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2013年 32卷 14期
刊出日期:2013-07-25
论文
 
       论文
1 建筑物周围风致静压场的分布及振动特性研究
>罗尧治;孙斌;洪江波
DOI:
对均匀流及湍流中风洞内有和无建筑物时的静压状况进行了研究,针对目前无法精确测量静压的情况,提出了一种无量纲化方法,给出了静压场的分布规律,运用幅值域及频域方法详细分析了建筑物周围各区域的流场特性,之后给出了静压场主要方向的分布函数型式,并推断了静压场的静力及动力边界。研究结果显示:在风洞中进行风压测试时,有可能激发风洞气柱自振模态并对测试结果产生误导;建筑物迎风区脉动主要取决于来流脉动;背风区脉动则与湍流来流脉动较为相像,但能引起更多非高斯特性;地面粗糙度由小变大时,建筑物侧风区脉动由小振幅周期振动向大振幅随机振动转变;地面粗糙度越大,静压场的静力作用越小而动力作用越大。本文提出的静压场分布函数可对风工程实测参考静压的测试及建筑群体的风致干扰问题提供参考。
2013 Vol. 32 (14): 1-10 [摘要] ( 588 ) HTML (0 KB)  PDF (3029 KB)  ( 307 )
11 四边简支双曲率蜂窝夹层薄壳自由振动分析
>张英杰;;颜云辉;李永强;李洁
DOI:
基于Reddy三阶剪切理论,研究了四边简支双曲率蜂窝夹层薄壳的自由振动,以及结构参数对蜂窝夹层薄壳固有频率的影响.将由六边形胞元组成的蜂窝芯层等效为一正交异性层,其等效弹性参数由修正后的Gibson公式得到,应用Reddy三阶剪切理论和Hamilton变分原理推导出四边简支条件下双曲率蜂窝夹层薄壳的频率方程.具体算例表明,采用Reddy三阶剪切理论计算的固有频率精度较高;双曲率蜂窝夹层薄壳的曲率、厚度比及胞元角度对蜂窝夹层壳固有频率有不同程度的影响,其中蜂窝夹层薄壳的固有频率随曲率的增大而增大,随厚度比的增大呈波动变化,随胞元角度的增大而减小.
2013 Vol. 32 (14): 11-15 [摘要] ( 550 ) HTML (0 KB)  PDF (1394 KB)  ( 417 )
16 二自由度行波型超声波电机定子的数学模型与实验研究
>傅平;沈润杰;帅光举;郭吉丰;胡锡幸
DOI:
二自由度行波型超声波电机是一种新型多自由度超声波电机。本文从二自由度行波型超声波电机的驱动机理和基本结构出发,就电机的结构实现、驱动球转子的最佳定子结构进行了分析,利用所建立的有限元模型进行定子振动的模态分析和共振频率计算,提出了外缘大倾角内缘线接触的行波定子。然后建立定子的接触模型,对其机械性能进行分析。测试结果表明,修正的数学模型更加符合电机的实际运行特性。所研制样机的球转子直径为45mm,定子直径为30mm,实现的堵转力矩为120mNm,空转转速12r/min。本文工作为多自由度行波型超声波电机的优化设计、性能提高奠定了基础。
2013 Vol. 32 (14): 16-22 [摘要] ( 472 ) HTML (0 KB)  PDF (2014 KB)  ( 313 )
23 列车荷载作用下有砟轨道轨面沉降与路基不均匀沉降间的相关关系
>付龙龙;宫全美;周顺华;邹春华;肖军华
DOI:
有砟轨道路基发生不均匀沉降时,在列车荷载作用下,轨面会产生相应的沉降,进而影响列车运行的安全性和舒适度。在已有室内试验研究的基础上,采用二维颗粒流方法建立钢轨、轨枕和道砟的离散元模型,分析了路基不均匀沉降及列车荷载变化对轨面沉降的影响。结果表明:在路基不均匀沉降的波长一定时,随着波幅的增大,轨面沉降的波幅先逐渐增大而后稳定,并最终引起轨枕空吊;而轨面沉降的波长基本不受路基沉降波幅变化的影响,并且可按路基沉降波长以25°向上扩散至轨面进行简化计算;轨枕未出现空吊时,轨面沉降波长受列车轴重、动荷载大小及频率变化的影响很小,轨面沉降波幅受动荷载频率变化的影响很小,但受动荷载大小和轴重变化的影响显著。
2013 Vol. 32 (14): 23-28 [摘要] ( 533 ) HTML (0 KB)  PDF (3619 KB)  ( 366 )
29 微速差双转子系统不平衡信号提取方法
>李传江;张自强;费敏锐;胡豁生
DOI:
