振动与冲击

　

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2013年 32卷 6期刊出日期：2013-03-25



论文

论文

	1	基于统计线性化的非线性随机振动虚拟激励法研究及应用
		>罗晓峰;项贻强
		DOI:
		传统的虚拟激励法成功地解决了结构线性随机地震响应计算效率低的问题，却无法将非线性因素考虑在内。以统计线性化理论为基础，提出了一种可以考虑结构非线性的改进的绝对位移直接求解的虚拟激励法，采用不同的抗震分析方法，对一座单塔双索面预应力混凝土斜拉桥进行位移、速度、加速度功率谱密度以及位移、轴力响应值的计算，并进行对比分析，结果表明所提出改进的虚拟激励法不仅可以考虑结构的非线性，而且精确、高效，可以广泛地应用于桥梁工程的抗震分析中。
		2013 Vol. 32 (6): 1-5 [摘要] ( 550 ) HTML (0 KB) PDF (1709 KB) ( 551 )

	6	粒子滤波参数估计方法在齿轮箱剩余寿命预测中的应用研究
		>孙磊;贾云献;蔡丽影;张星辉
		DOI:
		针对非线性非高斯系统的剩余寿命（RUL）预测问题，本文提出了一种基于粒子滤波（PF）理论的设备剩余寿命预测方法。首先建立设备的非线性状态空间模型（含有未知的时变参数），然后通过粒子滤波算法估计出设备状态的概率密度函数（PDF），从而根据该PDF计算出设备的RUL。此外，计算设备RUL的期望值和95%置信区间，并对模型的预测效果进行评估，验证预测的有效性和准确性。最后通过齿轮箱的全寿命实验，对本文所提方法的有效性进行实例验证，将实验结果和传统的比例风险模型（PHM）预测结果对比分析，结果表明本文提出的剩余寿命预测方法要优于传统的PHM预测方法。
		2013 Vol. 32 (6): 6-12 [摘要] ( 691 ) HTML (0 KB) PDF (2127 KB) ( 491 )

	13	B类风场与台风风场下输电塔的风振响应和风振系数
		>楼文娟;夏亮;姜莹;金晓华;王振华
		DOI:
		为研究常规B类风场与台风风场下输电塔的风振响应差异，以沿海地区某四回路角钢输电塔为原型建立了有限元模型，采用谐波叠加法生成两类风场下的风速时程，并在时域内进行了输电塔风振响应和风振系数的数值分析。结果表明：台风风场的高湍流特性导致其作用时各测点的顺风向风振响应均大于B类风场下的对应值。两类风场下，输电塔的风振系数比值约为1.25。因此，台风多发地区的输电塔设计必须考虑台风高湍流引起的动力风荷载增大效应。此外还进行了气弹模型风洞试验，以研究不同风速下的气动响应和风振系数，并将试验结果与理论计算进行了分析比较，验证了数值分析的适用性。
		2013 Vol. 32 (6): 13-17 [摘要] ( 641 ) HTML (0 KB) PDF (1559 KB) ( 631 )

	18	一类具有非对称特性的隔振装置结构参数实验辨识方法
		>张呈波张晓旭宋汉文
		DOI:
		由于重力或装配应力等偏置力的影响，隔振元件的工作状态将会偏离原始平衡位置，进而产生具有非对称特性的动力学行为，其具体表现为系统的动态响应存在刚性漂移现象，且该刚性漂移的大小与外激励频率、幅值均存在复杂的关系；其次，由于振动传感器主要针对动态信号，对于零频附近的低频信号存在灵敏度低、测量误差大的缺陷。因而，对于系统响应中存在的刚性漂移信号，实验中往往无法准确测定，甚至可能丢失，这将给系统的动力学参数标定带来非常大的影响。本文针对该问题，建立了此类隔振实验装置的非对称动力学模型，并利用较为成熟的谐波平衡原理构造了一种简单的迭代算法，使其在刚性漂移信息缺失的情况下，仍然能够有效地辨识得到系统结构参数。通过数值仿真，本文验证了该算法的有效性，并将其应用于一款具体的隔振元件动力学参数辨识工作中。其结果表明，由该算法辨识得到的结构参数与系统真实动力学特性具有较高的吻合度，对于其它具有类似特性的隔振元件的设计及应用具有一定的参考价值。
		2013 Vol. 32 (6): 18-23 [摘要] ( 479 ) HTML (0 KB) PDF (1321 KB) ( 311 )

