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2013年 32卷 19期
刊出日期:2013-10-15
论文
 
       论文
1 线性剪切流中深海立管顺流涡激振动响应及疲劳损伤研究
>王坤鹏;薛鸿祥;唐文勇
DOI:
采用圆柱体顺流受迫振荡试验数据,并引入顺流流体力放大因子,建立考虑横流对顺流响应影响的深海立管顺流涡激振动预报模型。该模型假定对应顺流涡激振动两个不稳定区的涡脱落模式相互独立,因此允许对应于不同不稳定区的两个模态能量输入区相互叠加。运用建立的涡激振动预报模型对HanØtangen试验模型进行分析,并与试验结果的位移均方根和主要控制模态进行了比较,结果均吻合较好。采用S-N方法,对顺流涡激振动诱发的深海立管疲劳损伤进行分析,研究了能量比截断值、顶端张紧力和流速分布对疲劳损伤的影响,得到一些有意义的结论。
2013 Vol. 32 (19): 1-6 [摘要] ( 469 ) HTML (0 KB)  PDF (1904 KB)  ( 331 )
7 结合连续小波变换和多约束非负矩阵分解的故障特征提取方法
>唐曦凌;梁霖;高慧中;罗爱玲
DOI:
为了在故障早期从信噪比较低的振动信号中提取故障特征,提出了一种结合小波变换和多约束非负矩阵分解振动信号特征提取方法。首先,采用最小小波熵测量提取出最优时频系数矩阵。然后,根据故障特征在系数矩阵中的表现规律,采用基于稀疏性和光滑性约束的非负矩阵分解算法对小波系数矩阵进行非线性降维,从而提取信噪比较高的故障特征。最后,通过仿真数据和实际数据对该方法进行了验证,结果表明该方法能够在时域中提取出微弱的故障特征,实现机械状态的早期故障诊断。
2013 Vol. 32 (19): 7-11 [摘要] ( 344 ) HTML (0 KB)  PDF (1742 KB)  ( 251 )
12 循环荷载作用下冷弯薄壁矩形截面构件的破坏行为及影响参数
>杨娜 仲亚囡
DOI:
完成了6个壁厚低于3mm的冷弯薄壁矩形截面钢压弯足尺构件拟静力试验,研究其在常轴力循环弯矩作用下的滞回性能,并对其破坏行为、滞回曲线、骨架曲线、耗能及延性性能等进行了综合分析。在试验研究结果的基础上,基于ANSYS软件,建立了冷弯薄壁矩形截面钢构件数值分析模型,完成了其滞回性能的参数分析。分析结果表明,轴压力对塑性屈曲后构件的承载力、刚度及延性性能有劣化作用;存在最优截面高宽比组配,使得构件的延性性能最佳,当高宽比其超过最优截面高宽比值,随高宽比增大延性变差;长细比越大,构件的极限承载能力、变形能力及耗能能力越差。
2013 Vol. 32 (19): 12-16 [摘要] ( 293 ) HTML (0 KB)  PDF (3120 KB)  ( 169 )
17 基于包络同步平均的齿轮故障诊断
>李 云;郭 瑜;那 靖;李宗涛;于宪军
DOI:
齿轮振动信号由于存在非平稳、调制、传递路径复杂等特点,其分析相对较为困难,传统的共振解调法还存在共振带参数无法准确确定的不足。为解决上述问题,本文提出了一种基于包络信号角域同步平均的齿轮故障诊断方法。该方法首先利用谱峭度提取出齿轮振动信号的复包络信号,再分别选取齿轮箱中不同转轴作为参考轴对复包络信号进行等角度采样,在角域进行同步平均并用阶比跟踪提取齿轮故障信息。该方法可有效消除源包络信号中的宽带噪声干扰,分离出与故障齿轮所在轴有关的阶比分量,同时可克服转速波动对信号分析产生的频率模糊现象。利用该方法分别对齿轮故障仿真信号和齿轮故障振动信号进行了分析,结果表明,所提出的包络角域同步平均方法能够有效地提取出齿轮故障的特征信息。
2013 Vol. 32 (19): 17-21 [摘要] ( 468 ) HTML (0 KB)  PDF (1757 KB)  ( 364 )
22 含间隙和干摩擦舵结构系统的非线性动力学特征
>王成华;李国宏;李延松;孙向春;童轶男;陈浩
DOI:
本文针对舵结构系统的非线性动力学问题,提出了含间隙和干摩擦情况舵结构系统典型工况下的振动力学模型,基于理论分析揭示了舵结构系统变刚度、振幅跳跃、低频相位异常增大以及自激振动等现象发生的机理和规律,并将理论分析结果与数值计算和试验测量结果进行了对比,验证了理论模型和分析方法的正确性。
2013 Vol. 32 (19): 22-27 [摘要] ( 336 ) HTML (0 KB)  PDF (1897 KB)  ( 494 )
28 基于数学形态学分段分形维数的电机滚动轴承故障模式识别
>王冰;李洪儒;许葆华
DOI:
电机轴承是旋转机械中应用最广且最易损坏的机械零件之一,分形维数可以有效地描述滚动轴承振动信号的复杂性和不规则性。基于数学形态学的分形维数具有计算速度快,估计准确的特点,可以正确地区分滚动轴承系统的状态和判断轴承系统的故障行为。本文阐述了基于数学形态学的分形维数计算方法,,针对扁平结构元素长度的选取缺乏指导性的问题,提出一种基于数学形态学的分段分形维数计算方法,运用该方法对电机轴承实测信号进行分析,结果表明,该方法在一定程度上提高了分形维数计算的科学性和精确性,在电机轴承故障模式识别领域是行之有效的。
2013 Vol. 32 (19): 28-31 [摘要] ( 406 ) HTML (0 KB)  PDF (1513 KB)  ( 350 )
32 中心支撑钢框架结构基于性能的塑性抗震设计
>熊二刚;张倩
DOI:
根据功能平衡原理,本文提出了一种中心支撑钢框架结构基于性能的塑性设计方法。预先选定目标侧移和屈服机制,根据功能平衡方程即可得到结构的设计基底剪力。采用塑性设计法设计支撑构件和节点以便达到预期的屈服机制和性能。采用此方法对一幢6层中心支撑钢框架结构进行了设计,然后采用动力时程分析法验证了该方法的可行性,为中心支撑钢框架结构基于性能的塑性抗震设计法提供了一定的依据。
2013 Vol. 32 (19): 32-38 [摘要] ( 423 ) HTML (0 KB)  PDF (2128 KB)  ( 328 )
39 车轮不圆顺动态检测的时频特征圈内定位比较法
>丁建明;林建辉;易彩;伊燕利;黄晨光
DOI:
利用车轮旋转中车轮不圆顺循环冲击轨道的特点,提出一种车轮不圆顺车载动态检测的新方法。该方法的核心是:对车速积分确定车轮旋转一圈对应的起止时刻,用该起止时刻去截取对应时间历程的轴箱垂向振动加速度,对截取信号作频率切片小波变换提取信号的时频特征,将时频特征图的时间轴变换为车轮弧长的位移轴,在车轮旋转一周内实现时频特征定位,通过比较连续不同起止时刻的时频圈内定位特征来检测车轮的不圆顺。应用带有车轮不圆顺的动力学仿真数据对该方法的有效性进行了验证,结果表明:该方法实时性好,准确性高,具有良好工程适应性。
2013 Vol. 32 (19): 39-43 [摘要] ( 379 ) HTML (0 KB)  PDF (1354 KB)  ( 225 )
44 基于失效模式的SRC框架-RC核心筒混合结构三水准抗震优化设计
>李志强;郑山锁;陶清林;胡 义;赵 平
DOI:
本文以SRC框架-RC核心筒混合结构多目标优化设计为研究背景,通过引入损伤函数,将结构的工程造价和损伤量最小定为优化目标,并根据建筑结构“三水准”抗震设防的目标要求,以及结构在不同受力阶段各类构件的受力特点,提出三水准优化设计的方法:小震作用下,认为混凝土处于开裂的临近状态,假定钢材未发挥作用,仅有混凝土发挥作用,据此对结构构件的截面尺寸与混凝土用量进行优化;在中震作用下,框架与剪力墙处于协同工作状态,据此对整个结构满足层间位移差最小之目标的钢材用量进行优化;在大震作用下,结构处于塑性状态,剪力墙基本退出工作,据此对满足结构损伤值最小之目标的钢材用量进行进一步的优化。从而将一个多目标优化问题转化为多个单目标优化问题求解。综合考虑各种约束条件,运用遗传算法与准则优化法的结合 (亦即OC-GA混合算法),实施SRC框架-RC核心筒混合结构基于失效模式的三水准优化求解。通过引入一个24层SRC框架-RC核心筒混合结构的设计实例,对结构优化后的有限元模拟结果进行分析,证实了本文所采用的优化设计思路是有效、可行的。
