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2014年 33卷 10期
刊出日期：2014-05-25
论文
论文
1
离心泵流体激励力诱发振动的蜗壳与叶轮途径
>蒋爱华;李国平;周 璞;章 艺;华宏星
DOI:
研究蜗壳、叶轮途径流体力诱发的离心泵振动，分析CFD蜗壳内表面流体力作用下电机-离心泵-机架FEM模型瞬态响应；用Newmark- 算法分析CFD叶轮表面流体合力、合力矩作用下叶轮-转轴-支撑-机架转子动力学模型响应；并对比蜗壳、叶轮两条途径流体力诱发离心泵基座振动。结果表明，泵内表面流体压力脉动为宽频激振源，会诱使离心泵系统产生各阶模态振动；流体力通过叶轮途径诱发离心泵基座振动位移幅值谱最大峰值出现在叶轮转频处，振动加速度幅值谱最大峰值出现在叶轮流道通过频率处，而非叶片通过频率处；流体力通过蜗壳途径诱发的离心泵基座振动远小于叶轮途径诱发的振动，叶轮-转轴-支撑-机架为流体激励诱发离心泵基座振动的主要途径。
2014 Vol. 33 (10): 1-7 [
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8
基于萤火虫群算法优化最小二乘支持向量回归机的滚动轴承故障诊断
>徐 强;刘永前;田 德;张晋华;龙 泉
DOI:
由于滚动轴承故障诊断可提高设备利用率、降低运行及维护成本，而最小二乘支持向量回归机为有效的故障诊断方法。为解决其参数选取受限于主观经验问题，将萤火虫群算法用于惩罚系数 与核参数 寻优，提出基于萤火虫群算法优化最小二乘支持向量回归机的滚动轴承故障诊断方法。实验结果表明，该方法能对滚动轴承故障位置及程度进行准确诊断，与常规最小二乘支持向量回归机、BP神经网络相比精度更高，由此验证该方法的可靠性。
2014 Vol. 33 (10): 8-12 [
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13
非线性阻尼扭摆振动模型及在转动惯量测量中应用
>林洪文;马 强;唐文彦;王 军;张晓琳
DOI:
为减小传统扭摆振动数学模型在大尺寸板状物体转动惯量测量中的误差，建立扭摆振动一般形式的非线性数学模型，利用弱非线性条件下平均值方法将其线性化获得扭摆振动线性化方程。导出转动惯量新的数学表达式并计算转动惯量，其结果的重复性误差减小、精度提高，实现转动惯量的精确测量。
2014 Vol. 33 (10): 13-16 [
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17
基于HHT方法的爆炸应变波时频分析
>杨仁树;高祥涛;车玉龙;解北京
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为探究固体介质中爆炸应变波信号特征，采用Hilbert-Huang Transform (HHT)方法对爆炸应变波信号进行时频分析；讨论爆炸应变波信号EMD分解及时频能分布特征，并将HHT分析结果与Short Time Fourier Transform (STFT)对比；通过分析爆炸波在空气、岩石介质中传播的数值模拟结果与爆炸应变波在有机玻璃中传播的动光弹实验结果，探讨爆炸波信号多频率作用特征。结果表明，爆源近中区爆炸应变波主频率在几百千赫兹到几兆赫兹范围内；HHT方法明显表现出爆炸应变波传播的细节特征；固体介质中爆炸应变波信号波形为由不同频率波动共同作用结果。
2014 Vol. 33 (10): 17-21 [
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22
土-结构相互作用下网架动力性能研究
>刘 毅;薛素铎;李雄彦
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采用整体有限元法分析土-结构相互作用(SSDI)下网架的动力性能。以大型有限元软件ABAQUS为平台，结合FORTRAN程序实现粘弹性动力人工边界精确施加、土体自重应力平衡及粘弹性边界条件下地震动输入，并通过算例验证有限元计算过程的有效性与合理性；建立地基土-支承体系-网架屋盖相互作用的三维整体模型，分析SSDI对网架结构动力性能影响。研究表明，SSDI使网架结构自振周期较刚性地基下延长且地基土越软周期越长，网架结构自振频率随地基土变软更密集；SSDI使基础底面峰值加速度较自由场地表峰值加速度增大5%~30%，且地基土越软增大幅度越大；SSDI效应可增大网架结构节点加速度及节点水平相对位移，且使网架结构节点水平相对位移随地基土的变软逐渐增大。
2014 Vol. 33 (10): 22-28 [
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29
铁路轨道几何数据冲击噪声小波-有序中值滤波方法
