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2012年 31卷 15期
刊出日期:2012-08-15
论文
 
       论文
1 薄壁圆柱壳在流体脉动激励下的振动特性分析
>张琪昌 费杰 冯晶晶
DOI:

摘要:为深入研究薄壁圆柱壳在流体脉动激励下的运动特性,应用Donnell简化壳理论,考虑阻尼、结构非线性和附加质量的影响,建立了薄壁圆柱壳在流体脉动激励下的非线性振动方程。基于Galerkin方法将偏微分方程转化为方便求解的常微分方程,利用多尺度法求解了系统主共振的一次近似解,得到了系统稳态响应的转迁集与分岔图,并通过奇异性分析,得到了系统工作稳定性和可靠性的结构参数区域。对薄壁圆柱壳在流体作用下的振动特性进行了数值模拟和实验研究,考察了阻尼系数、脉动频率、液体深度等对系统动力学特性的影响。研究表明,考虑阻尼、结构非线性和附加质量的非线性振动方程更能体现薄壁圆柱壳在流体脉动激励下完整的动力学特性,同时系统中存在多种分岔行为。

2012 Vol. 31 (15): 1-5 [摘要] ( 714 ) HTML (0 KB)  PDF (1119 KB)  ( 419 )
6 矩 形 截 面 阻 振 质 量 隔 振 效 果 分 析
>蒋士亮;杨铁军;李文龙;孙瑶;郭旦;胡寅寅
DOI:

摘 要:基于能量法建立了矩形截面阻振质量-平板结构的振动分析模型,利用Rayleigh-Ritz方法对结构在外部载荷作用下的动力学响应进行计算。分析了单级阻振质量、多级阻振质量和矩形环路阻振质量带的隔振性能,以及阻振质量的结构参数对其隔振性能的影响。计算和分析结果表明,结构受到中高频激励时,阻振质量对振动的隔离效果显著;增加阻振质量的重量、阻振质量重量不变的情况下增加截面高度可以提高阻振质量的隔振量。

2012 Vol. 31 (15): 6-11 [摘要] ( 666 ) HTML (0 KB)  PDF (2959 KB)  ( 323 )
12 基于结构构形易损性理论的桁架结构分析
>苏冠兴;张志强;叶继红;
DOI:


摘 要: 本文介绍了基于结构构形的易损性理论,具体分析了几种桁架结构的易损性,详细表述了结构集簇解簇过程,得到了各种失效模式,验证了基于结构构形的易损性理论,为结构易损性分析提供了范例。发现结构应力较大的杆件与易损性分析的失效杆件有对应关系,为结构易损性分析提供了新的思路;通过分析结构在集中力作用下极限荷载与易损性分析特征参数,发现如果结构形式相同、集簇过程类似,那么随着连接能力的增大结构临界荷载增大。




2012 Vol. 31 (15): 12-18 [摘要] ( 527 ) HTML (0 KB)  PDF (1549 KB)  ( 217 )
19 线性回归模型中的递推辨识及其应用
>王建宏 朱永红 肖绚 唐得志
DOI:

摘要:因机械系统振动响应离散差分方程可以改写为关于结构模态参数的线性回归形式,对于此线性回归形式中的结构模态参数的辨识问题可转化为系统辨识理论中线性回归模型的未知参数矢量的辨识估计问题。当系统对象在白噪声激励下,常规的最小二乘辨识法可以给出参数估计的无偏估计。当系统对象在有色噪声作用下,在常规最小二乘辨识法的基础上提出一种新的可分离迭代最小二乘辨识法。在缺乏关于噪声的统计先验信息,仅有噪声为未知但有界的情况下,提出一种带死区的最小二乘辨识法,该辨识法不仅能给出未知参数矢量的一致性无偏估计,而且还能保证参数估计值逐渐向真值靠拢,任何相邻两估计值之间的逼近程度远远小于噪声的上界。在有界噪声出现的情况下,该算法的鲁棒性可以通过在参数修正方程中引入死区的方法来增强。最后用理论上的仿真算例和弹簧-质量-阻尼系统的振动响应来验证两方法的有效性和可行性。

2012 Vol. 31 (15): 19-25 [摘要] ( 528 ) HTML (0 KB)  PDF (1202 KB)  ( 231 )
26 刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法及应用研究
>隋立起 郑钰琪 王三民
DOI:



摘 要:利用多体系统传递矩阵法建立了刚柔耦合多体系统的动力学模型,并且将冲量模型和碰撞接触模型与多体系统传递矩阵法结合,提出了基于传递矩阵法的刚柔耦合多体系统的冲击响应分析方法。根据柯西方程推导出了系统中的柔性梁在冲击载荷作用下的冲击应力分布公式。以某型汽车起重机为例分析了在起吊过程中的冲击载荷特点,计算了该刚柔耦合多体系统的冲击响应及柔性梁的冲击应力分布规律,并与试验结果对比,证实了本文方法的正确性。


2012 Vol. 31 (15): 26-29 [摘要] ( 671 ) HTML (0 KB)  PDF (1591 KB)  ( 396 )
30 基于EMD的胶合板损伤声发射信号特征提取及神经网络模式识别
>徐锋 刘云飞*
DOI:

摘要:针对胶合板损伤声发射信号的非平稳性和损伤类别特征相互重叠的实际情况,提出了基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)和BP神经网络相结合的信号特征提取和识别方法。首先对损伤声发射信号进行EMD分解,筛选出包含主要信息的本征模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)分量;其次构建以各IMF分量的能量占比作为表征各损伤信号的特征向量;最后以提取的特征向量为输入样本,建立BP神经网络模式分类器对四类胶合板损伤信号进行识别。五层胶合板损伤的实测数据表明,该方法能够准确地提取出声发射信号特征并对其损伤类型进行有效地识别。

2012 Vol. 31 (15): 30-35 [摘要] ( 592 ) HTML (0 KB)  PDF (1656 KB)  ( 676 )
36 接触问题的MPI+OpenMP混合并行计算
>肖永浩;莫则尧
DOI:



摘 要:针对接触计算问题中需要大量全局通信的特点,结合当前流行的多处理器集群系统,采用了MPI+OpenMP的混合并行模式,实现了接触问题的并行计算。以双重区域剖分并行算法为基础,内力计算部分在采用MPI并行基础上,使用基于分块结构的OpenMP并行编程,使得接触力并行计算中涉及的全局通信时间无需增加,从而进一步提高了并行效率。数值模拟实验表明,这种并行方式能在上百处理器上实现千万自由度接触问题的并行计算。
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2012 Vol. 31 (15): 36-40 [摘要] ( 624 ) HTML (0 KB)  PDF (1426 KB)  ( 376 )
41 基于Volterra自适应滤波器的发动机运转噪声预测
>张立;石要武;马彦
DOI:

摘 要:发动机运转噪声的预测对于减小发动机运转噪声干扰、提高发动机异响故障诊断正确率具有重要意义。基于相空间重构理论,采用三阶Volterra自适应滤波器,提出了两种分别采用双传感器、单传感器的发动机运转噪声建模与预测方法。所提方法有效利用了Volterra级数强大的非线性映射能力,充分考虑了发动机运转噪声内在的循环相关性、周期及相位信息等先验知识。试验结果表明,所提方法具有较好的鲁棒性,其精度可以满足实际应用要求。

2012 Vol. 31 (15): 41-46 [摘要] ( 592 ) HTML (0 KB)  PDF (1522 KB)  ( 238 )
47 基于杆式弹性易损部件的非线性系统跌落冲击研究
>高 德 卢富德
DOI:

摘要:针对多自由度缓冲包装产品设计中杆式结构部件在工作过程中容易发生损伤而引起系统失效问题,本文提出将产品主体假设为刚性,杆式结构处理成均匀分布的弹性体结构,进而建立刚性—弹性体的非线性耦合模型及运动微分方程,并运用差分方法进行求解,得到杆式易损零件非线性包装系统的数值解。算例结果表明:杆式易损部件的最大加速度位于杆的自由端,此处应力最小;最小加速度出现在杆的根部,此处应力最大。杆根部位置的最大应力是否超过弹性部件的比例极限成为产品失效的有效判据。

2012 Vol. 31 (15): 47-49 [摘要] ( 620 ) HTML (0 KB)  PDF (1145 KB)  ( 386 )
50 基于非广延小波特征尺度熵和支持向量机的轴承状态识别
>董绍江 汤宝平 张焱
DOI:

摘要:为了对轴承的运行状态进行有效的识别,以便进一步评估和预测轴承的寿命,提出了基于非广延小波特征尺度熵和Morlet小波核支持向量机(Morlet wavelet kernel support vector machine, MWSVM)的轴承运行状态识别的新方法。对采集到的轴承振动信号进行小波分解,得到相应的小波分解系数,在此基础上结合非广延熵理论提出了沿尺度分布的非广延小波尺度熵特征提取方法。但是通过小波特征尺度熵分析后获得的特征信息存在维数较高,特征信息间冗余严重的问题,因此,引入了流形学维数约简算法(locality preserving projection, LPP)进行敏感特征信息的提取,减少在特征信息提取过程中人为因素的干扰。以约简后的特征信息作为MWSVM的输入进行训练,建立轴承的状态识别模型,从而实现轴承状态的识别。通过对某轴承内圈正常状态和几种故障程度不同的状态进行识别,试验结果表明了方法的有效性。

