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2013年 32卷 4期
刊出日期：2013-02-25
论文
论文
1
基于解析解和边界元解的圆柱壳声辐射对比研究
>张俊杰;原春晖;刘彦;吴武辉
DOI:
针对工程广泛应用的圆柱壳结构，首次运用解析法探讨了边界元软件Sysnoise两种加载方式—基于单元(Element)加载和基于节点(Node)加载—对声辐射影响，以及两种加载方式在网格加密情况下的收敛性问题。得到一些对工程计算的有益结论：① 基于单元(Element)加载方式得到的结果要好于基于节点(Node)加载方式；② 基于单元(Element)加载方式网格加密时收敛到解析解，而基于节点(Node)加载方式网格加密后，不一定得到收敛结果。
2013 Vol. 32 (4): 1-5 [
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6
复合材料加筋壁板鸟撞动响应分析
>王富生;张钧然;郑涵天;刘洋;岳珠峰
DOI:
考虑复合材料蜂窝夹芯结构的冲击损伤，采用接触碰撞耦合方法研究了复合材料加筋壁板的抗鸟撞性能。鸟撞方式包括垂直冲击和斜冲击两种，复合材料的冲击损伤模型采用Chang-Chang模型，分析了三种鸟撞速度下鸟撞性能参数如复合材料壁板的失效单元数、鸟体剩余动能和筋条的变形，以及复合材料壁板和筋条在某一鸟撞速度下应力随筋条数的变化规律。计算结果表明：垂直冲击和斜冲击下复合材料加筋壁板的抗鸟撞性能不同，并非筋条越多越有利于改善抗鸟撞性能，筋条有时还可能起反作用。
2013 Vol. 32 (4): 6-9 [
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10
车辆荷载引起地面振动的实测研究
>楼梦麟 贾宝印 蒋通 宗刚
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对行驶重载卡车引起的地面振动进行现场实测，从加速度峰值、频谱和振级上分析了振动的衰减情况，并用两种方法讨论了扣除背景振动的振级，然后用基于最小二乘原理的模式搜索法拟合出了振动的衰减公式。研究表明：卡车引起的振动主要以垂向为主，随着振源距离的增大，振动逐渐衰减，而且振动在较近的距离内衰减很快，高频部分几乎可以完全衰减，而低频部分的振动随着距离振源的增大，衰减相对较缓，甚至在100米处还有其残余振动。
2013 Vol. 32 (4): 10-14 [
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15
鸟撞45#钢平板动响应试验研究
>刘军 李玉龙 郭伟国 藏曙光
DOI:
采用动态数据采集系统，对45#钢平板在不同撞击速度下的鸟撞动响应全过程进行了详细研究，得到了撞击过程中平板上三个点位移和四个点的应变、撞击方向4个支反力等物理量随时间变化历程，同时利用高速摄像系统记录了鸟撞过程中鸟体及平板动态变形的全过程。对重复试验的结果进行比较，二者良好的一致性表明试验结果的可靠性，在此基础上分析了平板动响应及鸟体破碎随撞击速度的变化规律。发现，位移及撞击支反力峰值随撞击速度的提高而线性增大；撞击速度越高，鸟体的流体特性越明显，表明高速撞击数值模拟中鸟体应采用描述流体行为的本构模型。该试验结果对建立合理的鸟体本构模型及验证鸟撞有限元计算方法具有重要意义。
2013 Vol. 32 (4): 15-20 [
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21
汽车乘员舱多层吸声材料的多目标优化
>杨晓涛;谷正气;杨振东;董光平;谢超
DOI:
建立了汽车的统计能量分析模型，进行仿真与实验的误差分析，验证了所建模型的有效性，然后选取四层吸声材料布置于乘员舱顶棚，采用优化拉丁方法，以其厚度为设计变量，为降低驾驶员耳旁噪声和满足汽车结构轻量化和低成本的要求，以驾驶员头部声腔A声级降低幅度、吸声材料重量、降噪效率、材料价格和性价比为优化目标，选取30个样本点进行试验设计并通过计算得到全部响应值，之后建立了Kriging近似模型，为验证该近似模型模拟精度，任选三个新的样本点分析近似模型和仿真结果间的误差，最后以近似模型为基础执行多目标优化，与吸声材料初始组合相比，A声级降低幅度反而减小了0.289dB，但重量降低了54.8%，降噪效率提高了85.6%,材料价格降低了21.1%，性价比提高了6.0%。
