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2012年 31卷 22期
刊出日期：2012-11-28
论文
论文
1
基于区域分解的圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构自由振动
>瞿叶高 华宏星 孟光 谌勇 龙新华
DOI:
提出了一种分区广义变分和最小二乘加权残值区域分解法来分析圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构的自由振动。首先将组合结构分解为圆柱壳、圆锥壳子结构，为获取组合壳体的高阶振动特性，进一步将圆柱壳、圆锥壳子结构分解为圆柱壳段和圆锥壳段。采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将各壳段分区界面上的位移和转角协调方程引入到组合壳体的势能泛函中，使组合壳体的振动分析问题，归结为在满足分区界面位移和转角协调条件下的无约束泛函变分问题。圆柱壳段及圆锥壳段位移变量的周向和轴向(或母线方向)分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开。将区域分解法计算出的组合壳体振动频率与有限元软件ANSYS结果进行对比发现，两者非常吻合，验证了区域分解方法的收敛性和计算精度。
2012 Vol. 31 (22): 1-7 [
摘要
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8
尾流干涉及边界效应对两圆柱体涡激振动的影响
>黄维平 魏东泽 陈海明
DOI:
基于CFD数值模拟研究了不同排列方式的两圆柱体涡激振动问题，采用ANSYS/CFX计算了刚性圆柱体和弹性圆柱体的涡激升力和脉动拖曳力，计算了上下游圆柱体和横流向相邻圆柱体的涡激升力和脉动拖曳力。基于数值分析结果分析了流固耦合效应对圆柱体涡激振动的影响，分析了尾流干涉现象对尾流圆柱体和边界效应对横向相邻圆柱体涡激振动的影响。研究表明，尾流干涉及流固耦合作用将大大增加尾流圆柱体的涡激升力和脉动拖曳力；而边界效应和流固耦合对垂直来流的两圆柱体涡激升力和脉动拖曳力有增强的作用，并造成两圆柱体的涡激升力之间产生了相位差，最大相位差为180°。
2012 Vol. 31 (22): 8-12 [
摘要
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13
层状岩质斜坡竖向动力响应特性的振动台试验研究
>刘汉香;许强;邹威;徐鸿彪
DOI:
以‘5
&#
8226;12’汶川地震灾区典型斜坡岩体组合结构为模拟特征，采用水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合概念模型，设计并完成了相应的大型振动台试验。基于有限元计算的模态分析及仪器记录结果表明，模型箱具有一定的刚度，既不会与模型产生共振，也不会产生明显放大效应。基于斜坡灾害中竖直向地震作用日益突出，而相关的试验研究又少，本文通过绘制不同振动强度下斜坡模型竖直向峰值加速度及其放大系数沿高程的变化规律曲线，揭示了正弦波尤其是汶川地震波作用下模型的竖直向加速度动力响应特性。主要结论为：（1）在两种波作用下，竖直向峰值加速度总体表现出高程放大效应，但基本上是模型下段放大速度稍快，而最大放大值则出现在中上部；（2）在汶川地震波作用下，随着振动强度增加，斜坡模型上段的峰值放大系数逐渐降低至趋于变化稳定，而下段基本不变，表明斜坡模型的高程放大效应逐渐减弱；（3）合成向地震波的作用强度大于单向地震波作用，但加载方向对竖直向加速度响应的规律性影响不明显；（4）上软下硬斜坡模型的竖直向加速度响应程度高于上硬下软斜坡模型。本文对斜坡竖直向加速度响应特性的研究将有助于人们更好地理解地震作用下一些由竖向地震力引起的变形破坏现象，同时也能够为斜坡动力稳定性计算中竖直向地震力的取值提供一定的参考价值。
2012 Vol. 31 (22): 13-19 [
摘要
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20
基于PVDF压电薄膜的大口径火炮弹底发射装药挤压应力测试方法
>徐 浩;芮筱亭;冯宾宾;王 燕
DOI:
发射环境下弹底发射装药承受的挤压应力和挤压破碎过程是发射装药发射安全性的依据。基于发射装药膛内燃烧与力学环境试验装置和PVDF压电薄膜，本文建立了大口径火炮弹底发射装药挤压应力PVDF传感器测试方法，并首次用该方法试验获得了自然温度和低温条件下的某大口径火炮弹底发射装药挤压应力时间历程，试验结果表明，本文方法满足大口径火炮大面积弹底压力测试要求，为发射装药发射安全性研究提供了新的测试手段。
