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2012年 31卷 3期
刊出日期:2012-02-15
论文
 
       论文
1 环境激励下二滩拱坝拍振机理的研究
>练继建;李成业;刘 昉;宋明富
DOI:
在二滩拱坝泄洪振动时程曲线中,可以看到波形的包络线随时间增大或减小的现象,波形非常像振动中的“拍”现象。通过对原型观测数据的分析,研究二滩拱坝拍振机理。首先引入自然界中“拍”的概念,论述了初相差、频率比和振幅比对“拍”的影响以及多列波合成拍的特性;然后应用随机子空间方法(SSI)和频谱分析方法,对二滩拱坝的模态参数进行识别;最后结合实测拍振现象的自身特点,对泄洪激励下二滩拱坝拍振现象的机理进行研究。结果表明,拱坝工作频率相近的前两阶振型振动是形成拍振的主要原因,此外,一个频带在1.27~1.39Hz的振动分量也参与了拍的合成,初步认为这一分量是由坝段间接触非线性引起的。
2012 Vol. 31 (3): 1-7 [摘要] ( 611 ) HTML (0 KB)  PDF (2853 KB)  ( 291 )
8 随机噪声激励下轻敲式原子力显微镜动力学特性研究
>武洁;张文明;孟光;何宇航
DOI:
针对有界随机噪声激励下轻敲式原子力显微镜 (AFM:Atomic force microscope)系统的非线性动力学问题,建立Lennard-Jones力场作用下针尖-样品的集总参数模型,应用现代微分方程和分岔理论,分析了随机扰动强度和弯月面接触角对AFM针尖-样品耦合系统动力学特性的影响。结果表明,轻敲式AFM耦合动力学系统中存在丰富的周期运动和混沌运动,表现出复杂的非线性行为,混沌特性随着随机扰动强度增大而增强,弯月面接触角越大混沌特性越明显,因此在轻敲式AFM优化设计中,随机噪声对AFM系统的影响不可忽视。
2012 Vol. 31 (3): 8-12,4 [摘要] ( 1120 ) HTML (0 KB)  PDF (1910 KB)  ( 335 )
13 PC板式加劲梁悬索桥三维颤振特性分析
>祝志文;何树林;华旭刚
DOI:
以规划的贵州某PC板式加劲梁悬索桥为研究对象,针对施工和成桥两种状态,利用节段模型强迫振动风洞试验,识别了-3°、0°和3°三个风攻角下PC板式加劲梁的8个颤振导数。通过有限元软件ANSYS的二次开发,对大桥进行了颤振全模态频域分析,研究了不同风攻角和栏杆对该桥颤振特性的影响。研究发现,在0°风攻角下,栏杆(成桥状态)显著恶化了加劲梁的颤振特性;无论是施工状态(无栏杆)还是成桥状态,负攻角下大桥颤振临界风速显著降低;相反,正攻角下施工和成桥均有很高的颤振临界风速。这表明,此类PC板式加劲梁悬索桥对来流风攻角非常敏感,因此栏杆气动外形优化和桥址风场条件研究非常重要。
2012 Vol. 31 (3): 13-17 [摘要] ( 1021 ) HTML (0 KB)  PDF (1601 KB)  ( 238 )
18 分离式霍普金森压杆试验中工程材料端面摩擦模型的确定
>卢玉斌;宋丹路;李庆明;孟辉
DOI:
分离式霍普金森压杆(SHPB)是一种最常用于工程材料高应变率下动态压缩力学性能的技术。在SHPB试样与压杆的接触界面间不可避免地存在端面摩擦效应,这将导致SHPB试样内的应力状态可能偏离一维应力状态,而SHPB试样内的一维应力状态是决定SHPB试验结果准确性的基本假设之一。基于动摩擦试验结果,建立了端面动摩擦模型以描述端面动摩擦系数随SHPB试样与钢压杆接触界面间最大径向相对滑动速度的关系。结果发现本文提出的端面动摩擦模型可很好地拟合动摩擦试验结果。
2012 Vol. 31 (3): 18-22 [摘要] ( 1484 ) HTML (0 KB)  PDF (1879 KB)  ( 628 )
23 混凝土正交各向异性动态损伤本构模型研究
