条件下结构的变形及破坏模式，探讨了影响复合抗爆舱壁结构毁伤性能的因素。结果表明：近距空爆载荷作用下夹芯式复合抗爆舱壁前、后面板主要通过塑性变形和边界撕裂吸收冲击波能；爆距较远时前、后面板发生大变形和前面板的边界撕裂，随着爆距减小变形程度增加同时后面板产生边界撕裂，爆距较近时前面板产生冲塞破口；复合抗弹层对冲击波能量吸收作用不明显，对变形协调性能起到重要的作用，适当增加复合抗爆舱壁夹芯层尺寸和质量有利于其整体抗爆性能的提高。
2014 Vol. 33 (11): 33-37 [
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38
爆破地震波能量分布研究
>徐振洋;杨 军;陈占扬;刘燕燕
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使用电子雷管精确延时逐孔起爆可使爆破振动信号主频及能量分布主频带向高频发展且分布更加均匀。利用EEMD（集合经验模态分解）算法分析振动能量分布规律，结果表明：爆破振动能量主频带出现在15 Hz～45 Hz，主频带内能量占信号总能量的80%以上；爆破振动能量在10 Hz以下频带分布仅占总能量4.5%以下，有效避免了低频振动损伤；将爆破振动能量分布主频带及能量分布比例引入建筑物安全保护进行分析，是一种有效地尝试。
2014 Vol. 33 (11): 38-42 [
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43
离心泵蜗壳内非定常流动特性
>王松林;谭 磊;王玉川
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基于修正的RNG k-ε湍流模型和输运方程空化模型，对离心泵内部非空化和空化的非定常流动进行了数值模拟，计算结果与试验结果吻合较好，验证了数值模型和计算方法的准确性。在离心泵蜗壳内布置了5个监测点，分析了蜗壳内非空化和空化工况时流动特性。结果表明：离心泵非空化和临界空化工况下，蜗壳内压力脉动的主频为叶片通过频率145 Hz或290 Hz，而在充分发展空化工况下，压力脉动的主频非常低，可能原因是空泡剧烈的脱落及溃灭引起的。三种工况下，离心泵蜗壳第2断面附近的压力脉动最大幅值均远大于其它监测点，原因是此处存在较强的二次流，出现了两个非对称反向旋涡，两个旋涡的涡心位置、形状、强度随时间不断变化，对流动产生较强扰动，诱发强烈的压力脉动。
2014 Vol. 33 (11): 43-48 [
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49
冲击载荷作用下岩石I型裂纹动态断裂试验研究
>宋义敏;杨小彬;金璐;杨晟萱
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以可调速落锤冲击试验机作为试验加载装置，采用数字散斑相关方法作为试验的观测手段，通过搭建高速数据采集系统，对岩石I型裂纹在冲击载荷作用下的动态断裂进行试验研究。试验研究了冲击载荷作用下岩石I型裂纹扩展过程位移场的演化特征；分析了岩石在冲击加载速度下裂纹扩展速度以及裂纹扩展距离随时间的变化规律；定量得到了岩石I型裂纹动态断裂的裂纹张开角；同时开展了不同冲击加载速度下岩石I型裂纹扩展速度的关系研究，研究结果表明，在试验所进行的中低速冲击加载情况下，裂纹扩展速度随着冲击速度的增加而增加，近似呈线性关系。
2014 Vol. 33 (11): 49-53 [
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54
基于轴承故障信号特征的自适应冲击字典匹配追踪方法及应用
>崔玲丽;王 婧;邬 娜;高立新
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针对滚动轴承故障特征，提出了一种自适应冲击字典匹配追踪方法。根据轴承故障信号的产生机理，将轴承的转速、尺寸等因素引入到字典中，建立了一种基于故障信号特征的新型字典模型。依据字典模型中各个关键参数对分析结果的影响程度，确定冲击位置信息为首要模型参数，提出了逐次改变特性参数的方法建立自适应字典，使得字典中的每一个原子都与被分析信号有很好的相似度，降低了字典的冗余程度，提高了字典的使用效率。同时结合匹配追踪原理建立了自适应冲击字典匹配追踪的方法。仿真信号，实验信号和工程信号分析结果表明，基于自适应冲击字典匹配追踪方法可以对轴承不同位置的故障进行有效诊断。将该方法与遗传算法匹配追踪进行比较，表明该方法的处理效果更佳。
