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2013年 32卷 10期
刊出日期:2013-05-25
论文
 
       论文
1 基于摄动法的多条裂纹欧拉梁特征模态分析
>郭智刚;孙智
DOI:

本文基于摄动理论推导了带多条开口裂纹的欧拉梁的特征模态参数的理论计算公式。文中采用最直接的方式将梁开口裂纹模拟成梁微段内的横截面折减并用 函数表达了带开口裂纹的梁沿轴线的截面惯矩和线质量等物理参数。基于此,建立了裂纹梁动力微分方程,并采用一阶摄动理论推导得到了梁的模态频率和振型计算公式。简支梁及悬臂梁算例研究表明,该方法具有很好的精度,与有限元模拟结果及实验结果都能很好地吻合。本文并采用此方法分析了裂纹深度和位置对带多条开口裂纹梁的特征模态参数的影响。结果表明,裂纹对各阶模态频率虽然影响有限,但其引起的各阶频率变化有着明显的模式,可用于结构损伤定位;裂纹对模态振型影响不明显,但对模态曲率影响比较大,可用于结构损伤位置和程度的诊断。

2013 Vol. 32 (10): 1-6 [摘要] ( 663 ) HTML (0 KB)  PDF (2473 KB)  ( 486 )
7 液压打桩锤大流量缓冲装置的建模与分析
>胡均平;刘坤;郭勇;李亮红;王亚辉
DOI:
大流量缓冲装置对液压打桩锤延长使用寿命,提高环保性能等方面均有很大作用。在分析液压打桩锤使用的大流量缓冲装置的结构和工作原理的基础上,考虑温度影响,结合热力学和流体动力学理论建立了大流量缓冲装置的动态数学模型。采用Simulink对该模型进行了仿真分析,得到了阻尼孔直径,缓冲腔内径和溢流阀最高设定压力对缓冲装置的性能影响规律,给液压打桩锤大流量缓冲装置的设计和优化提供了理论依据。
2013 Vol. 32 (10): 7-11 [摘要] ( 565 ) HTML (0 KB)  PDF (2138 KB)  ( 336 )
12 下击暴流空间相关性风场模拟
>张文福;谢丹 刘迎春;计静;
DOI:
考虑时间衰减性研究了下击暴流平均风速与空间观测点位置的关系,并给出了空间中四个点的平均风速随时间的分布情况。在确定性-随机性混合模型的基础上,利用Wood竖向风剖面模型和Holmes水平径向风剖面模型模拟出空间七点处的平均风速,并采用AR模型生成具有时间相关性和空间相关性的脉动风速,从而获得下击暴流空间相关性风场。通过脉动风相关函数及功率谱的对比表明,本文方法具有较高的精度。
2013 Vol. 32 (10): 12-16 [摘要] ( 481 ) HTML (0 KB)  PDF (2523 KB)  ( 359 )
17 非线性弹性地基上悬臂输流管的受迫振动
>张紫龙 唐敏 倪樵
DOI:
本文综合考虑地基的剪切效应、非线性刚度和粘滞阻尼的影响,建立了非线性Pasternak地基上输流管的运动控制方程。基于Galerkin法研究了基础激励作用下非线性弹性地基上悬臂输流管的非线性动力学行为,着重讨论了基础激励和地基剪切刚度对系统动力学特性的影响。结果表明:系统在基础激励作用下具有非常复杂的动态响应,包括多种形式的周期、概周期和混沌运动;地基的剪切刚度对系统的动态特性有重要影响,随着地基剪切刚度的增大,在基础激励参数区域内系统的概周期和混沌运动窗口逐渐减小,当地基剪切刚度足够大时,系统将始终处于周期运动状态。
2013 Vol. 32 (10): 17-21 [摘要] ( 476 ) HTML (0 KB)  PDF (1725 KB)  ( 352 )
22 典型钝体断面大攻角下的颤振自激力特性
>刘慕广;陈政清
DOI:
基于三自由度强迫振动装置,真实模拟了实际结构大攻角下的弯曲振动形态,并以矩形和H型截面为研究对象,对比分析了竖向振动方式对H1*、H4*、A1*、A4*等4个气动导数的影响。试验研究发现,弯曲振动形态对H1*、H4*、A1*三个气动导数存在明显影响,对导数A4*影响较小,且对气动导数的影响程度与风攻角和截面形式有关;不过,振动形态不影响各导数随无量纲风速的变化规律。分析表明,大攻角下采取与实际结构一致的竖弯振动方式来识别气动导数是完全必要的。