>陈士海;张安康;杜荣强;张子华
DOI:
为建立混凝土的正交各向异性动态损伤本构,首先采用动力放大系数的形式考虑材料的应变率效应,然后基于Sidoroff能量等价原理,建立动态条件下单元体的损伤刚度矩阵。同时在损伤演化模型中,采用Mazars损伤模型描述主轴方向的损伤变量。另外采用适用于正交各向异性的Hoffman屈服破坏准则,并考虑损伤及动力放大系数对强度的修正。以建筑结构受爆破震动荷载作用的实验资料,对本模型进行了验证。
2012 Vol. 31 (3): 23-26 [摘要] ( 624 ) HTML (0 KB)  PDF (954 KB)  ( 351 )
27 微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析
>沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
DOI:
对浮环轴承支承的悬臂转子系统的动力学特性进行分析,建立了浮环轴承双层油膜Reynolds方程和浮环运动方程。采用4节点等参h-精细有限元网格,通过Galerkin方法求解系统Reynolds方程得到双层油膜压力。在小摄动范围内,联合悬臂转子系统的动力学方程、浮环运动方程求出浮环轴承的等效刚度和阻尼系数。应用商业有限元软件ANSYS12.1对实际微型燃气轮机用浮环轴承-悬臂转子系统进行临界转速、谐响应及不平衡响应等转子动力学仿真计算。通过与实验结果对比,验证了此物理计算模型的正确性,并证明了用此方法分析浮环轴承-悬臂转子转子动力学问题具有实际意义。
2012 Vol. 31 (3): 27-31 [摘要] ( 927 ) HTML (0 KB)  PDF (1593 KB)  ( 744 )
32 两自由度轧机非线性扭振系统的振动特性及失稳研究
>侯东晓;刘 彬;时培明;刘飞
DOI:
建立了含有非线性刚度和非线性摩擦阻尼的两自由度轧机非线性扭振动力学方程,研究了该非线性方程在电机加载力矩作用下的振动特性。首先通过坐标变换消除恒定加载力矩影响,得到轧机在稳态点附近的等效非线性扭振方程。其次采用平均法得到轧机受外部周期激励时的主共振幅频方程,并应用奇异性理论得到系统的转迁集以及系统出现各种分岔行为的条件。最后以某轧机实际参数为例,研究了不同非线性因素对轧机传动系统的幅频特性影响以及轧机出现失稳振动的条件,这为研究和抑制轧机传动系统的扭振提供了理论基础。
2012 Vol. 31 (3): 32-36 [摘要] ( 645 ) HTML (0 KB)  PDF (1679 KB)  ( 743 )
37 月球探测器软着陆冲击力学环境研究
>赵俊锋;刘 莉;周思达;杨 武
DOI:
针对我国月球探测二期工程中将会遇到的月面软着陆任务,分析探测器的着陆冲击力学环境。提出一种适用于探测器方案设计阶段的着陆冲击力学环境预示方法:利用探测器着陆稳定性试验中测得的缓冲机构作用力作为激励,采用有限元方法求解系统的动力学响应;采用加速度响应的冲击响应谱描述探测器着陆冲击力学环境;用响应谱的包络加上一定的安全系数来确定探测器着陆冲击的最大期望环境。对某探测器的具体分析表明:由于着陆缓冲机构的缓冲特性,软着陆冲击力学环境的能量主要集中在接近准静态的低频段,而在高频段没有比运载发射阶段力学环境更严酷。因此在低频段需要设计专门的试验标准来考核设备。
2012 Vol. 31 (3): 37-42 [摘要] ( 1289 ) HTML (0 KB)  PDF (1759 KB)  ( 479 )
43 大跨越高压输电线路覆冰断线的冲击动力学模型
>刘春城;初佂宇;孙显鹤;张 伟
DOI:
为了从理论上揭示大跨越高压输电线路覆冰断线的冲击动力响应,针对大跨越高压输电导线分裂布置型式的线路覆冰情况,采用等效单根导线代替分裂导线,利用能量方法,建立了覆冰断线的冲击动力学模型。以某大跨越高压输电线路的一个典型耐张段为例,应用该模型计算了导(地)线覆冰断线和未覆冰断线工况下对铁塔造成的冲击响应,取得了满意的效果。研究表明:覆冰断线造成的冲击动力响应远大于未覆冰断线情况,覆冰断线冲击响应不容忽视。该模型可为大跨越高压输电线路覆冰断线的冲击动力响应试验分析与数值计算提供理论依据
2012 Vol. 31 (3): 43-48 [摘要] ( 1369 ) HTML (0 KB)  PDF (2081 KB)  ( 609 )
49 广州新电视塔不同激励下动力特性监测
>陈伟欢;吕中荣;陈树辉;倪一清;廖渭扬
DOI:
广州新电视塔结构健康监测系统监测到结构建成后不同激励(包括台风激励,地震激励和一般风荷载激励)下结构的动态响应特性。首先,比较了在不同激励下结构的加速度时程响应和功率谱密度。然后,利用加速度响应数据进行模态分析并比较了在不同激励下结构的模态参数(包括频率、振型和阻尼比)。最后,利用希尔伯特-黄变换获得结构在不同激励下的瞬时频率和结构响应能量分布,并与小波变换的结果相比较。结果可为了解超高层建筑在不同激励下的动力特性提供参考。
2012 Vol. 31 (3): 49-54 [摘要] ( 1086 ) HTML (0 KB)  PDF (2534 KB)  ( 296 )
55 基于小波变换和反向传播网络的模态参数辨识
>代煜;张建勋
DOI:
为了减小连续小波变换带来的边界效应对模态参数识别的影响,提出利用人工神经网络对自由衰减响应信号进行双向延拓。设计了多输入单输出的反向传播网络,网络根据当前有限多个离散
采样点数据预测下一时刻信号的幅值,训练网络的样本来自于对原始信号的简单分组。使用数值仿
真和实验检验了提出方法的实用性。实验装置是用于微创外科手术机器人的力传感器。结果表明提
出的方法能够准确地从短信号中辨识出阻尼比和无阻尼自振频率。
2012 Vol. 31 (3): 55-59 [摘要] ( 1052 ) HTML (0 KB)  PDF (967 KB)  ( 254 )
60 基于递归矩阵奇异熵的损伤识别方法
>杨 栋;;任伟新;
DOI:
对递归图方法在土木工程结构损伤检测中的适用性进行研究,对环境激励的结构响应信号采用多变量融合的方法,并扩展到高维相空间中,研究信号在高维空间中临近点的分布规律和运动特点,采用递归图理论,结合奇异熵理论提出一个新的递归量化指标——递归矩阵的奇异熵,将其作为损伤敏感特征指标,用于结构的损伤识别。数值算例验证了该指标的有效性。
2012 Vol. 31 (3): 60-63 [摘要] ( 679 ) HTML (0 KB)  PDF (1867 KB)  ( 747 )
64 国家体育场大跨度屋盖结构风场实测研究
>罗尧治; 蔡朋程; 孙 斌; 童若飞;沈雁彬;王洽亲
DOI:
通过自主开发的基于无线传感技术的土木工程结构风场实测系统,对国家体育场大跨度屋盖上的风速风向进行了监测,获得了屋盖上的风场实测数据。经过对实测数据的分析,得到了平均风速和风向、阵风系数、湍流度以及脉动风速功率谱等风特性参数,分析结果表明大跨度屋盖上风场与自然来流特性存在较大差别,表现为非高斯特性明显﹑湍流度较大﹑脉动风速功率谱在较高频率处达到峰值﹑空间上不同点脉动特性相关度较弱;本文从实测角度上证明了大跨度屋盖结构不适用准定常假定。
2012 Vol. 31 (3): 64-68,7 [摘要] ( 1165 ) HTML (0 KB)  PDF (2507 KB)  ( 1074 )
69 聚乙烯缓冲材料多自由度跌落包装系统优化设计
>高 德; 卢富德
DOI:
在测试基础上,依据粘弹性力学理论,建立发泡聚乙烯缓冲材料动态非线性本构模型,并成功识别了模型参数;应用此模型在一定高度跌落冲击下,建立了多自由度包装系统动力学方程;依据物品响应加速度小于许用值及材料用量最小化两个原则,进行多自由度系统缓冲包装优化设计并获得最优解;基于最优解结构尺寸,测试了发泡聚乙烯缓冲系统的加速度响应值,数值算例及试验的结果表明理论值与试验值的平均相对误差都在0.8%以内。利用此设计方法可有效地避免欠包装和过度包装,克服了最大加速度-静应力曲线不能设计多自由度缓冲包装设计的弊端。
2012 Vol. 31 (3): 69-72 [摘要] ( 797 ) HTML (0 KB)  PDF (1277 KB)  ( 861 )
73 局部均值分解在滚动轴承故障综合诊断中的应用
>陈亚农; 郜普刚; 何田; 刘献栋
DOI:
局部均值分解(LMD)是在经验模态分解(EMD)的基础上提出的一种新的自适应时频分析方法,在故障诊断领域展现出较好的应用前景。本文改进了LMD算法,提高LMD计算速度,并利用仿真信号研究了LMD算法的特性,验证了LMD处理多分量调幅调频信号的有效性;针对轴承故障信号的调制特点以及背景信号对故障信号的影响,本文提出将其应用于滚动轴承外圈点蚀、内圈点蚀和滚动体点蚀的故障综合诊断中,结果表明LMD方法能够有效地提取出故障特征频率,对故障类型做出准确判断。
2012 Vol. 31 (3): 73-78 [摘要] ( 1186 ) HTML (0 KB)  PDF (2573 KB)  ( 930 )
79 基于声辐射模态有源解耦控制的溢出机理研究
>田晓光;姜哲
DOI:
基于声辐射模态有源控制,通过作动器位置布置可以使得控制过程解耦,通过对比解耦和非解耦两种控制方式,并对其控制结果进行讨论。发现解耦控制所需控制能量较小并且相对控制稳定,比非解耦控制有明显优势。并且两者在低频段都能取得良好的控制效果,在频率较高时出现不同程度的控制溢出。在解耦控制的基础上,通过分析各阶声辐射模态辐射效率特点,作动器布置对称形式与声辐射模态对称形式的对应关系,揭示了溢出的机理。
2012 Vol. 31 (3): 79-83 [摘要] ( 1085 ) HTML (0 KB)  PDF (2142 KB)  ( 441 )
84 脉冲噪声下基于Myriad滤波及分形盒维数的频谱感知
>赵春晖;马爽
DOI:
为了实现脉冲噪声背景下频谱感知,本文提出基于Myriad滤波及分形盒维数的频谱感知方法。Alpha稳定分布噪声影响信号的分形盒维数值。由于Myriad滤波可以抑制Alpha稳定噪声,所以先对接收信号Myriad滤波,再计算其分形盒维数值作为检验统计量。仿真结果表明,该方法在Alpha稳定分布噪声下具有良好的频谱感知性能。
2012 Vol. 31 (3): 84-87 [摘要] ( 1040 ) HTML (0 KB)  PDF (1225 KB)  ( 291 )
88 振动裁切的机理与应用研究
>武吉梅; 侯玉鹏; 马利娥
DOI:
从运动学方面对比分析了普通裁切与振动裁切过程中裁刀与纸叠间的相对运动关系。通过分析知,实现振动裁切效果的前提条件是裁切速度小于裁刀的最大振动速度,二者的相对关系决定了一个振动裁切周期内的裁切时间。裁切速度越小,振动频率越高,每一振动裁切周期内的裁切时间越短。振动裁切过程中产生的脉冲裁切力与纸张剪应力、裁刀振动周期、裁切时间以及裁切厚度有关。振动裁切优于普通裁切效果的原因是,脉冲裁切力的细微分割效果减小了一次性裁切面积,从而降低了裁切抗力,提高了裁切质量。
2012 Vol. 31 (3): 88-91,9 [摘要] ( 779 ) HTML (0 KB)  PDF (1234 KB)  ( 214 )
92 MIMO随机振动试验频响估计中激励和响应的同步方法
>崔旭利;陈怀海;贺旭东;姜双燕
DOI:
频响函数估计是多输入多输出随机振动试验控制算法中的必要环节。在振动环境试验中,通常不采集振动台的实际激励信号,而用实测的响应信号和计算机内存中的激励信号来进行系统频响函数估计。由于计算机内存中的激励信号与实际振动台上的激励信号之间在相位上存在着差异,从而导致实测的响应信号和计算机内存中的激励信号不同步。这给系统频响函数的估计带来了较大困难。为此,根据线性系统中激励和响应之间的关系,结合随机减量法,提出了一种二次相关法用于系统频响函数的估计。用该方法进行频响函数估计只需要采集响应信号。在三轴振动台上进行了对比试验,结果验证了本文所提出的二次相关法的正确性。
2012 Vol. 31 (3): 92-96 [摘要] ( 1345 ) HTML (0 KB)  PDF (1655 KB)  ( 454 )
97 刚构-连续组合桥梁冲击系数多因素灵敏度分析
>周勇军;赵煜;史奇彬;宋一凡
DOI:
为了研究影响冲击系数的显著性因素,以某刚构-连续组合桥梁为依托工程,采用三轴二分之一车辆模型,基于通用程序建立了车桥耦合振动有限元分析模型,考虑了车桥频率比、桥面不平整度、车体质量、车辆阻尼比、行车速度、车辆行驶方式、桥梁刚度、桥跨布置和下部结构计算模式等9个影响因素,通过正交试验表研究了该桥在诸因素下结构控制截面的挠度(位移)、弯矩冲击系数,并开展了冲击系数的敏感性因素分析。结果表明,现有规范计算此类桥梁的冲击系数值偏小;车桥频率比、桥面不平度及车辆行驶速度是影响该类桥梁冲击系数的敏感性因素,研究成果为将冲击系数定义为多因素的函数表达式指明了方向。
2012 Vol. 31 (3): 97-101 [摘要] ( 997 ) HTML (0 KB)  PDF (1546 KB)  ( 364 )
102 移动质量作用下轴向运动悬臂梁振动特性分析
>刘宁;杨国来
DOI:
将弹炮发射系统简化为移动质量作用下的轴向运动悬臂梁系统,推导了轴向运动梁的振动方程,采用修正的Galerkin法离散求解该偏微分方程,得到以模态坐标表示的二阶时变常微分方程组,通过Newmark-β法对方程组进行了求解。计算结果表明,移动质量载荷主要使梁的一阶模态受到激励,移动质量的大小和运动速度对悬臂梁的振动响应影响较大,在移动质量作用下梁的伸缩运动都处于不稳定状态;在移动质量脱离悬臂梁后,梁的轴向收缩运动使得梁的瞬时振动频率不断减小,振动位移逐渐衰减,而振动速度逐渐增大,梁的运动处于不稳定状态,伸展时梁的自由振动规律相反。
2012 Vol. 31 (3): 102-105 [摘要] ( 1195 ) HTML (0 KB)  PDF (1228 KB)  ( 866 )
106 基于CFD/CSD耦合的颤振与动载荷分析方法
>谢亮;徐敏;李杰;蔡天星
DOI:
采用CFD/CSD耦合方法,建立了气动弹性仿真系统。基于系统辨识的方法,使用Volterra级数建立了降阶模型(ROM),实现了颤振边界的快速求解,分别使用CFD/CSD全耦合方法与ROM完成了AGARD 445.6标模的颤振分析,计算结果与实验相符较好。使用ROM完成了带边条平直翼的颤振分析。使用CFD/CSD耦合方法计算了此机翼在飞行动压下的气弹响应,结果表明即使在颤振边界内,仍然有可能出现极限环振荡(LCO)。对此,分析了其气弹响应中的动载情况。结果表明基于CFD/CSD耦合的方法可以真实地仿真气弹响应过程,准确地分析气弹响应中的动态载荷情况。
2012 Vol. 31 (3): 106-110 [摘要] ( 796 ) HTML (0 KB)  PDF (1562 KB)  ( 336 )
111 振荡压气机叶栅叶片表面非定常响应以及气弹稳定性分析
>郑赟;杨慧;田晓
DOI:
发展并验证了一种适用于叶轮机内部非定常跨音流动诱导的叶片气弹问题的高效、准确的数值模拟方法。采用有限体积的多块结构化网格形式,多重网格方法加速收敛,隐式的双时间步时间推进,Spalart-Allmaras(S-A)湍流模型求解非定常雷诺平均Navier-Stokes方程。通过气动弹性标准算例10,叶片在高亚音和跨音流动下做弯曲振动,分析了流动状态、折合频率以及叶片间相位角对叶片表面非定常气动力响应以及叶栅气弹稳定性的影响。分析结果表明激波在此跨音振荡压气机叶栅中起失稳作用,叶片间相位角对气弹稳定性的影响在高折合频率下被加强。