2012 Vol. 31 (22): 20-23 [
摘要
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24
基于粗糙集与信息熵的不完备测试信息条件下故障诊断
>陈利安;肖明清;赵鑫
DOI:
针对测试信息不完备条件下故障诊断决策问题，引入粗糙集和信息熵方法。利用决策属性支持度求相对核，以此作为启发信息；通过建立属性知识与信息熵的联系，提出基于信息熵的属性约简方法。结合决策属性支持度和信息熵设计了约简算法流程，减少属性集搜索空间，求得到最优属性约简集。实例表明，该算法适用于协调的不完备决策信息系统和不协调的不完备决策信息系统，能够解决不完备测试信息条件下故障诊断决策问题。
2012 Vol. 31 (22): 24-28 [
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29
基于一类支持向量机与主成分分析的转静碰摩故障检测技术
>陈 果
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由于实际旋转机械中转静碰摩故障获取较为困难，而大量拥有的是正常的非碰摩状态样本，为此，本文引入一类支持向量机学习算法进行转静碰摩故障识别，通过对大量正常样本的学习得到碰摩故障判别边界，从而实现碰摩擦故障检测。由于转子故障信号的频谱存在大量冗余，本文又提出一种基于主成分分析的转子故障特征提取方法。该方法首先对信号频谱进行归一化处理后，然后，对大量样本的频谱进行主成分分析，按不同的能量保持率要求提取出低维特征。最后，通过诊断实验表明了本文方法的正确有效性。
2012 Vol. 31 (22): 29-33 [
摘要
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34
具有凹面外形的大跨屋盖结构风荷载分布及风洞试验研究
>马文勇 刘庆宽
DOI:
采用刚性模型测压风洞试验获得了某二次凹面结构风荷载分布，对比了不同风速和不同风场类型下平均风压系数与脉动风压系数的变化。结果表明，结构迎风向边缘由于流体分离形成强负压区，流体再附后在屋面大部分区域形成稳定的低正压区；来流风速对结构表面风荷载分布规律及风压系数值影响不大，紊流度对结构表面风荷载尤其是迎风端流体分离区的风压系数有较大影响，在类似结构的风荷载测试中，需要根据实际状况尽可能合理的模拟来流紊流。
2012 Vol. 31 (22): 34-38 [
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39
非线性隔振系统动力学特性分析的FFT多谐波平衡法
>徐道临 吕永建 周加喜
DOI:
鉴于非线性隔振系统响应的多谐波特性，单一谐波平衡法不能广泛适用于系统隔振性能评估。本文提出基于主导频率及多谐波的FFT多谐波平衡法，针对隔振系统的阶跃响应多解特性，倍周期和拟周期响应特性做了深入探讨。并依据这些特性对非线性隔振传递率定义做了修正。达芬系统算例表明，采用改进方法求解的非线性运动响应及隔振传递率的准确率有了很大提高。此方法广泛适用于具有定常响应的非线性动力系统，为非线性系统隔振的理论分析提供了一个有效工具。
2012 Vol. 31 (22): 39-44 [
摘要
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45
基于有限元软件OpenSEES的混合试验系统及试验验证
>许国山;郝伟;陈永盛;
&#
;吴斌
DOI:
用混合试验研究结构在强震下的抗震性能时，仍然选择简单的线性模型对数值子结构进行模拟显然难以保证实验结果的精度。为了解决这个问题，本文将有限元软件OpenSEES引入混合试验中以提高数值子结构的模拟精度。本文主要研究基于有限元软件OpenSEES和接口软件OpenFresco、实验控制dSPACE建立的混合试验系统，并通过混合模拟和混合试验验证所建立混合试验系统的有效性和精度。研究结果表明：数值子结构内核OpenSEES、接口程序OpenFresco以及实验控制dSPACE之间具有良好的通讯性能，能够满足混合实验的要求；试验系统具有较好的稳定性和精度。
2012 Vol. 31 (22): 45-52 [
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53
基于定子振动特性的汽轮发电机气隙偏心故障程度鉴定方法研究
>何玉灵;万书亭;唐贵基;向玲
DOI:
本文提出了一种应用汽轮发电机定子通频振动烈度与特定频率成分振动幅值比对来鉴定气隙偏心故障程度的方法。首先对发电机定转子振动影响因素进行了对比分析，得出定子振动主要受气隙偏心等影响气隙磁密的故障影响，论证了所提方法的可行性。然后推导分析了偏心故障前后电机定子的振动特性变化，给出了偏心故障程度的具体鉴定计算方法。最后在SDF-9故障模拟发电机上进行了实验验证。结果表明，本文所提方法能在整体上较为客观地鉴定出发电机的偏心故障程度，为发电机故障程度的鉴定提供了新的思路，具备参考价值和积极意义。
2012 Vol. 31 (22): 53-57 [
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58
基于专家系统的振动台振级调整算法的研究
>王志鹏;何闻;于梅;沈润杰
DOI:
振动台振级调整算法是振动校准自动控制系统中的关键技术。本文结合人工操作振动台的控制策略，提出了一种基于专家系统的振动台振级调整算法，并在LabVIEW环境下采用图形化编程实现了基于该方法的振级调整自动控制系统。试验结果表明，基于专家系统的振动台振级调整算法能得到良好的控制效果，该算法满足振动校准过程高精度与智能化的要求，提高了校准系统的效率和自动化程度。
2012 Vol. 31 (22): 58-61 [
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62
车桥耦合振动迭代求解稳定性研究
>杜宪亭 夏禾 张田
DOI:
将桥梁、车辆分别简化为竖向振动的弹簧振子、簧上质量系，应用谱半径理论研究不同轮轨关系、不同迭代格式下车桥动力相互作用的数值求解稳定性问题，针对可能引起迭代计算发散的原因，提出了改进措施。研究表明：1）采用轮轨分离模型时，只要时间积分步足够小，迭代过程就能够收敛；2）轮轨密贴分析模型中，当轮对质量大于所通过桥梁节点质量时采用直接迭代格式可能造成数值计算的发散；3）轮轨密贴模型迭代求解过程中应用本文提出的虚拟质量法既可避免迭代数值发散又可保留直接迭代的优点。
2012 Vol. 31 (22): 62-65 [
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66
新型一体式悬架减振支柱的行程相关刚度特性研究
>江浩斌 杜滢君 叶燊辰
DOI:
提出了一种由空气弹簧与单筒式液压减振器组成的新型悬架减振支柱的设计方案，该减振支柱的总成刚度与工作行程相关。介绍了该减振支柱的结构组成和工作原理，基于并联双气室空气弹簧简化物理模型，应用流体力学及热力学理论，建立了减振支柱的刚度特性数学模型，运用SIMULINK软件对气室压力、总成弹性力及总成刚度与行程的关系进行仿真，仿真结果表明，总成刚度随行程的变化而非线性变化，有利于于抑制不良路面条件下的车轮跳动和“悬架击穿”。通过台架试验测试了减振支柱样件的主气室压力及总成弹性力与行程的关系，试验结果与仿真结果基本一致，表明所建的减振支柱刚度特性数学模型正确有效，所设计的新型减振器支柱结构方案可行，可简化主动或半主动悬架结构。
2012 Vol. 31 (22): 66-70 [
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71
基于随机步行荷载和烦恼率的楼板振动舒适度评价方法研究
>申选召;滕 军
DOI:
为了克服CCIP-016和SCI P354两个楼板振动舒适度设计指南的动载因子保证率不同而导致的结构反应计算结果不同，提出了基于随机步行荷载和烦恼率的楼板振动舒适度评价方法。考虑步行荷载各参数的随机性，生成随机步行荷载时程，经过大量时程分析得到结构最大均方根加速度反应的累积概率分布，然后结合现行舒适度标准，计算烦恼率期望值，进行舒适度评价。对实际结构的计算结果表明，采用CCIP-016或SCI P354计算得到的最大均方根加速度发生的概率很小，作为结构人致振动反应的代表值进行舒适度评价是不合适的。该方法是基于概率的方法，不用考虑动载因子的保证率，比现行方法采用单一的结构反应值进行舒适度评价更有说服力。
2012 Vol. 31 (22): 71-75 [
摘要
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76
圆形阻尼层合板的拓扑优化设计及其实验验证
>刘远东 尹益辉** 胡文军 许茂
DOI:
以阻尼材料的用量为约束，以最大化结构损耗因子为目标，利用有限元方法实现了圆形阻尼层合板的拓扑优化设计。对优化前、后的圆形阻尼层合板进行振动实验，测试结果表明优化后结构的阻尼比是优化前结构的1.3倍。基于结构阻尼比和单位体积结构损耗因子均表示结构件标准化阻尼能力和单调变化相同的特性，以实测的结构阻尼比来表征单位体积结构损耗因子，验证了结构拓扑优化设计的有效性。即优化设计圆形阻尼层合板的构型能够有效地降低阻尼层的用量，提高阻尼层的利用率，增强结构的阻尼特性。