2013 Vol. 32 (4): 21-25 [
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26
基于功率谱密度的路面评价与特征参数提取
>段虎明;石 锋 马 颖 张开斌 谢 飞
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介绍了道路路面数据测量系统的构成和数据预处理方法。针对测量的海量道路路面数据，阐述了路面数据的功率谱密度分析与传统的功率谱分析的差异，解读了GB/T7031-2005中的倍频程滤波和路面分级方法，提出了基于拟合直线的斜率截距路面特征参数提取方法和基于功率谱密度曲线的路面分级百分比例特征参数提取方法。在介绍路面评价和特征参数提取方法的基础上，使用真实的路面测量数据作为例子，充分显示了这两种路面特征参数提取方法的效果。实例分析结果表明，使用这两种路面特征参数提取方法来评价和分析道路路面数据，计算过程快捷方便，处理效果简单明显，可在道路路面数据的特征参数提取及其它工程振动信号的统计分析中推广应用。
2013 Vol. 32 (4): 26-30 [
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31
基于EMD和Cohen核的轨道不平顺信号分析方法
>宁静 诸昌钤 张兵
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针对非平稳信号时-频分析中单独使用Cohen核计算二次分布时出现交叉项的实际情况，提出了一种基于EMD和Cohen核的时-频分析方法。首先将信号进行经验模态分解(EMD)，然后将分解后的多个固有模态函数(IMF)分别进行Cohen核分布的时-频变换。将仿真信号与理想的仿真结果进行比较，证明此方法能够有效的抑制二次分布中的交叉项。将此方法应用到基于轴箱加速度信号的轨道不平顺分析中，得到的结论与利用轨检车得到的轨道不平顺信息一致，并明显优于常规应用于列车走行部信号分析的频谱分析以及包络线分析方法。此方法对于弥补轨检车的各种不足，高速高密度的进行轨道不平顺的在线监测具有重要应用价值。
2013 Vol. 32 (4): 31-38 [
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39
碰撞条件下碳纤维增强复合材料（CFRP）加固自升式平台桩腿的性能分析
>李红明;王珂;韩纯强
DOI:
老龄化海洋平台在与船舶碰撞的碰撞事故作用下，会导致桩腿的变形，降低其承载性能。为了降低碰撞对桩腿受力性能的影响，提高桩腿的耐撞性能，提出了利用吸能能力较强的高强碳纤维增强复合材料（CFRP）加固平台桩腿局部损伤的方法。以某自升式海洋平台的桩腿为例，利用有限元法建立简化的碰撞模型，通过在局部损伤部位粘贴CFRP材料来提高桩腿的耐撞性能，验证CFRP加固方法提高其耐撞性能的有效性。研究表明，相同的碰撞条件下，在加固前碰撞力使桩腿产生了接近屈服强度的应力；在粘贴2层CFRP布后，桩腿吸收的能量下降56.8%，极值应力下降了8.66%。在粘贴CFRP板后，桩腿吸收的能量下降70.68%，桩腿的极值应力下降55.84%。随着CFRP厚度的增加其吸能的能力越强，桩腿的耐撞性能越好，提高了桩腿的受力性能。
2013 Vol. 32 (4): 39-43 [
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44
基于小波包变换的高程差对爆破震动信号影响分析
>李兴华;龙源;纪冲;钟明寿;路亮
DOI:
爆破施工现场地形一般都有一定的起伏，爆破地点与被保护目标具有一定的高程差。为了研究高程差对爆破震动信号特性影响，依托工程实践，采集了大量爆破震动信号。分析表明正的高程差对爆破地震波峰值具有放大效应，并且放大效应在一定的范围内存在。利用小波包分析的信号处理方法对高程差影响下的爆破震动信号能量分布和时频特征进行了研究。研究表明，正高程差使爆破震动信号中的低频成分增多，低频成分在整个信号中的能量分布有增大趋势，这一特点对爆破地点周围目标保护不利。分析高程差对爆破震动信号的影响，从而优化爆破设计，更好地保护爆破地点周围的目标。结论具有重要的现实意义。
