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2013年 32卷 13期刊出日期：2013-07-15



论文

论文

	1	组合式消能减速护栏实车碰撞试验研究
		>贾宁;闫书明;马亮;郑斌;安宇;王益川
		DOI:
		为了提高高速公路连续长大下坡路段的行车安全性，基于钢管构件变形吸能机理，设计出一种具有防撞和减速双重功能的组合式桥梁护栏。结合依托工程现场桥梁翼缘板情况，进行护栏基础锚固强度验算，通过在桥面现浇层增设钢筋的方式进行翼缘板加强，采用实车碰撞试验方法进行护栏安全性能检验。根据试验结果可知：护栏防撞等级可达到SS级（520kJ）；车辆贴靠碰撞减速护栏时吸能钢管变形吸能，有效降低车速；吸能钢管的设置使护栏横梁几乎没有变形，减小了碰撞后的维护工作量；吸能钢管的设置没有对车辆碰撞护栏过程的行驶姿态造成不利影响；根据钢筋应变测试数据可知，护栏迎撞面根部对应的钢筋应变值最大，桥面现浇层加强钢筋可以有效分担碰撞荷载，护栏基础锚固强度满足受力要求。
		2013 Vol. 32 (13): 1-5 [摘要] ( 581 ) HTML (0 KB) PDF (2166 KB) ( 509 )

	6	新型永磁隔振器的隔振性能分析与实验研究
		>李强;徐登峰;范新;刘昊
		DOI:
		在超精密加工、IC制造、光学、高端的物理及化学试验中，隔振器已经成了许多设备的一个关键部件，隔离来自地面和设备内部的振动。随着稀土永磁材料的迅速发展，永磁隔振器已成为国内外研究的热点之一。本文将采用环形永磁体提出了一种新构型的永磁隔振器；根据环形永磁体的磁力和刚度的解析模型对隔振器的隔振性能进行参数化分析，确定了该隔振器磁环的结构参数。作为新型永磁隔振器的试验研究，搭建了永磁隔振试验台，通过理论计算和试验证实了该磁浮隔振器在其最大承载能力时具有良好的低频隔振性能。
		2013 Vol. 32 (13): 6-12 [摘要] ( 519 ) HTML (0 KB) PDF (2759 KB) ( 312 )

	13	脉冲法测量空气声隔声的多通道置换校正
		>蔡阳生;赵越喆;吴硕贤
		DOI:
		首先介绍利用脉冲法测量构件空气声隔声量的原理。利用多通道测量系统根据脉冲法进行空气声隔声量测量时需保证各通道响应的一致性。本文提出一种通过置换声源室和接收室的测量通道，以校正通道间的响应差异，得到可靠的测量结果的方法。通过验证实验表明了该方法的有效性。该方法降低了对测量设备的要求，对利用脉冲法测量空气声隔声技术的推广和应用具有重要参考价值。
		2013 Vol. 32 (13): 13-16 [摘要] ( 456 ) HTML (0 KB) PDF (1627 KB) ( 233 )

	17	斜拉索杠杆质量减振器理论及模型试验研究
		>王波;汪正兴;
		DOI:
		为解决斜拉桥跨度增大带来的拉索振动问题，采用杠杆质量减振器(LMD)对斜拉索进行减振。介绍了LMD的构造特性及作用机理，建立了斜拉索-LMD系统振动方程，推导了LMD等效阻尼力模型及LMD与斜拉索各阶模态质量比，并对斜拉索前15阶模态对数衰减率进行了理论计算及模型试验研究。研究结果表明：LMD由于惯性项、刚度项及阻尼项的三重反馈作用，同时由于杠杆的调节放大作用，其减振效果优于相同安装高度的粘性剪切型阻尼器(VSD)。LMD对桥梁景观影响较小、安装维护方便，可为千米级的斜拉桥拉索减振提供更可靠的解决方案。
		2013 Vol. 32 (13): 17-22 [摘要] ( 487 ) HTML (0 KB) PDF (1964 KB) ( 214 )

	23	基于ARMA模型的水下爆炸冲击谱预测
		>梁利华;荀盼盼;王保华
		DOI:
		针对舰船设备抗冲击设计冲击环境预测难的问题，提出了利用自回归滑动平均模型（ARMA模型）预测水下爆炸冲击响应谱的方法，并引入遗传算法优化ARMA模型阶数。理论介绍了舰船设备水下爆炸冲击谱模型及ARMA模型。建模所需样本数据通过对有限元软件仿真输出的冲击响应信号进行去趋势化和平稳化处理获得，根据该样本数据的自相关函数和偏自相关函数统计特性分析，验证了ARMA建模的可行性。在此基础上，利用遗传算法优化后的ARMA模型，对水下爆炸冲击响应信号进行预测，并通过分析预测误差特性评估预测效果。研究结果表明，基于遗传算法优化的ARMA模型可以很好的预测水下爆炸冲击响应信号，从而为舰船设备抗冲击设计提供帮助。
		2013 Vol. 32 (13): 23-26 [摘要] ( 519 ) HTML (0 KB) PDF (1764 KB) ( 197 )