2013 Vol. 32 (10): 22-25 [摘要] ( 477 ) HTML (0 KB)  PDF (1422 KB)  ( 254 )
26 水下混沌背景中的瞬态声信号检测法研究
>杨德森;肖笛;张揽月
DOI:
水下瞬态声信号中蕴含着目标的特征信息,但其突发性强、持续时间短致使检测难度很大。为解决瞬态信号检测的问题,提出了混沌背景中瞬态冲击信号的RBF神经网络检测法。建立了混沌背景噪声的一步预测模型,通过预测误差的变化来检测瞬态信号。分别以Lorenz系统和Logistic系统作为混沌背景噪声进行了仿真,证明检测方法的有效性,并在Lorenz系统背景检测中加入白噪声来检验该方法抗白噪声干扰的能力,结果表明该方法对白噪声敏感;在理论研究的基础上通过对外场试验数据的处理验证了该方法的有效性,并在实际测量数据中加入混沌背景噪声,通过改变信噪比检验了该方法在不同信噪比情况下的性能。
2013 Vol. 32 (10): 26-30 [摘要] ( 468 ) HTML (0 KB)  PDF (1981 KB)  ( 343 )
31 采用电磁分支电路阻尼吸振器的游艇减揺技术
>李培超 谢石林 严博 陈超核 张希农
DOI:
游艇横摇严重影响船舶的稳定性和安全性,同时也降低了乘坐的舒适性,因此对船体进行减摇控制历来受到设计与研究人员的广泛关注。传统的减摇方式如减摇鳍等难以在复杂的航行条件下得到满意的稳定控制效果。本文尝试将电磁分支电路阻尼动力吸振器应用于游艇的减摇控制中,以改进船舶的稳定性与安全性。建立了游艇与电磁分支电路阻尼吸振器的耦合动力学模型,采用微粒群优化算法对电磁分支电路阻尼吸振器的工作参数进行了优化设计。基于优化得到的参数进行了游艇减摇仿真分析,结果表明电磁分支电路阻尼吸振器能够获得较好的减摇效果。
2013 Vol. 32 (10): 31-35 [摘要] ( 484 ) HTML (0 KB)  PDF (1070 KB)  ( 299 )
36 基于长周期地震动记录的SDOF体系能量谱探讨
>陈清军 袁伟泽
DOI:
为分析长周期地震动作用下结构的能量反应谱及其影响因素,本文从1985年墨西哥8.1级地震、1999年台湾集集7.6级地震和2003年日本十胜冲8.0级地震记录库中,选取了36条具有可靠长周期信息的强震记录,以此作为输入,采用能量谱面积归一的方法,首先对单自由度体系的弹性能量谱进行了分析,建议了适用于长周期地震动的简化三段式输入能量谱。在此基础上,讨论了延性系数、阻尼比对弹塑性能量谱的影响;给出了通过调整长周期地震动弹性能量谱参数来确定长周期地震动弹塑性能量谱的方法,并与长周期地震动弹塑性能量谱的拟合结果进行了比较,验证了上述方法的可行性。最后,通过分析长周期地震动累积滞回耗能与弹塑性输入能量之间的比值关系,给出了长周期地震动累积滞回耗能比值谱的计算公式。
2013 Vol. 32 (10): 36-42 [摘要] ( 465 ) HTML (0 KB)  PDF (1949 KB)  ( 500 )
43 钢框架平端板连接组合节点弯矩-转角关系
>王文达;史艳莉;文天鹏
DOI:
端板连接节点是多高层钢框架结构体系中经常采用的梁柱连接形式,当考虑现浇钢筋混凝土楼板的作用并有足够的抗剪连接件时则形成了端板连接组合节点,楼板对组合节点承载力和刚度都有贡献。基于ABAQUS软件建立了考虑楼板组合作用影响的端板连接梁柱组合节点的三维有限元数值分析模型,并分别用有关研究者完成的无楼板钢框架端板节点及考虑楼板作用的组合节点的试验结果对理论模型进行了验证,总体上数值模拟结果和试验结果吻合良好。基于该数值模型进行了平端板连接组合节点力学性能影响因素的参数分析,探讨了楼板、柱腹板加劲肋、楼板配筋率、端板厚度、梁截面高度等参数对组合节点力学性能的影响,在此基础上对欧洲规范建议的弯矩-转角关系模型进行了必要修正,最终提出了可反映楼板作用的平端板连接组合节点弯矩-转角关系实用模型。本文模型计算结果与有限元结果吻合良好,可为进一步研究该类节点的设计方法提供参考。