2013 Vol. 32 (19): 44-50 [摘要] ( 311 ) HTML (0 KB)  PDF (1637 KB)  ( 302 )
51 参数激励下深海立管多模态耦合振动特性分析
>张杰;唐友刚;黄磊;李伟
DOI:
由于浮体升沉运动影响,引起立管在水平方向上发生参数激励振动。参激振动可以引起平衡位置的不稳定性,如果系统参数组合落在不稳定区域,将导致立管振动破坏。针对简谐参数激励,建立立管横向振动方程,考虑立管内部张力沿轴线变化,立管固有频率和振型发生变化,参激振动出现模态耦合效应。采用Floquet理论分析了立管无阻尼和有阻尼时的参激稳定性,计算了临界参数激励下的动力响应。与单模态参激振动对比表明,同等阻尼下,模态耦合参激振动不稳定区域显著增大,更易发生参激共振。多模态耦合参激振动发生时,小激励也能激起大响应,特别是弯曲应力将显著增大。
2013 Vol. 32 (19): 51-56 [摘要] ( 371 ) HTML (0 KB)  PDF (1993 KB)  ( 289 )
57 Delta机构伺服系统模型参考自适应建模
>郎需林;王永强;张承瑞;张岳;刘亚男
DOI:
为了获得Delta机构伺服系统的低阶数学模型,提出了基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应建模方法,将机构单条运动链看做一个整体作为被控对象,以动态特性优良的二阶系统作为参考模型,通过试验使可调系统和参考模型达到精确匹配,最终推导出Delta机构伺服系统的低阶模型。为考察试验所得低阶模型和实际伺服模型的逼近程度,对两模型在16秒内连续输入4000个脉冲信号时,两模型输出相差在±0.000126弧度以内,证明所得模型具有较高的精确度。
2013 Vol. 32 (19): 57-62 [摘要] ( 403 ) HTML (0 KB)  PDF (1567 KB)  ( 219 )
63 EMD与小波阈值联合滤波方法的改进及其在泄流结构振动分析中的应用
>李成业;练继建;刘昉;马斌
DOI:
泄流结构在水流荷载作用下的实测振动响应中常混有各种噪声,影响结构振动响应分析的精度。通过研究EMD与小波阈值联合的滤波降噪方法,提出了含噪信号EMD分解后各分量中噪声标准差的确定方法,解决了小波阈值计算中噪声标准差计算难的问题。同时,分析了泄流结构水流激励荷载的特点,将NExT+HHT的模态参数识别方法应用到泄流结构中。最后,将文中提出的方法应用到二滩拱坝、映秀湾水电站拦河闸结构实测振动响应的滤波分析中,取得了较好的应用效果。
2013 Vol. 32 (19): 63-70 [摘要] ( 432 ) HTML (0 KB)  PDF (3662 KB)  ( 185 )
71 结构钢杆件基于变形和耗能的塑性破坏准则研究
>王锦文;瞿伟廉
DOI:
目前工程界常采用的构件双重破坏机制不能准确反映钢杆件不同塑性程度时的破坏特征,且存在低估钢构件极限滞回耗能能力、不能反应非峰值变形对构件破坏的影响等缺陷,制约了对罕遇地震或强风等作用下钢结构的耗能能力及破坏机理的研究。建立了适用于钢杆件的基于变形和耗能的改进的双重破坏机制模型。该模型在较小塑性应变阶段采用基于低周疲劳理论的双重破坏机制非线性组合形式,在较大塑性应变阶段改进了Park-Ang破坏模型,从而可反映不同塑性程度的钢杆件破坏特征。利用一批钢杆件的低周疲劳试验对该模型进行了验证。结果表明,该模型能准确反映构件首次超越和累积耗能联合作用的破坏机理,对工程结构在强风或强震作用过程中结构工作状态的把握以及破坏机理的研究具有重要的理论意义和实用价值。
2013 Vol. 32 (19): 71-75 [摘要] ( 340 ) HTML (0 KB)  PDF (1676 KB)  ( 283 )
76 多频激励Duffing-van der Pol系统振动状态研究
>赵志宏;张明;杨绍普;邢海军
DOI:
通过多尺度法对Duffing-van der Pol系统的幅频响应特性进行研究,多频激励改变了单频激励条件下系统的振动状态。与Duffing系统相比,Duffing-van der Pol系统不但使系统主共振曲线发生了偏移,而且系统的振幅也发生了变化。经过分析得出了Duffing-van der Pol系统主共振幅频特性曲线的偏移和振幅的改变与加入的多频激励的幅度和频率有关。利用Matlab对Duffing-van der Pol进行了数值仿真,仿真结果得出多频外激励改变了原有单频激励的振动状态,并且随着多频激励的幅值和频率的改变,系统的振动状态出现了一定规律的变化。对比研究了解析分析与数值仿真结果,得出的结论比较一致。
2013 Vol. 32 (19): 76-79 [摘要] ( 440 ) HTML (0 KB)  PDF (1221 KB)  ( 305 )
80 基于伪寿命分布的电主轴极小子样可靠性研究
>蒋 喜;刘宏昭;刘丽兰;訾佼佼
DOI:
在分析和研究了电主轴性能退化失效机理的前提下,选取合适的性能退化特征量,在此条件下设计电主轴可靠性实验方案,并在该方案的指导下进行电主轴可靠性实验。在研究了基于伪寿命分布的退化数据可靠性评估方法的基本原理基础上,应用该方法结合电主轴实验样本的可靠性实验数据,综合虚拟增广样本法对其可靠性进行评估。最终获得失效分布函数、分布密度函数及其曲线,以及一系列可靠性指标,包括可靠度函数及其曲线、失效率函数及其曲线、平均寿命及部分可靠寿命等。
2013 Vol. 32 (19): 80-85 [摘要] ( 347 ) HTML (0 KB)  PDF (1174 KB)  ( 536 )
86 基于区间B样条小波基函数时变多变量AR模型的时变结构参数识别
>顾海雷 史治宇 许鑫
DOI:
本文研究的是时变动力学结构的参数识别问题。仅利用线性时变结构的多个加速度响应测量数据,本文将区间B样条小波函数作为时变基函数,构造了基于区间B样条小波基函数的时变多变量自回归模型,并推导了时变结构瞬时频率的识别方法。文中利用该法对一个三自由度线性时变结构进行了仿真研究,针对结构瞬时频率周期变化,突变和线性变化三种不同的情况分别进行了瞬时频率识别,并在加速度响应数据中加入了不同信噪比的高斯白噪声以检验识别方法的抗噪能力。最后,文中对一个具有质量时变特性的悬臂梁结构进行了实验研究,实验结果充分说明了区间B样条小波基函数时变多变量自回归模型对时变结构参数识别的可行性,有效性和良好的抗噪能力。
2013 Vol. 32 (19): 86-92 [摘要] ( 337 ) HTML (0 KB)  PDF (1735 KB)  ( 243 )
93 基于共固化阻尼层结构的风力机叶片抑颤分析
>孙大刚;李占龙;韩斌慧;章 新;王军
DOI:
针对大型风力机叶片颤振的现状,提出阻尼叶片的概念,并基于能量法推导出阻尼叶片的结构损耗因子。以某2 500 kW风力机为工程应用实例,基于ONERA非线性气动模型对普通叶片和阻尼叶片分别在启动风速、额定风速、安全风速和极限风速下进行数值仿真对比。结果显示,4种风速下阻尼叶片的结构损耗因子分别为0.617、0.579、0.523和0.439,阻尼叶片较普通叶片抑颤效果明显提高。研究结果可为大型风力机叶片抑颤设计提供参考。
2013 Vol. 32 (19): 93-99 [摘要] ( 431 ) HTML (0 KB)  PDF (2191 KB)  ( 249 )
100 核电站防波堤地震动力响应及破坏机理分析
>杨勋;楼云锋;余克勤;葛鸿辉;金先龙;
DOI:
结合某核电站防波堤,应用动力弹塑性分析方法,考虑结构间的动态接触作用,分析了防波堤的地震响应特性和破坏机理。通过研究双向地震作用下结构的位移响应、残余变形及塑性剪切应变等,给出了地震过程中防波堤的破坏形式,说明了竖直向地震动输入对防波堤震后沉降影响显著,并重点分析了挡浪墙最大位移响应及震后残余变形。同时分析了地震动卓越频率、地震动峰值及护坡长度参数变化对防波堤地震响应的影响规律,研究结果为防波堤设计、安全评价和抗震措施研究提供了理论基础。
2013 Vol. 32 (19): 100-105 [摘要] ( 432 ) HTML (0 KB)  PDF (1769 KB)  ( 290 )