	27	基于信号共振稀疏分解与重分配小波尺度谱的转子碰摩故障诊断方法
		>陈向民;于德介;李蓉
		DOI:
		提出了基于信号共振稀疏分解与重分配小波尺度谱的转子碰摩故障诊断方法。与常规的基于频带划分的信号分解方法不同，信号共振稀疏分解方法根据信号中各成分品质因子的不同，将信号分解成高共振分量和低共振分量。当转子出现碰摩故障时，振动信号往往由以转频及谐波为主要成分的周期信号、包含转子故障信息的瞬态冲击信号以及噪声组成。周期信号为窄带信号，具有高的品质因子，可分解为高共振分量；而瞬态冲击信号为宽带信号，具有低的品质因子，可分解为低共振分量。本文方法先利用信号共振稀疏分解方法从转子碰摩信号中提取冲击成分，再对提取的冲击成分进行重分配小波尺度谱分析，最后根据尺度图中冲击成分的周期诊断转子碰摩故障。算法仿真和应用实例验证了该方法诊断转子碰摩故障的有效性。
		2013 Vol. 32 (13): 27-33 [摘要] ( 519 ) HTML (0 KB) PDF (2474 KB) ( 334 )

	34	轴向运动导电薄板的磁弹性振动
		>胡宇达;孙建涛;杜国君
		DOI:
		针对磁场环境中轴向运动导电薄板的磁弹性振动问题进行研究。在给出薄板运动的动能、应变能以及电磁力虚功表达式的基础上，应用哈密顿变分原理，推得磁场中轴向运动矩形薄板的磁弹性振动方程。基于麦克斯威尔电磁场方程并考虑相应的电磁关系式，得到薄板所受电磁力的表达式。针对横向磁场中矩形板的自由振动问题，通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法，得到三种边界约束条件下轴向运动薄板的磁弹性振动微分方程。通过数值算例，给出了不同边界条件下矩形板的磁弹性振动特性曲线图，分析了轴向运动速度和磁感应强度等参量对薄板固有振动频率的影响，讨论了临界速度的变化规律。
		2013 Vol. 32 (13): 34-38 [摘要] ( 433 ) HTML (0 KB) PDF (1220 KB) ( 177 )

	39	基于精细Runge-Kutta混合积分法的车桥耦合振动非迭代求解算法
		>杜宪亭夏禾张田田园曹艳梅
		DOI:
		针对结构非线性问题，采用4阶Runge-Kutta法展开精细积分法中响应状态方程的Duhamel项，构造了一种既可以避免迭代又具有较高精度的精细Runge-Kutta混合积分方法，在此基础上提出了适用于车桥耦合振动高效求解的分析框架。车桥耦合系统由车辆、桥梁子系统组成，均采用有限元建模，其中车辆子系统采用部件刚体假定，而桥梁子系统借助于振型叠加法缩减自由度数目；两个子系统内部非线性作用以及系统间的相互作用通过非线性的虚拟力表达。以一节4轴客车匀速通过32m简支梁为研究对象，分别采用分析框架法、Runge-Kutta法进行动力分析。数值结果对比表明：相对于Runge-Kutta法，精细Runge-Kutta混合法能够显著提高计算收敛的积分步长；分析框架可以应用到实际工程中。
		2013 Vol. 32 (13): 39-42 [摘要] ( 555 ) HTML (0 KB) PDF (1095 KB) ( 353 )

	43	基于本征时间尺度分解和变量预测模型模式识别的机械故障诊断
		>罗颂荣;程军圣;杨宇
		DOI:
		基于变量预测模型的模式识别（variable predictive model based class discriminate，VPMCD）方法是一种充分利用特征值之间相互内在关系进行多分类模式识别的新方法。论文对VPMCD算法进行了研究，并采用交叉验证法来选择VPMCD模型。针对机械故障振动信号的特征值之间的相互内在关系，结合本征时间尺度分解(intrinsic time-scale decomposition, ITD），提出了一种基于本征时间尺度分解和VPMCD的机械故障诊断方法。该方法首先利用ITD方法将原始信号分解若干个PR（proper rotation, PR）分量，然后提取第一个PR分量的无量纲时域统计参数组成特征向量，最后采用VPMCD方法进行机械故障诊断。通过滚动轴承故障诊断实验验证了该方法能有效地应用于小样本多分类机械故障诊断。
		2013 Vol. 32 (13): 43-48 [摘要] ( 561 ) HTML (0 KB) PDF (1217 KB) ( 468 )