>刘金朝;王卫东;孙善超;曲建军
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结合小波分析及有序中值方法（ROM），提出铁路轨道几何数据冲击噪声自动滤波方法。利用传统中值滤波技术滤除冲击噪声会减少信号的有用信息及质量，提出利用小波分析将信号分解成含冲击噪声的高、低频信号；利用ROM自动识别高频信号中冲击噪声位置并滤波。据铁路轨道几何数据特点与阈值指标的内在关系，将ROM两阈值指标合并成一个，并据专家知识确定阈值。新方法具有简单、高效及强健优势，且可在线实现。用新方法对含冲击噪声的模拟信号、实测轨道不平顺信号进行滤波，结果表明该方法不仅能准确识别冲击噪声位置并自动修复，且能完整保留道岔处大轨向、大值超限等有用信息。
2014 Vol. 33 (10): 29-33 [
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34
高速列车引起地基振动分数阶模型
>周星德;吴利平;曾 鹏;韩婷婷;林荣庚
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为更准确描述列车道轨地基土体阻尼特征，引入分数阶模型。各层土体分数阶次通过Riemann-Liouville分数阶定义、测试数据，据曲线拟合方式确定；考虑含分数阶运动方程计算复杂，将各土层分数阶次借助阻尼等效原则变为一等效分数阶次；采用Oustaloup算法将分数阶通过频域逼近方式获得整数阶表示。用Matlab软件进行仿真分析，并与实测结果对比。
2014 Vol. 33 (10): 34-37 [
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38
考虑自旋的高速角接触球轴承油膜刚度计算
>吴明星;吴 维;胡纪滨;苑士华;魏 超
DOI:
考虑自旋的高速角接触球轴承油膜刚度计算
针对高速传动装置支撑轴承存在自旋运动且影响轴承油膜刚度问题，基于弹流润滑理论与达朗贝尔原理计算姿态角方法，考虑内外圈滚道同时存在自旋时滚动体与滚道接触处最小油膜厚度变化，推导考虑自旋的角接触球轴承油膜刚度计算公式，并进行实例计算，并将计算结果与利用Hamrock-Dowson的不考虑自旋最小油膜厚度经验公式计算刚度进行对比。计算结果表明，随转速的增大，自旋角速度增大；载荷增大，自旋角速度减小，径向载荷对自旋影响较大，轴向载荷对自旋影响较小；考虑自旋后由于自旋运动影响，其最小油膜厚度变小，油膜刚度变大。高速传动装置轴系振动计算时轴承刚度需考虑自旋影响。
2014 Vol. 33 (10): 38-42 [
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43
考虑球面副间隙的并联机构动力学模型
>王庚祥;刘宏昭;邓培生
DOI:
基于连续接触模型研究空间球面副间隙对新型减振平台（4-SPS/CU并联机构）动力学性能影响。将4-SPS/CU并联机构中一条驱动支链与下平台相连球面副间隙视为一刚性无质量杆。建立球面副间隙数学模型及该并联机构含关节间隙的位置方程；利用达朗贝尔原理建立理想4-SPS/CU并联机构动态静力学平衡方程并导出该机构所有关节反力；将理想机构运动副反力位置角近似等于该机构球面副中无质量间隙杆方位角；通过对含关节间隙的驱动支链受力重新分析建立该机构含关节间隙的动力学模型。数值计算、对比分析该并联机构考虑关节间隙与理想关节条件下球面副关节反力随时间变化，分析关节间隙对该并联机构运动学特性及驱动力影响，为该并联机构间隙补偿与控制策略提供理论依据。
2014 Vol. 33 (10): 43-49 [
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50
主轴-刀柄与刀柄-刀具结合面参数辨识研究
>王二化;吴 波;胡友民;王 军;杨叔子
DOI:
针对获取刀尖频响函数的动柔度耦合子结构分析方法（RCSA）精度受子结构端点频响函数及各结合面参数影响，各子结构间结合面参数辨识方法研究尚未成熟之问题，研究利用传递矩阵法与RCSA耦合算法预测刀尖频响函数，利用PSO优化算法最小化理论及实验结果，辨识主轴-刀柄与刀柄-刀具结合面参数。比较结果发现，预测、实验刀尖频响函数一致性较好，说明该辨识方法能有效识别主轴-刀柄与刀柄-刀具结合面参数。
2014 Vol. 33 (10): 50-54 [
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55
集成相对位移自传感磁流变阻尼器性能优化
>白先旭;王代华;
DOI:
提出并实现基于Pareto优化原理对体积一定的集成相对位移自传感磁流变阻尼器(IRDSMRD)关键参数进行关于目标函数为IRDSMRD的阻尼力与集成相对位移传感器(IRDS)的线性度优化方法。对影响IRDSMRD阻尼力与IRDS线性度磁通回路的磁特性建模、分析，建立受IRDSMRD关键参数影响的IRDS线性度与IRDSMRD阻尼力数学模型。获得IRDSMRD体积一定时表征权衡IRDSMRD阻尼力性能与相对位移传感性能间关系的Pareto最优曲线（即Pareto前沿）。结果表明，在Pareto前沿上点即为IRDSMRD阻尼力与IRDS线性度最优点。在特定应用条件下，可据Pareto前沿选择具有特定IRDS的线性度最优的IRDSMRD阻尼力，反之也然。
2014 Vol. 33 (10): 55-61 [
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62
基于Prohl-Myklested方法的汽车变速器斜齿轮传动系统建模及非线性分析
>张宇白;袁惠群;寇海江
DOI:
针对变速器斜齿轮传动系统盘与轴横截面变化不大特点，基于改进无质量弹性轴当量抗扭刚度计算式的Prohl- Myklested方法，将该系统简化为较少自由度的集中参数模型，并仿真验证。获得圆盘两端轴段抗弯刚度不同情况的盘-轴系统刚度矩阵计算公式，建立具有各轴抗弯抗扭刚度不同、两端集中质量、非对称弹性支承特点的斜齿轮转子系统运动微分方程。计算传动系统非线性特性。结果表明，采用改进的Prohl-Myklested方法对汽车变速器传动系统进行降维处理模型能准确反映系统动力学特性；齿侧间隙、时变啮合刚度耦合作用导致系统产生复杂非线性现象，提取出齿侧间隙过大时故障特征，为该类齿轮系统故障诊断提供依据。
2014 Vol. 33 (10): 62-67 [
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68
FT细化校正阶次全息谱分析方法
>汪华平;汤宝平;苏祖强
DOI:
针对变转速下阶次全息谱分析精度不高问题，提出FT细化校正阶次全息谱分析方法。用基于三次样条插值的阶次跟踪对转子时域非平稳信号进行等角度重采样获得角域平稳信号；用FT细化校正法精确计算出各阶次幅值及相位信息，由幅值、相位信息求出阶次全息谱参数；据计算结果获得阶次全息谱图。通过仿真及转子实验台信号分析表明，该方法能精确获得阶次全息谱图，且能准确根据FT细化校正阶次全息谱图判断旋转机械转子的故障种类。
2014 Vol. 33 (10): 68-72 [
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73
非线性转子-密封系统动力学模型研究
>何洪军;荆建平
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针对线性化密封系统较难准确描述转子系统运动特点问题，基于双控体模型与转子运动方程提出新的非线性密封力模型研究转子运动特点。为研究密封力对转子系统影响，采用该非线性密封力模型通过绘制转子轨迹图、庞加莱图及分岔图分析转子密封系统运动特征，为进一步深入研究转子密封系统提供参考。
2014 Vol. 33 (10): 73-76 [
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77
可调品质因子小波变换在转子早期碰摩故障诊断中应用
>王宏超;陈 进;董广明;霍柏琦;胡旭钢;朱淼
DOI:
针对高速旋转机械转子发生早期动静碰摩故障时主要为转子工频成份及转子与支撑间碰摩所致瞬态冲击信号成份，据可调品质因子小波变换对信号品质因子定义为转子工频成份为高品质因子信号、转子动静碰摩所致瞬态冲击信号为低品质因子信号，分别构建高、低品质因子小波变换基函数实现转子早期动静碰摩信号工频成份与瞬态冲击成份有效分离，对碰摩故障进行模式识别。通过仿真信号及转子碰摩实验信号验证可调品质因子小波变换在转子早期碰摩故障诊断中的有效性。
2014 Vol. 33 (10): 77-80 [
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81
低速冲击下金属面夹芯板性能分析
>王洪欣;查晓雄;余 敏;王锦文
DOI:
用实验、有限元及理论分析相结合方法对金属面夹芯板抗冲击性能进行研究。用实验方法研究金属面夹芯板在落锤冲击下的动力性能及破坏情况，并用有限元方法对实验进行模拟分析，验证有限元计算方法的适用性；用理论方法对夹芯板局部变形进行分析，将局部变形势能与外力功建立体系总势能，用势能驻值原理获得集中力与局部变形关系，以面板拉伸断裂为破坏条件，获得夹芯板开裂冲击力；建立有限元模型计算夹芯板开裂破坏时的冲击力，并与公式计算值比较。分析表明，夹芯板开裂冲击力随面板强度、厚度及锤头半径、开裂应变的增加而增大，落锤质量、芯材强度、芯材厚度对开裂冲击力基本无影响。
2014 Vol. 33 (10): 81-86 [
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87