2014 Vol. 33 (11): 54-60 [
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61
汽轮机可倾瓦颤振引发低频振荡问题研究
>张 楚;高庆水;邓小文
DOI:
建立流固耦合动力学仿真分析模型，对可倾轴承上出现的一种与油膜失稳很相似的低频不稳定振动问题进行研究。将可倾瓦块视为可以沿着支点上下移动以及绕着支点摆动的两自由度系统。采用有限差分法求解Reynolds方程得到油膜厚度动态变化情况下瓦块间隙内油膜压力分布，将其合力和合力矩反作用到瓦块上改变瓦块运动。仿真结果得到了试验证实。研究表明，在一定情况下瓦块颤振会引发低频不稳定振动。分析了瓦块间隙、转速等因素对瓦块颤振的影响，比较了瓦块颤振与油膜失稳之间的差别。
2014 Vol. 33 (11): 61-64 [
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65
气流偏角对不同形状复合材料壁板热颤振特性的影响
>高扬;杨智春;谷迎松
DOI:
本文应用有限元方法分析研究了气流偏角和热载荷对不同形状复合材料壁板颤振特性的影
响。采用一阶剪切理论、von Karman 大变形板理论以及考虑气流偏角的一阶活塞气动力理论建立了考虑热载荷的复合材料壁板颤振的有限元模型。分析了三种面积相同但形状不同的复合材料壁板的颤振临界速压随温升和气流偏角的变化规律。结果表明，气流偏角为零时，面积相同形状不同的三种复合材料壁板的颤振临界速压随温度升高而近似呈线性降低，且三角形壁板的颤振临界速压高于梯形壁板，梯形壁板高于矩形壁板；随着气流偏角的增大，三种不同形状壁板的颤振临界速压都呈现出相同的规律；相同气流偏角下，三角形壁板的颤振临界速压最高，矩形壁板的颤振临界速压最低。
2014 Vol. 33 (11): 65-69 [
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70
考虑氯离子腐蚀作用的近海桥梁结构全寿命抗震性能评价
>李 超;李宏男
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基于全寿命理念的桥梁结构全寿命抗震性能设计与评价方法，是近年来国内外桥梁工程领域普遍关注的热点课题。主要研究了氯离子腐蚀作用在全寿命周期内对钢筋混凝土近海桥梁结构抗震性能的影响，结合氯离子对钢筋混凝土结构的腐蚀作用模型，提出了基于时变腐蚀电流密度的钢筋混凝土结构在氯离子腐蚀作用下钢筋腐蚀程度公式。取某一长期受海洋潮汐环境中氯离子腐蚀作用影响的近海桥梁工程结构为算例，考虑桥梁墩柱内纵筋直径、力学性能以及混凝土性能在全寿命周期内的退化效应，对各个寿命周期阶段内的算例桥梁进行Pushover分析和增量动力分析，并通过易损性分析方法对全寿命周期内桥梁的抗震性能进行了评价。研究结果表明，随着氯离子腐蚀作用的进行，桥梁结构在全寿命周期内的抗震能力不断降低，地震动作用下的抗震需求不断增加，到达极限破坏状态的概率不断增加。该桥梁结构全寿命抗震性能评价方法可为桥梁结构全寿命抗震性能设计提供参考。
2014 Vol. 33 (11): 70-77 [
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78
基于结构整体损伤指标的钢框架地震易损性研究
>徐 强;郑山锁;韩言召;程 洋;田 进
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以9层梁柱焊接钢框架为例，选取20条满足场地条件的地震波，对结构进行动力增量时程分析(IDA)，对比分别以层间位移角和能量耗散作为结构整体损伤指标评判的结构损伤程度，发现仅以层间位移角作为结构整体损伤指标会高估结构抗倒塌能力，而仅以能量耗散作为结构整体损伤指标则无法判别结构失效模式。为避免单一结构整体损伤指标的缺点，能够同时考虑整体结构的首超破坏与累积损伤，提出了一个基于层间位移角和能量耗散的双参数线性组合的结构整体损伤模型，定义结构4种极限破坏状态，对比层间位移角、能量耗散与建立的结构整体损伤模型的结构损伤曲线与易损性曲线。结果显示，基于层间位移角和能量耗散的双参数线性组合的结构整体损伤模型能够更加合理的描述结构的损伤程度。
2014 Vol. 33 (11): 78-82 [
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83