	49	频域传递路径分析方法（TPA）的研究进展
		>郭荣;裘剡;房怀庆;于钦林;章桐;
		DOI:
		传递路径分析方法（Transfer Path analysis, TPA）是当前诊断机械系统振动和噪声最通用的手段。本文介绍了传统TPA、工况TPA、OPAX、快速TPA、多级TPA以及混合TPA的基本原理和优缺点，结合实例说明实现过程，并进行综合比较得出各种方法的应用场合，最后对TPA方法的未来发展做了展望。
		2013 Vol. 32 (13): 49-55 [摘要] ( 779 ) HTML (0 KB) PDF (1777 KB) ( 652 )

	56	铁基多孔含油固定结合面法向动态特性研究
		>屈重年 ;伍良生;马建峰;夏群
		DOI:
		实验研究了多孔含油材料固定结合面法向刚度和阻尼特性，运用带有调节系数的等效单自由度结合面单位面积参数识别方法对其进行识别。该方法采用相对位移法，将任意质量为m的振动系统等效为质量为Me的标准单自由度系统。方便快速地识别出结合面的单位面积刚度和阻尼系数，识别精度高。通过等效单自由度参数识别方法，分别识别了45号钢无介质结合面和铁基多孔材料（含油介质）结合面的法向刚度和阻尼系数。对比表明实验所用铁基多孔材料含油结合面法向动态特性优于45号钢无介质结合面，在相同的法向预紧力下，前者单位面积刚度增加40%左右，同时前者单位面积阻尼系数增大5-6倍。
		2013 Vol. 32 (13): 56-61 [摘要] ( 476 ) HTML (0 KB) PDF (2078 KB) ( 194 )

	62	基于拓扑优化的结构加强筋布局降噪方法研究
		>刘海;高行山;王佩艳;李磊
		DOI:
		基于变密度拓扑优化方法，提出了通过优化加强筋布局来降低谐振结构辐射声功率的策略。优化中将加强筋单元的伪密度作为设计变量，约束为加强筋质量上限，所用寻优算法为移动渐近线(MMA)系列算法中的MMA-GCMMA混合算法。对结构的振动响应使用有限元方法求解，对声辐射使用边界元方法求解，并在此基础上分析了目标函数对设计变量的灵敏度。以加筋箱体为例进行优化，验证了所提方法在降噪设计中的可行性和有效性，并对结果进行了讨论。
		2013 Vol. 32 (13): 62-65 [摘要] ( 661 ) HTML (0 KB) PDF (2513 KB) ( 350 )

	66	基于理论建模和ARX模型的定位平台系统辨识
		>汪静姝;郭杰;竺长安
		DOI:
		为了了解精密定位平台的系统特性，建立了单输入双输出动力学模型，并设计相应的定位实验。对原始实验数据进行离散数据插补和归一化处理，在实验数据和动力学模型的基础上，采用最小二乘法进行未知参数的辨识。采用基于ARX模型的系统辨识方法对内工作台系统进行辨识。两种辨识结果的对比显示，基于ARX模型的辨识结果与实际数据更加吻合，适合描述系统特性；而基于理论模型的辨识结果则更加贴近系统实际结构，对系统结构优化有指导意义。
		2013 Vol. 32 (13): 66-69 [摘要] ( 557 ) HTML (0 KB) PDF (1050 KB) ( 381 )

	70	梯度铝泡沫夹层结构抗爆性能仿真与优化
		>亓昌;杨丽君;杨姝
		DOI:
		采用动力显式有限元方法，以面比吸能和背板最大变形量为评价指标，研究了铝合金面板—梯度铝泡沫芯体—装甲钢背板夹层结构的抗爆性能。分析了芯体密度梯度排布对结构抗爆性能的影响，并与均匀密度铝泡沫夹层板进行了对比。同时，基于径向基函数建立了夹层结构抗爆性能预测响应面模型，在此基础上对夹层结构进行了多目标优化设计。结果表明，铝泡沫芯体相对密度排布顺序对夹层结构抗爆性影响明显；具有最佳芯体密度梯度排布的铝泡沫夹层结构的抗爆性能明显优于等质量的均匀密度铝泡沫夹层结构；多目标优化可进一步提高梯度铝泡沫夹层结构的综合抗爆性能。
		2013 Vol. 32 (13): 70-75 [摘要] ( 512 ) HTML (0 KB) PDF (1404 KB) ( 317 )