	24	基于模态分析的倒装芯片缺陷检测
		>曾苗廖广兰张学坤刘俊超史铁林
		DOI:
		倒装芯片技术逐渐成为微电子封装的主流技术之一，而其中的缺陷检测也日益受到关注。文章针对倒装芯片中典型的焊球缺失缺陷开展研究，以倒装芯片振动模型为基础，推导出芯片振动方程，阐述了缺陷对振动的影响以及利用模态分析进行倒装芯片缺陷检测的原理，并结合实际芯片，理论计算出焊球缺失对其固有频率变化的影响,进一步对正常和焊球缺失芯片的固有频率变化进行了仿真分析和实验测量，研究结果验证了理论计算固有频率变化的正确性，表明基于模态分析的方法可用于倒装芯片的缺陷检测研究。
		2013 Vol. 32 (6): 24-28 [摘要] ( 628 ) HTML (0 KB) PDF (1767 KB) ( 296 )

	29	新型汽车扭振减振器扭振特性试验研究
		>龚宪生徐红亮廉超杨俊杰
		DOI:
		对一种新型汽车扭振减振器的动态工作特性进行试验研究，通过试验与理论相结合的方法，系统的研究了该减振器动态扭振特性。研究表明：减振器恢复扭矩与扭振振幅成典型的迟滞非线性，而且其动刚度是振幅的非线性函数；阻尼是振幅、频率的非线性函数,阻尼成分较丰富,既有干摩擦阻尼,又有粘性阻尼；建立的恢复扭矩混合阻尼动力学模型能够很好地描述这类非线性扭振减振器的迟滞特性，理论回线与试验回线吻合较好，为优化设计出高性能的汽车扭振减振器提供了理论依据。
		2013 Vol. 32 (6): 29-32 [摘要] ( 523 ) HTML (0 KB) PDF (1454 KB) ( 361 )

	33	高速列车过隧道对弓网动力学影响分析
		>李瑞平;周宁;张卫华;梅桂明
		DOI:
		为研究高速列车通过隧道时产生的受电弓空气动力学效应对弓网动力学性能的影响，分别建立了受电弓/高速列车空气动力学仿真模型和弓网耦合系统动力学模型。采用滑移网格技术实现了高速列车运动，通过有限体积法求解三维瞬态可压缩Navier-Stokes方程和两方程湍流模型，计算了列车速度为350km/h通过隧道时受电弓的气动抬升力，对考虑和未考虑列车通过隧道产生的受电弓气动抬升力作用时的弓网动力学响应进行了对比分析。计算结果表明，受电弓气动抬升力在隧道入口和出口时出现峰值，隧道内的气动抬升力较明线上大；通过隧道时产生的受电弓气抬升力变化对弓网接触压力和接触线抬升位移具有显著影响，导致受流质量变差。
		2013 Vol. 32 (6): 33-37 [摘要] ( 625 ) HTML (0 KB) PDF (1556 KB) ( 517 )

	38	分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算
		>马琮淦左曙光何吕昌孙庆孟姝
		DOI:
		针对分布式驱动电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—外转子表贴式永磁同步电机6k阶（）转矩波动，提出了一种分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算方法。基于永磁同步电机磁场畸变，对永磁磁极在均匀气隙中的径向分量进行了傅里叶级数分解，通过磁链、电压的计算，最终得到电磁转矩的解析解，为永磁同步电机的阶次振动与振源识别提供了理论基础。当不考虑电流谐波的影响时，对电磁转矩做了阶次分析，论证了由永磁体磁场谐波引起的电磁转矩波动频率是电源频率的6k倍频。最后，通过有限元计算验证了该解析计算结果。
		2013 Vol. 32 (6): 38-42 [摘要] ( 519 ) HTML (0 KB) PDF (1085 KB) ( 247 )

	43	高速铁路路基模型列车振动荷载模拟
		>王启云;张家生;孟飞;陈晓斌;陈俊桦
		DOI:
		针对高速铁路轨道-路基实尺试验模型提出了列车振动荷载模拟装置，该装置由反力架、作动器及分配梁等组成。参照实尺模型，建立了轨道-路基三维有限元数值模型，以运行速度为350km/h的CRH380型动车组、CRTSⅡ型无砟轨道为研究对象，计算并分析了列车移动荷载加载和作动器加载时路基的竖向动应力和竖向动位移，结果表明采用作动器联动加载可较好地模拟列车动力荷载。为获得动力加载时程曲线，采用数值模型建立相邻车厢的两个相邻转向架经过轨道时扣件点反力时程曲线，结合分配梁体系的传力特性和MTS伺服加载试验机对输入时程曲线的要求，通过对扣件点反力时程曲线进行叠加和傅里叶变换得到了作动器的输入时程曲线。
		2013 Vol. 32 (6): 43-46 [摘要] ( 586 ) HTML (0 KB) PDF (2192 KB) ( 952 )