FE-SEA法对镁合金前围板声传递路径识别与声学包装设计
>丁政印;郝志勇;张智博
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阐述两子系统互易关系，给出混合FE-SEA法系统方程。利用该方法建立镁合金前围板隔声预测模型，与实验测试结果对比，验证隔声预测模型的可靠性。用FE-SEA法对隔声低谷处模态贡献量进行分析，找出关键参与模态，调取速度振型，识别出前围板声传递路径。通过改变多孔吸声材料及覆盖层厚度，参考降噪效率概念，研究混响声激励下两种典型声学包装ESP（Elastic-Sound Package）、FSP(Foam-Sound Package)在中低频段的TL发现，在260 Hz以下，覆盖层1 mm的ESP2效果最佳，大于260 Hz覆盖层1 mm的FSP2降噪最好。针对不同频段将两种方案用于前围板进行区域声学包装，隔声低谷得到明显改善，其它频段内隔声量提高约2 dB，表明声学包装方案设计可行，可为工程应用提供快、准的隔声措施。
2014 Vol. 33 (10): 87-91 [
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92
基于集成隐马尔可夫模型的轴承故障诊断
>蒋会明;陈 进;董广明;刘 韬
DOI:
对轴承振动信号进行时频分析获得全特征集；运用距离补偿法提取轴承故障敏感特征获得敏感特征集。两种特征集在用于训练、测试轴承状态时不仅诊断率不同，且误判样本亦不同。基于此，提出基于集成隐马尔可夫模型的轴承故障诊断方法。采用两种特征集分别建立两独立隐马尔可夫模型；运用平均法则、最大似然概率法集成隐马尔可夫模型分类效果；对轴承信号进行故障诊断。实验结果表明，与基于敏感特征集、全特征集的分类器相比，该模型分类器在轴承故障诊断中识别精度更高。
2014 Vol. 33 (10): 92-96 [
摘要
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462
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97
基于截断GSVD方法的桥梁移动荷载识别
>陈 震;余 岭
DOI:
针对移动荷载识别系统矩阵的病态问题，通过引入正则化矩阵，提出采用截断广义奇异值分解法(TGSVD)识别桥梁移动荷载，并与时域法（TDM）识别结果比较。两轴移动荷载识别结果表明，TGSVD具有识别精度高、抗噪能力强、识别结果受响应类型及响应组合影响小等优点。对将TGSVD应用于现场移动荷载有重要意义。
2014 Vol. 33 (10): 97-100 [
摘要
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101
基于SVD与Fast Kurtogram算法的滚动轴承声发射故障诊断
>张晓涛;唐力伟;王 平;邓士杰
DOI:
针对声发射检测齿轮箱轴承故障问题，提出基于奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD) 与Fast Kurtogram算法的故障诊断方法。通过奇异值分解提高信号信噪比；将Fast Kurtogram算法用于故障信号共振解调带通滤波器参数确定，结合能量算子解调包络谱，成功提取齿轮箱轴承内外圈故障特征，有效改善传统共振解调中人工选择滤波器参数的不确定性。通过仿真与实验数据验证所提方法的有效性。
2014 Vol. 33 (10): 101-105 [
摘要
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106
敷设超弹性覆盖层舰船水下爆炸冲击实验与仿真分析
>章振华;谌 勇;肖 锋;华宏星;汪 玉
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针对在船体湿表面敷设超弹性覆盖层，对减少远场水下爆炸冲击对舰船造成的损伤具有较好效果，而覆盖层为薄壁结构与舰船尺度不匹配，在有限元分析中易造成较大困难甚至无法计算问题，提出具有较高计算效率的仿真近似方法。该方法基于超弹性覆盖层均匀化理论，考虑应变率相关性，将覆盖层实体结构替换成等效连续体模型，对全舰船进行水下爆炸冲击响应仿真分析。对敷设、未敷设覆盖层水面实船进行水下爆炸对比试验，通过试验数据与仿真结果比较研究、分析讨论，对超弹性覆盖层抗冲击性能进行深入阐述。
2014 Vol. 33 (10): 106-112 [
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113
光纤Bragg光栅应变测试技术在大型振动台模型试验中应用
>陈 苏;陈国兴;徐洪钟;戚承志;王志华;