	76	二维压电材料动强度因子的扩展有限元计算
		>刘鹏;余天堂
		DOI:
		采用扩展有限元求解二维弹性压电材料动断裂问题。扩展有限元的网格独立于裂纹，因此网格生成可大大地简化，且裂纹扩展时不需重构网格。采用相互作用积分技术计算动强度因子。比较了标准的力裂尖加强函数和力-电裂尖加强函数对动强度因子的影响，结果表明标准的力裂尖加强函数能有效地分析压电材料动断裂问题。分析了极化方向对动强度因子的影响。数值分析表明采用扩展有限元获得的动强度因子与其他数值方法解吻合得很好。
		2013 Vol. 32 (13): 76-80 [摘要] ( 534 ) HTML (0 KB) PDF (2353 KB) ( 242 )

	81	电动车用永磁同步电机的转矩阶次特征分析
		>马琮淦左曙光杨德良何吕昌孟姝孙庆
		DOI:
		针对电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—永磁同步电机的转矩波动，首先通过转矩测量试验测得了电机24阶以内的动态、高阶转矩信号，分析与揭示了永磁同步电机转矩信号的阶次特性现象；为解释该试验现象，从理论上建立了一种考虑非正弦永磁磁场分布、开槽、时间谐波电流的永磁同步电机转矩波动数学模型，获得了谐波转矩的解析解，预测了转矩波动的阶次与频率，进而提出了试验测量动态、高阶转矩信号的转速判据。试验研究和理论研究表明：永磁同步电机的转矩具有明显的阶次波动特征，主要阶次有h-1、2（h-1）、6i+h-1、 6i-h+1阶（h∈N，且由变频器决定；i∈N）；h次时间谐波电流将单独引起h-1、2（h-1）阶的转矩波动，h次时间谐波电流、非正弦永磁磁场分布、开槽将共同引起6i+h-1、6i-h+1阶的转矩波动。
		2013 Vol. 32 (13): 81-87 [摘要] ( 513 ) HTML (0 KB) PDF (1343 KB) ( 470 )

	88	高雷诺数下圆柱顺流向和横向涡激振动分析
		>唐友刚樊娟娟张杰王丽元桂龙
		DOI:
		本文利用CFD方法，研究了较高雷诺数下圆柱流向与横向耦合涡激振动特性。利用FLUENT软件求解粘性Navier-Stokes方程、圆柱涡激振动的结构动力响应方程，运用动网格技术，实现流固耦合，对圆柱进行了单自由度和两自由度涡激振动的数值模拟，得到了雷诺数为范围内的圆柱涡激振动的升力系数、阻力系数、振幅比及频率比随约化速度变化的规律，捕捉到涡激流固耦合振动的“锁定”“相位开关”等现象，结果表明在此雷诺数范围内锁定区域对应的折减速度范围为Ur=3~7.5。对比单自由度及两自由度的模拟结果，表明在低质量比情况下，流向的振动会对横向振动产生影响。
		2013 Vol. 32 (13): 88-92 [摘要] ( 530 ) HTML (0 KB) PDF (1568 KB) ( 930 )

	93	复合材料雷达罩耐鸟撞和电磁性能综合优化设计
		>王富生;张钧然;刘洋;杜鹏飞;岳珠峰
		DOI:
		对蜂窝夹芯复合材料雷达罩进行耐鸟撞优化设计以及耐鸟撞和电磁性能综合优化设计，优化设计变量是雷达罩分段后的总厚度和比例等，耐撞性优化目标是最大限度的减小雷达罩的损伤面积和保护雷达罩内的设备安全，体现在数值计算中减小雷达罩的失效单元数和鸟体的剩余动能；耐鸟撞和电磁性能的综合优化目标除满足以上目标外，也要求使电磁参数指标达到最优。优化软件中集成了显式动力分析软件LS-DYNA和电磁分析软件FEKO，采用了适合于复合材料壳单元冲击损伤的Chang-Chang模型。某算例的优化结果表明：合理的优化设置可以实现蜂窝夹芯复合材料雷达罩的耐鸟撞和电磁性能优化要求，并提高工程设计效率。
		2013 Vol. 32 (13): 93-98 [摘要] ( 547 ) HTML (0 KB) PDF (2072 KB) ( 310 )