2013 Vol. 32 (10): 43-49 [摘要] ( 583 ) HTML (0 KB)  PDF (1898 KB)  ( 277 )
50 飞机T型尾翼跨音速颤振特性研究
>杨飞;杨智春
DOI:
由于飞机T型尾翼的结构与气动布局特点,T型尾翼颤振计算不能套用常规尾翼的分析方法,而需要考虑平尾面内运动以及静升力等因素的影响。而跨音速空气压缩性效应和非定常气动力计算的不准确性,使得T型尾翼跨音速颤振计算更加困难,准确性较低。因此,需要采用试验为主计算为辅的方法来研究飞机T型尾翼跨音速颤振特性。针对某T型尾翼结构,用ZAERO软件等价片条势流跨音速颤振(ZTAIC)方法计算T型尾翼跨音速颤振特性,研究了马赫数、风洞气流密度和平尾迎角对T型尾翼颤振特性的影响。通过升力系数斜率空气压缩性修正计算方法和跨音速颤振模型风洞试验方法得到了飞机T型尾翼的跨音速颤振的凹坑曲线和空气压缩性特性,两种方法得到结果一致。
2013 Vol. 32 (10): 50-54 [摘要] ( 528 ) HTML (0 KB)  PDF (1677 KB)  ( 580 )
55 平板耦合颤振过程中气动能量转换特性
>刘祖军;杨詠昕 葛耀君
DOI:
基于分步分析思路对耦合颤振运动方程进行解耦, 通过引入考虑阻尼影响的初始运动方程,建立了结构—气流系统颤振能量机理的分析框架. 结合平板风洞试验研究了颤振发生过程中系统内主要气动能量的变化规律.研究结果表明在平板耦合颤振过程中联合气动导数数 建立了能量在两个自由度上传递的途径,并且在颤振发生过程中由于扭转振动和竖向振动的相位差逐渐减小,使得该联合气动导数对系统的输能能力不断增强。扭转气动阻尼是系统的主要耗能项,并且耗能能力与导数 的数值密切相关而与相位差没有关系。扭转气动刚度在一个振动周期内对系统能量几乎没有贡献,对耦合颤振的影响很小。
2013 Vol. 32 (10): 55-61 [摘要] ( 576 ) HTML (0 KB)  PDF (2003 KB)  ( 188 )
62 直升机旋翼桨叶鸟撞动态响应计算
>林长亮 王益锋 王浩文 陈仁良尚晓冬
DOI:
基于旋翼综合气弹分析程序,求解出直升机旋翼桨叶在飞行过程中的稳态响应。以此作为鸟体撞击桨叶的初始状态,采用非线性流-固耦合算法,建立了直升机旋翼桨叶鸟撞动力学方程,利用直接数值积分方法求解桨叶的动态响应。并讨论了鸟体速度,质量,撞击位置、桨叶根部约束、离心力等参数对桨叶动态响应的影响,从而为直升机桨叶抗鸟撞设计提供一些理论依据。
2013 Vol. 32 (10): 62-68 [摘要] ( 490 ) HTML (0 KB)  PDF (2124 KB)  ( 550 )
69 重载列车动力学数值模拟
>孙树磊;李 芾;黄运华;丁军君&#;
DOI:
为研究列车纵向冲击对车辆运行安全性的影响,首先对缓冲器动力学模型进行了修正,并利用单自由度车辆冲击对缓冲器特性予以验证;然后采用联合模型法和混合模型法,计算了车辆通过曲线时紧急制动工况下车辆的轮轨横向力和脱轨系数,并与独立模型进行对比。计算结果表明:修正后的缓冲器动力学模型能较好的模拟缓冲器的特性曲线;车辆通过曲线时制动力产生的纵向冲动,导致车辆的曲线通过性能和列车运行安全性降低,在车辆系统动力学分析中应考虑车钩力的影响;联合模型中由于车钩采取固定偏转角,导致其计算结果偏小;混合模型中的车钩偏转角随列车运行是动态变化的,因此混合模型更接近实际运行工况。
2013 Vol. 32 (10): 69-73 [摘要] ( 516 ) HTML (0 KB)  PDF (1991 KB)  ( 432 )
74 空冷风机系统运行时竖向扰力试验研究
>屈铁军 ;王献云;张梅
DOI:
为了研究直接空冷系统的风机运行时对风机桥架产生的扰力,设计制作了1:1试验模型,选择3种工况进行试验,运用无线测量技术对风机运行时风机轴的应变及转速进行了测试,通过应变分离技术确定了由转子质量偏心引起的扰力、由扇叶竖向振动引起的弯矩、由驱动风机旋转引起的扭矩、由空气反作用引起的竖向扰力,分析了不同工况、不同转速、不同扇叶数量等条件下四种扰力的特性。本文的试验结果可供从事空冷风机桥架及其支撑结构设计的人员参考。
2013 Vol. 32 (10): 74-79 [摘要] ( 435 ) HTML (0 KB)  PDF (1988 KB)  ( 240 )
80 上海环球金融中心结构模态测试
>韦晓 郭迅
DOI:

上海环球金融中心作为巨型柱、巨型斜撑、带状桁架以及核心筒构成的三维巨型框架-筒形式的钢与混凝土混合结构,系目前我国大陆最高的超高层建筑,结构材料和形式有大胆创新。结构模态系衡量结构分析结果可靠性的重要参数,本文通过合理选择传感器和数据采集器,克服了长周期、信号弱的困难,经现场测试得到了结构双向平动和扭转振动频率和振型。这些信息可以作为结构设计人员确认或改进设计阶段结构分析结果的依据,也可作为设计类似超高层建筑时估计地震和风荷载的参考。

2013 Vol. 32 (10): 80-83 [摘要] ( 588 ) HTML (0 KB)  PDF (1903 KB)  ( 340 )
84 非线性转子的反向全周碰摩响应
>张华彪;陈予恕
DOI:
本文对一个具有非线性刚度的单盘转子的反向全周碰摩进行研究。通过数值计算和已有实验结果的比较说明在反向全周碰摩研究中考虑转轴的非线性刚度是有必要的;采用平均法求得了系统反向全周碰摩的解析解,判断了解的稳定性,研究表明非线性转子系统既存在摩擦力方向改变引起的反向全周碰摩,同时转轴的非线性刚度和干摩擦共同作用也可以导致转子的反向全周碰摩,且这种反向全周碰摩运动是稳定的周期运动;讨论了系统参数对反向全周碰摩振幅、频率及其存在性的影响。本文的研究结论为转子系统的设计提供了一定的理论支持。
2013 Vol. 32 (10): 84-90 [摘要] ( 487 ) HTML (0 KB)  PDF (2769 KB)  ( 341 )
91 中间索面斜拉桥并列拉索尾流驰振数值研究
>马如进 ;倪美娟
DOI:
针对中间索面斜拉桥并列拉索的尾流驰振,本文在驰振基本理论的基础上结合大涡数值模拟方法进行了数值研究。研究首先回顾了驰振的基本理论,进一步利用大涡数值风洞模拟方法获得了横风下并列拉索的静风荷载系数,并分析了不同风攻角时上游索对下游索三分力系数的影响。在驰振判别原则的基础之上开展并列拉索尾流驰振的判别方法和发生风速的研究。结果表明上游拉索不会发现驰振失稳,下游拉索则发生驰振失稳的可能性很高,同时提高拉索结构阻尼比或者改变拉索局部振动频率均能有效地提高尾流驰振发生风速。论文最后建议并列拉索采用连接器相连的措施以提高拉索局部振动的频率,该措施可以极大地提高拉索尾流驰振稳定性。
2013 Vol. 32 (10): 91-94 [摘要] ( 555 ) HTML (0 KB)  PDF (1189 KB)  ( 254 )
95 覆冰导线气动特性及驰振风洞试验
>张宏雁 严波 刘小会 胡景 周松
DOI:
利用风洞试验测量新月形和扇形覆冰导线在不同风速下的气动力特性,得到其阻力系数、升力系数和扭矩系数随风攻角的变化规律,结果表明在测试的风速范围内气动系数受风速的影响很小。在风洞中实现了覆冰导线节段模型的驰振模拟,得到不同风速下导线节段模型的驰振响应。进而用舞动数值模拟方法模拟驰振试验,得到与风洞试验一致的结果,验证了舞动数值模拟方法的正确性。试验结果为覆冰导线舞动研究提供了重要的参考数据。
2013 Vol. 32 (10): 95-99 [摘要] ( 469 ) HTML (0 KB)  PDF (3095 KB)  ( 281 )
100 南海内孤立波作用下顶张力立管极值响应研究
>张莉 郭海燕 李效民
DOI:
内孤立波能够引起强剪切流和巨大的冲击荷载,对海洋平台和海洋立管等海上结构物会构成危险,而关于内孤立波对海洋立管作用的研究很少。本文根据描述内孤立波的KdV-mKdV方程,结合改进的Morison公式,采用有限单元法在时域内对内孤立波作用下顶张力立管的极值响应进行了数值模拟,并就内波振幅、立管内流、顶张力、弹性模量和壁厚的变化对极值响应的影响进行了探讨。结果表明,内孤立波会引起立管较大的极值响应,在立管的分析计算中应该加以考虑。