	47	索膜结构风致流固耦合气动阻尼效应研究
		>卢旦;楼文娟;杨毅
		DOI:
		根据三角形重心坐标系原理提出了基于松耦合计算的流固耦合网格协调插值新方法，提高了流固耦合的计算效率；为解决由于柔性结构加速度过大而导致的求解不稳定问题，通过在1个时间步上进行流体及结构间反复交替求解来得到稳定的时程解。应用上述方法对一柔性平屋盖结构进行风振响应的数值模拟计算，通过与风洞试验的对比验证了计算结果的可靠性，并较全面地再现结构在风作用下的实际行为。在此基础上，联合采用经验模态分解法（EMD），随机减量法（RDT）和希尔伯特变换法（HT）从结构的动力响应时程数据中提取到了结构的气动阻尼特性信息。分析结果表明，气动阻尼在柔性结构的风振响应中作用不容忽视，主要表现为：四周封闭建筑的阻尼比远小于迎风面开孔建筑的阻尼比，且四周封闭状态下气动阻尼随风速变化小，其对总阻尼的影响较小；而迎风面开孔状态下气动阻尼较大且随风速的增大而增大。因此，对于柔性且阻尼较小的结构，特别对于开孔结构，气动阻尼的影响不可忽略。
		2013 Vol. 32 (6): 47-53 [摘要] ( 484 ) HTML (0 KB) PDF (1691 KB) ( 354 )

	54	基于有效独立的改进传感器优化布置方法研究
		>刘伟;高维成;李惠;孙毅
		DOI:
		随着结构健康监测技术的发展，传感器优化布置问题日趋突出。综合考虑有效独立法和模态动能法的优缺点，分别以平均加速度幅值和模态动能修正有效独立法的传感器优化布置结果，提出了两种基于有效独立的改进传感器优化布置方法——有效独立-平均加速度幅值法（EI-AAA）和有效独立-模态动能法（EI-MKE）。运用模态动能准则、平均加速度幅值准则、Fisher信息矩阵准则、截断模态矩阵条件数准则、模态置信准则评价并比较上述两种方法及有效独立法、模态动能法、有效独立驱动点留数法（文献12）和有效独立驱动点残差法（文献13）。实际钢井字梁采光顶结构算例结果表明，本文提出的有效独立-平均加速度幅值法（EI-AAA）和有效独立-模态动能法（EI-MKE）在考虑截断模态线性独立的同时都能自动选择具有较高平均动态响应和模态动能的测点位置，有较强的抗噪声性能，在六种方法中布置结果最为有效。
		2013 Vol. 32 (6): 54-62 [摘要] ( 699 ) HTML (0 KB) PDF (3129 KB) ( 312 )

	63	应用Hilbert变换和ZFFT提取变速器齿轮故障特征
		>夏均忠 ;刘远宏 ;李树珉 ;冷永刚 ;苏涛
		DOI:
		变速器故障齿轮振动信号，调幅现象和调频现象同时存在，其频谱中包括啮合频率及其谐波、调制产生的耦合频率。Hilbert变换无法提供足够高的频率分辨率解调低频调制信号，为此提出复调制细化谱分析方法。通过变速器齿轮故障模拟实验，采集齿轮正常、轻微磨损和严重磨损时的稳态振动信号，对其进行Hilbert变换得到信号的包络，对包络信号进行复调制细化谱分析，得到齿轮轴转频基波及其谐波幅值。随着齿轮磨损程度的增加，齿轮轴转频基波及其谐波幅值明显增大，可作为齿轮磨损故障特征参数。
		2013 Vol. 32 (6): 63-66 [摘要] ( 581 ) HTML (0 KB) PDF (1546 KB) ( 819 )

	67	基于独立分量分析与相关系数的机械故障特征提取
		>赵志宏;;杨绍普;申永军
		DOI:
		提出一种基于独立分量分析与相关系数的机械故障特征提取方法。首先对不同工况的机械振动信号分别进行独立分量分析，获得各种工况信号的独立分量，这些独立分量中蕴含了该工况的一些内在特征；接着利用样本与不同工况信号提取的独立分量的相关系数绝对值的和作为该样本的特征，与直接利用相关系数作为特征相比鲁棒性与区分程度都得到提高；最后使用支持向量机作为分类器进行识别。分别进行了齿轮故障特征提取与轴承故障特征提取实验，实验结果表明，此方法可以很好地提取机械故障特征信息。本文方法的优点在于直接从振动信号的原始数据中进行特征提取，获取机械故障蕴含的一些特征，应用范围广，具有较高地工程应用价值。
		2013 Vol. 32 (6): 67-72 [摘要] ( 658 ) HTML (0 KB) PDF (2218 KB) ( 541 )