	99	一类二阶迟滞非线性控制系统简谐激励响应的IHB分析方法
		>熊蕊;刘向东;耿洁;卢国辉
		DOI:
		针对一类迟滞特性和线性特性可分离的二阶迟滞非线性控制系统，用Backlash神经网络模型逼近系统迟滞非线性部分，建立动力学模型，采用增量谐波平衡法（IHB法）求解该类含比例控制器的迟滞非线性闭环控制系统在简谐激励下的稳态周期解，并引入Floquet理论分析系统周期解的稳定性。通过Runge-Kutta数值积分法对近似迭代法的精确性进行了验证，最后分析了控制器参数对系统性能的影响。
		2013 Vol. 32 (13): 99-105 [摘要] ( 533 ) HTML (0 KB) PDF (1353 KB) ( 287 )

	106	基于模态柔度的有限元模型修正方法
		>魏锦辉;任伟新;万华平
		DOI:
		以各阶模态柔度矩阵中各元素相对变化作为指标，提出了基于模态柔度灵敏度解析表达式的有限元模型修正方法，推导了模态柔度灵敏度解析表达式，结构严谨，编程方便。以一平面简支梁为例，考虑运用不同的模态阶数、测点自由度及测试误差，利用Tikhonov正则化方法进行模型修正，通过多次模拟计算，分析了相关因素对模型修正结果的影响。实例计算表明，当噪声较小时，修正效果很好，但随着测试噪声水平的增加，修正结果稳定性变得相对较差；利用较高阶模态修正结果比利用较低阶模态修正后结果要好；同时测试自由度不完整性也是模型修正结果的不利因素。
		2013 Vol. 32 (13): 106-111 [摘要] ( 657 ) HTML (0 KB) PDF (1415 KB) ( 310 )

	112	壁面与自由液面联合作用下气泡动态特性实验研究
		>初文华;张阿漫;王诗平
		DOI:
		壁面与自由液面联合作用下，气泡的动态特性与单独一个边界条件作用时相比要复杂很多，难于从理论角度分析探讨。为深入探究壁面与自由液面联合作用下的气泡动态特性，采用安全性高且实验效果理想的200V直流电压电火花气泡发生装置生成气泡，依次改变气泡发生位置距壁面及自由液面的距离，同时采用高速运动分析系统对不同工况下的实验结果进行采集与分析，得到了壁面与自由液面联合作用下的气泡形态变化，同时通过对大量实验数据的总结归纳，得到壁面与自由液面联合作用对气泡脉动周期、迁移轨迹及气泡内射流方向的影响规律，从而为相关的理论与数值研究提供参考。
		2013 Vol. 32 (13): 112-117 [摘要] ( 506 ) HTML (0 KB) PDF (1900 KB) ( 380 )

	118	考虑啮入冲击作用下减速器的振动噪声分析
		>张金梅;刘更;周建星;佟瑞庭
		DOI:
		以单级圆柱齿轮减速器为研究对象，综合考虑齿轮啮合过程中轮齿时变啮合刚度、误差及啮入冲击的影响，建立了传动系统动力学模型。以轴承动载荷为激励，采用FEM/BEM方法计算了减速器振动辐射噪声，得到齿轮箱声场场点的噪声谱，分析了啮入冲击对减速器振动噪声的影响；阐述了箱体辐射噪声的影响因素，对多工况下齿轮箱振动噪声辐射进行了计算，得到了噪声辐射随齿形误差及负载的变化规律，为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。
		2013 Vol. 32 (13): 118-122 [摘要] ( 563 ) HTML (0 KB) PDF (1601 KB) ( 377 )

	123	以地震波作为激励信号校准拾振器灵敏度
		>匙庆磊杨巧玉安欣吴志新
		DOI:
		针对各种测振仪器的校准问题，以地震波作为校准激励信号，对振动比较法校准进行了研究。分析了校准的影响因素，对地震波复现进行了较为详细的研究，在中国地震局工程力学研究所振动计量开放实验室的水平向低频标准振动台上，利用选取的几组地震波实际进行了地震波复现实验，计算了地震波复现的相关系数，结果表明相关系数在0.95以上，较好的实现了地震波复现。最后利用几组不同的地震波作为激励对拾振器灵敏度进行了校准，并和激光绝对法校准结果进行了对比，两种方法获得的灵敏度结果一致性较好。该方法对未来地震仪器的校准提供了一种可供选择的途径。
		2013 Vol. 32 (13): 123-127 [摘要] ( 505 ) HTML (0 KB) PDF (919 KB) ( 464 )