微速差双转子系统的两个频率相近不平衡信号形成拍振,传统不平衡信号提取方法的精度和快速性不佳。提出一种以数字带通滤波后数据为样本的改进型Prony方法用于识别两个转子的频率,可以有效解决微差双转子系统中转差不易测量的难题,把最小二乘方法用于识别已知频率的两个不平衡信号的幅值和相位,可以在噪声背景下快速、准确的实现参数估计。最后给出了详细的仿真结果和分析,证明了本文方法的正确性。
2013 Vol. 32 (14): 29-33 [摘要] ( 513 ) HTML (0 KB)  PDF (1239 KB)  ( 506 )
34 多齿轮耦合复杂转子系统的振动特性分析
>朱丽莎;张义民;马辉;何永慧
DOI:

本文探讨了多对齿轮耦合对齿轮转子系统动力学特性的影响程度,以压缩机转子系统为例,对整个耦合系统进行了安全校核。首先,基于有限元法,建立了通用的弯—扭—轴—摆斜齿轮耦合动力学分析模型,此模型中考虑了啮合刚度、方位角、啮合角、螺旋角以及主动轴转动方向对齿轮啮合刚度矩阵的影响;接着,对系统进行了固有特性分析,得到了系统的临界转速和安全裕度表;然后,基于模态叠加法,对系统进行了不平衡响应分析,对比了考虑齿轮啮合前后系统各位置处的不平衡响应变化曲线。研究结果表明,对于多对齿轮啮合的系统,齿轮间的耦合使系统之间的振动强烈,必须考虑齿轮耦合的影响,并且要结合固有特性以及瞬态响应分析来判断临界转速和振动峰值的大小。

2013 Vol. 32 (14): 34-39 [摘要] ( 565 ) HTML (0 KB)  PDF (1646 KB)  ( 282 )
40 一种新的振动信号分形无标度区间识别方法
>杜必强;贾子文;唐贵基
DOI:
为了提高振动信号关联维数计算的准确程度, 提出了一种识别分形无标度区间的新方法。该方法首先采用圆拟合、求切线斜率的方法求出相关积分双对数曲线上各点的斜率,得到斜率变化曲线;其次基于斜率变化曲线不同区间内的相关系数进行线性度判断及显著性检验,保留其中线性度较好、相关程度较高的区域;最后选择其中方差最小的区间作为该振动信号的分形无标度区间。整个识别过程中无需任何人工干预,可以交由计算机自动完成,从而避免了主观因素对分形无标度区间识别以及关联维数计算结果的影响。应用该方法对Lorenz吸引子及实测振动信号进行了关联维数值的计算, 计算结果验证了该方法的准确性和有效性。
2013 Vol. 32 (14): 40-45 [摘要] ( 527 ) HTML (0 KB)  PDF (1168 KB)  ( 346 )
46 冲击载荷识别的瞬态统计能量分析方法
>毛伯永;谢石林&#;张希农
DOI:
提出了一种基于瞬态统计能量分析理论的冲击载荷识别新方法。利用该方法,首先由系统能量平衡方程确定冲击载荷的作用位置及相应的输入能量,在常值假设条件下根据识别的输入能量反演得到冲击载荷的幅值谱,在此基础上,对于给定的冲击载荷时域波形形式,提出一种参数拟合方法用于最终重建冲击载荷的时间历程。通过一个两板耦合结构系统的冲击载荷识别对识别方法进行了实验验证研究。结果表明冲击载荷识别的瞬态统计能量分析法能够准确地识别冲击载荷的作用位置和输入能量,在冲击波形已知的假设条件下可以较为准确地重建冲击载荷的时间历程,从而为实际工程中的冲击载荷识别提供了一条可行途径。
2013 Vol. 32 (14): 46-51 [摘要] ( 587 ) HTML (0 KB)  PDF (1417 KB)  ( 312 )
52 基于不中断交通运行模态分析的模态挠度法在桥梁状态评估中的应用
>林贤坤;张令弥 郭勤涛 覃柏英
DOI:
以张家港河大桥为对象,在不中断交通条件下对该桥实施模态试验,建立和修正其有限元模型,由此对试验模态振型质量归一化。利用振型已质量归一化的试验模态参数,计算该桥已知静荷载作用下的试验模态挠度,通过模态挠度与静挠度实测值的比较、关键问题的仿真研究和模态振型对模态挠度影响的误差分析,探讨和说明了基于不中断交通运行模态分析的模态挠度法在实际工程中应用于桥梁状态评估的可行性与有效性。
2013 Vol. 32 (14): 52-57 [摘要] ( 619 ) HTML (0 KB)  PDF (1634 KB)  ( 215 )
58 结构形式对舰船舷侧复合装甲结构抗穿甲性能的影响研究