数值重构研究重力坝动力模型试验可靠性
>王铭明;陈健云;范书立
DOI:
根据现有相似理论推导出非完全相似定律，并提出满足模型材料本构关系下降段的非完全相似要求的处理技巧。根据已有模型材料的特性，数值重构地震动力破坏模型试验，将非完全相似模型与原型及完全相似模型计算结果进行比较发现，在坝体振型及损伤的分布方面，非完全相似模型与原型结果十分一致，此外，非完全相似模型与原型的频率及最大拉应力都是符合非完全相似定律的。当非完全模型材料泊松比由0.17变为0.2时，由模态分析可知模型结构频率及振型的变化十分微小。结构的Rayleigh阻尼与其各阶频率及振型的阻尼比有关，因此计算时采用原、模型各自的Rayleigh阻尼解决了模型试验中阻尼相似的问题。总之，通过数值重构地震动模型试验可知，在试验设备及条件、模型材料不完全满足相似要求的情况下，根据非完全相似定律设计模型，并采取一定的相似技巧是可以得到稳定可靠的试验结果的。
2014 Vol. 33 (11): 83-89 [
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90
基于角域四阶累积量切片谱的柴油机连杆轴承故障特征提取
>沈 虹;;赵红东;梅检民;赵慧敏;张大鹏;任金成
DOI:
提出了一种角域四阶累积量切片谱方法，应用于提取连杆轴承微弱故障特征。首先，对升速过程振动信号进行阶比重采样得到角域平稳信号，再计算其四阶累积量对角切片谱，构成角域四阶累积量切片谱，用于分析不同转速区间、不同测试位置下的非稳态信号，提取连杆轴承微弱故障特征。试验结果表明：角域重采样与四阶累积量对角切片谱相结合，既能分析非稳态信号，又能抑制噪声干扰；特定阶比带内的角域四阶累积量对角切片谱的能量和峰值，能有效识别连杆轴承各种技术状态，可以作为连杆轴承磨损故障的特征参数；并得出了敏感测试位置、敏感转速区间和特征阶比带。
2014 Vol. 33 (11): 90-94 [
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95
某型火箭炮多形态耦合发射动力学建模与仿真分析
>冯 勇;徐振钦
DOI:
在刚、柔多体系统动力学的基础上，采用刚液耦合、刚弹耦合的方法，建立了某型多管火箭炮的发射动力学模型，并在模型中引入路面与轮胎的柔性接触模型，较真实全面反映了整个火箭炮系统的真实力学特征。开展了相应发射情况的仿真分析，验证了模型和方法的可行性，得到了发射架在发射过程中的动态响应，计算并分析了相应的振动特性，为多管火箭炮系统的研制、试验提供理论支持。
2014 Vol. 33 (11): 95-99 [
摘要
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100
随机失谐周期压电Timoshenko梁的波动局部化研究
>丁 兰;尹 涛;朱宏平
DOI:
基于Timoshenko梁理论，考虑基梁和压电片的转动惯量和剪切效应，采用有限元法和传递矩阵法建立了振动波在表面周期性粘贴压电片的轴-弯耦合Timoshenko梁中的传播模型，并利用Lyapunov指数及局部化因子分析了几何尺寸和材料特性随机失谐对结构波动局部化的影响。数值分析表明，对于周期压电梁而言，不同基梁材料对结构的频带特性会有较明显影响；而基梁长度及压电材料参数的随机失谐对频带性质和波动局部化程度的影响则十分有限，通过调整结构模型参数仅能微调此梁的波动特性。分析结果对压电周期结构的优化设计和振动控制研究提供了理论参考。
2014 Vol. 33 (11): 100-106 [
摘要
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295
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107
CFST边框内藏桁架高剪力墙抗震试验与有限元分析
>杨亚彬;曹万林
DOI:
CFST边框内藏桁架剪力墙是一种新型组合剪力墙。为研究其抗震性能和抗震机理，本文进行了3个1/5缩尺高剪力墙的低周反复荷载试验。在试验研究基础上，分析了该新型组合剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征，通过ABAQUS有限元软件进行了弹塑性有限元分析。研究表明：CFST边框内藏桁架剪力墙具有良好的抗震屈服机制，抗震性能比普通混凝土剪力墙显著提高。
2014 Vol. 33 (11): 107-113 [