2012 Vol. 31 (15): 50-54 [摘要] ( 514 ) HTML (0 KB)  PDF (1397 KB)  ( 468 )
55 基于混沌理论的心音信号非线性动力学分析
>丁晓蓉;郭兴明;钟丽莎
DOI:

摘要:为了从非线性动力学的角度对心音进行分析,提出了一种基于混沌理论的心音信号的分析方法。首先,计算心音信号的关联维数及最大Lyapunov指数,获取了心音信号递归图和递归定量分析参数;然后,通过13例健康人和13例二尖瓣狭窄病人的心音对其进行分析验证。结果表明:正常及二尖瓣狭窄心音信号的混沌特征具有显著性差异,该方法为实现二尖瓣狭窄的早期辅助诊断提供了依据。

2012 Vol. 31 (15): 55-59 [摘要] ( 680 ) HTML (0 KB)  PDF (1210 KB)  ( 302 )
60 冷弯薄壁方钢管梁柱加腋节点抗震性能研究
>张春涛 李正良;王汝恒 贾彬;
DOI:

摘要:汶川地震后冷弯薄壁方钢管在灾区重建过程中得到了大量使用,但其梁柱节点的连接方式和力学性能等尚需进一步研究。为此,文中基于结构实际受力情况设计了一种三维双节点试验模型,对不同轴压比下冷弯薄壁方钢管梁柱加腋节点和普通节点的8个试件进行了足尺试验,通过对比分析研究了低周往复荷载作用下加腋节点的破坏模式、滞回曲线及评价节点抗震性能的主要参数(承载力、延性、刚度退化和能量耗散系数等)。同时,利用ANSYS对各节点进行了有限元数值计算,并与试验结果进行了对比分析进一步对加腋节点进行了研究。结果表明:试验与有限元数值计算结果吻合良好,验证了理论分析的正确性;加劲腋板提高了节点的初始刚度和承载力,钢管梁的弹塑性性能得到了充分发挥,不同轴压比下均出现了塑性铰,导致加腋节点各试件的最终破坏均是由钢管梁塑性变形过大出现局部屈曲引起;加劲腋板提高了节点的延性系数及往复变形次数,延长了变形时间,增大了节点的粘滞阻尼和耗能性性能,改善了节点的抗震性能;随轴压比增加,加腋节点塑性变形减小,脆性破坏特征增加,各耗能系数均相应降低。

2012 Vol. 31 (15): 60-67 [摘要] ( 888 ) HTML (0 KB)  PDF (3021 KB)  ( 363 )
68 对称型内平动齿轮系统的非线性动力学分析
>赵自强;赵利敏;程爱明;张春林
DOI:

摘要:基于拉格朗日方程,建立了含有两个呈对称布置的平动齿轮的内平动齿轮传动机构的动力学模型,通过啮合相对位移函数分析及无量纲化处理,得到系统的无量纲6自由度运动微分方程。通过对系统可能存在的不对称因素(平动齿轮支撑轴承不对称、啮合间隙不对称以及平动齿轮受载不对称)对系统动力学特性的影响进行分析,表明三种不对称因素均会引起系统的分岔,且混沌区域随非对称因素的不同表现出不同的分布规律,并且使得周期解呈现出不同的特性。

2012 Vol. 31 (15): 68-74 [摘要] ( 544 ) HTML (0 KB)  PDF (3781 KB)  ( 189 )
75 输电线路电晕振动特性研究及分析
>周超;姬昆鹏;芮晓明
DOI:

摘要:输电线路导线电晕放电产生离子风,在离子风作用下输电导线产生涡致振动。为了研究输电导线电晕振动特性,分析了导线电晕放电的场强和离子风的产生机理和影响因素,并建立了输电导线电晕涡致振动方程。采用龙格-库塔法计算了220KV输电线路电晕振动的动力响应,分别研究了导线表面状态、空气湿度和密度、输电导线结构尺寸和张力等对振幅的影响及抑制措施。分析方法和结论,可为特高压输电线路设计、已有线路升级改造以及振动抑制提供必要参考。