>陈长海;朱 锡;侯海量;沈晓乐;唐 廷
DOI:
为探讨结构形式对舰船舷侧复合装甲结构抗穿甲性能的影响,采用均质钢板前置和后置复合材料板分别模拟舰船舷侧外设和内设复合装甲结构,结合低速弹道冲击实验,分析和比较了两种结构形式组合靶板的穿甲破坏模式和抗弹吸能能力。在此基础上,得到了球头弹穿透后置组合靶板的剩余速度理论预测公式,并与试验结果进行了比较。结果表明,两种组合靶板中复合装甲板破坏模式的差异主要体现在迎弹面纤维剪切断裂的程度,而均质钢板则由于复合装甲板的影响,呈现出完全不同的破坏模式;后置组合靶板的抗弹吸能能力要大于前置组合靶板;将弹丸穿透后置组合靶板的剩余速度理论预测值与实验结果进行比较,两者吻合较好。
2013 Vol. 32 (14): 58-63 [摘要] ( 477 ) HTML (1 KB)  PDF (1181 KB)  ( 302 )
64 基于ESLs结构优化法的搅拌车副车架疲劳设计
>贺新峰 于德介
DOI:
疲劳问题是搅拌车副车架设计中的重要研究内容之一。本文将ESLs结构优化方法、拓扑优化方法与疲劳预测相结合,提出一种在部件设计初期,通过动态拓扑优化得到合理的部件拓扑结构,从而使部件同时满足疲劳寿命和轻量化设计要求的疲劳设计方法。该方法首先建立了搅拌车瞬态响应分析的优化模型,并且通过实验验证了模型的准确性。然后生成路面谱,并对关键点疲劳寿命进行评估;最后在简化后的路面谱与重力的作用下进行疲劳设计。对某型搅拌车副车架的疲劳设计结果表明,采用该方法对结构进行疲劳设计能得到更加合理的部件结构,达到了疲劳设计的目标。
2013 Vol. 32 (14): 64-69 [摘要] ( 442 ) HTML (0 KB)  PDF (1665 KB)  ( 235 )
70 基于Hilbert谱的结构动力响应非线性特征分析
>吴 琛;周瑞忠
DOI:
介绍了Hilbert-Huang变换的原理和波内调制的概念,对比了地震动作用下单自由度和多自由度结构的线性体系与三线性刚度退化体系绝对加速度响应的Hilbert幅值谱、能量谱,分析系统进入非线性力学状态的重要标志。结果表明:“频带展宽”和“优势频率漂移”是体系动力响应非线性力学行为的两个重要标志。线性体系加速度响应的能量集中在自振频率附近的窄小频带内;而三线性刚度退化体系由于波内调制的原因使Hilbert能量谱频带展宽。并且,能量谱的优势频率受体系屈服频率和开裂频率的影响向低频漂移。在短周期结构中,频带展宽和优势频率漂移较显著,而在长周期结构中表现不明显。
2013 Vol. 32 (14): 70-76 [摘要] ( 433 ) HTML (0 KB)  PDF (3061 KB)  ( 330 )
77 空中近距爆炸下加筋板架的毁伤模式仿真研究
>吴林杰;朱 锡;侯海量;陈长海
DOI:
为研究导弹战斗部近距爆炸下舰船舷侧板架结构的毁伤模式及其转化规律,通过有限元模拟,研究了柱状炸药在矩形加筋板架中心正上方爆炸时加筋板架的毁伤模式及不同毁伤模式之间转化的临界爆距,分析了比例距离 和损伤因子Df对毁伤模式的影响,得到了关于Df-0.5和 的毁伤模式判别图,提出了不同毁伤模式的判别方法,给出了预测不同毁伤模式之间转化的临界爆距的计算公式。结果表明,对于给定的药量和板架结构,若( Df0.5)> 0.0233m/kg1/3,则随爆距的减小,加筋板架依次经历模式Ⅰ(仅出现塑性大变形)、模式Ⅱ(长边中间出现拉伸撕裂)和模式Ⅲ(中央出现破口)这3种毁伤模式;若( Df0.5)≤0.0233m/kg1/3,则随爆距的减小,加筋板架仅依次经历模式Ⅰ和模式Ⅲ。
2013 Vol. 32 (14): 77-81 [摘要] ( 561 ) HTML (0 KB)  PDF (1185 KB)  ( 272 )
82 基于加速度响应相关性的结构损伤识别方法
>闫维明;顾大鹏;陈彦江;杨小森
DOI:
通过推导证明了加速度响应的相关特性包含结构的模态信息,与结构损伤的程度和位置相关,提出加速度响应相关特性作为结构损伤因子的损伤识别方法,以该指标作为BP神经网络神经元,判断结构的损伤程度和损伤位置。利用有限元分析证明了该方法的有效性,通过试验研究验证了该方法的适用性。
2013 Vol. 32 (14): 82-86 [摘要] ( 464 ) HTML (0 KB)  PDF (2075 KB)  ( 308 )