2012 Vol. 31 (22): 76-79 [
摘要
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80
基于改进EMD和滑动峰态算法的滚动轴承故障特征提取
>张志刚 石晓辉 陈哲明 汤宝平
DOI:
针对滚动轴承故障特征往往被强背景噪声淹没的特点，提出一种基于改进经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与滑动峰态算法的滚动轴承故障特征提取方法。首先利用EMD方法分解原故障信号得到一组平稳固有模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)。然后采用互信息和广义相关系数筛选法消除传统EMD分解结果中虚假分量，并运用滑动峰态算法对真实IMF分量处理得到滑动峰态时间序列。最后计算滑动峰态序列频谱提取故障特征频率。滚动轴承的实例研究结果表明：该方法能够有效提取滚动轴承故障特征，可以取得比直接滑动峰态算法和传统包络解调分析更好的效果。
2012 Vol. 31 (22): 80-83 [
摘要
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84
一类准方形截面超高层建筑的顺风向气动阻尼
>曹会兰;全涌;顾明
DOI:
利用随机减量法从湍流风场下10个高层建筑气动弹性模型的风致加速度响应中识别了气动阻尼，并通过与前人相关研究成果及基于准定常理论的计算结果的比较，验证了识别结果的正确性。在此基础上，研究了方形截面超高层建筑的四个角沿不同尺寸的削角、凹角处理以及截面沿高收缩率对作用在建筑上的气动阻尼比的影响。研究结果发现：气动阻尼比随截面削角率、凹角率及截面沿高收缩率的增大而增大；较小的截面削角率和凹角率使顺风向气动阻尼比显著减小；但截面削角率、凹角率及截面沿高收缩率对超高层建筑气动效应的减小效应并非总是有效。基于方形截面超高层建筑顺风向气动阻尼特性研究，并结合截面修角及沿高收缩率的影响，给出相应的经验公式，供工程设计人员参考。
2012 Vol. 31 (22): 84-89 [
摘要
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90
弹簧隔振基础中速磨煤机振动性态分析与动力优化
>朱丽华;彭志丰;彭奕亮;刘永周;魏霞冰
DOI:
火力发电厂中速磨煤机采用弹簧隔振基础以减小设备工作扰力对主厂房的影响。为了分析弹簧隔振基础中速磨煤机的振动性态并评估其振动安全性，对五个电厂八台磨煤机进行现场振动测试。测试了基础上、下台板和设备本体的振动线位移。建立了磨煤机—基础耦合的有限元模型，进行模态分析和谐响应分析。有限元计算结果与现场动测结果基本一致。对弹簧隔振基础中速磨煤机的设计参数进行了优化分析。研究表明，弹簧隔振中速磨煤机基础振动位移满足规范要求，但设备本体振动位移较大，设计中应该通过限制基础平台的振动位移来控制设备本体的振动位移。
2012 Vol. 31 (22): 90-95 [
摘要
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96
气泡与球鼻艏结构相互作用实验研究
>王诗平;程晓达;张阿漫*;程潇欧
DOI:
本文采用实验研究了球鼻艏附近电火花气泡的运动特性，在球鼻艏正前方、斜45度和正下方不同位置通过电火花打火生成气泡，研究球鼻艏结构附近气泡脉动特性。实验发现，由于球鼻艏结构的特殊性，气泡脉动过程中呈现出与水平刚性板不同的运动状态，由于自由面的作用，气泡在离球鼻艏较近时可能会在中部产生撕裂，分成两个子气泡，随后通过总结实验，统计气泡脉动周期、射流速度、中心运动规律和分裂阈值，旨在为水下爆炸气泡运动特性研究提供参考。
2012 Vol. 31 (22): 96-100 [
摘要
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101
考虑驱动力影响的轮胎侧向自激振动分析
>赵愿玲 左曙光
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自激振动是多边形磨损的必要条件，根据附着椭圆，驱动力对胎面侧向附着系数有很大的影响，从而改变了轮胎侧向自激振动情况。建立基于LuGre摩擦模型的胎面-路面单自由度系统，通过MATLAB/Simulink进行仿真实验，并分别以车速和摩擦系数作为分岔参数对系统进行Hopf分岔分析，分析了驱动轮胎面侧向自激振动产生的临界条件。研究表明小侧偏角下，驱动力使得胎面侧向自激振动消失。研究结果为多边形磨损机理的进一步研究提供了理论依据。