2013 Vol. 32 (10): 100-104 [摘要] ( 478 ) HTML (0 KB)  PDF (1462 KB)  ( 362 )
105 多次切割电极丝在流体中动态特性研究
>范圣耀;张秋菊;陈海卫
DOI:
为了研究多次切割电极丝的动态特性,首先对电极丝在电介质流体中的受力情况进行了分析,建立起多次切割电极丝的空间力学模型,并通过加入电极丝平面振动引起的附加轴向力,建立了流固耦合非线性平面振动模型,然后采用四阶Runge-Kutta法求解出电极丝中心质点的运动轨迹。在此基础上,分析出单边放电导致电极丝振动偏移是造成实际修正量减小的直接原因。根据Einstein两相流体粘度理论,得到了废屑粒子容积浓度和两相流体阻力系数之间关系。数值计算结果显示,电介质流体速度对电极丝动态影响显著,甚至会出现颤振失稳现象。最后讨论了各参数对加工精度的影响机理。
2013 Vol. 32 (10): 105-110 [摘要] ( 451 ) HTML (0 KB)  PDF (1824 KB)  ( 457 )
111 网壳结构冲击响应分析方法及抗冲击特性研究
>王多智;范峰;支旭东;戴君武;曹正罡;杜修力
DOI:
在明确网壳结构冲击响应关键问题的基础上,提出了实用有效的网壳结构冲击响应分析方法,包括网壳结构冲击响应的特征指标(荷载作用与特征响应)、冲击响应的分析流程与计算模型三部分。并应用此方法对典型网壳(Kiewitt-8型单层球面网壳)的冲击响应特性进行研究,分析了荷载作用特点、主要节点的速度与位移变化规律、主要杆件的应力变化规律及网壳结构的能量变化特征;结果表明网壳的荷载作用是短时超强的半正弦脉冲;响应特点是在冲击瞬间冲击区局部响应骤增,并逐渐向支座方向传播,从冲击区到支座,结构局部响应依次达到极值,此外,冲击区破坏将导致速度与能量时程曲线突变。上述成果为网壳结构抗冲击研究奠定了基础,也为其他大型结构抗冲击研究提供借鉴。
2013 Vol. 32 (10): 111-117 [摘要] ( 614 ) HTML (0 KB)  PDF (1907 KB)  ( 623 )
118 基于附加虚拟支座的结构损伤识别方法
>侯吉林;欧进萍;&#;ukasz Jankowski
DOI:
本文针对土木工程中实测模态相对较少,很难进行大型结构的损伤识别的困难,提出附加虚拟支座的损伤识别方法。该方法利用约束子结构方法在结构上附加虚拟支座来增加结构形式的方法,增加识别模态的数量,从而实现结构的准确损伤识别。约束子结构方法的基本思想是通过响应的卷积组合为零将传感器转化为虚拟支座。将附加虚拟支座后的结构定义为虚拟结构,每个虚拟支座对应一个虚拟结构,那么在结构上不同位置附加虚拟支座,则可以获得多个虚拟结构的模态;联合所有虚拟结构和对应的频率即可准确快速的识别出整体结构的损伤。最后通过三层空间框架模型验证方法的有效性。
2013 Vol. 32 (10): 118-123 [摘要] ( 589 ) HTML (0 KB)  PDF (2450 KB)  ( 206 )
124 新一代冲击加速度国家基准装置的研究与建立
>于梅;胡红波;左爱斌;杨丽峰;刘爱东
DOI:

研究建立的新一代冲击加速度国家基准装置,在冲击加速度峰值(20~1000000)m/s2和脉冲持续时间(20200)μs范围内,实现了加速度计冲击灵敏度激光干涉法的高精度校准。介绍了装置的结构组成和解决的关键技术问题,描述了中小冲击装置加速度峰值和脉冲持续时间的控制功能,给出了装置的主要技术指标和实验数据。新一代冲击加速度基准装置可以解决国民经济各领域对冲击计量提出的宽量程、高准确度的量值溯源需求问题。

2013 Vol. 32 (10): 124-129 [摘要] ( 452 ) HTML (0 KB)  PDF (1679 KB)  ( 643 )