2013 Vol. 32 (4): 44-47 [
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48
水下生产系统跨接管结构在地震作用下动力响应分析
>赖文龙;唐文勇;薛鸿祥
DOI:
研究水下生产系统跨接管结构在地震波载荷下的动力响应特性。分析中计及了地震波沿水平和竖向两个方向的载荷输入，采用非线性弹簧模型模拟跨接管与海床的耦合作用，同时考虑了地震作用下跨接管的动水作用效应。通过对不同影响因素下结构的动力响应结果分析表明：竖向地震波对跨接管结构水平响应幅值影响较小，但显著改变其响应频率；管土接触引起跨接管响应幅值变化明显，并激发跨接管高阶振型；地震下动水作用力对跨接管的响应幅值影响较大。所建立的分析方法对跨接管结构设计和安全性评估有一定借鉴意义。
2013 Vol. 32 (4): 48-53 [
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54
面向轨道车辆抗蛇行振动的磁流变脂阻尼器设计与台架测试
>廖昌荣;赵丹侠;刘琼
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针对磁流变液阻尼器存在磁场利用率不高和磁流变液沉降导致控制特性劣化的问题，提出一种基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器方案，将磁流变脂的多级径向流动分解为源流与汇流的对称组合，建立了磁流变脂径向流动的分析模型。利用磁流变脂微单元平衡得出了磁流变脂尊静态径向流动微分方程，采用磁流变脂双粘度本构模型和无滑动边界条件，导出了磁流变脂径向流动速度分布函数和径向压力梯度分布函数。绘制了磁流变脂在不同半径处流动速度分布图，得到了磁流变脂阻尼器的阻尼力计算方法。按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求，设计制作了基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器样机，利用J95-I型油压减振器试验台对其示功特性进行了测试，结果表明在不同激励电流下的磁流变脂阻尼器理论示功特性与实验示功特性能较好吻合。
2013 Vol. 32 (4): 54-58 [
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59
基于多工况并行任务的摩托车悬架参数多目标优化
>徐中明;杨建国;张志飞;李仕生;李晓灵
DOI:
应用摩托车动力学软件BikeSim建立了人-车系统仿真模型，对加速/制动工况下的车身俯仰角和B级路面工况下等速行驶的整车平顺性分别进行了仿真；以加速/制动工况下的俯仰角最大值和等速B级路面工况下的车身垂向、俯仰振动加速度均方根值为优化目标，以悬架特性参数为设计变量，采用iSIGHT集成BikeSim和MATLAB建立两种工况的并行计算任务，对摩托车悬架系统进行了多目标优化，根据Pareto前沿提出了一种确定目标权重的方法，得到了最优解。优化前后结果对比表明：加速/制动俯仰角和平顺性均有改善。
2013 Vol. 32 (4): 59-65 [
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66
钻柱信道内双声接收器的回波抑制方法分析
>李 成;井中武;刘钊;樊尚春;丁天怀
DOI:
在随钻测井中地面噪声与周期性信道结构形成的下行回波导致传输性能降低，为此，结合钻柱信道的噪声分析，利用上、下行信道的瞬态脉冲响应，构建回波噪声抑制模型，提出了双声接收器的检测方式。在钻柱激励端分别施加单位正弦脉冲信号和PSK调制数据，在接收端耦合下行的高斯噪声，应用钻柱内一维低频纵波传输的有限差分算法，在单接收器和双接收器模式下时域和频域仿真分析了钻柱内声信号的传输特性，验证了双声接收器检测方式的有效性。该方法可实现井下回波噪声的抑制，从而改善信噪比，提高传输速率，为钻柱声遥测系统优化设计提供方法基础。