2012 Vol. 31 (22): 101-104 [
摘要
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105
层状复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧自由振动特性的研究
>郝颖;虞爱民
DOI:
对层状复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧的自由振动特性进行了研究，方程中首次考虑了簧丝截面的翘曲变形对固有频率和振动模态的影响。在各向异性自然弯扭梁理论的基础上，导出了该弹簧在考虑翘曲效应时的运动微分方程，它们由14个一阶偏微分方程组成。弹簧的固有频率可以使用改进的Riccati传递矩阵法确定，单元传递矩阵则采用Scaling- Squaring方法以及Pad´e逼近表达式进行计算。计算结果表明：对于对称层压复合材料矩形截面的圆柱螺旋弹簧，翘曲变形对其固有频率有一定的影响，在自由振动分析中应该加以考虑。最后研究了各种设计参数对该弹簧固有频率的影响，并发现了一些与各向同性材料矩形截面圆柱螺旋弹簧不同的性质。
2012 Vol. 31 (22): 105-111 [
摘要
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112
基于波叠加与统计最优近场声全息的单面声场分离技术
>王冉 陈进 贾文强 赵发刚
DOI:
基于空间声场变换的近场声全息以及统计最优近场声全息都要求全息面一侧的声场必须为自由声场。为了克服应用上的局限性，提出了一种波叠加方法和统计最优近场声全息相结合的方法。针对现有的双全息面声场分离技术需要在两个全息面上进行声压测量，效率较低的问题，首先采用波叠加算法根据全息面上的声压重构出某个重建面上的声压，然后利用全息面和重建面的声压数据采用统计最优近场声全息技术分离出全息面某一侧声源在全息面上单独产生的声学量，从而以更少的测点数在全息面两侧都存在声源的情况下实现空间声场分离。实验和数值仿真验证了该方法的有效性和可行性。
2012 Vol. 31 (22): 112-117 [
摘要
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118
爆炸载荷作用下弹性结构动力可靠性研究
>陈卫东 陈 浩 于艳春
DOI:
为了研究随机爆炸载荷对弹性结构安全性能的影响，基于有限体积法（FVM）发展了一种爆炸载荷作用下弹性结构动力可靠度的计算方法。基于FVM的控制方程推导出响应量对基本随机变量偏导的显式求解方程；将响应量在随机变量的均值点处进行泰勒展开，略去高阶项，并在展开式两端同时取均值和方差可求得响应量的均值和方差等数字特性；在此基础上利用一次二阶矩法求解结构的可靠性指标。为了证明该方法的可行性，考虑炸药的装药量、爆距及结构的屈服应力作为基本随机变量，计算了固支板在远场爆炸载荷作用下的可靠度，并分别与响应面法和蒙特卡洛法做了对比，结果表明该方法具有较高的效率和精度，能够为工程实践提供参考。
2012 Vol. 31 (22): 118-122 [
摘要
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123
离心泵流体激励力的研究：叶轮部分
>蒋爱华;章艺;靳思宇;黄修长;章振华;华宏星
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研究叶轮流体激励力是进一步研究离心泵流体激振的基础之一。本文基于对单级单吸式离心泵内非定常流场的CFD计算，通过积分得出叶轮转动过程中叶轮各表面所受空间三个方向的流体和力与和力矩，并分析了各表面对合力与合力矩的贡献，最后通过测试离心泵转轴的径向振动位移以验证所得结果的正确性。结果表明，叶轮各表面流体力空间三向合力与绕三个正交坐标轴的合力矩均周期波动，其中两个相互垂直的叶轮径向流体合力均以叶轮转动一周为一个周期，其余方向合力与绕坐标轴的合力矩均以相邻叶片通过蜗舌的时间一个周期；叶片所受流体径向合力是叶轮所受径向流体力的主要来源，叶轮前盖板外表面与后盖板外表面之间的压力差决定叶轮所受轴向力的大小，前盖板流体压力分布的不均匀程度决定叶轮绕径向转矩的大小，叶片所受流体力是叶轮绕转轴转矩的主要原因。
2012 Vol. 31 (22): 123-127 [
摘要
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128
颗粒流中的冲击力
>白光富
&#
;胡林;孔维姝
DOI:
作者通过实验研究了宽沟道内颗粒流冲击力沿沟道的分布，不同半径圆形颗粒的冲击力，还研究了冲击力谱曲线的渡越行为。实验结果表明：颗粒流稳定时，冲击力在沟道横向呈抛物线形分布；冲击力随着滑移距离L增大衰减；对于单一尺寸颗粒流,稳定时冲击力随着颗粒直径增大而增大；对于不同尺寸的混合颗粒流，冲击力随不同尺寸颗粒质量比增大先增加最后趋于饱和，存在指数关系；结果还表明力谱曲线的上升沿和下降沿有明显区别。结果对实验研究不同固相比泥石流冲击特性或泥石流理论研究提供科学借鉴。
2012 Vol. 31 (22): 128-131 [
摘要
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132
基于非线性动力学的自升式平台/船舶碰撞结构损伤分析
>林一;胡安康;熊飞
DOI:
海洋平台遭遇船舶碰撞时会危及其整体安全性，但更多的是造成严重的局部损伤，需要进行修理，导致其工作的停滞和经济的损失。相较于固定式平台而言，自升式平台柔性更大，但结构冗余度更低，其碰撞危害性往往未受到重视，国内也少见相关研究。本文基于非线性动力学分析方法，以某300ft工作水深的自升式平台为例，提出了一种考虑初始状态和剩余强度的自升式平台/船舶碰撞的结构分析方法。在此基础上进一步考察各种撞击参数对平台结构损伤和动力响应的影响，所得结论可为自升式平台抵抗意外载荷进行结构设计提供参考。
2012 Vol. 31 (22): 132-137 [
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138
基于XFEM的砼重力坝强震破坏模式及抗震安全评价
>张社荣;王高辉;庞博慧;严 磊
DOI:
扩展有限元法（XFEM）通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式，使得对非连续位移场的表征独立于单元边界，可以有效描述混凝土中的裂纹扩展。采用XFEM对Koyna重力坝地震破坏过程进行了分析，结果表明大坝开裂破坏分布与Koyna大坝实际破坏情况及文献中的模型试验结果相符，验证了计算模型的有效性。将其应用到国内某混凝土重力坝，得到了强震作用下的动力响应及破坏模式，并据此评价大坝的抗震安全性及抗震超载潜能。研究表明，强震作用下，大坝首先在下游折坡出现裂缝并扩展至上游面形成贯穿性裂缝，同时在坝踵、上游坡度变化处也容易出现开裂破坏；该重力坝在设计地震作用下，尚有1.59~1.76倍的超载裕度，其抗震安全性能满足设计要求。
2012 Vol. 31 (22): 138-142 [
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143
内螺纹低频振动冷挤压振动加工装置动力学仿真分析
>梁瑜轩 黎向锋 左敦稳 缪宏 黄小龙
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基于Adams对自行设计的内螺纹低频振动冷挤压振动加工装置进行动力学仿真，并以振动杆的角位移变化情况来考察内螺纹低频振动冷挤压加工过程中挤压丝锥棱齿的角位移变化情况。首先，建立该装置的动力学仿真模型；其次，基于单因素试验和正交试验方法获得该振动加工装置参数（包括振动板相对振动杆旋转中心高度、激振力和激振频率）对振动杆角位移变化幅度的影响规律。由仿真分析可知：（1）随着振动板相对振动杆旋转中心高度的增大，振动杆的角位移变化幅度则呈现增大趋势；随着激振力的增大，振动杆的角位移变化幅度呈现增大趋势；随着激振频率的增大，振动杆角位移变化幅度则呈现增大趋势。（2）激振力的变化对振动杆角位移的影响最为显著，其次是激振频率，最后是振动板相对振动杆旋转中心的高度。
2012 Vol. 31 (22): 143-146 [
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147
罐式集装箱液体晃动过程的数值模拟研究
>孙丽娜 周国发
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罐车制动过程中，液体晃动产生的水击压力对罐车的安全性能具有很大的影响。基于此，本文运用FLUENT软件中的VOF模块模拟研究罐车在制动过程中罐内液体水击产生过程，并研究了罐车液体充装率、密度和黏度对罐体水击压强的影响。研究表明：制动过程中液体晃动水击内壁压力随着充装率的增加先增大后减小，充装率为0.85时，达到最大。且液体晃动水击内壁压力随着液体密度的增加而增大，随着液体黏度的增加而减小。按实际刹车制动过程液体晃动水击内壁压力计算的液化气体罐式集装箱的罐体最大应力要比按JBT4781-2005标准计算的最大应力增加33.2%，应依据实际刹车制动过程液体晃动水击内壁压力进行强度设计.
