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2013年 32卷 5期
刊出日期:2013-03-15
论文
 
       论文
1 H-结构薄板纵弯复合模态驱动的压电直线电机
>贺红林;武冬梅;刘文光
DOI:
为高性能压电直线电机设计奠定基础,推出基于H型振子的直线电机并利用该振子两纵向杆面内一阶纵振与二阶弯振驱动电机。研究电机的驱动机理并从理论上阐释振子纵杆驱动端质点的椭圆运动形成过程;建立振子有限元模型并对其工作模态、灵敏度、谐响应进行分析;优化振子结构尺寸,完成电机装配结构设计并制作出振子、电机实物;对振子进行模态试验,结果显示该振子不仅具有预设的工作模态,且在正常激励条件下,驱动端纵、弯振幅值分别可达1.2 μm,1.4 μm。研究表明,该电机有望产生较大速度与动力。
2013 Vol. 32 (5): 1-5 [摘要] ( 566 ) HTML (0 KB)  PDF (1723 KB)  ( 813 )
6 基于声发射的钢筋混凝土梁承载能力评估
>李 旭;霍林生;李宏男
DOI:
在钢筋混凝土断裂过程中能量平衡基础上,结合声发射与断裂力学参数的耦合关系,得到裂纹稳定拓展过程中,声发射振铃数与钢筋混凝土梁抗弯刚度间的关系,并通过钢筋混凝土梁静、动态弯曲破坏试验进行验证。结果表明:在能量平衡原理基础上建立声发射参数与钢筋混凝土梁承载能力的关系是可行的。在宏观裂纹稳定拓展阶段,通过声发射传感器实时监测获得破坏过程的声发射信号,能准确评估钢筋混凝土梁的抗弯刚度。
2013 Vol. 32 (5): 6-9 [摘要] ( 526 ) HTML (0 KB)  PDF (1346 KB)  ( 291 )
10 重冰区覆冰导线脱冰跳跃荷载分析
>杨风利;杨靖波
DOI:
通过建立重冰区特高压线路连续7档导线-绝缘子脱冰跳跃分析模型,考虑阻尼、脱冰模式和覆冰厚度等因素影响,计算脱冰工况下导线跳跃高度、张力、挂点不平衡张力及垂直荷载等动力响应,研究不同因素对悬垂型杆塔动力响应的影响规律,确定重冰区特高压线路悬垂型杆塔不平衡张力及垂直荷载取值。阻尼比5%、单档100%脱冰时,脱冰跳跃产生的不平衡张力百分数均小于重冰区设计规定值,垂直荷载动力放大系数在1.28~1.40之间。20 mm、30 mm冰区导线上拔力占最大使用张力百分数取10%,40 mm、50 mm冰区取5%。

2013 Vol. 32 (5): 10-15 [摘要] ( 563 ) HTML (0 KB)  PDF (1146 KB)  ( 338 )
16 不同温度下泡沫铝压缩行为与变形机制探讨
>王鹏飞;徐松林;胡时胜
DOI:
利用Hopkinson杆与MTS实验装置分别研究泡沫铝在不同温度下的动态与静态力学性能,实验结果表明,泡沫铝有很强的温度软化效应,坍塌应力与平台应力和“应力降”的大小均随温度的升高而降低。动态高温下应力应变曲线与静态低温下应力应变曲线类似,反映材料应变率与温度之间的等效关系。低温下泡沫金属强度较高,脆性较强,泡沫结构易脆性坍塌,并伴有脆性裂纹,随着温度的升高,基体材料逐渐软化,泡沫金属强度降低,胞孔结构在压缩过程中从低温下脆性失稳逐渐变成以胞壁屈曲与塑性变形为主,且在不同温度段,应变率敏感度不同。
2013 Vol. 32 (5): 16-19 [摘要] ( 535 ) HTML (0 KB)  PDF (1353 KB)  ( 510 )
20 基于小波包能量曲率差法的桥梁损伤识别试验研究
>余 竹;夏 禾;Goicolea J M;战家旺
DOI:
针对各种损伤识别指标中,小波包能量曲率差法仅有数值仿真、未经试验验证,尤其缺少实际工程验证问题,用数值模拟验证该方法识别结构损伤的有效性;利用沧州子牙河新桥替换下的梁体,进行两种工况损伤模拟。通过测试完好与损伤状态各点加速度响应,用小波包能量曲率差法识别损伤,考察小波函数和分解层数对识别效果的影响。结果表明,该方法有效,并可应用于实际工程。