	73	基于MMSE和谱峭度的滚动轴承故障诊断方法
		>周智张优云朱永生闫玉平钱思思
		DOI:
		共振解调作为滚动轴承常用的故障诊断方法，存在带通滤波器参数难以确定的缺点，针对此缺点以及滚动轴承早期故障信号信噪比低的问题，本文结合最小均方误差估计方法（MMSE）和基于谱峭度的共振解调方法，并将其应用于滚动轴承早期微弱故障诊断中。本文首先用MMSE方法抑制白噪声来提高信噪比，然后利用谱峭度自适应确定最优带通滤波器参数，最后对带通滤波后的信号进行能量算子解调谱分析，得出诊断结果。数字仿真信号和实验信号验证了本文方法的有效性。
		2013 Vol. 32 (6): 73-77 [摘要] ( 502 ) HTML (0 KB) PDF (2172 KB) ( 564 )

	78	常规面板堆石坝坝前水下防爆距离的确定和影响因素
		>张启灵;李端有;李波;
		DOI:
		鉴于混凝土面板堆石坝较弱的抗爆性能，确定合理的坝前水下防爆距离，为坝前水下反恐安全防护设计和预警监测范围提供参考是必要的。选取常规100m级高的面板堆石坝作为分析对象，借助有限元程序Abaqus/Explicit，采用声学介质描述库水，采用大坝-地基-库水系统有限元模型，主要考虑坝前不同距离发生10kg TNT当量水下爆炸，研究混凝土面板的损伤破坏情况及其影响因素。计算结果表明：堆石体变形模量Er、面板竖缝和周边缝摩擦系数fj、面板与堆石体之间摩擦系数fb等三个参数在常规范围内取值不会对最终面板破坏的预测产生质的影响。得到结论：坝前水下防爆距离Dp定为200m是合适的。
		2013 Vol. 32 (6): 78-83 [摘要] ( 545 ) HTML (0 KB) PDF (1222 KB) ( 283 )

	84	铜基面抗拔摩擦摆支座的力学性能研究
		>李雄彦薛素铎潘克君
		DOI:
		为克服现有摩擦摆支座聚四氟乙烯（TEFLON）摩擦面承压能力低和缺乏竖向抗拔功能的不足，对课题组的专利产品—竖向抗拔摩擦摆支座进行了力学性能研究。论文首先介绍了支座的基本构造，并建立了支座的理论模型。为验证理论模型的合理性，设计了竖向承载力3000kN铜基面的摩擦摆支座，并对其进行试验研究。试验测定了竖向抗拔摩擦摆支座滑动面间的摩擦系数，考察了竖向压力和滑移速度对摩擦系数与滞回性能的影响。结果表明：铜基面摩擦摆支座在正弦简谐激励作用下的滞回曲线为平行四边形，与传统摩擦摆支座的滞回曲线具有相同的特征，呈刚塑性；铜基摩擦摆支座的摩擦系数的平均值在0.096-0.109间；滞回曲线的测试结果与数值模拟数据吻合较好，验证了理论模型的合理性。
		2013 Vol. 32 (6): 84-89 [摘要] ( 448 ) HTML (0 KB) PDF (2434 KB) ( 296 )

	90	基于二元件ISD结构隔振机理的车辆被动悬架设计与性能研究
		>陈龙;杨晓峰;汪若尘;黄晨;沈钰杰
		DOI:
		二元件ISD串并联结构是组成被动机械网络的基础单元，通过在单自由度系统中振动响应特性和系统参数影响的讨论，研究二元件ISD结构振动控制的隔振机理，提出二元件串并联结构的理想匹配关系和悬架结构设计的一般方法，由此设计出车辆被动ISD悬架结构，建立四分之一悬架模型，采用多目标遗传算法优化被动机械元件的参数，参照相应标准以加权车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷均方根值为指标，对比研究所设计的被动ISD悬架结构的工作性能。仿真结果表明，所设计的车辆被动ISD悬架结构与传统被动悬架相比，在悬架动行程均方根值基本一致的前提下，其加权车身加速度和轮胎动载荷均方根值能同时得到改善，并且有效降低了低频段车身共振偏频处各项指标的功率谱密度峰值，说明所设计的悬架结构可有效改善车辆的乘适性和安全性。
		2013 Vol. 32 (6): 90-95 [摘要] ( 802 ) HTML (0 KB) PDF (1847 KB) ( 622 )