106 基于自适应多尺度形态梯度与非负矩阵分解的轴承故障诊断
>刘东升 李兵 李元 杨博文 张帅
DOI:
轴承故障诊断的关键步骤是信号处理与特征参数提取。提出采用自适应多尺度形态梯度算法对轴承振动信号进行处理,综合利用小尺度下能保留信号细节和大尺度下抑制噪声的优点,可有效地提取振动信号中反映轴承状态的冲击分量;在此基础上提出采用非负矩阵分解技术对信号进行压缩,计算用于轴承故障诊断的特征参量。采用轴承在七种状态下的振动信号对所提出的信号处理和特征参数提取方法进行验证,结果表明:与传统的信号处理与特征参量提取方法相比,本文提出的方法具有更高的轴承故障分类精度,为准确判断轴承工作状态提供了一种行之有效的新方法。
2013 Vol. 32 (19): 106-110 [摘要] ( 373 ) HTML (0 KB)  PDF (2182 KB)  ( 219 )
111 水下非接触性爆炸下分层圆孔覆盖层动响应及抗冲击性能研究
>肖 锋;谌 勇;朱大巍;孙靖雅;华宏星
DOI:
在舰船湿表面敷设橡胶材料防护覆盖层是应用广泛且能有效提高水下非接触性爆炸抗冲击性能的方法。以舰艇的水下抗冲击防护为背景,借鉴功能梯度材料的概念,对四种分层圆孔蜂窝覆盖层在水下非接触性爆炸作用下的动响应及抗冲击性能做了研究。先利用不同的超弹性本构模型对材料试验数据进行拟合,在此基础上选择合适的模型,讨论冲击波压力幅值、胞元大小、排布对响应特点和抗冲击性能的影响。研究结果对水下非接触性爆炸下该覆盖层的抗冲击性能和机理认识有一定指导作用,为新型防护覆盖层的选用和进一步优化设计提供参考。
2013 Vol. 32 (19): 111-118 [摘要] ( 504 ) HTML (0 KB)  PDF (3379 KB)  ( 220 )
119 基于接触非线性的车-路耦合系统动力响应分析
>陈静云;孙依人
DOI:
采用四分之一车辆模型和三维线弹性沥青路面模型,借助ANSYS有限元分析软件,将车、路有限元模型通过接触单元联系在一起,进行了接触非线性瞬态求解。分析了车辆匀速行驶过一段路面时车-路耦合系统的动力响应特点。通过修改系统参数,计算分析了行车速度、路面平整度、基层模量、轮胎刚度、轮胎阻尼、悬架刚度、悬架阻尼等七个参数对车-路耦合系统动力响应的影响。最后分析了车-路耦合系统的共振问题。结果表明:在文章给定的路面结构组合下,最大纵向拉应力和最大横向拉应力均出现在基层和底基层结合处,容易导致疲劳破坏的产生;沥青面层层底剪应力是导致其破坏的主要原因;控制协调好车-路耦合系统中的各个参数,对提高路面寿命和行车舒适性有重要意义;车-路耦合系统的共振问题不容忽视。
2013 Vol. 32 (19): 119-124 [摘要] ( 390 ) HTML (0 KB)  PDF (1783 KB)  ( 494 )
125 采用粒子群算法的自适应变步长随机共振研究
>张仲海;王太勇;王多;林锦州;耿博
DOI:
针对传统的自适应随机共振只能实现单参数优化和变步长随机共振计算步长选取困难的缺陷,提出一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)的自适应变步长随机共振方法,实现了变步长随机共振最优输出的自适应求解。该方法以双稳系统的输出信噪比作为粒子群算法的适应度函数,通过变步长随机共振系统的结构参数和计算步长的自适应同步选取,能够最优地检测出大参数条件下的微弱信号。仿真数据和工程实际数据的分析表明,该方法简单易行,适用范围广,收敛速度快,能有效的检测出强噪声背景下的高频微弱信号,具有良好的工程应用前景。
2013 Vol. 32 (19): 125-130 [摘要] ( 350 ) HTML (0 KB)  PDF (1802 KB)  ( 215 )
131 爆炸荷载作用下粘贴Polymer Sheet膜材砌体墙防护性能研究
>黄 华;吕卫东;刘伯权
DOI:
以混凝土砌体墙爆炸试验为基础,借助LS-DYNA软件,分析混凝土砌体墙在爆炸荷载作用下的破坏机理及Polymer Sheet膜材加固后的防护性能。研究结果表明:爆炸荷载作用下,墙体背爆面跨中位置、迎爆面上下端部为危险截面,最易破坏;爆炸荷载的峰值压力不超过0.385MPa时,砌块之间脱离和飞溅较少,可不进行防护;当峰值压力大于0.385MPa时,随峰值压力增大,破坏部位脱离的砌块数量增多,飞溅速度加快,对建筑物内部人员及设施威胁增大,必须进行防护加固;峰值压力不超过0.95MPa时,膜材能够很大程度上发挥防护作用,阻挡散落砌块的抛射;当峰值压力大于0.95MPa时,膜材自身在锚固处断裂,墙体与断裂的防护膜以整体形式向建筑内部抛射,建议此时采用索膜防护体系,以提高防护效果;最后给出了Polymer Sheet膜材加固的砌体墙安全防护距离,以供设计参考。
2013 Vol. 32 (19): 131-138 [摘要] ( 409 ) HTML (0 KB)  PDF (2395 KB)  ( 247 )
139 非线性被动隔振器刚度特性研究
>闫振华;王国强;苏丽达;秦绪喜;赵应祥
DOI:
为了探讨最佳的非线性被动隔振机构,针对滚子和球面接触式的非线性被动隔振系统进行了刚度建模、分析。并建立系统的ADAMS动力学模型。对模型进行了参数分析,探讨了机构各主要参数对其性能影响,并发现机构隔振性能随被隔振物体质量变化调整的主要参数。研究成果有助于非线性隔振器及非公路车辆座椅悬架隔振设计。
2013 Vol. 32 (19): 139-143 [摘要] ( 282 ) HTML (0 KB)  PDF (1607 KB)  ( 285 )
144 双裂纹转子系统非线性动力学特性研究
>于涛;;孙 伟;韩清凯
DOI:
从断裂力学理论出发,考虑了裂纹强度因子中剪力因素在裂纹截面处的影响,通过建立的裂纹转子精细有限元动力学模型,分析了不同裂纹位置对双裂纹转子系统亚临界、主共振区,及超临界转速下的非线性动力学响应,以及双裂纹转子系统不同裂纹方向角对双裂纹转子系统动力学响应的影响,结果为多裂纹转子系统故障识别提供了理论依据。
2013 Vol. 32 (19): 144-152 [摘要] ( 456 ) HTML (0 KB)  PDF (4285 KB)  ( 184 )
153 螺旋桨推进轴系摩擦自激扭转振动研究
>张振果;张志谊;王剑;华宏星
DOI:
螺旋桨推进轴系中,转子扭转振动和轴颈-轴承非线性摩擦的耦合可诱发自激振动。为研究轴系摩擦自激扭振的形成机制和基本规律,采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型描述轴承-轴颈的动摩擦特性,通过拉格朗日方程和主振型叠加法建立了推进轴系摩擦自激扭振的非线性动力学模型。其后利用多尺度法分析了自激扭振发生的临界参数条件和基本规律,运用数值积分方法进行了动力学响应计算,并研究了主要物理参数对轴系摩擦自激扭振产生条件的影响。研究方法和结果可为推进轴系系统设计提供必要的理论参考。
2013 Vol. 32 (19): 153-158 [摘要] ( 412 ) HTML (0 KB)  PDF (1839 KB)  ( 274 )
159 基于LS-SVM多分类器融合决策的混合故障诊断算法
>李鑫滨;陈云强;张淑清
DOI:
故障诊断的关键是特征向量提取和分类器的选择, 提出一种综合运用多特征提取和多分类器组融合决策的故障诊断算法. 多特征提取选择小波包变换、总体平均经验模式分解方法(Empirical Mode Decomposition, EEMD)和改进小波能熵方法, 得到三组不同的故障特征信息; 将这三组特征信息输入由3个最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine, LS-SVM)组成的分类器组进行初步诊断; 采用自整定权值的决策模板法(Self-adjusting weighted Decision Templates, SWDT)进行多分类器诊断结果的融合决策. 实验证明, 该方法能实现轴承不同故障类型, 尤其是复合故障的可靠识别, 验证了该算法提取轴承故障特征信息的完备性, 以及分类器组融合决策的可靠性.