87 基于模态振型分析的大型汽轮机低压转子高速动平衡方法
>宾光富;何立东;高金吉;李立波
DOI:
针对目前传统影响系数法难以平衡某些大型汽轮机低压转子的难题,提出一种基于模态振型分析的大型柔性转子高
速动平衡方法。在分析汽轮机转子系统结构的基础上,综合考虑了动平衡机摆架轴承座的动力特性,采用基于有限元的转子
轴承动力学分析商业软件DyRoBeS 建立了转子-轴承-摆架系统模型,分析转子系统临界转速和振型,从而根据转子的模态
振型,结合柔性转子影响系数平衡法要点,设计合理的平衡工艺,有针对性的选择平衡校正面和平衡转速点,采取逐阶次平
衡的方法,实现这类大型特殊柔性转子的动平衡。最后以哈汽产的66 万千瓦大型汽轮机低压转子高速动平衡试验为例,应
用结果表明采用该方法能有效平衡大型柔性转子,且减少了起机次数,节省了平衡费用。
2013 Vol. 32 (14): 87-92 [摘要] ( 695 ) HTML (0 KB)  PDF (1823 KB)  ( 899 )
93 具有参数不确定性的车辆座椅悬架H∞输出反馈半主动控制
>张志勇;刘鑫;黄彩霞;王向红
DOI:
针对座椅悬架系统的参数不确定性和位移测量难题,基于线性矩阵不等式和H∞最优控制理论,建立了座椅悬架系统的参数不确定性H∞输出反馈控制器。控制器利用估计的状态采用鲁棒控制策略计算期望控制力。磁流变阻尼器的控制电压在满足半主动和极值约束条件下,比较期望控制力与当前阻尼力的大小,应用开关控制算法进行调整,使得磁流变阻尼器产生跟踪期望控制力的阻尼力。数值仿真结果证明,该控制器在仅利用座椅架的加速度作为测量输出进行状态估计,以及在座椅悬架系统具有参数不确定性的情况下,仍能有效地对座椅外部激励进行隔振,改善驾驶员的乘坐舒适性。
2013 Vol. 32 (14): 93-97 [摘要] ( 511 ) HTML (0 KB)  PDF (1120 KB)  ( 266 )
98 基于优化准则法的自由阻尼材料拓扑优化
>张志飞;倪新帅;徐中明;贺岩松;袁琼;李耀光
DOI:
基于各向正交惩罚材料密度法法,建立了以自由阻尼结构模态阻尼比最大化为目标,以阻尼材料体积为约束条件,以阻尼材料单元相对密度为设计变量的拓扑优化数学模型。推导了模态阻尼比对阻尼单元相对密度的灵敏度和设计变量的更新准则,基于优化准则算法用MSC.Nastran的Direct Matrix Abstraction Program语言编制了通用的阻尼材料拓扑优化程序。以一铝板-声腔耦合系统为对象,以结构一阶弯曲模态阻尼比最大为目标,利用该拓扑优化程序和有限元分析方法对铝板上的阻尼材料进行优化布置,并用试验进行了验证。把铝板全阻尼处理和拓扑优化后部分阻尼处理的降噪效果进行对比,在仿真环境中,参考点处声压分别下降了110.6Pa和107.7Pa,在实验条件下,参考点处声压分别下降了22.47Pa和20.91Pa,从而验证了优化方法的有效性。
2013 Vol. 32 (14): 98-102 [摘要] ( 499 ) HTML (0 KB)  PDF (1374 KB)  ( 388 )
103 基于傅里叶级数展开的多跨耦合板功率流研究
>张安付;盛美萍;赵芝梅;张益萍
DOI:
提出了一种基于傅里叶级数展开求解水平多跨耦合板振动响应的解析方法。建立了多跨耦合板模型,使用傅里叶级数对单点激励力和未知耦合弯矩进行了表达,并利用耦合边的角速度连续性条件,实现了耦合边耦合弯矩的求解以及各子板任意点响应的计算。根据功率流理论,得到了激励点输入功率流以及各耦合边传递功率流的计算公式。取三跨耦合板模型作为理论仿真对象,使用ANSYS有限元软件验证了理论模型的正确性。利用获得的理论模型,分析了阻尼和激励点位置对结构输入和传递功率流的影响,结果表明对激励板进行阻尼处理以及在板的中心位置激励,能有效抑制结构功率流的输入和传递。

2013 Vol. 32 (14): 103-108 [摘要] ( 479 ) HTML (0 KB)  PDF (1931 KB)  ( 367 )
109 基于振动响应内积向量和数据融合的结构损伤检测方法试验研究
>胡鑫;杨智春;王乐
DOI:
提出了一种基于振动响应内积向量(Inner Product Vector, IPV)和数据融合的损伤检测方法,并进行了相应的验证试验研究。分别以随机信号和正弦信号对结构进行激励,利用加速度传感器采集结构的振动响应信号,计算结构的损伤指标,然后利用数据融合理论将结构各参考点下的损伤指标进行融合。损伤检测的验证试验结果表明,结合数据融合理论后,能够避免原始IPV方法中参考点选取对检测准确度的影响问题,并能准确进行损伤定位。两组不同激振信号的检测结果对比显示,数据融合对外激励为正弦信号的检测结果的准确度提升更为显著。
2013 Vol. 32 (14): 109-115 [摘要] ( 510 ) HTML (0 KB)  PDF (2865 KB)  ( 264 )
116 不同地震作用方向下混凝土核心筒基于增量动力分析的抗震性能评估
>侯 炜;史庆轩
DOI:
强震作用下,核心筒对混合结构发生破坏乃至倒塌有着重要影响。选择合适的地震输入,进行核心筒在双向或多向地震作用下的地震反应分析是值得深入研究的。采用动力时程分析方法,通过不同方向地震作用与单向地震作用下混凝土核心筒的地震效应对比可知,在进行结构设计时,大震作用下,斜向地震作用下的内力要明显偏大,仅考虑单向输入的水平加速度的设计结果会偏于不安全。并通过输入与Y轴45°斜向地震记录基于单条地震记录的增量动力分析方法(IDA方法)对核心筒进行抗震性能评估。结果表明,斜向地震输入对核心筒IDA曲线有一定影响,但各性能点对应的量化位移指标与Y向单条地震输入时相差不大。
2013 Vol. 32 (14): 116-121 [摘要] ( 483 ) HTML (0 KB)  PDF (3415 KB)  ( 349 )
122 周期结构空腹梁的动态特性研究
>陈荣;吴天行
DOI:
设计了一种内部周期性挖空的梁,它在中高频具有良好的带通和带阻特性,带阻频率范围内的弹性波不能传播。空腹梁由周期单元串联而成,把周期单元分解成薄梁和刚性联接杆等子结构,推导了Timoshenko梁纵向、弯曲振动导纳,给出了刚性联接杆振动导纳,利用传递矩阵法计算得到了周期结构空腹梁的力传递率和带隙位置。数值模拟计算表明,当激励频率在周期结构的阻带之内时,周期结构空腹梁上的位移响应和传递到基础的力响应将大大衰减。
2013 Vol. 32 (14): 122-126 [摘要] ( 506 ) HTML (0 KB)  PDF (1149 KB)  ( 314 )
127 新型框架阻尼填充墙性能分析
>郭阳照;周云;甘英杰;廖奕发
DOI:
介绍了新型框架阻尼填充墙的构造方法,并剖析其原理;采用有限元方法分析空框架、普通填充墙框架与阻尼填充墙框架在单调静力荷载作用下的响应,揭示了阻尼填充墙的工作机制,对比研究了阻尼填充墙和普通填充墙的性能差异和优劣,结果表明:框架侧移时,阻尼填充墙的变形主要集中于剪切刚度较小、变形能力良好的粘弹性层,与普通填充墙相比,其变形能力明显提高,受力大为降低;阻尼填充墙能给主体框架提供一定的侧向刚度,有利于小震下结构的位移控制,但其刚度明显低于普通填充墙,能延长结构周期,减小结构在地震中所承受的地震作用。此外,阻尼填充墙对框架侧向变形造成的约束较普通填充墙大为削弱,能延缓主体框架形成塑性铰发生破坏。
2013 Vol. 32 (14): 127-133 [摘要] ( 464 ) HTML (0 KB)  PDF (2891 KB)  ( 523 )
134 海洋资源勘探拖缆水平振动的鲁棒自适应控制
>张亮;张维竞;刘涛
DOI:
针对海洋资源勘探拖缆水平振动控制中拖缆水平位移偏移量难以测量和系统参数不确定的问题,设计了仅仅包括水鸟处拖缆速度和斜率的自适应控制规律。首先选取拖缆和水鸟能量为李雅普诺夫能量函数,在拖缆的精确模型下设计了鲁棒控制规律。然后考虑到实际工作中不确定的参数,在精确模型鲁棒控制规律的基础上设计了自适应的鲁棒控制规律。最后用有限差分法验证了控制规律的有效性,自适应规律能在线的估计勘探拖缆的参数。所提出的控制规律稳定性好,能够抵抗参数不确定性。
2013 Vol. 32 (14): 134-138 [摘要] ( 552 ) HTML (0 KB)  PDF (1136 KB)  ( 177 )
139 旋转几何非线性复合材料薄壁梁的自由振动分析
>任勇生 代其义 孙丙磊 张纯金