2013 Vol. 32 (5): 20-25 [摘要] ( 536 ) HTML (0 KB)  PDF (1893 KB)  ( 392 )
26 基于弹性负载的地震模拟试验控制策略
>田 磐;陈章位
DOI:
传统地震模拟试验控制方法多将试件假定为刚性负载。针对该控制方法在实际应用中精度差的缺点,提出一种基于弹性负载的地震模拟控制策略,通过分析弹性试件力学模型,合理设置内环伺服控制参数,实现各种负载下系统传递特性的近似统一。在此基础上,优化外环振动控制辨识方法。振动台系统能在无预试验步骤情况下获得较高地震波形复现精度。试验表明:该控制策略无需预试验,在优化的伺服控制参数下,能在首帧地震模拟试验中获得85%以上的输入输出信号时域相关系数;经数帧试验,通过对系统驱动信号进行更新,地震模拟输入输出信号时域相关系数能稳定在90%以上。
2013 Vol. 32 (5): 26-30 [摘要] ( 539 ) HTML (0 KB)  PDF (2414 KB)  ( 648 )
31 新型少齿差行星齿轮装置振动特性分析与实验研究
>王家序;黄 超;肖 科;李 敏;李俊阳
DOI:
对某少齿差行星齿轮装置进行结构改进设计,运用动力接触有限元法求得包括啮合刚度激励、误差激励、啮合冲击激励的轮齿啮合内部动态激励。通过建立有限元模态动力分析模型,计算齿轮装置固有频率及振型,综合考虑内外部激励情况下,研究该齿轮装置的结构动态响应及噪声。利用振动测试设备对该齿轮装置进行振动噪声测试。结果表明:分析预测值与实验结果相符。
2013 Vol. 32 (5): 31-37 [摘要] ( 605 ) HTML (0 KB)  PDF (1948 KB)  ( 1023 )
38 基于局部切空间排列与MSVM的齿轮箱故障诊断
>陈法法;汤宝平;苏祖强
DOI:
针对齿轮箱故障特征重叠难以有效分离问题,提出基于局部切空间排列与多核支持向量机的齿轮箱故障诊断模型。在由振动信号时域统计指标及内禀模态分量能量构造的多元特征空间中,据局部切空间排列算法对多元特征进行非线性降维处理,得到初始低维流形结构,获取最优敏感特征向量;将该特征向量输入至多核支持向量机进行学习训练与故障辨识。局部切空间排列能克服传统降维方法的不足,多核支持向量机可实现复杂故障高精度、自动化智能诊断。通过齿轮箱故障模拟实验验证该方法的有效性。
2013 Vol. 32 (5): 38-42 [摘要] ( 603 ) HTML (0 KB)  PDF (1589 KB)  ( 310 )
43 基于希尔伯特-黄变换提取车辆轨道耦合系统时频特性
>陈双喜;林建辉;陈建政
DOI:
为研究各种激扰对车辆轨道耦合系统动力学响应时频特性影响,将基于改进经验模态分解(EMD)的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform)应用于车辆轨道耦合动力学振动信号分析中。运用改进EMD方法提取耦合系统振动响应的固有模态函数(IMF),并对其进行希尔伯特-黄变换,得到振动响应的希尔伯特时频幅值谱和边缘谱。分析表明:希尔伯特-黄变换较傅里叶变换的分辨率与精度高,能有效捕捉车轮缺陷及轨道谐波不平顺激励下车辆轨道耦合系统的调制信号;车体垂向振动加速度随轨道不平顺波长、幅值非线性变化,振动信号的轮周激励成分为调制信号,且随轨道不平顺幅值增大而减小,随轨道不平顺波长增大非线性变化。
2013 Vol. 32 (5): 43-47 [摘要] ( 567 ) HTML (0 KB)  PDF (1986 KB)  ( 493 )
48 基于近场声全息的故障诊断方法及系统实现
>鲁文波;蒋伟康
DOI:
针对基于振动信号故障诊断存在的接触式测量弊端及传统声学故障诊断只反映部分声学信息问题,将近场声全息技术引入故障诊断克服该缺陷。基于LabVIEW平台开发出的非接触式机械故障诊断系统,利用近场声全息重建机械声源面附近声压场,得到可视化声源的声像图;从声像图中提取反映声场空间分布的灰度共生矩阵特征,结合支持向量机模式识别实现智能故障诊断。该系统具备智能诊断测试、声源可视化、数据分析等功能,操作方便,可用性强。通过对齿轮箱故障诊断,正确率达97.3%。与传统声学诊断方法的对比,证明该系统可靠、实用。

2013 Vol. 32 (5): 48-51 [摘要] ( 555 ) HTML (0 KB)  PDF (1584 KB)  ( 534 )
52 压电结构系统辨识中的幂迭代子空间跟踪方法
>刘庆华;欧阳缮;
DOI:
针对子空间辨识压电结构系统模型,利用广义能观矩阵列空间与观测矢量相关矩阵信号子空间一致的特征,提出采用幂迭代子空间跟踪方法,保证全局且按指数收敛到主子空间。为避免跟踪过程中与主子空间偏离误差的传递,采用多级分解,形成多级幂迭代子空间跟踪方法。将其与投影逼近子空间方法比较,仿真结果表明,能观矩阵夹角小,输出均方根误差小,能提高跟踪精度。并运用于实际模型中,验证其有效性。
2013 Vol. 32 (5): 52-57 [摘要] ( 504 ) HTML (0 KB)  PDF (1915 KB)  ( 212 )
58 一种转角动柔度间接测量技术及在实验模态综合法中应用
>董兴建;孟 光
DOI:
将谐波集中力矩等效为谐波集中力系,用转角数值微分公式构造一种全新的转角动柔度间接测量技术,克服实验模态综合法中转角难测量与集中力矩难加载的困难。该间接测量技术无需附加任何质量块与施加集中力矩及集中力系,只需几次锤击实验或扫频实验,即可将集中力矩作用下的转角动柔度用集中力作用下的平动动柔度线性表示。将转角动柔度的间接测量技术应用于基于定频剩余动柔度的实验模态综合法中,数值实验表明,该转角动柔度间接测量技术切实可行,能有效解决实验模态综合法中界面自由度不匹配问题,可提高实验模态综合法精度及可靠性。
2013 Vol. 32 (5): 58-61 [摘要] ( 537 ) HTML (0 KB)  PDF (861 KB)  ( 215 )
62 基于最大熵原理与鉴别信息的机床主轴系统退化分析
>董新峰;李郝林;余慧杰
DOI:
采用最大熵原理与鉴别信息方法对M1432B型磨床工件主轴X2方向退化进行分析:用最大熵原理获得工件主轴在4~10月份振动信号最大熵概率密度分布,再用鉴别信息对该概率密度分布变化进行计算,通过鉴别信息变化判断主轴系统状态的变化,结果表明,M1432B型磨床工件主轴X2方向发生微小退化。
2013 Vol. 32 (5): 62-64 [摘要] ( 527 ) HTML (0 KB)  PDF (1518 KB)  ( 260 )
65 基于倾角测试的桥梁变形实时监测研究
>李 勇;闫维明;陈彦江
DOI:
对基于结构的倾角测试能实时、精确得到结构变形,以悬臂梁及简支梁为例,推导倾角与挠度间关系,利用MATLAB编程工具对倾角进行积分、拟合得到结构变形,并通过钢梁加载试验与实测挠度进行对比,通过健康监测工程实例介绍倾角仪在变形监测中的应用。分析表明,建立的倾角和变形间关系合理可行,不同结构进行变形监测需考虑边界条件;基于MATLAB对倾角拟合挠度曲线过程简单,与实测挠度吻合较好;在桥梁健康监测系统中用倾角仪对结构进行变形监测,可得结构实时变形曲线与任一时刻变形规律。

2013 Vol. 32 (5): 65-69 [摘要] ( 504 ) HTML (0 KB)  PDF (2230 KB)  ( 378 )
70 时空相关路面不平度时域模型仿真研究
>王 亚;陈思忠;郑凯锋