	128	高速列车车轮磨耗引起的轮轨接触非对称问题研究
		>刘韦;马卫华;罗世辉;李晓龙
		DOI:
		高速列车在实际运行过程中，由于同一轮对左右车轮磨耗不均会引起轮轨的非对称接触，对车辆的动力学性能影响较大。本文对由于车轮磨耗引起的踏面外形变化对车轮运行的影响进行了的原理进行了简单的阐述，并结合实测的车轮踏面磨耗数据建立某型动车的动力学仿真模型，分析不同磨耗工况下车辆的动力学性能。分析结果表明，随着车轮踏面磨耗的加剧，车辆的稳定性、横向平稳性、脱轨系数、轮轴横向力、摩擦功率和轴箱处的横向加速度均有一定程度的恶化，而且磨耗越严重，恶化趋势越明显。
		2013 Vol. 32 (13): 128-132 [摘要] ( 469 ) HTML (0 KB) PDF (2837 KB) ( 275 )

	133	爆破拆除烟囱倒塌过程中风效应影响研究
		>张宪堂;;王兆东;王洪立;王来
		DOI:
		在烟囱爆破拆除倒塌过程中，不同形式的风可使烟囱产生顺风向效应及横风向效应。横风向效应又包括横风向旋涡脱落及共振效应、横风向空气动力失稳。烟囱在风的长期作用下会发生失稳倾斜。本文揭示了爆破拆除过程中烟囱由于风振影响而发生倾斜、失稳的机理，分析了不同风向的三类风效应对爆破拆除时烟囱倒塌方向发生偏移的影响。根据分析计算结果可得，纵向风振影响最为显著，静力风效应影响相对较小，横向风振产生影响随机性较强。同时作者得出了爆破拆除烟囱时考虑风效应影响需采取的相应技术手段和措施。
		2013 Vol. 32 (13): 133-136 [摘要] ( 482 ) HTML (0 KB) PDF (799 KB) ( 297 )

	137	Winkler地基上黏弹性输流管的参数共振稳定性
		>张计光;陈立群;钱跃竑
		DOI:
		本文研究了黏弹性输流管在Winkler地基上的横向振动。管道的黏弹性材料用Kelvin本构关系描述，在两端铰支边界条件下，对系统的控制方程应用直接多尺度法建立相应的可解性条件，得到了系统次谐波共振和组合共振的稳定性边界条件，考察了系统的各种参数如阻尼、脉动流速、质量比、弹性地基对稳定性边界条件的影响。
		2013 Vol. 32 (13): 137-141 [摘要] ( 533 ) HTML (0 KB) PDF (990 KB) ( 604 )

	142	外部流体作用下管道输送流固耦合效应偏移分析
		>周知进;阳宁;王钊;袁毅;罗柏文
		DOI:
		采用数值方法分析管道结构-外部流体相互耦合效应对管道输送过程中管道自由端偏移的影响。这次调查中管道结构-流体耦合效应被充分考虑，流体域与结构域通过拉格朗日-欧拉公式化来表述。以垂直悬臂提升管道为研究对象，应用有限元软件ADINA对其外部流体-管道结构进行流固耦合特性研究。研究结果表明：（1）管道上端不论是采取固接还是铰接支撑，外部流场以不同速度冲击管道时，整个管道偏移变化不明显，在同一流速下对管道偏移变化较为显著的地方集中在管道自由端，最大偏移则出现在自由端顶点处；（2）管道上端无论是固结还是铰接，随着管外流体速度增加，X方向最大偏移的增量总是小于Y方向最大偏移的增量；而X方向的最小偏移变化量则大于Y方向相应偏移；（3）同一流速冲击下，固结时Y方向的最小偏移略大于铰接时Y方向的最小偏移，且两者在外部流速为时出现极大值。
		2013 Vol. 32 (13): 142-146 [摘要] ( 475 ) HTML (0 KB) PDF (1532 KB) ( 286 )

	147	任意随机激励下结构随机振动分析的一种数值方法
		>宋向华;安伟光;蒋运华
		DOI:
		应用复化Cotes数值积分方法改进精细积分方法，建立一种新的高效的精细积分方法：C-PTSIM，并基于有限元理论讨论了此方法在任意随机激励下线性结构随机动力响应的应用。采用复化Cotes积分方法计算结构动力响应状态方程一般解的积分项，推导出随机激励下结构动力响应的显式表达式，利用一阶矩和二阶矩运算规律计算结构响应的均值和方差。C-PTSIM方法避免了精细积分过程中系数矩阵求逆问题，有效改善了精细积分在时间步长内载荷线性化假设带来的误差，在不改变时间步长时采用高次数复化积分时获得与更精细步长时同样精度的结果，表明该方法对时间步长的弱敏感性，并能节省大量的计算时间。基于此方法给出结构随机振动响应分析算例，并与其他方法对比，说明了该方法的高效率和高精度。
		2013 Vol. 32 (13): 147-152 [摘要] ( 515 ) HTML (0 KB) PDF (1200 KB) ( 400 )