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基于可液化地基上三拱立柱式地铁地下车站结构非破坏性振动台模型试验，用光纤Bragg光栅测试模型结构中柱镀锌钢丝应变时程，用应变片测试对应位置处微粒混凝土应变时程；运用Mann-Whitney U非参数检验方法，定量分析镀锌钢丝与微粒混凝土的协同工作关系。结果表明，模型结构在地震动作用下，处于弹性或轻微损伤工作阶段；不同地震动作用时，模型结构中柱顶部及底部镀锌钢丝应变测试样本与微粒混凝土应变测试样本非参数检验系数P均大于0.05，两者无显著性差异；对中柱中部，光纤Bragg光栅测试的应变形态显著优于应变片测试结果。对电磁干扰较大、信号较弱的测试部位或小尺寸基体材料，采用光纤光栅传感测试技术更适合。
2014 Vol. 33 (10): 113-118 [
摘要
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371
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119
调制声场声源定位技术研究
>张 顺;朱海潮;毛荣富;
DOI:
为提高调制声场特征提取的准确性，减小噪声对全息重建结果影响，提出复解析小波变换的调制声源近场声全息分析方法。利用复解析小波变换自适应分析能力，对调制声场声压信号进行处理，实现调制信号与噪声信号分离，再对调制成分进行统计最优近场声全息重建分析。利用仿真信号及音响实验分析验证表明，该方法能准确识别、定位调制声源，计算量小，抑制噪声能力强，且全息重建精度高。
2014 Vol. 33 (10): 119-126 [
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127
火炮动力后坐试验台建模及射击模拟准确度评估
>杨玉良;秦俊奇;狄长春;邓辉咏;张小嘎
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针对火炮动力后坐试验台模拟实弹射击准确度问题，基于ADAMS/ATV软件，以某型自行火炮为对象，建立火炮动力后坐试验台虚拟样机模型；在此基础上获得炮口强冲击条件下火炮后坐位移、速度及加速度仿真曲线；分别求解曲线间距相对误差，结合界标分界法提出基于曲线形状相似度及数值相似度两指标的射击模拟准确度评估方法。通过计算获得试验台模拟准确度为0.8654。评估结果表明，该试验台能较准确模拟火炮实弹射击的后坐动态特性。
2014 Vol. 33 (10): 127-130 [
摘要
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131
非线性迟滞阻尼对隔振系统力传递特性影响
>孙靖雅;华宏星;肖 锋;刘兴天;黄修长
DOI:
为提高系统隔振性能，研究摩擦阻尼在几何非线性条件下产生的迟滞阻尼（结构阻尼）对力传递特性影响。区别于传统单自由度隔振系统，采用含基础质量影响的两自由度无约束隔振系统模型进行阻尼力特性研究。用平均法求解运动方程，获得系统频率-响应幅值方程，以此导出系统力传递率及力位移传递率表达式。理论结果表明，质量、阻尼与激励频率为影响传递率主要因素。与粘滞阻尼相比，迟滞阻尼隔振效果更好，不仅能降低共振区响应，亦能改善高频区隔振性能。对运动方程进行扫频激励下数值仿真，获得力传递特性数值解。结果显示仿真结果与理论结果吻合良好，几何非线性阻尼隔振系统具有良好隔振性能。
2014 Vol. 33 (10): 131-136 [
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137
弹性约束轮对系统随机可靠性研究
>刘伟渭;戴焕云
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为研究弹性约束轮对系统随机可靠性，建立考虑轨道不平顺与结构自身参数随机因素作用的随机动力学模型。运用拟不可积Hamilton系统随机平均法，将该模型表示为一维扩散的平均伊藤随机微分方程，利用奇异性边界理论分析系统随机全局稳定性，获得发生首次穿越可靠性破坏条件。建立可靠性函数满足的后向Kolmogorov方程及首次穿越时间概率密度函数满足的广义Pontryagin方程，结合初始条件、边界条件给出首次穿越问题提法。结果表明，系统失稳后车辆系统并非立即不能满足运营要求发生脱轨等行为，但能量达到系统储存极限时，系统可靠性能随时间推移会逐渐降低，且可靠性最终会被破坏并发生首次穿越脱轨失效，若系统继续增加能量，发生脱轨时刻会提前，脱轨可能性增大；故在工程应用中应对车辆横向振动能量进行监测与控制，使其维持在脱轨能量或失稳能量以下，并使系统耗能能力始终大于系统增加的能量，以保障轨道车辆安全运行，尤其高速列车更重要。
2014 Vol. 33 (10): 137-142 [
摘要