130 基于波叠加方法的水下声源辐射声场预报及实验研究
>孙超 ;何元安;商德江;尚大晶;刘月婵;张若愚
DOI:
根据基于波叠加方法的声全息技术研究了水下声源的辐射声场预报问题,通过水听器阵列测得的复声压预报三维空间声场的声特性。数值仿真分析了一有限长圆柱壳模型在不同频率力激励作用下的声场预报精度,发现测量阵列尺寸与结构尺寸相近即可准确预测声场。水池和湖上实验分别对柱形换能器声源和加肋双层圆柱壳受激辐射声场进行了预测并和实测值进行了对比,结果表明该方法是一种稳健有效的声场预报方法。不同频率下,二者误差一般在3dB以内,能够满足工程需要。为实际水下大型结构的空间声场预报和降噪性能预估提供了工程参考。
2013 Vol. 32 (10): 130-135 [摘要] ( 461 ) HTML (0 KB)  PDF (3052 KB)  ( 230 )
136 脉冲噪声环境中基于FLOWVD的机械设备故障时频监测方法
>陈志新
DOI:
研究了一种在 稳定分布下应用的改进的Wigner-Ville分布(WVD)——分数低阶Wigner-Ville分布(FLOWVD),并提出一种在脉冲噪声环境中基于FLOWVD的机械设备故障时频监测方法。仿真信号和实际信号的研究表明:FLOWVD是一种比WVD抗噪能力更强、更具有实际应用价值、应用更加广泛的时频分析工具。同时指出:机械设备运行现场的振动信号的统计分布特性有些服从分数低阶 稳定分布。
2013 Vol. 32 (10): 136-140 [摘要] ( 445 ) HTML (0 KB)  PDF (1923 KB)  ( 210 )
141 基于径向基函数的高效网格变形算法研究
>谢亮;徐敏;张斌;安效民
DOI:
在流固耦合时域仿真与气动外形优化中,网格变形技术得到了普遍应用。基于径向基函数的网格变形技术以其诸多优良的特性,在近年来得到了广泛的关注。其基本原理是采用物面网格节点的位移构造一个径向基函数序列,再利用此序列将物面的位移光滑的插值到空间网格上。其计算耗时与物面插值节点数与空间等插值节点数的乘积成正比,为了减少其计算量,目前多数文献集中于使用数据精简算法减少物面插值节点数。本文通过引入子空间逐级逼近思想,构造了一种精简空间待插值节点数的方案,该方案主要思想是采用多次插值,每一次插值的对象为上一次插值在物面产生的误差,并且通过限制每一次插值的插值区域来实现减缩空间节点的目的。计算结果表明此方案可以支持大变形运动,同时显著的减少了计算时间。
2013 Vol. 32 (10): 141-145 [摘要] ( 468 ) HTML (0 KB)  PDF (1287 KB)  ( 360 )
146 初应力对压电薄膜体声波谐振器厚度拉伸模态谐振特性的影响
>黄德进;王骥;罗昕逸
DOI:

本文研究了初应力对压电薄膜体声波谐振器(FBAR)厚度拉伸模态谐振特性的影响。利用含初应力压电材料的压电弹性基本方程,推导出理想FBAR在正弦激励电压作用下的振动方程。然后根据边界条件,求出问题的解。得到了串联和并联谐振频率,并给出了具体的数值算例,讨论了初应力对谐振频率、带宽和有效机电耦合系数的影响。所得结果对于提高和改善FBAR的性能有参考意义。

2013 Vol. 32 (10): 146-148 [摘要] ( 468 ) HTML (0 KB)  PDF (1055 KB)  ( 283 )
149 花岗岩隧道地震响应机理及减震技术探析
>陈庆;郑颖人;陈剑杰
DOI:
利用FLAC3D软件对花岗岩隧道的地震响应机理及泡沫混凝土减震层的减震效果进行了分析。通过对比塑性区范围、围岩应力场分布、应变增量以及衬砌结构内力等指标,得出了一些有益的结论:泡沫混凝土减震层能有效降低围岩中的最大主应力,并改善岩体中的应力场分布,使最大主应力出现的部位远离隧道临空面;其次,减震层还大幅降低了衬砌结构的轴力。该结论可为花岗岩隧道抗震设计提供一定的参考。
2013 Vol. 32 (10): 149-156 [摘要] ( 466 ) HTML (0 KB)  PDF (3194 KB)  ( 280 )