2012 Vol. 31 (3): 111-116 [摘要] ( 823 ) HTML (0 KB)  PDF (2217 KB)  ( 321 )
117 基于增量谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动力学
>巫世晶; 刘振皓; 王晓笋;潜波
DOI:
建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统纯扭转动力学模型。运用增量谐波平衡法对系统运动微分方程组进行求解,得到系统的基频稳态响应。研究了时变啮合刚度、外部激励、齿侧间隙等参数的变化对系统动力学特性的影响。研究结果表明,间隙的存在使得复合行星齿轮系统的频响曲线出现了幅值跳跃与多值解等典型非线性特征,系统参数的共同作用使得复合行星齿轮系统出现了丰富的非线性动力学行为。利用本文的方法可以获得系统任意精度的近似解,为控制系统的振动与噪声,实现复合行星齿轮传动系统动态设计奠定基础。
2012 Vol. 31 (3): 117-122 [摘要] ( 742 ) HTML (0 KB)  PDF (1042 KB)  ( 382 )
123 基于CFD的滚动活塞压缩机泵腔气流噪声分析
>岳向吉;巴德纯*;苏征宇;冀凯;李爱明
DOI:
针对滚动活塞压缩机泵腔气流噪声问题,提出了基于CFD数值模拟的分析方法。采用动网格技术进行了泵腔流动模拟,发现了湍流强度较大的旋涡流动并确定了其位置和形成机制,再以泵腔壁面所受的气体力比较评价湍流激励的幅频特性。结合实验对泵腔有无消音孔的两种情况进行了对比分析,解释了消音孔的降噪原理,验证了该方法的有效性。在此基础上提出了控制泵腔流动和噪声的建议。
2012 Vol. 31 (3): 123-126 [摘要] ( 897 ) HTML (0 KB)  PDF (2072 KB)  ( 562 )
127 埋地管道漏损检测的声传播特性研究
>严 谨;刘敬喜;张 娟
DOI:
地下管道漏损的准确定位问题一直是困扰世界范围内供水系统和市政建设的难题。管道漏损不仅会浪费大量的资源,而且还会造成严重的事故以及环境污染。针对埋地管道这样一个典型的土-管-液三相耦合问题,将管道周围土壤做弹性体考虑,对弹性介质中充液管道的声传播特性进行了解析研究。推导了低频域周向波数n=0的轴对称管道振动耦合方程,通过数值方法分别得到了流体波(s=1)和壳体压缩波(s=2)的复波数解。结果显示,管外土介质会使管道流体波波数减少(也即加快波的传播速度),而对壳体压缩波的传播影响较小。由于管-土作用产生的能量辐射,在整个研究频段s=1波和s=2波都有较大的衰减。研究结果可为埋地管道漏损的精确检测提供理论支持。
2012 Vol. 31 (3): 127-131 [摘要] ( 673 ) HTML (0 KB)  PDF (1064 KB)  ( 635 )
132 基于调制随机共振的微弱信号检测研究
>夏均忠;刘远宏;马宗坡;冷永刚;安相璧
DOI:
在工程信号处理过程中信号常超出随机共振绝热近似或线性响应理论的小参数要求而成为大参数信号。论文深入探讨非线性双稳系统随机共振发生机理和条件要求,将频率调制技术与随机共振理论相结合,提出用调制随机共振的方法实现随机共振理论在工程信号检测中的应用,进行了数值仿真分析证明其有效性,并将该方法应用于轴承内圈点蚀故障的检测
2012 Vol. 31 (3): 132-135, [摘要] ( 750 ) HTML (0 KB)  PDF (1549 KB)  ( 579 )
136 形状记忆合金超弹性分段线性模型及其阻尼特性