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114
粘滞阻尼减震结构最优极点配置与随机振动分析
>杜永峰;李 慧;;李春锋;
DOI:
粘滞阻尼器可看作仅能提高结构的阻尼而不增加结构刚度，使状态反馈增益矩阵中相应于位移分量的刚度矩阵系数为零，针对LQR算法对此无法实现的事实，在文献[1]的基础上提出一种基于粘滞阻尼减震结构的最优极点配置算法。首先，建立了大、小震作用下粘滞阻尼结构的数学模型，确立了统一的状态空间表达形式，在考虑外界扰动的情形下采用传递函数理论分析了零极点配置对系统性能的影响；其次，详细介绍了基于粘滞阻尼减震结构的零极点配置算法；最后，将随机振动的虚拟激励法与给定极点配置算法结合对给定工程算例进行了随机响应进行了分析，结果表明算法与分析的有效性与正确性。
2014 Vol. 33 (11): 114-118 [
摘要
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295
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119
基于排列熵和VPMCD的滚动轴承故障诊断方法
>程军圣;马兴伟;杨 宇
DOI:
VPMCD(Variable Predictive Model based Class Discriminate)是一种新的模式识别方法，它充分利用从原始数据中所提取的特征值之间的相互内在关系建立数学模型，从而进行模式识别。论文将VPMCD结合排列熵(Permutation Entropy，简称PE)方法应用于滚动轴承故障诊断。首先采用ITD(Intrinsic Time-scale Decomposition)对滚动轴承振动信号进行分解，得到若干个固有旋转(Proper Rotation，简称PR)分量，并对包含主要故障信息的PR分量提取排列熵作为故障特征值；然后，对VPMCD分类器进行训练；最后，采用VPMCD分类器进行故障识别和分类。实验数据的分析结果表明该方法能够有效地应用于滚动轴承故障诊断。
2014 Vol. 33 (11): 119-123 [
摘要
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124
考虑火灾全过程的钢管混凝土平面框架受力性能分析
>王景玄;王文达
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为系统研究钢管混凝土结构的抗火性能，在合理选取钢管与混凝土热力本构模型以及边界条件等基础上，基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-组合梁平面框架的热传分析模型和考虑火灾全过程作用的热力耦合数值模型，并与已有试验数据对比验证。在此基础上进行了考虑升降温与外荷载共同作用下框架水平荷载（P）-水平位移（Δ）曲线计算和参数分析，火灾升降温曲线选取ISO-834标准曲线。结果表明：由于火灾作用使得框架的水平极限承载力和初始刚度均有所降低，柱顶轴向压缩量在火灾降温过程中有所减小；柱火灾荷载比、防火保护层厚度以及柱长细比对框架P-Δ曲线形状影响较显著。
2014 Vol. 33 (11): 124-129 [
摘要
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130
含间隙曲柄滑块系统动力响应的随机性分析
>赵 宽;陈建军;曹鸿钧;云永琥
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以含间隙的曲柄滑块系统为研究对象，分析其在考虑铰间摩擦力及系统参数具有随机性时的动力响应问题。基于Lagrange方程建立了系统的动力学模型，利用BP神经网络法给出了系统随机参数与动力响应之间的近似函数关系式。在此基础上，利用矩法求解系统动力响应的数字特征，获得统计意义下的解。通过算例，考察了系统物理参数和几何参数的随机性对系统动力响应的影响，并验证了所建模型和方法的合理性和可行性。研究结果表明，系统参数的随机性不可忽略，在参数变异系数相同的情况下，间隙的随机性对系统动力响应的影响较大。
2014 Vol. 33 (11): 130-135 [
摘要
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338
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136