2012 Vol. 31 (22): 147-150 [
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151
具有复合材料柔性梁的无轴承旋翼气动弹性稳定性
>高文杰
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建立了一种悬停状态下无轴承复合材料旋翼气动弹性稳定性分析的新模型。修正了Bauchau的大变形梁理论建立了无轴承复合材料旋翼桨叶的非线性应变-位移关系，根据复合材料的特点推导了桨叶的本构关系并构造了一个新的24自由度梁单元，桨叶视为多路传力系统，应用Hamilton原理建立了桨叶运动的有限元方程，分析了悬停状态下具有复合材料柔性梁无轴承旋翼气动弹性的稳定性。数值计算结果表明：（1）采用本文模型的无轴承旋翼气动弹性稳定性的计算结果与试验数据的吻合程度比传统的中等变形梁理论更好。（2）具有负变距-摆振耦合的复合材料柔性梁结构提高无轴承旋翼气动弹性的稳定性，正变距-摆振耦合的结构降低旋翼气动弹性的稳定性；负的铺层角比相同大小正的铺层角旋翼的气动弹性稳定性更好；铺层厚度减少有利于增加旋翼气动弹性的稳定性。
2012 Vol. 31 (22): 151-156 [
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157
基于GA优化控制规则的汽车主动悬架模糊PID控制
>王威 薛彦冰 宋玉玲
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主动悬架是未来汽车悬架的主要发展方向，它能够根据车身的振动情况主动调整悬架控制力，使悬架处于最优减振状态，关键问题是如何设计控制规则，从而施加最优控制力，达到进一步改善汽车行驶平顺性的目的。针对该问题，以车身垂直振动加速度为控制目标，将遗传算法与模糊PID控制策略相融合，优化了模糊PID控制器的控制规则，采用基于GA优化后的模糊PID控制方法对汽车主动悬架进行控制并建立了Matlab文本与Simulink相结合的联合仿真模型。仿真结果表明，经GA优化后的模糊PID控制下的主动悬架能够很好的减小车身垂直振动加速度，可以进一步提高乘坐舒适性。
2012 Vol. 31 (22): 157-162 [
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163
一种有效的空间齿轮传动系统振动测点选择方法
>齐立群 张广玉 单小彪 余辉
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针对空间飞行器中小模数齿轮寿命实验中振动测点定位困难的问题，提出了一种确定振动测点最佳位置的方法。通过对齿轮系统进行有限元模态分析和谐响应分析，得到了系统的刚度分布，进而计算待选测点的谐响应幅值及其矢量和，判定振动测点的理论最佳位置。搭建了空间齿轮传动系统实验平台，采用峭度指标法对理论分析得到的最佳测点进行了实验验证。实验表明：理论分析得到的9个最优测点中，8个测点理论分析结果和实验结果基本一致，验证了方法的正确性。该方法为齿轮箱等复杂系统振动测点的布置和优化提供了理论依据，对空间飞行器驱动机构寿命实验研究有重要意义。
2012 Vol. 31 (22): 163-166 [
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167
锥-柱组合壳体声辐射影响因素研究
>魏应三; 王永生
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在原有的简单锥-柱壳体的基础上，以肋骨、舱壁加强的锥-柱组合壳体来模拟潜艇典型尾部结构，采用有限元(FEM)和快速多极边界元(FM-BEM)方法，研究了壳体的舱壁布置形式、激振力方向、流体介质、锥壳段刚度、壳体阻尼对其声学性能的影响。在验证了原模型的干模态基础上，分别计算了各因素对新模型辐射声功率的影响，结果表明：（1）分布轴向力作用下，采用球舱壁加强的组合壳体水下辐射声功率及效率最小；（2）由于径向力更易激起壳体的周向模态，其激起的水声要强于轴向力，但轴向力的作用也不可忽视；（3）施加径向力时，壳体在水中的轴向位移小于在空气中，而法向位移大于在空气中；（4）锥壳段刚度对降噪无明显作用，而适当增加壳体阻尼可降低声辐射。本文的研究结论可为潜艇尾部声学优化设计提供参考。