2012 Vol. 31 (15): 75-78 [摘要] ( 622 ) HTML (0 KB)  PDF (1478 KB)  ( 715 )
79 具有简支梁式易损部件的产品包装系统跌落冲击研究
>卢富德;陶伟明;高 德
DOI:

摘要:针对易损部件为简支梁式结构,建立了此易损件与产品主体耦合的非线性动力学模型;运用差分方法,设计了该模型的求解算法。算例表明:简支梁易损部件的加速度随梁的长度方向变化显著,梁的中点处应力最大,简支梁的中间位置的最大应力是否超过弹性部件的比例极限成为产品失效的一个有效标准。若不考虑易损零件作用,会得出错误的结论。




2012 Vol. 31 (15): 79-81 [摘要] ( 661 ) HTML (0 KB)  PDF (1203 KB)  ( 531 )
82 基于EEMD的振动信号自适应降噪方法
>陈仁祥;汤宝平;马婧华
DOI:

摘 要:应用集合经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition ,EEMD)能有效抑制模态混叠的特性,根据白噪声经经验模式分解(Empirical mode decomposition, EMD)后其固有模式函数(intrinsic mode functions ,IMF)分量的能量密度与其平均周期的乘积为一常量这一特点设计了自动选择IMF分量重构信号的算法,提出了基于EEMD的振动信号自适应降噪方法。对仿真信号和滚动轴承振动信号的降噪结果表明了该降噪方法的可行性和有效性。

2012 Vol. 31 (15): 82-86 [摘要] ( 638 ) HTML (0 KB)  PDF (2009 KB)  ( 1496 )
87 一种基于奇异值分解技术的模型定阶方法
>王树青;林裕裕;孟元栋;高志强
DOI:

摘要:模态参数识别中模型阶次的确定非常重要。基于奇异值分解技术,探讨模型阶次的确定方法,提出了利用奇异值的相对变化率来确定模型的阶次。该方法利用结构的量测脉冲响应信号构造Hankel矩阵,对其进行奇异值分解后计算奇异值的相对变化率,变化率最大的地方对应着模型的阶次。通过数值算例研究了噪声因素对模型阶次确定的影响,并利用模型实验数据验证了本方法的有效性。

2012 Vol. 31 (15): 87-91 [摘要] ( 611 ) HTML (0 KB)  PDF (2300 KB)  ( 700 )
92 基于响应面法的摊铺机压实系统参数优化
>罗丹;;冯忠绪;王晓云
DOI:

摘要:对摊铺机样机的试验研究发现沿熨平板长度方向振幅差值较大。为了改善熨平板振幅的不均匀性,将熨平板作为柔性体,建立了摊铺机压实系统的刚柔混合动力学模型;选取振捣梁质量以及振动器偏心轴的质量和偏心距的乘积为设计变量,以熨平板上节点振幅差为优化目标,通过基于正交设计的响应面方法,借助数值分析,建立优化变量和优化目标间的函数关系,采用遗传算法进行优化。优化后熨平板上节点振幅差减少了83%,各节点振幅均匀性大大改善。

2012 Vol. 31 (15): 92-95 [摘要] ( 581 ) HTML (0 KB)  PDF (1172 KB)  ( 270 )
96 西南山区高速公路桥梁标准疲劳车辆荷载研究
>李星新;;任伟新;钟继卫;
DOI:
摘 要:疲劳车模型在桥梁疲劳评估中有着非常重要的作用,本文根据动态称重系统获得的车辆数据,并以等损伤度为理论基准,推导出适用于中国西南山区高速公路桥梁的3轴标准疲劳车模型。车辆统计数据和疲劳损伤度模拟计算表明,超过一半的疲劳损伤由6轴车引起,故根据统计数据以6轴车为原型设计出简化的3轴标准疲劳车模型,并根据Miner线性累积损伤法则,以实际车辆导致的损伤度为目标对疲劳车模型轴重和轴距进行修正。同时,本文针对西部山区高速公路桥梁提出两项建议:其一为基于弯矩概率函数曲线分析,建议最大应力幅峰值取为等效应力幅的3倍而不是AASHTO所规定的2倍,这主要由于该地区部分车辆超载较多所致;其二为BS5400疲劳车模型是实际车辆引起疲劳损伤的1.15倍从而高估了本地区的疲劳损伤,而AASHTO疲劳车引起的疲劳损伤与实际车辆导致的损伤也基本一致,故建议在西部山区高速公路疲劳车规范的选择时,宜选择AASHTO规范,但应根据实际通行车辆对疲劳车通行量进行修正。
2012 Vol. 31 (15): 96-100 [摘要] ( 545 ) HTML (0 KB)  PDF (1269 KB)  ( 407 )
101 干气密封气膜—密封环系统轴向振动动力稳定性分析
>俞树荣 朱丽 丁雪兴 韩明君 张伟政
DOI:

摘要:基于非线性振动理论,建立了气膜-密封环系统轴向振动动力学模型,在特例下计算并拟合非线性气膜轴向刚度与阻尼,得到了一个含二次、三次项的非线性受迫振动微分方程。在无外激励情况下,通过求Floquet指数讨论了系统分岔问题,分析了螺旋角对系统稳定性的影响,给出了使干气密封系统稳定的螺旋角的范围, 并求得在特例下螺旋角α=75°13′26″时系统发生hopf分岔。这与先前利用龙格-库塔法研究的结果一致,从而验证了该方法的正确性。改变工况讨论系统分岔问题,得到了系统分岔时的螺旋角数值,结果表明其螺旋角数值基本不变,说明改变工况其分岔点位置不变,其结果为干气密封的动态优化设计提供理论指导。

2012 Vol. 31 (15): 101-104 [摘要] ( 548 ) HTML (0 KB)  PDF (834 KB)  ( 253 )
105 海洋波力发电倒置摆系统的非线性振动实验研究
>陈恩利[] 田瑞兰[] 郜浩冬[]
DOI:
摘要:本文以振动基座上的倒置摆系统为研究对象,对该系统受竖向简谐激励作用时的非线性振动特性进行实验研究,探讨该系统应用于海洋波力发电的技术可行性,为海洋波力开发利用提供依据。实验设计倒置摆转动角位移采集系统,通过测试确定系统的阻尼、固有频率等,为数值模拟提供依据并指导倒置摆系统的振动实验。通过实测振动时域数据得到系统振动频谱及相图,证明该系统存在大阻尼条件下的大周期运动、共振状态下的周期振动和倒置摆稳定吸引域,这表明该模型具有海浪波力能源吸收好,消耗少的特点,同时表明该模型具有高效的动力输出能力.因此,振动基座上倒置摆模型在开发利用海洋波力能源发电中具有十分重要的应用前景。
2012 Vol. 31 (15): 105-109 [摘要] ( 583 ) HTML (0 KB)  PDF (1908 KB)  ( 335 )
110 基于形状记忆合金的新型消能减震装置抗震性能研究
>陈云;吕西林;蒋欢军
DOI:

本文首先通过形状记忆合金的材性试验研究了形状记忆合金的超弹性变形性能,并将其等效拟合为多线性模型,得到其设计参数,并详细介绍了分析计算时所采用的形状记忆合金的本构模型。然后,针对框架结构的变形特点,提出了一种基于形状记忆合金的消能减震装置,即在底层框架柱的反弯点附近设置锚固装置,形状记忆合金索的上端固定在锚固装置上,将其下端锚固在地下,在震时通过其来回反复变形耗散地震能量。然后通过有限元程序对设置形状记忆合金索的新型框架与普通框架进行静力推覆分析和低周反复分析,研究表明新型框架不仅屈服承载力和极限承载力高于普通框架,而且其滞回环更加饱满,累积塑性滞回耗能能力提高了41.4%,形状记忆合金索的滞回环也很饱满,具有优良的耗能能力,最后,还比较了对角设置形状记忆合金索的框架的耗能能力与本消能减震装置的耗能能力。因此该消能减震装置在减轻框架柱震害方面具有一定的工程应用价值和前景。

2012 Vol. 31 (15): 110-115 [摘要] ( 661 ) HTML (0 KB)  PDF (1855 KB)  ( 485 )
116 有阻尼负载时圆柱壳的声传递特性分析
>姚熊亮 王献忠 孙龙泉
DOI:

摘要 本文分析研究有阻尼负载圆柱壳的声波透射问题,从经典薄壳理论出发,给出有阻尼负载的圆柱壳振动微分方程,结合均匀流场中的波动方程,利用流-固耦合边界条件,给出了声波传递损失的公式,并计算了相应的算例,研究了有阻尼负载圆柱壳中的声波传递特性。分析了声波入射角度、阻尼厚度、壳体厚度等对声波传递损失的影响,得到了有意义的结论,旨在为工程设计提供参考。