加速度对涡轮增压器球轴承-转子系统动力学特性的影响
>黄 若;张威力;姜雅力;邢卫东
DOI:
车用涡轮增压器转子系统具有高速、轻载荷、大柔性、小尺寸、多激励、变工况特点，球轴承涡轮增压器轴承-转子系统转速会在较大范围内频繁变动。针对某型号车用球轴承涡轮增压器，建立考虑了密封结构和气流激振的球轴承涡轮增压器转子动力学模型，分析了不同加（减）速度下的球轴承涡轮增压器转子瞬态响应影响规律，并与该转子系统临界转速、稳态响应及临界转速实验结果进行对比分析，结果表明：球轴承涡轮增压器一阶临界转速随加（减）速度增大而减小，二阶临界转速随加（减）速度增大而增大；加（减）速下的球轴承涡轮增压器转子振幅在临界转速附近随加（减）速度增大而增大，非临界转速范围内变化不大。
2014 Vol. 33 (11): 136-141 [
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142
汽车发动机启动声品质评价与分析
>徐中明;夏小均;贺岩松;张志飞
DOI:
以驾驶员耳处采集的乘用车发动机启动时声样本为对象，分析了其时频域分布，计算了声样本的基本物理参数、心理声学参数和烦恼度指标。运用成对比较法进行了声样本主观评价实验,得出各声样本主观偏好性得分。通过主、客观参数的相关分析和回归分析表明：烦恼度模型能正确预测声样本的主观偏好性，双耳响度和粗糙度是影响主观偏好性评价的主要客观参量，用对数变换后的拟合模型能更好的描述主观评价结果与客观参量之间的关系。
2014 Vol. 33 (11): 142-147 [
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148
三维耦合Timoshenko梁功率流主动控制研究
>王有懿;赵 阳;马文来
DOI:
研究了三维耦合梁结构中的功率流传播与主动控制。首先基于Timoshenko梁理论，采用行波方法建立了包含弯曲波、纵波与扭转波的三维耦合梁结构动力学模型，并获得了其精确动力学响应；进一步得到结构中传播的主动功率流，分析了纵波与扭转波对总功率流计算结果的影响；以主动功率流为目标函数，优化得到了最优控制力的大小与相位，然后对结构施加最优控制力，最终实现了三维耦合梁结构的功率流主动控制；进行了数值仿真，结果表明：采用行波方法计算三维耦合梁结构的动力学响应准确可靠；在进行三维耦合梁结构功率流计算时，需考虑纵波和扭转波的影响；包含剪切变形和转动惯量影响的Timoshenko梁模型较Euler-Bernoulli梁模型计算的结果更为精确，且在中、高频段尤为突出；功率流主动控制可以明显降低三维耦合梁结构在频域和空间域中的振动功率流，且最优控制力的微小偏差与误差传感器的位置对控制效果的影响较小。
2014 Vol. 33 (11): 148-154 [
摘要
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155
基于自适应响应面法的输电塔线体系腐蚀疲劳可靠度研究
>张春涛; 范文亮; 李正良
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环境腐蚀和风振疲劳耦合作用下输电塔体的结构性能逐渐退化，满足预定设计功能的概率减小。然而，传统响应面法计算结构可靠度时均不能兼顾“效率”和“精度”。为此首先通过严格的数学推导给出了交叉项是否存在的判断准则，将该判断准则与传统二次响应面法相结合建立了考虑部分交叉项的自适应响应面法。然后，通过Q345等边角钢腐蚀疲劳试验结果给出了构件腐蚀疲劳t-P-S-N曲线方程，再与概率论相结合建立了随机疲劳曲线方程。最后，通过工程算例采用建议自适应响应面法以风速、腐蚀时间和随机腐蚀疲劳S-N曲线方程为随机变量对输电塔线体系进行了腐蚀疲劳可靠度研究， 结果表明：①交叉项判断准则能有效地保留相互影响随机变量之间的交叉项；②建议自适应响应面法在满足精度的同时能有效减少计算量；③构件随机腐蚀疲劳S-N曲线模型在结构可靠性分析中简单易行。
2014 Vol. 33 (11): 155-160 [
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161
人字齿轮减速器振动噪声影响因素仿真分析研究
>张金梅;刘 更;周建星;吴立言;常乐浩