2013 Vol. 32 (4): 66-70 [
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71
一种针对未知参数系统的实时混沌化方法
>周加喜;徐道临;张月英;刘春嵘
DOI:
针对未知参数系统，本文提出一种基于频谱优化和时延反馈控制的实时混沌化方法。首先，基于系统稳态响应构造频谱性能指标，量化系统稳态行为（周期或混沌等）；然后，随着时间进程的推进，按照直接寻优算法（Hooke-Jeeves 方法）实时调整反馈控制器的时延，直至算法收敛。当性能指标达到最小值时，系统进入最佳混沌状态。数值算例验证了本方法的有效性。本方法最大优点在于无需知道系统参数，仅基于系统响应状态便可实施混沌化控制，易于实现工程化应用。
2013 Vol. 32 (4): 71-74 [
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75
垃圾填埋场的地震响应特性分析
>帅海乐 ;冯世进
DOI:
采用二维等效线性有限元程序对典型山谷型填埋场进行非线性动力分析。综合考虑了地基刚度、动荷周期、幅值及填埋体的刚度对填埋场顶部加速度响应特性的影响，从地基基本周期 、地震卓越周期 和填埋场的基本周期 三者相互关系的角度得出了填埋场地震响应的普适性规律：各种影响因素都是通过改变这三个周期的相对大小关系来改变填埋场的响应情况。当 ＝ ＝ 时，填埋场顶部的响应达到最大；如果 ＝ 或者 ＝ ，则填埋场的动力响应值中等；三个周期相差甚远时，填埋场的响应值最小。通常情况下 较大， 较小，对于压得很密实或者填埋时间长久的填埋场，剪切波速增加使 减小；地震幅值的增加，由于材料的非线性使得 和 增加，从而容易使周期接近，而激发较大响应。该结果对填埋场抗震设计有指导意义。
2013 Vol. 32 (4): 75-79 [
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80
高层基础隔震建筑非平稳随机响应改进算法
>马长飞;张亚辉;谭平;周福霖;
DOI:
利用虚拟激励法和等效线性化技术，计算了基础隔震高层建筑的非平稳随机响应。研究了高阶振型对高层隔震建筑响应的影响，提出了针对基础隔震结构随机响应分析的改进算法。计算中假定隔震建筑上部结构在大震作用下依然保持弹性状态，塑性变形集中在隔震层处，隔震层的恢复力-位移本构关系采用Bouc-Wen模型来描述。上部结构只需要提取前若干阶振型参与动力计算，剩余的高阶振型对结构响应的贡献按照静力校正技术求得。研究表明，改进的计算方法在没有显著增加计算量的同时，通过近似考虑高阶振型的影响，有效地提高了计算的精度。
2013 Vol. 32 (4): 80-84 [
摘要
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85
弹丸冲击贯穿有限厚混凝土材料靶板的背面成坑效应
>纪 冲;龙 源;高振儒;周望远
DOI:
弹丸冲击贯穿有限厚混凝土靶板后，靶板背面有大块的混凝土剥落，形成近似的锥形坑。为了研究背面弹坑半锥角θ这一作为混凝土靶板贯穿后破坏范围问题研究中的重要参量，将贯穿问题等效为轴对称条件下的冲切破坏问题。采用双剪应力三参数强度准则及刚塑性模型，得到了极限应力圆的包络线方程，给出了轴对称破坏机构，进而求得θ值的表达式。理论计算结果与数值模拟结果、实验数据三者之间吻合度较好。研究表明，θ值由混凝土材料抗压强度与抗拉强度比值决定。基于上述研究，提出在混凝土中掺加钢纤维以提高有限厚靶板抗贯穿能力的实际方法，并进行了弹道实验。实验结果表明，贯穿破坏后靶板碎片的数量及θ大幅降低，显示了高含量异型钢纤维混凝土在抗贯穿方面的适用性。
2013 Vol. 32 (4): 85-89 [
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90
钢桁架悬索桥颤振稳定性能研究
>白桦;李宇;李加武;刘健新
DOI:
钢桁架悬索桥由于抗扭刚度较小其颤振稳定性通常难以满足抗风稳定性要求。本文以刘家峡大桥为例通过风洞试验研究了采取中央稳定板、导流板、封闭防撞栏等气动措施组合对钢桁架悬索桥颤振稳定性的影响。结果表明：上、下稳定板同时使用效果优于单独使用；将上稳定板做成分段布置时，正攻角的颤振临界风速会急剧降低。水平导流板外置比导流板内置于钢桁架内部效果好；加宽水平导流板可以使不同攻角颤振稳定性趋于均衡。加高并封闭防撞栏杆可以起到中央稳定板的作用，能有效提高桁架悬索桥不同攻角的颤振临界风速。
2013 Vol. 32 (4): 90-95 [
摘要
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472
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96
钢悬链线输流立管顶部浮体激励非线性响应研究
>孟 丹
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钢悬链线立管在上部附体激励作用下的动力响应在立管的性能化设计中是非常重要的。本文作者考虑钢悬链线立管轴向大应变的特性以及弯曲刚度和内流的影响，利用Hamilton原理和拉格朗日应变理论建立了立管的二维动力学模型。将外部流体的非线性作用力用Morison方程表示，通过Hermite插值函数对动力学方程进行离散，采用平均加速度法求解立管的动力响应。探讨了弯曲刚度的存在、内流流动和外部流体的非线性作用力对立管受浮体激励顺流向动力响应的影响。
2013 Vol. 32 (4): 96-101 [
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102
某牵引车共振问题测试及研究
>卜绍先;谭松涛;闵鹏;高中美;焦安勇
DOI:
本文阐述了工作模态测试理论和方法，并针对某牵引车出现的典型共振问题，运用LMS Test模态测试系统测试该车匀速时的工作模态数据，然后成功地分析出该车共振时的模态振型、模态频率及激励源位置—前轮。测量车轮径向跳动量值，发现两个前轮都超过国标限值150%以上，提出改正措施—更换符合要求的前轮，再重复一轮工作模态测试，共振现象消失。因此，该研究成功地运用工作模态测试理论及方法解决了一例整车共振问题，具有一定工程应用价值。
2013 Vol. 32 (4): 102-105 [
摘要
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106
轴流压气机旋转失速和喘振的非线性反馈控制
>陈振;徐鉴
DOI:
旋转失速和喘振是轴流压气机中的两种主要的不稳定工作形式，限制了压气机稳定工作范围。本文中提出了一种新的对旋转失速和喘振的非线性反馈控制策略，即把压升作为反馈信号，来补偿节流阀系数值。研究结果表明，这种控制策略很简单，但是能够消除失速时伴随的迟回效应；也能够增加压气机的喘振裕度。
2013 Vol. 32 (4): 106-110 [
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111
不同深度与倾角断层破碎带对Rayleigh波传播
>刘晶波 王文晖 刘祥庆
DOI:
采用Rayleigh波时域波动输入方法，对Rayleigh波作用下的场地地震动反应进行动力时程反应分析，重点研究了断层破碎带深度与倾角对Rayleigh波传播以及场地地震动反应的影响。结果表明：断层破碎带对Rayleigh波传播及场地地震动反应影响显著。在Rayleigh波入射一侧的断层角点以及距角点较近处，峰值位移反应随着断层深度的增大而增大并趋于稳定，而随着断层倾角的增大其峰值位移反应明显减小；在Rayleigh波入射一侧的中远场地表面，断层深度与倾角对地面峰值位移反应影响很小；在另一侧中远场地面的峰值位移反应随着断层深度的增大而减小，而断层倾角的变化对该侧地面的峰值位移反应影响很小。最后通过改变场地条件进行了适用性分析，结果表明本文结论具有较好的适用性。
2013 Vol. 32 (4): 111-115 [
摘要
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116
基于动应变的桥梁动态称重及其优化算法
>王宁波;任伟新;万华平
DOI:
将桥梁视为“称”对车辆进行动态称重，是一种获取桥面移动车辆行驶速度、轴距、轴重等信息的新方法。本文以桥梁不同截面动应变响应为对象，采用“峰值法”识别车辆速度、轴距，引入最小二乘原理识别车辆各轴重，再结合梯度法对初始识别结果值进行局部优化，最后建立车-桥耦合振动模型模拟桥梁动应变，对桥梁动态称重及优化算法进行数值仿真。结果表明，对已经具备一定精度的动态称重初始结果值进行局部优化能进一步提高精度，满足工程应用要求。
2013 Vol. 32 (4): 116-120 [
摘要
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121
模糊聚类算法稳定图应用于桥梁结构参数识别
>吴春利;刘寒冰;王静
DOI:
将模糊聚类算法应用于稳定图理论，并将该稳定图与协方差驱动的随机子空间法相结合，进行桥梁结构模态参数识别
&#
61472;。提出不考虑阻尼的影响，以频率为横坐标，以模态保证准则MAC中任一列数据为纵坐标的模糊聚类算法稳定图。通过比较稳定图中各聚类圆大小的方法进行稳定图真假模态的判别，从而使模态判别不再需要人的主观参与而变得更加智能和准确。通过简支梁和连续梁仿真分析验证了模糊聚类算法稳定图用于桥梁结构参数识别的准确性和较强的抗干扰性。
2013 Vol. 32 (4): 121-126 [
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127
分数导数黏弹性准饱和土中球空腔振动特性
>杨骁 闻敏杰 高华喜
DOI:
在频率域内用解析方法研究分析了简谐轴对称荷载和流体压力作用下分数导数黏弹性准饱和中球空腔的稳态响应问题。将土骨架等效为具有分数阶导数本构关系的黏弹性体，基于Biot两相饱和介质模型，通过势函数推导求得了边界部分透水时分数导数粘弹性准饱和土中球空腔的位移、应力和孔压等的解析解。根据界面连续性条件，确定了待定系数的表达式。在此基础上，考察了准饱和土各参数对动力响应的影响，结果表明：轴对称荷载和流体压力两种情况时，相对渗透系数对动力响应的影响有较大的差异。分数导数本构模型更合理地描述了准饱和土中球空腔的振动特性。
2013 Vol. 32 (4): 127-132 [
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133
计及活塞销间隙的内燃机曲柄连杆机构动力学分析
>赵帅 唐斌 安西方
DOI:
基于活塞销与衬套间隙的冲击函数模型和计算多体动力学的方法，研究了活塞销间隙对内燃机活塞-连杆-曲轴运动系统动力学特性的影响。使用冲击函数方法构建了活塞销与衬套的间隙碰撞模型，建立了某单缸内燃机活塞、连杆和曲轴的三维实体模型及内燃机活塞-连杆-曲轴的多体动力学模型。在刚性和弹性两种不同连杆模型下，通过分析活塞运动的速度和加速度，以及活塞销的运动轨迹等研究了活塞销间隙产生的碰撞特性对系统动力学行为的影响。结果表明，间隙的存在对该运动机构有显著影响，在上下止点附近活塞的加速度出现许多由碰撞产生的峰值。
2013 Vol. 32 (4): 133-137 [
摘要
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138
变速超空泡航行体壳结构的动力响应分析
>李魁彬 王安稳 邓 磊
DOI:
通过对变速超空泡水下航行体壳结构受力模型的分析，建立了恒定推力下航行体的平面运动方程，确定了变速过程中的阻力和冲击力。利用有限元方法，进行了结构响应计算，分析了减速过程中节点时域上的最大应力值在轴向的分布情况及典型节点处的响应。结果表明：航行体所需推力和所受应力较大，对其结构强度要求较高；运动过程中，节点时域上的最大应力在空间域上的极大值主要分布在首尾端部和柱壳中部；存在一些振动频率对航行体结构响应影响显著。结果对超空泡航行体壳结构受力和强度分析以及优化设计有着重要的指导意义。
&#
61472;
2013 Vol. 32 (4): 138-141 [
摘要
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421
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142
基于N4SID子空间辨识的轧机系统性能改进分析
>徐丽霞 黄贞益 孔祥伟
DOI:
利用N4SID子空间辨识方法对南钢2800 mm中厚板精轧机系统的性能进行了分析。选取轧机的测量信号构成辨识对，利用子空间辨识方法，得到轧机在工作时的高阶动态数学模型。机架在0.63 Hz处有一振动频率，当轧辊旋转频率与该频率一致或接近时容易激发机架振动，对板形和设备正常运转影响较大。实际生产中，精轧机应避免在上述振动频率对应的转速范围36.0~39.0 r
&#
8226;min-1内进行轧制，速度调整后板形得到很好控制，表明模型在轧机系统性能改进分析中是有效的。
2013 Vol. 32 (4): 142-145 [
摘要
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146
基于LSSVM的重力坝地震稳定易损性分析
>李浩瑾 李俊杰 康飞
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提出了一种基于最小二乘支持向量机的易损性分析方法，将有限元数值计算的结果作为学习样本，建立最小二乘支持向量机模型，进而进行Monte Carlo仿真，获得结构的易损性曲线，在保证计算精度的同时，提高了计算效率。采用该方法对某重力坝挡水坝段进行了动力稳定易损性分析，并对主要参数进行了敏感性分析。结果表明，该坝段能够保证设计地震作用下的动力抗滑稳定性，且有较大的安全裕度。
2013 Vol. 32 (4): 146-152 [
摘要
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153
基于分段间隙函数的螺旋锥齿轮时变啮合参数分析
>刘志峰;郭春华;杨文通;蔡力钢;张志民
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刚度和阻尼等啮合参数是螺旋锥齿轮非线性振动的主要影响因素。考虑啮合刚度和啮合阻尼的时变性，采用二次谐波形式展开，建立了螺旋锥齿轮副振动平衡方程。基于不同啮合状态下间隙函数的变化，研究了啮合刚度及啮合阻尼在三种啮合状态下对螺旋锥齿轮副啮合特性的影响规律。采用Matlab进行分析，给出了平均啮合阻尼、谐波啮合阻尼、主谐波啮合刚度和次谐波啮合刚度对啮合点振动位移的影响曲线。结果表明增大平均啮合阻尼和降低主谐波啮合刚度会降低振动位移峰值，提高齿轮传动平稳性。
2013 Vol. 32 (4): 153-157 [
摘要
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158
考虑非局部效应的纳米梁非线性振动
>刘灿昌;裘进浩;孙慧玉;季宏丽;刘露;
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以弹性理论为基础，建立考虑非局部效应和轴向非线性伸长的两端固支纳米梁物理模型,推导出其动力学方程，计算得到考虑非局部效应和轴向非线性纳米梁的固有频率，研究了考虑非局部效应的纳米梁主谐波共振响应。数值结果表明，非局部效应对两端固支纳米梁固有频率和幅频关系均有影响。
2013 Vol. 32 (4): 158-162 [
摘要
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163
非线性结构动力学系统的首次穿越
>任丽梅;徐伟;李战国
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在结构动力学系统的可靠性分析中，动力学系统的首次穿越失效一直是研究重点问题之一。在
基于重要抽样法基础上研究了非线性结构动力学系统的首次穿越。首先根据Rice公式，得到与非线性系统方程具有相同平均上穿率的等效线性化系统方程，利用此等效方程得到设计点的解析表达式来构造控制函数，最后将此控制函数运用到非线性系统中，利用重要抽样法估计非线性系统的首穿失效概率。文章以Duffing振子为例，模拟结果显示了方法的正确性与有效性，与原始蒙特卡罗模拟方法相比较，样本数量、计算所需时间都有明显减小。
2013 Vol. 32 (4): 163-166 [
摘要
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一种剪切式磁流变车削减振器的设计与减振试验
>周渊;;张永亮