	153	离心式压缩机密封动态特性分析及稳定性评价
		>宁喜王维民张娅吴炯杨佳丽
		DOI:
		稳定性问题是离心压缩机在向高端化方向发展过程中遇到的主要瓶颈，密封间隙内流体周向流动导致的压力在圆周方向不均匀分布是导致失稳的主要原因。采用数值模拟的方法预测密封的动力特性系数，有助于加强对密封机理的理解，实现密封结构的优化进而提高转子的稳定性和设计的可靠性。本文使用数值模拟的方法，首先基于ANSYS APDL语言，开发了参数化程序来构建迷宫密封、孔式阻尼密封及蜂窝密封的几何模型，采用ANSYS CFX软件，计算并比较三种密封的刚度及阻尼等动力学特性参数，研究结果表明孔式阻尼密封及蜂窝密封相对于迷宫密封可以提供更大的刚度和阻尼、且具有较好的密封特性。在此基础上，以孔式阻尼密封为对象，研究比较了不同孔间距，不同孔径的孔式阻尼密封，找到影响阻尼密封动力学参数的基本规律。最后以一台九级合成气压缩机转子为例，比较不同密封对转子稳定性的影响。CFD计算的结果预测了密封的动力特性以及密封结构参数对转子动力学特性的影响，可以指导密封的设计和压缩机改造，综合考虑性能和制造成本，实现优化设计。
		2013 Vol. 32 (13): 153-158 [摘要] ( 507 ) HTML (0 KB) PDF (2121 KB) ( 207 )

	159	钢箱梁爆炸冲击局部破坏的数值模拟
		>蒋志刚;朱新明;严波;姚术健
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		运用LS-DYNA非线性有限元软件，采用ALE多物质流-固耦合算法，研究了汽车炸弹（TNT当量100-500kg）桥面爆炸冲击作用下钢箱梁的局部破坏。结果表明，钢箱梁局部破坏模式有两种：（1）桥面板和底板均破口；（2）桥面板破口，底板产生局部塑性大变形。隔板的主要破坏模式为弯曲塑性大变形和破口。破坏参数随炸药当量的增加呈非线性增加。箱体内冲击波对底板、隔板的冲击作用相对较小，顶板破片的冲击作用是底板和隔板产生局部塑性大变形和破口的主要原因。
		2013 Vol. 32 (13): 159-164 [摘要] ( 535 ) HTML (0 KB) PDF (2763 KB) ( 344 )

	165	弯管转角对液压管道振动特性影响分析
		>付永领;荆慧强
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		飞行器液压管道的振动关系着飞行器管道系统的使用寿命及飞行安全,该振动主要由液压泵体振动、机身振动及管道与流体耦合振动三部分组成。前两种振动可以通过软管连接而得到较好的解决，最后一种振动则需要通过对管道系统进行优化设计来减弱。在管道与流体耦合振动中，管道转弯处又是耦合的敏感区域，应用有限单元法及计算流体动力学法对某型飞行器一典型的高压管段进行了数值液固耦合分析，探讨了在航空泵非定常流速下弯管转角对该管道振动特性的影响。分析结果表明，管道弯头的转角从降低到，其振动幅值降低了50%，振动峰峰值降低了68.29%，可见弯管转角对管道振动的影响需要在将来的设计中应给予足够的重视。
		2013 Vol. 32 (13): 165-169 [摘要] ( 414 ) HTML (0 KB) PDF (1436 KB) ( 774 )

	170	基于简化Jones-Harris方法的球轴承接触角研究
		>张学宁;韩勤锴;褚福磊
		DOI:
		作为球轴承重要的结构参数之一，接触角对轴承组件的载荷分布、运动关系、润滑、摩擦等都有重要的影响。将求解惯性力所涉及的变量耦合关系进行简化，提出了用于研究球轴承接触角特性的简化Jones-Harris方法(SJHM)，通过预先给定内圈偏转角，克服了直接迭代法难以考虑内圈偏转角对接触角影响规律的不足。以b218轴承为对象，验证了SJHM方法的有效性；在此基础上，分析了多种因素对接触角的影响规律。研究结果表明：相比陀螺力矩的影响，离心力对内、外接触角的影响更加显著；接触角对轴承内圈偏转角的变化非常敏感，内圈偏转角会使同一个滚动体的内、外接触角同时增大或减小。
		2013 Vol. 32 (13): 170-175 [摘要] ( 455 ) HTML (0 KB) PDF (1923 KB) ( 441 )