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以单级人字齿轮减速器为研究对象，综合考虑轮齿时变啮合刚度、误差、滑动轴承刚度及阻尼的影响，建立了传动系统动力学模型。通过傅里叶级数法求解，得到了轴承动载荷时域历程与频谱。以轴承动载荷为激励，采用FEM/BEM方法计算了减速器辐射噪声，得到齿轮箱声场各场点的噪声谱，分析了齿轮箱固有特性与激励各频率成分对辐射噪声的影响。对多工况下齿轮箱辐射噪声进行了计算，讨论了负载、啮合刚度波动及误差对减速器辐射噪声的影响，得到了辐射噪声随负载、啮合刚度及齿轮误差的变化规律，为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。
2014 Vol. 33 (11): 161-166 [
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167
基于奇异值分解和相关峭度的滚动轴承故障诊断方法研究
>张永祥;王孝霖;张 帅;朱杰平
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为了从复杂的轴承振动信号中提取微弱的故障信息，将相关峭度引入滚动轴承故障诊断领域，结合奇异值分解（Singular Value Decomposition，SVD）和相关峭度，提出了一种新的滚动轴承故障特征提取方法。该方法首先利用SVD对轴承振动信号进行分解，然后根据相关峭度选取SVD分解后的分量，提取出滚动轴承的弱故障信号。通过对轴承内验证了该方法的有效性。
2014 Vol. 33 (11): 167-171 [
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172
冲击荷载作用下混凝土缺陷模型细观损伤演化定量分析
>覃 源;柴军瑞;党发宁
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通过对传统数字混凝土模型的改良，建立了带有内部缺陷的数字混凝土模型，在对内部缺陷分区的基础上，结合双折线损伤演化模型，对试件在三种速率冲击荷载作用下的细观损伤、应力和应变的分布规律进行了讨论，并对结果进行了定量描述，建立了混凝土材料细观损伤与宏观裂纹演化之间的联系，为混凝土材料的物理试验和在工程中的应用起到了辅助作用。
2014 Vol. 33 (11): 172-177 [
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178
敷设手性覆盖层加筋梁低频振动和声辐射特性
>朱大巍;黄修长;华宏星;肖 锋
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基于结构声辐射机理可知，在低频区域结构的声辐射功率和声辐射表面的振速幅值和分布形状（声辐射效率）相关，抑制振动和改变振速分布可以降低结构的声辐射功率。在结构表面敷设一层覆盖层用来隔开结构和流体区域，可以降低声辐射面的振动和改变振速分布。手性结构覆盖层由中心圆柱和四周韧带连接而成,具有协调变形机制，当手性结构中圆柱和韧带发生弯曲变形时，可以将不均匀结构高声辐射效率的振速分布形状转变为覆盖层表面低声辐射效率的振速分布形状并且覆盖层表面的法向振动幅值小于不均匀结构表面的法向振动幅值，实现不均匀结构声辐射抑制。加筋结构是不均匀结构，使用加筋梁模型可以反映出不均匀结构的声辐射机理。建立敷设和不敷设手性覆盖层加筋梁结构的二维有限元/边界元模型，利用Raleigh积分公式研究了其振动特性和声辐射特性。通过对比敷设和不敷设手性覆盖层加筋梁模型的声辐射面，声辐射效率、法向均方根振速和声辐射功率，分析了手性覆盖层对加筋梁声辐射的抑制机理。计算结果表明：加筋梁敷设覆盖层后，声辐射面由加筋板梁表面为覆盖层表面；覆盖层声辐射面的声辐射效率低于加筋板表面的模态声辐射效率。谐响应分析表明：手性覆盖层不能有效的抑制加筋梁的振动但是可以有效的抑制加筋梁传递到覆盖层声辐射面的振动，并且对加筋梁的声功率辐射有较好的抑制作用。
2014 Vol. 33 (11): 178-183 [
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184
一种混凝土泵车臂架多姿态固有频率的数值算法
>张赵威;吴运新;任 武