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将智能材料——磁流变液应用于外圆车削振动控制的研究中。针对普通CA6140车床的结构，通过结构设计、磁路设计研制了一种剪切模式的磁流变车削减振器。建立了基于磁流变减振器的车削系统动力学模型，并通过仿真验证了减振效果。利用有限元法对减振器的磁路进行了优化，优化后磁路面积相对初始设计减小24%，使减振器结构更紧凑，且磁场在非磁流变区域的损耗减小，从而提高了减振器的工作效率。建立外圆车削减振试验系统来对磁流变减振器的减振效果进行试验研究，结果表明减振器可以对车削振动进行有效地控制。
2013 Vol. 32 (4): 167-172 [
摘要
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173
基于经验模态分解的载货汽车载荷动态检测策略研究
>田晶晶;李世武;苏建;杨志发;陈璐;汪海正
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针对载货汽车载荷动态检测问题，仿真分析了汽车不同车速和载荷状态下悬架的动态特性。基于车辆载荷与悬架变量的关系，设计了一种高精度带过载保护的汽车载荷动态检测装置，采用经验模态分解法（Emprical Mode Decomposition，EMD）构建了汽车载荷动态检测装置数据处理算法。以解放赛龙Ⅱ载货汽车为试验车、MC9S12XEP100单片机为车载终端构建了车辆载荷动态检测试验平台，并对系统进行了静态标定和动态检测试验。试验结果表明：该装置在试验车车速为40和60km/h、装载量分别为空载、半载和满载状态下对车辆总重检测结果误差均小于5.0%；车速为90km/h、相同装载量状态下，检测结果误差分别为3.12%，7.616%和6.75%；由此可见，随着试验车速增大，该装置对车辆载荷动态检测精度波动范围增大，但是总体满足工程的实际需求，它为车辆载荷动态实时检测提供了一种新方法。
2013 Vol. 32 (4): 173-178 [
摘要
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179
拉压刚度不同桁架的动力参变量变分原理和保辛算法
>高强;张洪武;张亮;钟万勰
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对于一些展开结构，为达到其设计性能，必须采用特殊的索、膜结构，这些索、膜部件表现出不同的拉压性质。具有拉、压不同性质的材料或结构的力学分析，体现出较强的非线性特征，需要针对这类问题发展有效的求解算法。本文建立了由拉压刚度不同杆单元组成的桁架结构的动力学参变量变分原理，将拉压刚度不同桁架问题的非线性动力分析转换为线性互补问题求解。结合时间有限元方法构造了求解此问题的保辛数值积分方法，此方法不需要迭代和刚度矩阵更新，避免了迭代求解方法的收敛问题，计算过程稳定、高效。
2013 Vol. 32 (4): 179-184 [
摘要
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185
一种EMD改进方法及其在旋转机械故障诊断中的应用
>时培明 丁雪娟 李庚 韩东颖
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针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)中存在的端点效应问题，提出一种波形特征匹配延拓与余弦窗函数相结合的改进方法。首先对信号进行波形特征匹配延拓，实现延拓数据与原信号交界处的光滑过渡，避免边界处瞬时频率的跳跃；其次针对该延拓方法存在延拓误差的问题，对信号加余弦窗处理，将延拓误差控制在信号两端，使其无法(或以较慢速度)向数据内部发展，保证信号有效数据的正确分解，提高信号的分解精度，实现EMD算法的改进。通过仿真分析和不对中故障诊断实例研究表明，该方法能较好地抑制EMD端点效应，实现旋转机械故障的有效诊断。
2013 Vol. 32 (4): 185-190 [
摘要
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