DOI:
路面不平度时域模型对现代汽车理论研究意义重要。应用谐波叠加法建立单轮路面不平度输入模型,提出两种不同轮辙路面空间相关模型,并结合同轮辙路面不平度输入时间延迟关系,将单轮模型拓展为四轮路面不平度时域模型。仿真分析显示,该两种方法建立的路面不平度模型,其功率谱与理论功率谱基本吻合,异轮辙输入相干函数符合理论规律。与其它方法相比,该模型建模效率高。
2013 Vol. 32 (5): 70-74 [摘要] ( 513 ) HTML (0 KB)  PDF (1386 KB)  ( 1158 )
75 多点地震激励下大跨连续钢构桥易损性分析
>李吉涛;杨庆山;刘阳冰
DOI:
针对地震动存在行波效应、场地效应、不相干效应等因素,分析大跨连续钢构桥在一致地震激励输入响应时结构内力和变形会被偏估问题,考虑结构及地震动不确定性,采用蒙特卡罗方法建立一致激励与多点激励两种工况下大跨连续钢构桥-地震动系统随机样本。以桥墩位移延性比表示桥梁破坏状态阶段,对桥梁易损性进行分析,给出大跨连续钢构桥结构的易损性曲线,得到同样程度破坏的多点地震激励与一致地震激励下加速度峰值关系。
2013 Vol. 32 (5): 75-80 [摘要] ( 588 ) HTML (0 KB)  PDF (1623 KB)  ( 308 )
81 装药壳体对含铝炸药水下爆炸性能影响研究
>项大林;荣吉利;李 健;杨荣杰
DOI:
针对某含铝炸药,分别在6 mm钢壳、硬铝壳、PVC壳及裸药柱形装药条件下进行水下爆炸实验,测量3 m,5 m,7 m处冲击波压力时程曲线,获得不同装药条件下冲击波的峰值、冲量、能量及气泡脉动周期和气泡能等参数。利用AUTODYN-2D程序,对带壳装药含铝炸药水下爆炸过程进行数值模拟,通过与实验测量结果对比,验证数值仿真方法和结果的准确性。在此基础上,结合量纲分析与数值模拟方法研究填装比对冲击波波形、压力峰值及气泡脉动周期的影响规律。研究表明:填装较小时,冲击波压力峰值与冲击波能均增大;填装较大时,压力峰值与冲击波能均减小;气泡脉动周期随填装比的增加而减小;在钢壳装药下,最优填装比为1.45。有限元模型与计算结论可为水中兵器设计提供一定参考。
2013 Vol. 32 (5): 81-85 [摘要] ( 592 ) HTML (0 KB)  PDF (1779 KB)  ( 406 )
86 新型高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料制备及性能研究
>丁国芳;曹 君;石耀刚;罗世凯
DOI:
以氯化丁基橡胶为基体材料,通过反增塑作用技术,成功制备出高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料,并研究其阻尼性能、力学性能及微观结构。结果表明:复合材料CIIR/CP-70/PF体系的损耗因子-温度(tanδ-T)曲线仅一个单峰,属热力学相容体系,与纯CIIR基体橡胶相比,复合材料的tanδ峰明显向高温移动,且最大损耗因子值及对应温度均大幅度提高,且峰值增加到1.38左右,有效阻尼温域范围90℃以上。同时,CP-70与PF的加入可兼具提高CIIR基体材料力学性能,具有很好的实用价值。SEM及DSC分析结果证明,CP-70以无定形状态分散在CIIR基体中,且CP-70与基体CIIR间存在反增塑作用。
2013 Vol. 32 (5): 86-89 [摘要] ( 537 ) HTML (0 KB)  PDF (940 KB)  ( 472 )
90 AFRP约束混凝土多次冲击试验研究
>梁 磊;顾强康;原 璐
DOI:
为研究芳纶纤维增强层复合材料(AFRP)约束条件下混凝土抗多次冲击的动态力学性能,采用Ф100 mmSHPB试验装置和超声无损检测,在相似应变率条件下,对C30,C40,C50三种基体强度等级的1~3层AFRP约束混凝土抗多次冲击动态力学性能和冲击后混凝土试件内部损伤规律进行试验研究。结果表明:各约束层数AFRP约束混凝土动态峰值应力对冲击次数不敏感,上下浮动不超过8%,稳定性良好;随着冲击次数的增加,动态峰值应变增大,内部混凝土损伤增大,损伤因子与冲击次数呈线性关系;AFRP约束混凝土内部损伤在达到普通混凝土极限损伤后仍能保持试件完整,具备对抗下次冲击的能力。
2013 Vol. 32 (5): 90-95 [摘要] ( 628 ) HTML (0 KB)  PDF (1857 KB)  ( 216 )
96 爆炸焊接锐楔区动力学状态参数数值分析
>谢飞鸿;吴启红;李文渊;万世明;杨有莲
DOI:
用运动界面高精度差分格式求解二维Navier-stokes方程,直接模拟不同炸药爆轰速度、基复板安装间距碰撞点锐楔区的压力场及速度流场,分析爆炸复合板锐楔区压力场分布特点及历时作用形式,发现爆轰压力作用下基板表面产生不同程度的反激波现象,及锐楔区空气介质流动在弯折复板与基板之间呈扇形状分布的层流射流状态流动。锐楔区反激波现象研究对爆炸焊接熔化层形成的分析具有一定参考价值。
2013 Vol. 32 (5): 96-98 [摘要] ( 602 ) HTML (0 KB)  PDF (1375 KB)  ( 224 )
99 轮带系统横向振动变结构控制方法
>余小刚;贾秀丽
DOI:
针对由主从动轮、作动器及皮带构成的典型轮带系统模型,皮带横向振动与主、从动轮及作动器振动相耦合,其横向位移受主、从动轮及作动器影响,给出皮带在谐波激励下横向振动位移精确表达式,利用变结构理论,采用指数趋近律设计出有效控制力以控制张紧臂方向,从而抑制皮带横向振动。在初始条件和与激励作用下,利用Matlab进行数值仿真。结果表明:在谐波激励下,皮带横向振动位移得到有效抑制,验证控制力的有效性。
2013 Vol. 32 (5): 99-103 [摘要] ( 575 ) HTML (0 KB)  PDF (1165 KB)  ( 232 )
104 一种新型三维多方向敏感的非硅微机械惯性开关
>朱 斌;杨卓青;陈文国;丁桂甫;赵小林&#;
DOI:
基于非硅表面微加工技术,设计并制造一种新型三维多方向敏感的微惯性开关。选用弹簧-质量块-阻尼的典型碰撞结构,主要由可动电极悬臂梁弹簧—质量块系统、水平固定电极、垂直复合柔性固定电极三部分组成。利用ANSYS有限元软件对器件进行模态和动力学碰撞仿真分析,并对该微机械惯性开关进行落锤冲击试验,结果表明,在水平和竖直方向的阈值均为 50~60g,接触时间可稳定在40 s以上。
2013 Vol. 32 (5): 104-107 [摘要] ( 560 ) HTML (0 KB)  PDF (1837 KB)  ( 278 )
108 斜拉索非线性振动信号粒子滤波分析与应用
>叶庆卫;袁德彬;王晓东;周 宇
DOI:
针对斜拉索非线性振动信号采用粒子滤波(PF)算法进行信号处理与应用。采用有限差分法对索-梁耦合系统非线性动力学方程进行时间维度的离散化处理,获得斜拉索单个位置上振动离散非线性方程;采用最小二乘法对该离散非线性振动方程进行拟合获得粒子滤波所需系统状态方程;利用该状态方程对采集的非线性振动信号进行粒子滤波处理,获得优良的非线性去噪信号及信号稳定跟踪预测功能。经大量仿真实验与大桥斜拉索非线性振动信号实际测试,表明在采样频率足够大情况下, PF算法可有效去除斜拉索非线性振动信号噪声,并提供稳定可靠的信号跟踪与预测技术。
2013 Vol. 32 (5): 108-112 [摘要] ( 520 ) HTML (0 KB)  PDF (1221 KB)  ( 368 )
113 不同加载条件下钢筋混凝土构件力学特性及影响规律研究
>王德斌;李宏男
DOI:
基于OpenSees中的BeamwithHingesElement单元,采用直接在截面层次上定义线弹性剪切恢复力模型,引入零长度单元利用粘结滑移材料模拟构件末端粘结滑移,考虑P-D效应引起的几何非线性,钢筋材料采用能精确模拟钢筋低周疲劳损伤与开裂现象的Mohle-Kunnath本构模型,分析构件在不同加载历史条件下的力学特性。研究构件在单调加载、非对称循环加载、对称循环加载条件下构件的力学特性,并进一步分析构件在不同循环周数条件下对称、非对称加载时构件的力学特性及钢筋材料应变随位移加载历史的变化特点,分析结果表明,钢筋混凝土框架柱在循环加载条件下的构件刚度退化、强度退化现象明显,构件的损伤程度随着剪跨比的降低和轴压比的增大逐渐加剧,构件随着循环周数的增加损伤程度更明显,钢筋材料应变随着循环周数的增加变化明显,随着轴压比增加和剪跨比的降低,构件刚度退化与强度退化随循环周数的增加更显著,钢筋应变同样有一定程度增加。
2013 Vol. 32 (5): 113-118 [摘要] ( 507 ) HTML (0 KB)  PDF (3752 KB)  ( 263 )
119 热电偶套管流体激振数值分析
>陈庆光;贾祥省
DOI:
用于测量管内流体温度的热电偶,由于受到高温、高速流体冲击,常发生套管断裂现象。采用大涡模拟(LES)方法对一热电偶套管周围非定常流场进行数值模拟,分析高速、非定常流动引起的热电偶套管受力与振动情况,提出在套管前串列干扰装置以抑制振动、减轻受力的改进措施,并对改进后效果进行分析和验证。研究结果可为热电偶套管结构优化设计提供参考。
2013 Vol. 32 (5): 119-121 [摘要] ( 530 ) HTML (0 KB)  PDF (1297 KB)  ( 210 )
122 融合经验模态分解与时频分析的单通道振动信号分离研究
>李 强;付 聪;江 虹;彭先敏
DOI:
通过单通道振动信号分离研究探讨机械振动源信号提取问题。采用集合经验模态分解方法将单通道信号构造成多通道信号,再通过主分量分析方法得到多通道构造信号的特征值分布情况并以此进行源信号数目估计,进而利用基于时频分析的盲源分离技术获取振动源信号。实验表明,该方法能有效实现单通道振动信号分离,具有较强实际应用价值。
2013 Vol. 32 (5): 122-126 [摘要] ( 617 ) HTML (0 KB)  PDF (1514 KB)  ( 356 )
127 基于振动图像纹理特征识别的轴承故障程度诊断方法研究
>关贞珍;郑海起;叶明慧
DOI:

针对轴承故障诊断中故障分类研究多,故障程度研究少,振动图像信息丰富得不到充分利用问题,提出利用振动图像纹理特征识别技术进行轴承故障程度诊断方法。该方法先对轴承振动响应信号进行EMD-形态差值滤波处理,后将滤波后信号转换为双谱等高线图,利用灰度三角共生矩阵得到双谱图形纹理特征,应用主成份分析法从纹理特征参数中提取轴承故障程度特征参量,用支持向量机进行模式识别。实验结果表明该方法能有效区别轴承外圈、内圈及内外圈的故障严重程度,可为旋转机械故障程度诊断提供新方法。

2013 Vol. 32 (5): 127-131 [摘要] ( 529 ) HTML (0 KB)  PDF (2342 KB)  ( 631 )
132 覆冰四分裂导线空气动力系数数值模拟
>蔡萌琦;严 波;吕 欣;周林抒
DOI:
利用Fluent流体动力学分析软件计算典型覆冰四分裂导线在特定风速下的绕流问题,所得各覆冰子导线空气动力系数随风攻角变化曲线与由风洞试验所得规律一致。基于数值模拟和风洞试验所得气动系数确定的Den Hartog系数与Nigol系数随风攻角的变化结果吻合。利用由数值模拟和风洞试验获所得气动参数,采用Abaqus有限元软件模拟典型线路段的舞动,通过舞动特性分析比较发现,利用该两组气动系数模拟得到的导线舞动特性一致,表明采用数值模拟方法确定覆冰导线的空气动力系数可用于模拟覆冰导线舞动。