	96	特种结构物内爆炸动力响应分析
		>程志军;李杰;宋春明;王德荣
		DOI:
		本文从分析炸冲击波在障碍物上的反射开始，详细分析了结构物内部冲击波荷载的作用规律，给出了作用在具有球形顶壳的圆柱形建筑物侧壁和球形顶壳上的冲击波压力表达式，并通过经典弹性理论，假设结构材料是各项异性弹性材料，推导出了建筑物侧壁的轴向径向振动的计算表达式，计算得到了侧墙位移和内力曲线。计算表明：侧墙轴向位移最大，侧墙中间的某一位置径向位移和环向力取得最大值，而侧墙下部弯矩剪力和法向内力达到最大值。
		2013 Vol. 32 (6): 96-99 [摘要] ( 440 ) HTML (0 KB) PDF (1317 KB) ( 286 )

	100	基于杆系模型的磁流变阻尼结构弹塑性动力反应分析
		>张香成;徐赵东;冉成崧;朱俊涛
		DOI:
		磁流变阻尼器(MRD)是一种性能优越的半主动控制装置。首先推导了设置有MRD框架结构中MRD的位置矩阵，然后将框架结构简化为杆系模型，用MATLAB编制了加入MRD的框架结构的弹塑性动力时程分析程序，分别计算并对比了框架结构在未控和有控下各层的位移、加速度响应和各杆端塑性铰分布情况。结果表明，设置MRD的框架结构各层位移和加速度响应显著减小，其中位移的减震效果优于加速度的减震效果，同时杆件屈服数量相应减少。
		2013 Vol. 32 (6): 100-104 [摘要] ( 490 ) HTML (0 KB) PDF (1538 KB) ( 230 )

	105	力限控制在振动试验中的应用研究
		>陈章位文祥周建川贺惠农
		DOI:
		传统航天器加速度响应控制振动试验是根据特定的加速度规范，控制振动台台面加速度，这种试验方法会在试件固有频率处产生过试验现象，力限振动试验可以有效地缓解这种过试验.本文基于简单二自由度模型给出了详细计算力限条件的方法，在此方法基础上,推导出了航天器试件支架与振动台台面间力谱和加速度谱，并对试件支架进行力限正弦振动试验和力限随机振动试验，实验结果表明：与传统加速度响应控制方法相比，基于简单二自由度模型力谱条件的力限振动控制试验能够更加真实模拟动力学环境，有效缓解振动过试验，可以为航天器振动试验提供很好的试验依据。
		2013 Vol. 32 (6): 105-108 [摘要] ( 750 ) HTML (0 KB) PDF (1184 KB) ( 299 )

	109	圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
		>吴仕昊;瞿叶高;华宏星
		DOI:
		基于Reissner薄壳理论，采用区域分解法分析了不同边界条件下圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。首先在壳体连接处将组合壳体分为独立的圆锥壳、圆柱壳和球壳，并将各个子壳体沿旋转轴线分解为若干自由壳段；然后将所有壳段分区界面(包括边界界面)的位移协调方程通过分区广义变分和最小二乘加权残值法引入到组合壳体的能量泛函中；最后将壳段位移场变量的周向分量和轴向分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开，通过变分后得到整个组合壳体的离散动力学方程。将区域分解法计算结果与有限元软件ANSYS计算结果进行对比，验证了区域分解法在分析圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动的正确性和计算精度，并分析了组合壳体长径比及厚径比对自由振动频率的影响。
		2013 Vol. 32 (6): 109-114 [摘要] ( 598 ) HTML (0 KB) PDF (1781 KB) ( 596 )

	115	非对称温度场对高压转子系统碰摩响应的影响
		>朱向哲;袁惠群 ;张巨伟;孙春一
		DOI:
		实际作业的转子系统在发生碰摩故障的同时，经常要承受非对称、非稳定温度场的作用，势必要改变转子系统的碰摩响应特性。以某型航空发动机高压转子系统为研究对象，建立了高压转子停车后自然对流的流-热耦合模型，研究了高压转子不同停车时刻自然对流的流体速度和温度分布。在此基础上，建立了非对称温度作用下具有多自由度的连续转子碰摩响应的有限单元模型，对多种忽略和考虑自然对流温度场影响的碰摩响应结果进行了对比研究。结果表明，当考虑停车温度场影响时，高压转子的碰摩响应增大了系统振动响应的振幅，改变了轴心轨迹的分布，频谱图上的出现了丰富的由碰摩力和非对称温度场所激发的频率成分，振动情况更加复杂。
		2013 Vol. 32 (6): 115-120 [摘要] ( 450 ) HTML (0 KB) PDF (2620 KB) ( 296 )