157 一种局域共振型角式声子晶体梁
>舒海生;郜冶;张法;高恩武;李世丹;董立强
DOI:
局域共振型声子晶体梁具有纵向振动带隙和横向振动带隙,一般而言,前者频率范围很窄而且衰减量极小,后者频率范围很宽并且衰减很强,二者往往不在同一频带,因此很难满足同一频带内的多维减振要求。针对这一问题,为充分利用横向振动带隙的宽频带强衰减特性,提出了一种局域共振型角式声子晶体梁,采用传递矩阵法进行了理论分析和数值求解,并进一步在有限元软件中做了仿真验证,结果表明该角梁能够通过纵波与横波的转换,使得三个自由度上的振动均能在同一频带内得到有效的衰减,从而一方面满足了工程上的多维减振需求,另一方面也拓展了声子晶体减振应用场合。
2013 Vol. 32 (10): 157-161 [摘要] ( 468 ) HTML (0 KB)  PDF (2090 KB)  ( 192 )
162 热声激励下金属薄壁结构的随机疲劳寿命估算
>沙云东;魏静;高志军;钟皓杰
DOI:
金属薄壁结构在热声载荷作用下会发生复杂的大挠度非线性响应,结构内部快速变化的复杂应力严重降低了结构的疲劳寿命。在结构热声激振非线性响应分析基础上,采用雨流循环计数法对应力响应时间历程进行疲劳循环计数,通过Morrow TFS,SWT平均应力模型将疲劳循环进行零均值等效处理,结合Miner线性损伤累积理论,计算结构的热声疲劳寿命。以2024-T3型铝合金薄板为研究对象,计算得到了屈曲前后四种温度条件有限带宽高斯白噪声载荷作用下的非线性动态响应,并估算了疲劳寿命。分析结果表明,屈曲前结构的疲劳寿命随着温度升高下降,屈曲后结构持续跳变时的疲劳寿命持续下降直至最低,结构进入间歇跳变区域后疲劳寿命上升,结构热声疲劳寿命与非线性响应特征具有特定的对应关系。
2013 Vol. 32 (10): 162-166 [摘要] ( 561 ) HTML (0 KB)  PDF (2094 KB)  ( 415 )
167 超高层建筑风荷载和效应控制的研究及应用进展
>黄 剑;顾 明
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随着建筑高度的增加,结构的风荷载和风致效应更加显著,成为影响超高层建筑安全性、居住者舒适度、建筑结构造价的主要因素之一,所以对超高层建筑风荷载和效应的控制尤为重要。控制超高层建筑风荷载和效应常用的方法主要有空气动力学措施(简称气动措施)和安装辅助阻尼系统。本文总结了各种气动措施对超高层建筑横风向、顺风向、扭转方向荷载和效应控制以及局部风压控制的研究现状,简要介绍辅助阻尼系统控制高层建筑风致振动的研究现状,给出了气动措施和辅助阻尼系统措施在典型超高层建筑的风荷载和效应控制的实例,最后提出了今后相关研究中值得关注的问题。
2013 Vol. 32 (10): 167-174 [摘要] ( 590 ) HTML (0 KB)  PDF (859 KB)  ( 302 )
175 基于模式搜索算法的结构被动控制系统参数优化研究
>徐庆阳;李爱群;丁幼亮;胡灿阳
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提出减震结构被动控制系统优化分析数学模型,结合优化模型特点与主要优化算法的数学原理,选取模式搜索算法进行结构减震被动控制系统参数优化分析。通过编制目标函数程序,实现了Matlab模式搜索工具箱与Ansys减震模型的接口。多峰值函数的极值求解过程印证了模式搜索工具箱在解决该类优化问题时的有效性,而框架减震模型参数优化分析过程表明了优化程序的可行性以及优化结果的准确性,最终不同地震波下的优化分析结果证明了优化程序在减震结构参数优化中的稳定性。
2013 Vol. 32 (10): 175-180 [摘要] ( 591 ) HTML (0 KB)  PDF (2225 KB)  ( 452 )
181 基于希尔伯特变换的非平稳调幅信号解调
>胡异丁;任伟新;杨栋;李苗