2013 Vol. 32 (19): 159-164 [摘要] ( 392 ) HTML (0 KB)  PDF (1622 KB)  ( 361 )
165 基于MEMS的高g值加速度计及在炮弹侵彻双层钢靶试验中的应用
>文丰;石云波;周振;任勇峰
DOI:

为获取穿甲弹侵彻双层钢靶板过程的高g值冲击过载数据,研制了具有四端全固支的梁岛结构压阻式MEMS的高g值传感加速度计。该加速度计梁根部和端部采用倒角结构,增强了器件强度;采用改进型环氧树脂与不锈钢壳体相结合的强化封装方法,提高了加速度计的抗过载能力;该加速度计与具有特种缓冲结构的高过载电子存储记录器组成了一体化的高过载测试装置。在穿甲弹侵彻双层钢靶的试验中获取了最高峰值达43万g的完整侵彻过程数据,对数据进行截止频率为10kHz低通滤波后得到侵彻第一层钢靶的峰值过载为-83281g,侵彻第二层钢靶的峰值为-115185g。试验结果表明该加速度计是一种理想的高过载测试装置,能为相关工程设计及实践提供重要依据。

2013 Vol. 32 (19): 165-169 [摘要] ( 369 ) HTML (0 KB)  PDF (1678 KB)  ( 832 )
170 典型引信环境力对压电驱动器的影响研究
>唐玉娟;王炅
DOI:
将一种直线型压电驱动器作为解除保险的作功元件用在机电式引信安全系统中,实现炮口保险距离的可控。对压电精密驱动器运动机理进行了分析,并给出其在引信安全系统中的作用方式。理论分析了引信在勤务处理和发射过程中的典型环境力对压电驱动器构件的影响,并采用AVEX冲击试验台对压电驱动器进行冲击试验。研究结果表明:压电驱动器可承受勤务处理中15.25m高度落向钢板的冲击惯性力的作用;能够抵抗弹丸转速为15000r/min下的离心力而使动子运动到位;可承受1.5×104g的后坐冲击加速度。研究结果为压电精密驱动器在引信安全系统中的使用提供了理论依据,同时该方案为炮口保险距离的可控性提供了新思路。
2013 Vol. 32 (19): 170-175 [摘要] ( 264 ) HTML (0 KB)  PDF (1928 KB)  ( 256 )
176 无粘结后张拉预制剪力墙抗震性能模拟分析
>吴 浩;吕西林;
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无粘结后张拉预制剪力墙是通过后张拉穿过预制墙段水平接缝的无粘结钢筋或钢绞线而形成的剪力墙结构体系。本文总结了无粘结后张拉预制剪力墙的抗侧力性能特点,介绍了此类结构的数值模拟方法。提出两种模拟接缝力学特性的模型,基于OpenSees软件对无粘结后张拉预制剪力墙进行了拟静力数值分析,并与试验结果对比验证了建模的正确性。分析表明,无粘结后张拉预制剪力墙可以经历大位移而残余变形小,具有可恢复功能性。
2013 Vol. 32 (19): 176-182 [摘要] ( 387 ) HTML (0 KB)  PDF (2503 KB)  ( 700 )
183 基于双自适应提升算法的心音信号去噪研究
>庞春颖;韩立喜;刘记奎
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心音去噪是心音信号临床使用的前提。本文提出将双自适应提升算法用于心音去噪处理。该算法采用自适应更新和自适应预测构造小波函数,通过将传统的硬阈值和软阈值函数相结合,构造了一个改进的阈值函数进行心音信号去噪处理。对临床采集的80例心音信号进行了去噪实验,结果表明:该算法表现出良好的去噪效果,并增强了信号的局部特征。同普通小波去噪方法相比,其信噪比提高了46.5%,均方根误差减小了64.0%,而且运行速度快,可有效地用于临床心音信号的去噪处理。
2013 Vol. 32 (19): 183-186 [摘要] ( 308 ) HTML (0 KB)  PDF (1173 KB)  ( 271 )
187 水负载弹性柱壳的类lamb波研究
>孙铁林;孙辉
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推导水负载弹性柱壳中类Lamb波的频散方程得到了类Lamb波各模态相速度和群速度的频散曲线,求解了类Lamb波的传播轨迹以及棱角波和弹性散射波的时序关系。进行了水中弹性柱壳的回波测量实验,实验结果表明强弹性散射波仅在该模态类Lamb波辐射效率较低且满足临界角关系时出现,并验证了时序关系。