	121	大型客车车身的阻尼减振降噪技术研究
		>焦映厚;陈照波;王世超;徐磊;尚元江
		DOI:
		本文基于边界元法对车室进行声场分析和车身板块贡献度分析，进而找出车内噪声声压峰值处所对应的振动频率及该峰值下的“噪声源”板块，围绕车身减振降噪这一目标和车身设计轻量化的要求，基于响应面法建立阻尼复合结构的声辐射特性、模态频率和损耗因子与结构参数关系的数值模型，并对相应约束条件下的最佳阻尼复合结构参数匹配进行优化设计，综合研究内容对车身结构阻尼处理后取得了较好减振降噪效果。
		2013 Vol. 32 (6): 121-126 [摘要] ( 496 ) HTML (0 KB) PDF (1549 KB) ( 591 )

	127	考虑支座摩擦和墩柱损伤的桥梁用液体粘滞阻尼器参数确定方法
		>焦驰宇;张恺;张连普;龙佩恒
		DOI:
		对桥梁阻尼器参数确定方法的相关文献进行了回顾，指出现有常用参数分析法费时费力；而简化分析法存在仅适用于结构保持在弹性阶段、无法考虑罕遇地震下支座摩擦及墩柱轻度损伤等复杂情况的弊端。以非线性静力分析获得的能力曲线为基础，利用性能点、目标点求解时获得的关键参数，结合等效弹性单自由度体系附加非线性粘滞阻尼器的参数确定公式，提出了考虑支座摩擦和墩柱损伤的桥用阻尼器参数确定方法。将本文方法应用于某三跨连续梁桥抗震加固分析，验证了本文方法的实用性及准确性。指出了该方法具有的优势及使用时需注意的问题。本文方法可用于中小跨径桥梁抗震加固时液体粘滞阻尼器的参数确定。
		2013 Vol. 32 (6): 127-131 [摘要] ( 451 ) HTML (0 KB) PDF (1857 KB) ( 421 )

	132	高速破片在防雷舱结构中引起的冲击荷载的理论研究
		>唐廷;朱锡侯海量陈长海
		DOI:
		运用一维平面波理论，研究大型高速破片在防雷舱结构中引起的冲击荷载，得到了初始冲击荷载的理论公式。与有限元计算结果进行比较，证明了理论公式的正确性。运用理论计算公式分析了破片参数对冲击荷载的影响，结果表明：破片速度与冲击荷载峰值成正比，速度越快，峰值越大；速度越慢，峰值越小。而破片速度对冲击荷载的衰减没有影响，即不同速度的破片在水中引起的冲击荷载具有相同的衰减规律。不同厚度破片引起的冲击荷载的具有相同的峰值，但有不同的作用时间。破片的越厚，荷载作用时间越长；破片越薄，荷载作用时间越短。最后基于理论分析确定了几何衰减的函数形式，采用数值试验数据进行回归分析，得到了冲击波的几何衰减系数。
		2013 Vol. 32 (6): 132-136 [摘要] ( 496 ) HTML (0 KB) PDF (1578 KB) ( 287 )

	137	基于XFEM的强震区砼重力坝开裂与配筋抗震措施研究
		>张社荣;王高辉;庞博慧;杜成波
		DOI:
		已有震害表明，混凝土坝遭遇强烈地震将不可避免地产生开裂。扩展有限元法（XFEM）通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式，使得对非连续位移场的表征独立于单元边界，可以有效描述混凝土中的裂纹扩展。基于扩展有限元模型，采用合理的地震波动模型对国内某混凝土重力坝强震下的动力破坏过程进行了分析；针对大坝破坏情况，应用嵌入式滑移模型模拟了混凝土重力坝配筋前后的地震响应和破坏状况，据此评价局部配筋的抗震效果。研究表明，局部配置抗震钢筋虽无法防止裂缝的发生，但可有效限制坝体裂缝的开裂扩展范围及深度，减少裂缝的开度，有效改善坝体的抗震性能。
		2013 Vol. 32 (6): 137-142 [摘要] ( 527 ) HTML (0 KB) PDF (1732 KB) ( 384 )