DOI:
研究具有几何非线性的旋转复合材料薄壁梁的自由振动。梁的变形引入了Von Kármán几何非线性, 基于Hamilton原理和变分渐进法 (Variational-Asymptotical Method -VMA),导出旋转复合材料薄壁梁的非线性振动偏微分方程组。采用Galerkin法将振动方程离散化为常微分方程组。借助于谐波平衡法 (Harmonic Balance Method -HBM) 建立自由振动的振幅-非线性固有频率关系方程。将上述方程化为非线性特征值问题,采用迭代算法进行求解。将所建立的旋转复合材料薄壁梁非线性自由振动分析模型和计算方法,应用于周向均匀刚度配置(Circumferentially Uniform Stiffness –CUS) 构型复合材料薄壁梁,通过数值计算揭示了纤维铺层角、旋转速度对非线性振动固有频率-振幅关系的影响。
2013 Vol. 32 (14): 139-147 [摘要] ( 629 ) HTML (0 KB)  PDF (2362 KB)  ( 379 )
148 武广高速铁路无砟轨道路基动力响应试验研究
>郭志广 魏丽敏 何群 屈畅姿
DOI:
在武广高速铁路典型路基断面埋设测试元件,分别于“联调联试”阶段和运营2年后进行了动车组列车荷载作用下的路基动力试验,实测了路基动应力、振动加速度、振动速度等动力响应。分析了路基动力响应与列车速度的关系、动力响应沿路基深度变化规律和路基动力特性在运营前后的变化情况。结果表明:基床表层顶面轨下位置动应力响应比中线处大;动态响应在基床表层范围内最为强烈且衰减较快;列车荷载速度对动应力幅值影响较小,对振动加速度幅值影响较大。运营2年后与“联调联试”阶段相比,基床表层顶面动应力幅值、振动速度幅值相差不大,而振动加速度幅值在“联调联试”阶段较大;两次试验测得的z=2.7m时(基床底层底面)路基动应力幅值和振动加速度幅值的衰减率依次为73.40%~79.30%和79.28%~86.90%,z=4.2m时(路基本体内)两者衰减率依次为82.99%~89.06%和92.78%~96.31%;而振动速度幅值,z=1.8m时(基床底层内)衰减率范围为75.62%~80.80%。
2013 Vol. 32 (14): 148-152 [摘要] ( 463 ) HTML (0 KB)  PDF (1176 KB)  ( 316 )
153 舰艇冲击响应数据滤波频率选取方法分析
>于大鹏;汪玉;杜俭业
DOI:
由于冲击响应数据具有较强烈的非线性与瞬态性,研究难度较大,目前在舰艇抗冲击技术研究领域还没有相应的标准规范或统一的滤波频率选取方法。本文利用冲击响应的冲量信息变化情况作为滤波频率选取依据,给出了具体的分析方法及判据。并应用该方法分别分析了舰艇船体结构与设备的冲击响应数据滤波频率,结论如下:不同爆距,船体结构同一部位,冲击响应数据的滤波频率取值相同;不同爆距,舰艇同一设备相同部位,冲击响应数据的滤波频率取值不同。

2013 Vol. 32 (14): 153-158 [摘要] ( 488 ) HTML (0 KB)  PDF (1902 KB)  ( 302 )
159 可无限旋转的6-RSPS模拟器平台位置反解
>黎建军;魏燕定;周晓军
DOI:
提出了一种基于6-RSPS的车辆模拟器平台机构,并为其反解提供解决方法。根据杆长矢量关系图,推导出杆长和支杆下铰链的旋转角度与平台位置的关系,并提出了相关参数的约束及优化条件,得出了杆长和旋转角度的反解存在多个解且得到了它们的范围,并根据优化条件得到了最优解。数值实例表明,利用本方法能得到令人满意的反解,可有效地避免车辆模拟器在旋转方向上的洗出算法,从而能更加逼真地模拟车辆转弯时的感觉。
2013 Vol. 32 (14): 159-163 [摘要] ( 461 ) HTML (0 KB)  PDF (1362 KB)  ( 179 )
164 自激振动圆柱体湍流场及发展变化的研究
>林 琳 王言英
DOI:

采用雷诺平均法模拟低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中的涡激振动问题,是近年来人们研究的热点。本文采用有限体积法结合SST k-ω湍流模型求解时间平均的纳维尔——斯托克斯方程(RANS),对低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中横向振动的三个响应分支(初始分支、上端分支和下端分支)湍流场及其发展变化进行了研究,并与同等雷诺数下固定圆柱体的湍流场进行了对比。结果表明:三个响应分支的流体力系数、壁面压力系数、壁面切应力、流向平均速度、流向速度的脉动、横向速度的脉动、雷诺应力、湍流动能和涡量的分布均与固定圆柱体有明显差异。


2013 Vol. 32 (14): 164-173 [摘要] ( 525 ) HTML (0 KB)  PDF (4894 KB)  ( 323 )
174 频域响应函数估计的非参数辨识法
>孟新宇;宁辉 王道波 唐小军
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针对振动工程领域中频响函数的辨识估计,本文深入研究频响函数估计的非参数辨识法。在离散傅里叶变换中,考虑初始和终端状态带来的暂态泄露项和观测噪声谱项对频响函数估计的影响。为得到准确的频响函数估计值,联合频响函数、初始-终端状态和脉冲响应系数待辨识参数矢量,将频响函数估计问题转化为一个线性最小二乘优化问题。针对此线性最小二乘优化问题的特殊形式,提出一种可分离的求解过程。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。
2013 Vol. 32 (14): 174-179 [摘要] ( 576 ) HTML (0 KB)  PDF (961 KB)  ( 276 )
180 盘-销系统摩擦尖叫的多柔体动力学模型
>张立军;王世忠;钱敏;余卓平;
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基于有限单元和多柔体动力学理论,利用HYPERWORKS和ADAMS软件,建立了盘-销系统的多柔体动力学分析模型。在利用台架试验验证模型正确性的基础上,通过分析了摩擦系数、铝棒长度和法向力大小对摩擦尖叫的影响发现:只有当铝棒具有适当的长度,并且施加合适的法向力时,盘-销系统才会在一定的摩擦系数范围内产生高频振动。
2013 Vol. 32 (14): 180-184 [摘要] ( 471 ) HTML (0 KB)  PDF (1983 KB)  ( 263 )
185 非轴对称移动载荷下有限长圆柱厚壳的动力响应
>赵建波;司秀勇;白象忠
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本文在介绍圆柱厚壳应力与位移理论分析发展的前提下,建立了有限长圆柱厚壳在非轴对称移动载荷作用下的三维力学模型,假设沿厚度方向径向剪切应变二次分布、径向正应变线性分布,且建立了为满足边界条件待定的位移表达式,采用Heaviside函数和Dirac函数表达移动和作用变化着的移动载荷的基础上,用最小势能原理建立了该圆柱厚壳的动力学微分方程组,应用Galerkin法和修正的Runge–Kutta–Fehlberg法,求得了非轴对称移动载荷作用下的圆柱厚壳的动力响应。通过具体算例,对有限长圆柱厚壳的位移响应和应力状态进行了分析,并将动态响应的理论解与ANSYS数值解进行了对比,从而相互印证了解的可靠性。
2013 Vol. 32 (14): 185-191 [摘要] ( 421 ) HTML (0 KB)  PDF (1471 KB)  ( 285 )
192 集集地震与汶川地震、美国西部地震的近场区视波速比较
>赵世伟 罗奇峰
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视波速是由地震动平动分量计算转动分量的重要参数,本文利用10个台站30条集集地震波加速度记录按文中所述方法得出该场地视波速,并与他人计算的汶川地震和美国西部地区的近场视波速进行了比较。比较结果表明,本文由集集地震的视波速曲线与他人用同样方法分别从汶川地震记录和美国地震记录得到的视波速大小与变化情况均有不同,这种差别会直接影响转动分量的计算精度。美国西部地区随频率增加又减小的趋势,但其他两个地区随频率保持缓慢增加。