2013 Vol. 32 (5): 132-137 [摘要] ( 574 ) HTML (0 KB)  PDF (3179 KB)  ( 597 )
138 基于UKF模型更新的混合试验方法
>王 涛;;吴 斌
DOI:
在混合试验中,将结构划分为物理子结构和数值子结构两部分。对遭遇强震下大型结构的混合试验,很难保证数值子结构仍处于弹性阶段。为确保数值子结构模型的准确性,提出基于Unscented Kalman filter (UKF) 模型更新混合试验方法。该方法假定数值子结构与物理子结构恢复力模型相同,在混合试验进行中利用物理子结构试验观测数据,采用UKF方法在线识别物理子结构模型参数,实时更新数值子结构模型参数。通过数值模拟,应用UKF方法对单自由度结构非线性模型进行在线参数识别,验证UKF方法性能;通过对弹簧试件实际试验,验证该混合试验方法的有效性。结果表明,基于UKF模型更新混合试验方法较传统混合试验方法精度更高。
2013 Vol. 32 (5): 138-143 [摘要] ( 620 ) HTML (0 KB)  PDF (1928 KB)  ( 463 )
144 局部保形映射和AdaBoost方法在滚动轴承故障诊断中的应用
>姚 培;王仲生;姜洪开;刘贞报;布树辉
DOI:
针对滚动轴承故障振动信号的随机性和非平稳性,提出基于局部保形投影(LPP)特征提取和自适应Boosting算法的滚动轴承故障诊断方法。首先对信号构建原始样本数据集合,提取时域、频域及时频域的相关特征,将该特征作为LPP的输入样本,得到维数降低的新数据集合并能尽可能保持原始局部流形结构。将此降维特征向量作为Adaboost输入,建立故障模型,用以识别滚动轴承故障类型。分析滚动轴承正常状态、内圈故障、外圈故障及滚动体故障特性。通过对比试验表明,基于LPP与Adaboost诊断方法识别率较高,可准确有效地对滚动轴承状态和故障进行分类。
2013 Vol. 32 (5): 144-148 [摘要] ( 603 ) HTML (0 KB)  PDF (2284 KB)  ( 256 )
149 基于流形学习和K-最近邻分类器的旋转机械故障诊断方法
>宋 涛;汤宝平;李 锋
DOI:
针对旋转机械故障诊断需人工干预、精度低、故障样本难以获取等问题,提出基于流形学习和K-最近邻分类器(KNNC)的故障诊断模型。提取振动信号多域信息熵以全面反映设备运行状态并构造高维特征集;利用正交邻域保持嵌入(ONPE)非线性流形学习算法的二次特征提取特性进行维数约简使特征具有更好的聚类特性;基于改进的更适用于小样本分类KNNC进行模式识别,用轴承故障诊断案例证明该模型的有效性。
2013 Vol. 32 (5): 149-153 [摘要] ( 588 ) HTML (0 KB)  PDF (955 KB)  ( 998 )
154 基于非局部理论的压杆稳定性及轴向振动研究
>李 成;黄伟国;朱忠奎
DOI:
根据非局部弹性理论,研究压杆稳定性和弹性杆件轴向振动问题。结合三种典型边界条件,推导临界压力及固有频率非局部理论解。该显式解表明,无量纲小尺度参数的增大会使临界压力及固有频率减小。由压杆稳定性算例结果显示,非局部临界压力随着压杆长度的增加而减小,当压杆长度接近宏观尺寸时,临界压力趋于稳定。与经典连续介质力学相比,非局部临界压力及固有频率降低,说明经典力学高估小尺度下压杆受压承载能力及结构振动频率,随着压杆长度的增加,经典解与非局部解趋于一致。
2013 Vol. 32 (5): 154-156 [摘要] ( 564 ) HTML (0 KB)  PDF (983 KB)  ( 258 )
157 低矮房屋屋面脉动风压的预测
>王莺歌;李正农;吴红华;张灵辉