	143	基于MSPCA的缸盖振动信号特征增强方法研究
		>尹刚;张英堂;李志宁;程利军;于继全
		DOI:
		针对发动机缸盖振动信号信噪比低的问题，提出了基于多尺度主元分析的故障特征增强方法。将缸盖振动信号小波包分解后，利用主成分分析对所有子带系数进行坐标变换，信号重构后再进行小波包分解，计算新坐标系下各子带的能量作为发动机故障的特征向量。仿真信号验证了本文所提算法对微弱冲击信号的增强能力，与支持向量机结合用于发动机十一种故障的诊断实例表明，故障分类准确率可达到98.76%。
		2013 Vol. 32 (6): 143-148 [摘要] ( 500 ) HTML (0 KB) PDF (2504 KB) ( 272 )

	149	固结拉索的一种近似频率计算公式
		>廖敬波;唐光武;孟利波;郑罡
		DOI:
		在固结索力识别的复杂过程中，频率方程中的双曲线函数项有可能造成数据溢出等病态问题。为了克服该数值问题和简化索力识别，利用双曲线函数和三角函数的数值特性，对双曲线函数项进行近似处理，得出简化的近似频率方程，并利用近似频率方程为周期函数的特点，推导了固结拉索的近似频率公式，通过数值算例验证了近似频率公式的合理性和可靠性。
		2013 Vol. 32 (6): 149-151 [摘要] ( 508 ) HTML (0 KB) PDF (2997 KB) ( 338 )

	152	侧铣加工动力学建模及仿真
		>江浩龙新华孟光
		DOI:
		本文以两自由度的铣削加工为研究对象，建立了闭环的动态力～振动切削动力学仿真模型；应用模型仿真切削力与振动并与实测数据进行比较；证实该模型仿真切削力与振动的准确性。该结果对预测铣削力与振动，选择合适的切削参数具有实际意义。
		2013 Vol. 32 (6): 152-156 [摘要] ( 538 ) HTML (0 KB) PDF (2858 KB) ( 285 )

	157	Cymbal压电发电换能器有限元分析
		>卢义刚颜振方
		DOI:
		通过建立Cymbal压电发电换能器的机电耦合有限元分析模型，计算分析了换能器结构参数对输出电压和谐振频率的影响以及外接负载对Cymbal换能器输出电压和输出功率的影响。研究表明，为了降低换能器的工作频率和提高换能器的输出电压，应增大换能器的空腔底部直径和减小换能器的空腔高度；在选择金属端冒和压电陶瓷厚度等参数时，应综合考虑换能器系统的刚度和外界振动源的频率特性和加速度特性；在任意一个频率点上，Cymbal换能器均存在一个最佳的外接负载，使得换能器的输出功率最大，而这个最佳的负载阻抗就等于Cymbal换能器在这个工作频率点上的输出阻抗。文中还提出并分析了基于外加预应力的多振子级联方式Cymbal压电发电换能器系统的结构。
		2013 Vol. 32 (6): 157-162 [摘要] ( 453 ) HTML (0 KB) PDF (1738 KB) ( 1388 )

	163	螺旋离心泵转子系统动态响应数值分析
		>徐宇平袁寿其张金凤裴吉周建佳
		DOI:
		为研究螺旋离心泵转子对流固耦合作用的动态响应信息，以ZJ200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象，利用CFD软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对其进行了考虑流场变载荷和结构相互作用的两场交替联合求解。得到转子受到的激励力以及位移响应频谱特点，结果表明：叶轮受到流场变载荷激励，发生了弯曲及拉伸振动；叶轮径向位移随流量增大而减小，其主频率与径向力主频率同为48.3Hz，轴向力以低频随机波动为主，但轴向位移仅在200Hz以内有较明显的响应，且振幅随频率增加而减小；叶轮质心位移在低阶频率处的振幅不高，高阶频率的振幅逐渐减小，轴向及径向位移均没有振幅过大的情况出现，说明螺旋离心泵转子正常工作时未发生共振，稳定性良好。本文研究结果对螺旋离心泵转子系统的设计改良及振动分析具有一定的参考意义。
		2013 Vol. 32 (6): 163-167 [摘要] ( 545 ) HTML (0 KB) PDF (1799 KB) ( 611 )

	168	立式玻璃磨边机砂轮离心振动特性分析
		>徐宏海; 李晓阳
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		针对立式玻璃磨边机砂轮架的结构特点，建立其动力学模型及系统运动微分方程，导出砂轮离心力作用下砂轮架与砂轮振动的稳态响应幅值及其动力放大因子β1、β2的理论计算公式，着重分析砂轮离心力激振下砂轮架及砂轮的振动特性及规律，结果表明：β1、β2的大小和砂轮与砂轮架的质量之比µ、固有频率之比α，砂轮角频率与固有频率之比λ，阻尼比ξ等因素有关；合理选择µ、α、ξ值，可使砂轮与砂轮架具有相同且较小的动力放大因子；避免砂轮工作在λ=0.9~1.1对应的转速范围内，可有效减轻砂轮架及砂轮的振动程度。研究结果突破了现有研究将砂轮轴刚性化处理、试验测试装备复杂等缺陷，具有物理概念清晰、计算简单等特点。
		2013 Vol. 32 (6): 168-172 [摘要] ( 495 ) HTML (0 KB) PDF (1475 KB) ( 187 )