2013 Vol. 32 (14): 192-195 [摘要] ( 607 ) HTML (0 KB)  PDF (1215 KB)  ( 254 )
196 粘滞流体阻尼器冲击缓冲特性研究
>孙靖雅 焦素娟 张磊 华宏星
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为获得粘滞流体阻尼器冲击缓冲特性,设计并制作一种非牛顿流体粘滞阻尼器样机,而后对其进行了不同高度下的冲击缓冲实验。为从流体力学角度分析阻尼力机理,建立改进幂律模型来描述硅油的粘度特性,并通过对实验数据的拟合获得其中待定参数。采用FLUENT软件并结合动网格技术,对阻尼器流场仿真后获得冲击载荷作用下阻尼力输出特性,将之与实验结果相对比,发现结果基本一致,可用于指导阻尼器初步设计。
2013 Vol. 32 (14): 196-199 [摘要] ( 568 ) HTML (0 KB)  PDF (1329 KB)  ( 305 )
200 激光冲击2024 铝合金诱导动态应力应变实验研究
>冯爱新;韩振春;聂贵锋;薛伟;李彬;施芬;卢轶
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为了研究激光冲击波动态加载过程中金属材料的动态应力应变特性,采用高功率激光器单次冲击2024 铝合金薄板,利
用STSS-1 应力检测模块采集激光冲击波动态加载靶材背面的动态应变信号,通过Johnson-Cook 动态本构模型计算相应的动
态应力,并用XRD 技术检测了靶材表面的残余应力。实验结果表明:激光冲击波诱导的塑性应力波强度远大于弹性应力波强度,
材料主要处于塑性变形阶段;随着靶材厚度减小,靶材背面应力波强度增加,此应力波在靶材背面金属/空气界面的反射波强
度增强;实验使用的2024 铝合金屈服强度在392MPa 左右。
2013 Vol. 32 (14): 200-203 [摘要] ( 470 ) HTML (0 KB)  PDF (967 KB)  ( 243 )
204 基于小波改进阈值去噪和HHT的滚动轴承故障诊断
>孟宗;李姗姗
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利用Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang Transformation,简称HHT)对滚动轴承进行故障诊断时,发现振动信号中包含的噪声对诊断结果影响较大。为克服此不足,提出了一种小波改进阈值法与HHT相结合的信号分析方法。该方法首先应用小波改进阈值方法对滚动轴承故障信号进行预处理,然后对去噪后的信号进行经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD),接着选取含有故障信息的本征模函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF)分量进行边际谱分析,从而提取出故障特征频率,并判断故障类型。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。
2013 Vol. 32 (14): 204-208 [摘要] ( 517 ) HTML (0 KB)  PDF (1959 KB)  ( 470 )
209 轴向运动粘弹性夹层梁热力耦合振动频率分析
>王金梅 李映辉
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研究了温度场与位移场相互耦合时,轴向运动粘弹性夹层梁的横向振动特性。基于Euler-Bernouli梁理论和Kelvin粘弹性材料本构关系,建立了轴向运动粘弹性夹层梁横向振动控制方程;考虑材料变形与传热的相互影响,得到相应的热力耦合状态下轴向运动粘性夹层梁的耦合控制方程。采用Galerkin截断得到相应的热力耦合动力系统。用数值方法分析了相关热参数对梁振动频率的影响。
2013 Vol. 32 (14): 209-214 [摘要] ( 517 ) HTML (0 KB)  PDF (1505 KB)  ( 204 )
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