>郑继周; 张艳
DOI:
建立简单有效的本构关系模型是形状记忆合金(SMA)工程应用和理论分析的一个必要条件。考虑相变过程中马氏体含量的影响,对SMA非线性本构关系进行简化,建立了SMA超弹性应力应变关系的分段线性模型。以此为基础,给出了损耗因子等特性参数计算表达式,并探讨了特性参数随应变幅值、温度等变化的规律,最后应用于一种常见的振动模型,考察了影响其隔振性能的因素。结果表明:应变幅值是影响SMA耗能能力的主要因素;并联弹簧的刚度会对SMA的作用效果产生影响。
2012 Vol. 31 (3): 136-140 [摘要] ( 810 ) HTML (0 KB)  PDF (1600 KB)  ( 469 )
141 单闭室复合材料薄壁梁的结构阻尼
>任勇生;杜向红;孙双双;腾祥萌
DOI:
研究单闭室复合材料薄壁梁的结构阻尼特性。基于变分渐进法(VAM) 和Hamilton原理,分别建立薄壁梁的截面力位移关系和运动方程;采用Galerkin法对薄壁梁进行自由振动分析;在获得薄壁梁振动模态矢量的基础上,根据最大应变能理论,对薄壁梁的模态阻尼性能进行预测,并且将阻尼预测的结果与现有的有限元计算结果进行对比,验证了本文阻尼分析模型的有效性。进一步针对周向均匀刚度配置(CUS)和周向反对称刚度配置(CAS)两种构型复合材料薄壁箱形梁以及一个翼型截面梁,进行阻尼计算,揭示了纤维铺层角和截面宽高比等参数的影响
2012 Vol. 31 (3): 141-146 [摘要] ( 592 ) HTML (0 KB)  PDF (1316 KB)  ( 691 )
147 多桩锤同步振动系统及同步控制策略研究
>来 鑫;乌建中;张 珍;张大兵
DOI:
随着桩径越来越大,桩长越来越长,单台振动桩锤很难达到大直径桩基施工的功率要求,多锤联动同步振动是解决这一问题的有效方法。对多锤同步振动控制的基本原理与实现方法作了分析和探讨,在此基础上设计了基于现场总线的同步控制系统,构建了一个开放的分布式控制网络。考虑振动桩锤的工作特点和机械特性,制定了速度同步与相位同步的控制策略。仿真分析和实验均表明,设计的同步控制器响应速度快,鲁棒性强,稳定性好;这种通过现场总线互连的多锤联动系统能较好地实现同步振动,速度差与相位差均能满足工程要求。
2012 Vol. 31 (3): 147-152 [摘要] ( 421 ) HTML (0 KB)  PDF (1929 KB)  ( 547 )
153 含初始弯曲裂纹转子的振动分析
>邹 剑;董广明;陈 进
DOI:
基于简单铰链裂纹模型,建立了含初始弯曲裂纹转子的无量纲动力学模型,可适用于稳态、瞬态、非线性等不同运动状态下、不同系统参数情形下裂纹转子的振动分析。经解析求解对比了含初始弯曲裂纹转子与无初始弯曲裂纹转子谐波频率成分的差异,计算得到了裂纹激励与初始弯曲激励的参与因子,研究了系统的亚临界共振特性。采用Floquet理论分析了含初始弯曲裂纹转子的稳定性,讨论了不同的刚度变化、阻尼比对系统稳定性的影响,可为裂纹转子识别提供依据
2012 Vol. 31 (3): 153-156 [摘要] ( 567 ) HTML (0 KB)  PDF (936 KB)  ( 206 )
157 基于独立特征选择与相关向量机的变载荷轴承故障诊断
>周勇; 何创新
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在线状态监控与故障诊断具有很大的经济与安全意义,提出了一种基于独立特征选择(IFS)与相关向量机(RVM)的智能故障诊断模型用于变载荷条件下识别多类轴承故障及其故障程度。首先混合空载(0hp)与满载(3hp)两种载荷状态下的实验数据作为训练样本;其次提取时域统计特征与全小波包域节点能量特征作为候选特征;接着采用一种改进的Fisher特征选择方法为每两类故障状态独立选择具有最大分类能力的最优特征子集;然后用“一对一”的方法训练多个RVM二类子分类器;最后采用“最大概率赢”的策略组合所有子分类器构成IFS_RVM多类故障诊断模型。用未知载荷(1hp,2hp)下的实验数据验证了模型的有效性,得到99.58%的极高诊断精度,实验结果表明,该模型精度高、鲁棒性强,满足变载荷条件下在线故障诊断的需要。