	173	高压输电线风雨激振特性研究及数值分析
		>周超;芮晓明
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		高压输电线风雨激振严重威胁着输电线路的寿命和安全运行，其激振机理及防治措施成为电力系统急待研究的难题之一。在降雨、风载和电场作用下，在输电导线表面形成极化水线, 水线的运动诱发气动力变化导致输电线线路振动。本文建立了水线运动与输电导线振动耦合的风雨激振理论模型。采用龙格-库塔法对输电导线和水线运动方程进行数值求解，得到了输电导线和水线的响应，讨论了风速、导线结构阻尼和电场力等参数对输电导线振幅的影响
		2013 Vol. 32 (6): 173-175 [摘要] ( 693 ) HTML (0 KB) PDF (1132 KB) ( 377 )

	176	事故仿真再现结果不确定性分析方法
		>邹铁方; 张勇刚
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		越来越多的交通事故依赖于仿真软件进行再现分析，事故仿真再现结果的不确定性问题亦越来越受到重视。介绍了可用于研究该问题的上下界法、差分法以及响应曲面法；接着通过分析给出了各方法所需仿真次数；然后借助三个算例验证了各方法的实用性与适用范围，并总结出各方法的优缺点，发现响应曲面法适应性最强；最后探讨了求解事故再现中大不确定性问题的响应曲面法。所得结论可用于指导研究事故仿真再现结果的不确定性问题。
		2013 Vol. 32 (6): 176-180 [摘要] ( 475 ) HTML (0 KB) PDF (813 KB) ( 286 )

	181	含时滞振动主动控制系统地震响应的数值分析
		>朱宏张斌孙清
		DOI:
		本文采用精细积分方法计算了时滞受控系统在地震作用下的动力响应，得到在不同反馈增益下随时滞量变化的系统地震响应峰值分布。分析了在小时滞范围内随时滞量变化和反馈增益在不同的取值下对系统响应的影响，结果表明时滞对系统控制效果的影响程度随反馈增益的增大而增大，当时滞较大时，采用较小的控制增益控制效果较好，当时滞较小时，采用较大的控制增益可以获得更好的控制效果。本文结果可用于设计考虑时滞影响的结构振动主动控制算法。
		2013 Vol. 32 (6): 181-184 [摘要] ( 446 ) HTML (0 KB) PDF (1347 KB) ( 205 )

	185	基于近似模型的空调配管阻尼层优化设计
		>郭亚娟;;孟光
		DOI:
		空调配管系统的减振降噪是空调结构开发中的一个设计难点，是制约空调整体品质的一个关键参数。针对空调仿真优化设计中计算成本和计算精度之间的矛盾，本文将统计学中的近似模型技术应用到空调配管系统的阻尼优化。采用正交试验设计与均匀试验设计相结合的试验设计方法，建立了多项式响应面、Kriging最优内插、BP神经网络近似模型，研究了阻尼层位置、宽度等参数与结构响应频率、阻尼比之间的近似映射关系。最后采用多目标遗传算法分析了结构阻尼比与结构质量之间的Pareto曲线，并选择最优结果进行了试验验证。研究表明，采用近似模型的阻尼层优化方法可以有效地提高设计效率，降低成本，为空调系统的仿真提供了一种可行的方法。
		2013 Vol. 32 (6): 185-189 [摘要] ( 500 ) HTML (0 KB) PDF (1595 KB) ( 198 )

	190	阻尼环对齿轮系统轴向振动的减振特性研究
		>王庆洋曹登庆杨军波
		DOI:
		分析了齿轮系统的振动机理与阻尼环减振原理。建立了齿轮—阻尼环系统的轴向振动的动力学方程组，采用谐波平衡法求解动力学方程，得到了近似解析解，并与数值解进行了比较。在此基础上，采用一组典型参数，讨论了系统的幅频特性，并探讨了齿轮—阻尼环系统减振效果与阻尼环参数的关系。
		2013 Vol. 32 (6): 190-194 [摘要] ( 473 ) HTML (0 KB) PDF (1196 KB) ( 396 )

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