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336
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143
基于量子叠加态参数估计的机械振动信号降噪方法
>陈彦龙;张培林;王怀光
DOI:
提出基于量子叠加态参数估计的机械振动信号降噪方法。考虑双树复小波系数虚、实部关系，建立带自适应参数的二维概率密度函数模型；研究父-子代小波系数相关性，提出量子叠加态信号与噪声出现概率，并结合贝叶斯估计理论推导出基于量子叠加态参数估计的自适应收缩函数；分析仿真信号与滚动轴承故障振动信号。结果表明该方法较传统软硬阈值算法适应性更好，降噪效果显著。
2014 Vol. 33 (10): 143-147 [
摘要
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305
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148
基于有限元的超高压管线系统振动特性灵敏度分析
>赵 杰;李 峰;刘 录
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将基于有限元的管线振动特性分析方法与基于灵敏度分析的动力修改技术结合，提出基于有限元模型的管线系统动力修改思路，通过引入相关系数概念进行基于概率设计的灵敏度数值计算，使复杂结构的动态特性灵敏度分析成为可能。通过用该方法对某石化企业一高压管段进行灵敏度分析计算结果说明，管线约束位置、约束形式对系统动力特性影响明显。
2014 Vol. 33 (10): 148-151 [
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298
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152
混合形状记忆合金及屈曲约束支撑系统自复位抗震研究
>李春祥;汤钰新
DOI:
提出混合形状记忆合金(SMA)及屈曲约束支撑(BRB)系统混合自复位装置。在混合自复位装置中，BRB发挥耗能作用，而SMA提供自复位功能以减小结构震后残余变形。据SMA一维宏观唯象本构模型，编制用于ABAQUS有限元分析的用户材料子程序SMA-UMAT；用ABAQUS及子程序SMA-UMAT分别对设置BRB及混合自复位装置钢框架(简称BRBF，SC-BRBF)进行低周反复与动力弹塑性地震反应分析。数值结果表明，虽SC-BRBF峰值层间位移角、峰值基底剪力及峰值楼层加速度较BRBF有一定程度放大，但与BRBF相比，SC-BRBF可减小结构残余位移50%以上。故该混合自复位装置在大跨结构及高烈度抗震设防地区具有一定工程应用前景。
2014 Vol. 33 (10): 152-156 [
摘要
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157
基于改进HELS方法的局部近场声全息技术研究
>王 冉;陈 进;董广明
DOI:
为实现复杂声源局部声场精确重建，提出基于改进的HELS法的局部近场声全息（PNAH）技术。将实际声场视为声源各部分产生相干声场的叠加，利用小全息孔径测量声压求解正交基函数的线性组合系数，实现全息声压近场外推；用外推所得数据进行声场重建。仿真及实验结果表明，该方法能有效重建复杂声源声场，且重建精度较高。
2014 Vol. 33 (10): 157-161 [
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162
基于形态提升小波的机械状态监测数据压缩研究
>王怀光;张培林;吴定海;李 兵;范红波
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针对大型复杂机电设备状态分布式监测面临的海量数据传输问题，对比研究基于提升小波与形态提升小波的振动信号数据压缩方法。对实测浮点型振动信号，利用小波稀疏分解特性提出基于提升小波变换的机械振动信号数据压缩方法，通过变换后小波系数优化组合及改进编码方法，可提高阈值处理数据压缩效果。针对实测数据含大量冗余信息缺点，结合状态监测目的提出基于形态提升小波的数据压缩方法，利用形态学滤波器非线性分析特性，在振动信号网络监测数据压缩传输过程中实现信号预处理，预制噪声干扰，较好保留有用信息。所提最大区分度准优化选择分解层数，通过对比分析两种数据压缩方法表明，形态提升小波方法具有计算量小、分析速度快、压缩比高等优点。
2014 Vol. 33 (10): 162-166 [
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167
高温后玄武岩纤维混凝土冲击破碎分形特征
>任韦波;许金余;刘远飞;苏灏扬