	176	基于结构-声耦合法的汽车镁质仪表板声贡献度分析及结构改进
		>张磊;郝志勇
		DOI:
		利用结构-声耦合法对仪表板进行声传递损失分析，与隔声实验对比验证了该方法的可靠性和方便性。与钢制仪表板进行隔声性能对比，证明镁质仪表板具有很好的隔声性能。建立仪表板声辐射模型，利用镁质仪表板对入射声场的响应，计算得到仪表板在驾驶室侧的辐射声场，找出辐射声压和声功率峰值频率。通过对声功率和透射声场声压最大处的声贡献度分析，确定了对隔声低谷影响最大的区域。针对该区域进行结构更改从而改变模态值，对其进行计算隔声量。结果表明，改进后的仪表板隔声低谷比改进前提升5dB，仪表板整体隔声性能提高。
		2013 Vol. 32 (13): 176-181 [摘要] ( 593 ) HTML (0 KB) PDF (2190 KB) ( 258 )

	182	弹载加速度记录仪在冲击环境下的失效研究
		>鲍爱达;陈员娥;李长龙;刘　俊;方　旭
		DOI:
		在弹体侵彻过程中，首先分析高g值冲击对弹载加速度记录仪的影响，得出应力波作用下加载到弹体内记录仪的加速度值，并研究了加速度记录仪壳体、缓冲材料及电路板的动态结构响应，进而提出可能出现的失效模式：壳体结构的失效、缓冲材料缓冲性能的不足、芯片与PCB板相对运动导致芯片的裂纹。针对各失效模式，利用ANSYS/LS-DYNA对记录仪各防护单元进行了数值模拟仿真，得出各防护单元失效的临界冲击加速度值: 电路板失效的临界冲击加速度为1.93×104g,当加载冲击加速度为1.63×105g时，壳体发生屈曲；增大冲击加速度至5.63×106g时，缓冲材料失效。经过实弹侵彻试验，得出记录仪在1.5×105g的冲击加速度下失效。该实验结果对后续弹体实际侵彻弹载记录仪的设计及优化提供数据支撑。
		2013 Vol. 32 (13): 182-186 [摘要] ( 474 ) HTML (0 KB) PDF (1825 KB) ( 399 )

	187	露天爆破振动对临近建筑的动力响应及降振措施研究
		> 谢承煜罗周全贾楠熊立新程贵海
		DOI:
		为有效解决露天采场中深孔爆破振动对临近建筑可能产生的破坏问题。首先采用爆破振动信号测试系统对露天石灰石采场爆破振动进行两次实时监测，并且对原爆破参数下监测的爆破振动数据进行一元线性回归分析，得出该采场爆破振动波传播衰减规律。同时运用动力有限元数值分析方法，探讨爆破荷载作用下采场中深孔爆破振动对临近建筑的动力响应，最后将动力响应数值分析结果与现场监测结果进行对比分析。研究表明：动力响应数值分析方法得出的爆破振动速度波形图与现场监测所得基本一致，爆破振动速度和加速度的动力响应数值分析结果在变化规律和趋势上基本相似，改变露天爆破的起爆顺序以及爆破方向，对于降低爆破振动可以起到良好的效果。
		2013 Vol. 32 (13): 187-193 [摘要] ( 479 ) HTML (0 KB) PDF (1882 KB) ( 621 )

	194	MTMDs控制高速铁路简支箱梁桥车致振动噪声的研究
		>张迅;李小珍;吴金峰;张志俊;李亚东
		DOI:
		轨道不平顺性激励引起桥梁结构振动，进而向空间辐射噪声。为了探明多重调谐质量阻尼器（MTMDs）对桥梁结构噪声的影响，选取32 m双线混凝土简支箱梁为研究对象，建立了移动集中力-桥梁-MTMDs耦合振动模型，根据桥梁的挠曲频响函数，求取了MTMDs的最优控制参数。在此基础上，采用瞬态有限元法和声学边界元法研究了不同数量调谐质量阻尼器对桥梁的减振、降噪效果。研究结果表明：MTMDs能有效控制桥梁的最大振动响应；由于MTMDs仅对一阶竖弯频率处的结构振动控制有效，使得其对结构噪声的控制效果不甚明显，对近轨侧25 m处声场的平均降噪效果约0.5 dB。
		2013 Vol. 32 (13): 194-200 [摘要] ( 544 ) HTML (0 KB) PDF (3402 KB) ( 253 )

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