2012 Vol. 31 (22): 167-171 [
摘要
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172
HOMS面向远程诊断的网络化专家工作站研究
>杨贤;李朝晖
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专家工作站是水电机组维护系统的重要组成部分，是专家开展信息查询、分析与诊断以及调试和设置在线监测系统的重要工具。目前工作站一般采用安装专门应用软件的便携式计算机，需要到电站现场才能进行各项操作，不利于设备远程故障诊断的开展，因此需要实现网络化。根据HOMS专家工作站的功能需求，设计了网络化工作站的体系结构，阐述了其数据库组织形式，介绍了其主要功能以及实现方法。网络化工作站具有基于Internet/Intranet的开放式结构，实现了工作站各项功能的网络化远程操作，目前已在葛洲坝电站成功应用。实际应用表明，网络化工作站功能完备、实用性强，为水电机组远程状态监测与故障诊断提供了重要支持，具有很好的应用前景。
2012 Vol. 31 (22): 172-177 [
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178
液固两相流声发射检测系统设计及实验评价
>刘刚 陈超 韩金良 钱致颖
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液固两相流参数实时测量对生产过程控制和可靠运行具有重要意义。针对现有液固体系中检测固相颗粒方法上的缺陷，研制开发了液固两相流声发射检测系统，并进行室内评价试验。该系统利用自行设计的声发射检测仪表采集液固两相流中砂粒的声发射信号，编写了专门的计算处理软件，在实验室条件下提取不同砂粒粒度和浓度的声发射信号特征。结果表明，砂粒粒度和浓度均与功率谱幅值有良好的相关性，该系统能有效检测浓度达0.2%以上，粒度100目以上的砂粒。
2012 Vol. 31 (22): 178-182 [
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183
满足稳定性要求的行星轮系统工作转速区间的确定方法
>李同杰(;);朱如鹏();鲍和云();项昌乐();刘辉()
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本文研究了满足稳定性要求的行星齿轮系转速区间的确定方法。选取每个激振力周期内相轨迹的位移最大值点为Poincare截面，计算获得的转速分岔图能够同时判别系统的运动状态失稳以及振动强度失稳两种失稳形式，结合论文中给出的行星轮系工作转速区间选择的4条原则，即可方便地判断满足稳定性要求的系统工作转速区间。最后，以四自由度行星轮系纯扭转非线性振动模型为例，详细阐述了满足稳定性要求的行星轮系工作转速区间确定的全过程，通过剔除5类12处不稳定的转速区段，获得了无量纲转速在0.4123-1.2369之间可选的稳定速度区段。
2012 Vol. 31 (22): 183-187 [
摘要
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188
冲击荷载下大型箱涵输水安全性的数值分析
>崔溦;宋慧芳;张社荣
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冲击荷载对大型箱涵输水安全的影响是工程界关注的重要问题，其研究涉及到冲击荷载传播、土～结构物～水相互作用等诸多方面。采用数值分析技术，土与箱涵之间设置接触面单元，水体采用任意拉格朗日欧拉法描述，采用罚方法模拟水与箱涵相互作用，研究了爆炸冲击荷载对大型箱涵输水安全性的影响。研究结果表明： ALE法可以较好揭示土中爆破对输水情况下钢筋混凝土结构物的影响；输水情况下水体能传递荷载到箱涵中墙上，并缓冲冲击荷载对边墙的过大影响，可改善结构整体安全性；有压输水情况对结构物安全影响最为明显。
2012 Vol. 31 (22): 188-192 [
摘要
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