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非平稳信号泛指具有时变能量谱的确定性信号和具有时变功率谱的随机信号。幅度调制是非平稳性的一种表现形式。调幅信号分析主要任务之一是提取幅度随时间变化的规律。在希尔伯特变换平方解调方法的基础上,提出了利用适用于非平稳信号的希尔伯特变换低通滤波器,提取调幅信号的包络,实现非平稳调幅信号的分解。数值算例验证了方法的有效性。

2013 Vol. 32 (10): 181-183 [摘要] ( 535 ) HTML (0 KB)  PDF (1047 KB)  ( 565 )
184 遮挡山体对输电塔线体系风振疲劳的影响
>张春涛 李正良; 范文亮; 汪之松; 孙毅
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山地地形中遮挡山体使风场更加复杂,对结构的风致响应也造成了较大影响。为此,本文首先基于风洞试验研究了遮挡山体的不同坡度、高度以及间距对受扰山体风场特性的影响,通过对13种工况中受扰山体的山顶和背风面加速比的变化情况进行分析,得到了遮挡山体对风场的影响规律。然后,根据风向风速实测数据计算出风向风速联合分布的统计概率,结合时域和频域疲劳累积损伤理论,提出了输电塔线体系风振疲劳的建议算法。最后,基于试验数据及统计概率对某特高压输电塔线体系在各工况的风场条件下分别进行了风振疲劳分析,结果表明:输电塔疲劳寿命随遮挡山体坡度呈先增后减的复杂变化趋势,山体背风面山脚疲劳寿命最短;坡度相同而高度不同的遮挡山体未对输电塔疲劳寿命造成明显变化;遮挡山体间距较小时输电塔疲劳寿命最短,但随着遮挡间距增加受扰山体风场逐渐趋于稳定,疲劳寿命随之延长。
2013 Vol. 32 (10): 184-191 [摘要] ( 522 ) HTML (0 KB)  PDF (1982 KB)  ( 263 )
192 合金棒材轧机齿轮箱的振动研究
>魏 立 群; 瞿 志 豪; 陈 汉 辉;张 杏 耀
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宝钢股份特钢分公司合金棒材生产线在节能轧制过程中(低于正常轧制温度80~150℃),因H5轧机齿轮箱出现异常振动而影响降温轧制工艺的实施。本文通过对H5轧机齿轮箱振动特性的实测诊断,结合有限元计算分析确定了齿轮箱发生异常振动的原因,并提出通过齿轮箱箱体加筋提高刚度以抑制其振动的措施。现场使用表明,H5轧机齿轮箱箱体加筋后,其异常振动得到有效抑制,确保了该节能降耗轧制工艺的实现。
2013 Vol. 32 (10): 192-197 [摘要] ( 446 ) HTML (0 KB)  PDF (3203 KB)  ( 305 )
198 基于动力学及切削特性耦合的数控机床结构设计
>杨毅青 刘强 申江丽 田恺
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切削性能是评价数控机床好坏的重要指标之一,在结构设计阶段必须加以考虑。以提高实验室自主研发的立卧转换四轴联动数控机床的切削性能为目的,研究基于动力学特性与切削特性耦合的机床结构设计优化方法。首先结合切削加工中的颤振稳定域理论,通过实验获取机床刀尖频响函数和切削力系数,预测切削加工时的三维颤振稳定域图(主轴转速-切宽-切深)及颤振频率图(主轴转速-切宽-频率)。其次采用实验模态技术对整机进行结构动力学测试及分析,在获取可视化振型的基础上,分析引起机床发生颤振,并导致切削性能降低的结构设计上的缺陷。在此基础上,改进主轴头结构并比较刀尖频响函数,结果表明系统动刚度约增加28.2%,机床抵抗切削颤振的能力得到明显加强。
2013 Vol. 32 (10): 198-202 [摘要] ( 596 ) HTML (0 KB)  PDF (2176 KB)  ( 383 )
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