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利用实测手段研究结构表面风压时,因测点布置数量有限,整个风场面貌不能充分反映,通常用插值法,但直接对时间序列插值难以实现。基于POD技术并借鉴地理统计学中“网格化”思想,对各阶空间本征向量进行处理,引入克里金法插值方法,编制与Surfer软件接口的Matlab程序,利用Surfer软件强大空间插值功能,对结构表面各阶本征向量进行空间插值。通过对台风发生时实测得到的低矮房屋屋盖风压时序的预测及误差分析验证该方法的可行性。研究表明克里金法可弥补三角线性插值法无法外插测点连线范围以外数值的不足,在风压变化梯度较大区域具有优于距离反比法的预测效果。该方法具有较强的通用性,可广泛应用于风洞试验和现场实测。
2013 Vol. 32 (5): 157-162 [摘要] ( 473 ) HTML (0 KB)  PDF (2049 KB)  ( 210 )
163 基于分形理论的岩石冲击破坏分形分析
>刘 石;许金余;;白二雷;高志刚
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利用大直径分离式霍普金森压杆试验系统,对绢云母石英片岩和砂岩进行冲击压缩试验, 采用不同等级标准筛对岩石冲击破碎后试块进行筛分统计,运用分形几何理论,计算出冲击荷载作用下两种岩石破碎块度分布的分形维数,研究冲击速度对块度分维影响,分析两种岩石动态抗压强度随块度分维的变化关系。试验结果表明,绢云母石英片岩块度分维大部分集中在1.9~2.4之间,砂岩集中在2.5~3.0之间;两种岩石分形维数随冲击速度的升高呈上升趋势,近似线性正比关系;绢云母石英片岩动态抗压强度与块度分维无明显函数关系,砂岩动态抗压强度随块度分维的增大呈增加趋势。采用分形维数对岩石试件在冲击破碎过程中动态抗压强度的变化进行定量描述,为探索岩石动态破碎分形特征与冲击力学性能之间的内在规律,开辟新的研究途径。
2013 Vol. 32 (5): 163-166 [摘要] ( 565 ) HTML (0 KB)  PDF (1170 KB)  ( 320 )
167 采用响度控制改进算法的封闭车厢主动消声
>姜顺明;陈 南
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以响度为噪声主动控制目标,提出逆模型结构和延迟补偿结构相结合的LFLMS改进算法。以轿车封闭车厢为载体构建双通道主动消声系统。以发动机噪声为噪声源,用三种控制算法进行试验,结果表明LFLMS改进算法与LFLMS算法的控制效果相近,且收敛速度快;响度控制声压减小不及声压控制,但响度减小量更大,主观听觉效果更好。
2013 Vol. 32 (5): 167-170 [摘要] ( 536 ) HTML (0 KB)  PDF (1596 KB)  ( 272 )
171 橡胶隔振器大变形有限元分析
>周振凯;徐 兵;胡文军;韦利明;牛 伟
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以橡胶隔振器为研究对象,基于超弹性本构模型,对拉伸、压缩、剪切状态下分别进行有限元计算,探讨橡胶等不可压缩材料大变形有限元建模技术;重点研究橡胶结构不同受载方式下变形模式及有限元分析所需要的材料试验数据。经与试验结果对比分析,得到隔振器三种状态下,填充超弹本构模型最优的材料数据类型,为橡胶结构件的数值模拟提供有益参考。
2013 Vol. 32 (5): 171-175 [摘要] ( 626 ) HTML (0 KB)  PDF (1368 KB)  ( 732 )
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