2012 Vol. 31 (3): 157-161 [摘要] ( 1041 ) HTML (0 KB)  PDF (711 KB)  ( 772 )
162 机械激励下的板件声学包装中频段插入损失研究
>卢兆刚; 郝志勇; 郑旭; 杨骥
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提出了一种混合FE-SEA模型用于预测机械激励下声学包装的中频段插入损失,与验证试验进行对比,其准确性得到了验证。基于此模型,通过改变两种典型的声学包装的设计参数,得到了其插入损失随设计参数变化的规律,即决定插入损失峰谷值频率特性的敏感要素是对整体模态特性影响最大的参数;最后给出结论,当机械激励下的结构声传播为主要传播路径时,板件应选择覆盖层为均匀质量层的声学包装。
2012 Vol. 31 (3): 162-167 [摘要] ( 1039 ) HTML (0 KB)  PDF (1828 KB)  ( 321 )
168 计算气动声学中的高阶Nodal-DG方法研究
>陈二云;赵改平;杨爱玲;卓文涛
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气动噪声的直接模拟对数值格式的色散、耗散特性提出了严格的要求。基于描述声波的线性双曲方程,运用本征值方法分析了高阶Nodal-DG方法的色散、耗散特性。结果发现,对于任意给定的m阶多项式基函数,数值波解有m+1个值,但仅有一个能够表示对应微分方程的物理波传播方式,其余的都是寄生波,且两种波型的传播方向相反。通过与Tam的DRP格式和Lele的六阶紧致格式进行比较,发现在相同的计算精度下,Nodal-DG方法的有效求解波数范围介于DRP格式和六阶紧致格式之间。通过对初始扰动为高斯波形的计算比较发现,在较少的网格数下,Nodal-DG方法的计算结果可以与紧致格式的计算结果相比,但优于DRP格式的计算结果,非常适合于气动声学的数值模拟,为气动声场的直接计算提供了一种新的方法。
2012 Vol. 31 (3): 168-171 [摘要] ( 779 ) HTML (0 KB)  PDF (1058 KB)  ( 313 )
172 风振响应计算的新方法——广义坐标合成法
>陈凯;符龙彪;钱基宏;金新阳
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风振响应通常根据激励的功率谱矩阵,采用完全二次型组合(CQC)或其改进算法进行计算。但对于已由风洞试验给出激励时程的结构而言,采用广义坐标合成法(GCS)可获得更高的计算效率和更快的计算速度。该方法利用单自由度广义坐标方程的频域数值解法,求解广义坐标时程,进而根据振型叠加法得出响应时程或响应方差。对于加速度响应,则首先计算广义坐标的加速度时程然后再叠加。求解响应方差时,GCS的计算量和计算规模通常不到CQC改进算法的1/10,而计算结果与CQC方法完全等价。该方法的另一突出优点是可方便的得到响应时程,这为开展响应构成和概率特性的研究创造了有利条件。通过两个典型算例阐述了该方法的具体应用,证明该方法具有高效、快速、准确的特点。
2012 Vol. 31 (3): 172-178 [摘要] ( 1156 ) HTML (0 KB)  PDF (1347 KB)  ( 1223 )
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