2013 Vol. 32 (19): 187-191 [摘要] ( 283 ) HTML (0 KB)  PDF (1799 KB)  ( 256 )
192 主动隔振系统解耦控制算法仿真与试验研究
>张培军;何琳;帅长庚;李彦;
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对日益大型化、复杂化的隔振系统进行主动控制,采用多误差的最小均方差算法(LMS)计算负荷较大,且算法的实现过程复杂。基于此,研究了基于FXLMS算法的多通道解耦控制算法,建立简单的自适应控制器,可独立的控制子系统作动器,误差传感器测得的误差信号只参与该子系统对应作动器的控制力的调节,使所有误差传感器的误差信号的平方和最小,实现对多自由度振动的主动控制。仿真和试验结果表明,通过调整收敛系数和控制代价加权因子,主动隔振系统采用简单易行的解耦算法对线谱振动进行控制是行之有效的。
2013 Vol. 32 (19): 192-196 [摘要] ( 378 ) HTML (0 KB)  PDF (3496 KB)  ( 273 )
197 FRP钢管混凝土构件抗冲击性能仿真分析
>陈忱 赵颖华
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FRP-钢管混凝土结构是一种新型复合结构形式,该结构由在外壁为FRP(CFRP/GFRP,碳/玻璃纤维增强树脂)材料、内壁为钢材的复合圆管内浇筑混凝土而形成。本文应用有限元方法分析FRP钢管混凝土构件的抗冲击性能,通过变化FRP种类、包裹层数、包裹形式以及钢管的厚度考查不同冲击力下的结构响应,得出冲击力和变形的时程曲线。研究发现利用FRP加固的方法有效地提高了钢管混凝土构件的抗冲击刚度,其增强效果与FRP种类以及FRP的包裹方式和厚度相关,其中以纵向包裹CFRP的试件挠度为最小。为验证数值模拟方法和策略的正确性,对已有钢管混凝土的冲击实验案例进行仿真模拟,模拟结果与实验结果对比良好。
2013 Vol. 32 (19): 197-201 [摘要] ( 388 ) HTML (0 KB)  PDF (1272 KB)  ( 271 )
202 单向斜交网格复杂超限高层结构动力弹塑性时程分析
>庞 瑞;梁书亭;冷 斌;龚敏锋;代 涛
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镇江苏宁广场项目由东、西两座塔楼和商业裙楼组成。东塔楼建筑高度为338米,采用钢管混凝土柱、型钢梁-钢筋混凝土核心筒结构,在东、西两侧采用型钢斜交网格桁架。采用ABAQUS有限元程序并编写二次开发材料子程序VUMAT,建立基于纤维单元的结构分析模型,采用显示分析方法模拟结构在罕遇地震下的动力弹塑性时程响应。结果表明:斜交网格桁架可有效提高结构在该方向的抗侧刚度;结构最大层间位移角小于规范限值,连梁出现不同程度的损伤,大部分剪力墙混凝土受压损伤较小,斜交网格桁架、外框架、伸臂桁架、腰桁架和剪力墙内嵌型钢等钢构件的累积塑性应变均小于极限塑性应变;结构能满足“大震不倒”的设防要求。
2013 Vol. 32 (19): 202-209 [摘要] ( 320 ) HTML (0 KB)  PDF (2728 KB)  ( 321 )
210 基于频率响应函数的HXN3司机室隔振性能分析
>李春胜;罗世辉;马卫华
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机车车辆的噪声、振动与声振粗糙度(NVH)问题越来越受到关注,过大的振动噪声不但会降低乘坐舒适性,造成司机疲劳驾驶,还会缩短机车设备的使用寿命。与东风型内燃机车不同[1-4],HXN3型内燃机车司机室采用了枢轴支撑隔振结构(the pivot-mount isolation system)。但在运营中,该型机车出现了司机室振动过大的情况。本文将建立司机室隔振结构的6自由度动力学微分方程,计算司机室横、纵、垂三向的频率响应函数,对HXN3型内燃机车司机室隔振结构的隔振性能进行分析。
2013 Vol. 32 (19): 210-215 [摘要] ( 469 ) HTML (0 KB)  PDF (1653 KB)  ( 190 )
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