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采用
&#
61510;100 mm分离式霍普金森压杆试验系统，对高温后素混凝土（Plain Concrete，PC）及玄武岩纤维混凝土（Basalt Fiber Reinforced Concrete，BFRC）在冲击荷载作用下破碎块度分布、破碎分维及能耗特性进行研究。结果表明，冲击破坏后试件破碎块度分布为统计意义的分形，温度及弹速的升高导致试件破碎程度及分维值总体增大；BFRC分维在常温及600℃~800℃时普遍小于PC，在200℃~400℃时随弹速提高较PC先减小后增大，纤维掺量为0.2%时BFRC分维相对较大；同一温度下试件能耗密度随分维的增大而增大，相同能耗密度下分维随温度的升高而增大；BFRC分维随弹速的变化有两个临界速度特征点：起裂临界及粉碎临界弹速，在此弹速范围内，试件破碎分形演化特征明显，分维随弹速提高显著增大，且临界弹速随温度的升高逐渐下降。
2014 Vol. 33 (10): 167-171 [
摘要
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172
高压脉冲电场激励油中液滴振动计算与实验
>龚海峰
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以单液滴为研究对象，建立液滴动力学模型，通过求解模型获得液滴振幅一次近似解及幅频特性关系。算例及实验结果表明，液滴非线性振动计算方法合理，液滴动力学模型能对高压脉冲电场激励油中液滴振动进行有效计算，且能预测液滴“共振”频率及振幅。该研究对研制高效电场脱水装置具有指导意义。
2014 Vol. 33 (10): 172-175 [
摘要
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177
受载混凝土破坏全过程声发射信号频带能量特征
>赖于树;熊 燕;程龙飞
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为寻找更有效的混凝土工程破坏前兆判据，开展混凝土单轴加载破坏全过程声发射试验。通过SAEU2S型数字声发射采集系统直接采集破坏全过程声发射信号波形，分别用FFT变换及小波包变换对不同破坏阶段声发射信号分析处理，发现不同破坏阶段声发射信号频率分布、频带能量变化规律，并从声发射信号频率变迁与裂纹扩展关系角度阐释混凝土破坏机理。采用小波包变换频带能量计算方法在Matlab中计算并绘制不同破坏阶段声发射信号频带能量分布直方图，重点分析0 ～26 kHz低频带能量占比及随加载时间变化规律，提出低频能量占比达某门限值即为破坏临界点的重要判据指标。此规律可作为混凝土工程稳定性监测预警前兆判据，对评估混凝土内部损伤具有理论指导意义。
2014 Vol. 33 (10): 177-182 [
摘要
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320
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183
基于软件延时补偿的高速磁悬浮电机转子低频颤振抑制研究
>刘 健;韩邦成;王英广;
DOI:
针对磁悬浮电机高速时由于低频颤振导致转子失稳问题，由控制系统计算延时及对功放系统影响进行分析、建模，提出控制系统软件延时补偿算法消除控制系统计算延时，提高功放系统高频时电流跟踪能力，抑制磁悬浮电机转子高速时低频颤振，并在100 kW磁悬浮电机上进行实验验证。结果表明，通过软件延时补偿算法消除控制系统计算延时，磁悬浮电机转子低频增益可减小20 dB，转子在24000 r/min时跳动量减小36.8 μm，控制精度提高63.89%。该方法不但能有效抑制磁悬浮转子高速时的低频颤振，且可提高磁悬浮电机高速时的稳定性。
2014 Vol. 33 (10): 183-188 [
摘要
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189
起伏噪声中单矢量传感器预警检测方法
>郭虎生;颜 冰
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针对现有振动传感器能量检测方法在较低信噪比及环境噪声变化较大时检测性能较差问题，提出矢量传感器协方差检测方法。该方法利用矢量传感器多通道采样数据构造协方差矩阵，并以最大特征值与最小特征值之比为检验统计量进行目标判决。用该方法检测目标不仅无需噪声先验知识，可有效克服噪声起伏变化带来的影响。仿真及实验表明，该方法检测性能良好，计算复杂度小，适合于矢量传感器对目标检测预警。
2014 Vol. 33 (10): 189-192 [
摘要
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