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为方便快速计算泵车臂架任意姿态的固有频率，提出一种数值算法。首先基于传递矩阵法建立臂架力学模型，以快速计算其任意固定姿态的固有频率，并分析其结果的准确性；而后由大量姿态的位置及频率值，数值拟合出一个频率关于姿态的回归计算公式。对比力学模型，有限元模型，以及回归公式的计算结果。结果表明该计算公式在保证计算精度的情况下可以极大地减小计算量，缩短计算时间，同时验证了多元函数的混合拟合方法的可行性。从而对臂架动力性能分析，实时监测具有参考价值，同时对于其他学科该拟合方法也具有参考意义。
2014 Vol. 33 (11): 184-188 [
摘要
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189
铁路钢-混凝土结合梁动力系数试验研究及参数分析
>李运生;李 帅;张彦玲
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以抗剪连接度为参数设计了2片钢-混凝土简支结合梁，对车辆模型以不同速度和重量过梁时的动力响应进行了测试；采用ANSYS软件建立了车桥模型，分析了行车速度、结合梁跨度、车桥频率比、车桥质量比、栓钉抗剪连接度等参数对结合梁桥动力系数的影响。结果表明：随车辆速度的增加，结合梁动力系数呈共振和消振交替上升趋势；动力系数随车桥频率比的增大而增大，随结合梁跨度、栓钉抗剪连接度和车桥质量比的增大而减小，车桥质量比越小，动力系数下降速度越快。所有参数中，结合梁跨度和车桥频率比对动力系数的影响最大。
2014 Vol. 33 (11): 189-194 [
摘要
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195
新型准零刚度隔振系统的设计与研究
>孟令帅;孙景工;牛 福;任旭东;祁建成
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通过并联具有负刚度特性的碟形弹簧与线性正刚度弹簧，设计了一种新型准零刚度隔振系统。通过静力学特性研究，建立了系统的力-位移和刚度-位移关系表达式，获取了系统在平衡位置具有准零刚度的参数条件；通过动力学特性研究，建立了系统分别在简谐力和简谐位移激励下的非线性动力学方程，应用平均法分析了系统参数和激励幅值对系统力传递率和位移传递率的影响，并与其等效线性系统进行了比较，证明了该系统在隔离低频和超低频振动时具有优异的隔振性能，为该新型准零刚度隔振系统的设计应用提供了理论指导。
2014 Vol. 33 (11): 195-199 [
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200
填充墙MTMD耗能钢框架结构振动台试验研究
>袁 康;何明胜;李英民
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为检验利用填充墙作为质量块的填充墙MTMD减震结构的实际地震反应控制效果，结合MTMD系统优化设计理论，设计了主子结构不同质量比和频率比的填充墙MTMD减震结构，以及无TMD的普通抗震框架结构，进行了锤击模态试验和不同地震输入水平下的振动台对比试验。模态分析表明，减震结构各阶周期更长，振动特性主要由第一阶平动效应控制，对第一振型的控制效果更好。振动台试验结果表明，减震结构在中大震阶段具有显著的减震效果，加速度峰值减震率在30～60%之间，位移峰值减震率在40～60%之间。质量比越大，频率比越接近1的减震结构，地震反应控制效果越好，且其减震能力优势更多体现在大震阶段。
2014 Vol. 33 (11): 200-207 [
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208
一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究
>徐道临;张月英;周加喜;张 敬
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将五个线性弹簧并联组合，设计出一种具有高静态刚度、低动态刚度的非线性低频隔振器。分析了系统的刚度特性，给出了系统的准零刚度（QZS）条件。利用谐波平衡法分析了系统的动力学特性，得出了系统的力传递率，并分析了阻尼及激励力对系统传递率的影响。为了验证QZS系统的隔振性能，进行了一系列的实验研究。实验结果表明，QZS隔振器的低频隔振性能明显优于相应的线性系统。
2014 Vol. 33 (11): 208-213 [
摘要
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