2012 Vol. 31 (15): 116-120 [摘要] ( 649 ) HTML (0 KB)  PDF (1266 KB)  ( 224 )
121 含横向裂纹Jeffcott转子刚度及动力学特性研究
>杨 丹;甘春标;杨世锡;熊 炘
DOI:

摘 要:以刚性支承的水平Jeffcott裂纹转子为研究对象,建立了不依赖于重力占优假设的动力学方程,在考虑裂纹张开区域对中性轴位置影响的基础上,利用中性轴理论研究裂纹的开闭规律,由截面惯性矩与惯性积得到开闭裂纹截面各方向刚度系数,详细讨论了不同裂纹深度和不同转速下系统的动力学行为。结果表明:裂纹的存在对截面的法向与切向刚度系数的影响较大,而耦合刚度系数则始终接近于零值;随着裂纹深度的增加,裂纹的开闭过渡过程越明显,系统响应的频谱图趋向复杂,高阶谐波分量更加明显;当转速等于一阶临界转速的分数倍时,系统的固有频率被激发,系统响应出现分数次共振现象。

2012 Vol. 31 (15): 121-126 [摘要] ( 577 ) HTML (0 KB)  PDF (2204 KB)  ( 726 )
127 基于模型修正的钢管焊接结构焊缝损伤识别
>李世龙;马立元;李永军;王天辉
DOI:
摘要:本文提出了一种基于模型修正的钢管焊接结构焊缝损伤识别方法。利用从发射台骨架试验模型获取的模态参数,选择识别结果中精度较好的模态频率作为模型修正的基准频率。通过对待修正参数的灵敏度分析,运用ANSYS和MATLAB软件对有限元模型进行了修正。以实测模态和计算模态之间的误差建立一个带约束边界非线性最小二乘目标函数,将损伤识别问题转化为优化问题,并采用信赖域方法求解该优化问题。以有限元模型焊接结点单元组弹性模量的降低模拟焊缝损伤,并假定了两种损伤工况,通过对发射台骨架模型的数值仿真及试验研究,结果表明本文提出的损伤识别方法识别效果较为理想,为解决这种复杂焊接结构焊缝损伤识别问题提供了新的思路。
2012 Vol. 31 (15): 127-131 [摘要] ( 672 ) HTML (0 KB)  PDF (1522 KB)  ( 264 )
132 混凝土弹塑性损伤帽盖模型参数确定研究
>姜华 贺拴海 王君杰
DOI:

摘要:基于连续损伤力学和塑性力学理论形成的弹塑性损伤帽盖模型是一个高级混凝土本构关系模型,但模型涉及的参数过多却给运用造成了不便。本文对模型参数进行详细解释基础上,采用已有的混凝土材料试验数据给出了其子午线强度参数、帽盖参数、脆性损伤和延性损伤参数取值,大大方便了工程运用。最后以单轴拉伸和单轴压缩为例数值演示了模型基本力学特性。

2012 Vol. 31 (15): 132-139 [摘要] ( 677 ) HTML (0 KB)  PDF (2201 KB)  ( 857 )
140 钢筋混凝土梁冲击试验数值模拟研究
>姜华 贺拴海王君杰
DOI:

摘要: 采用弹塑性损伤帽盖模型对筋混凝土梁冲击试验进行了数值模拟,数值模拟得到的碰撞力、梁体跨中挠度以及梁体破坏状况与实验情况吻合较好。在此基础上讨论了混凝土材料应变软化段、描述塑性体积的帽盖面、强度准则子午线形状、偏平面形状以及钢筋混凝土结构建模方式对冲击数值模拟的影响。

2012 Vol. 31 (15): 140-145 [摘要] ( 571 ) HTML (0 KB)  PDF (2107 KB)  ( 286 )
146 制动力作用下驾驶室抖动的试验研究
>庞辉;方宗德 李红艳 宋孝勇 郝少峰
DOI:

摘 要:为了解决某重型车辆驾驶室抖动问题,通过制动抖动整车道路再现试验研究,分析了抖动现象的特征,确定了制动力作用下驾驶室抖动振动的传递路径,得出了车架悬架系统X、Y方向限位刚度不足是导致驾驶室抖动的主要原因。在上述分析的基础上对车辆抖动问题提出了解决方案,并对原车进行了试验验证,结果表明本文所提出的解决方案很好地解决了驾驶室制动抖动问题,同时验证了本文分析的合理性和可行性。

2012 Vol. 31 (15): 146-149 [摘要] ( 667 ) HTML (0 KB)  PDF (2406 KB)  ( 269 )
150 人体-结构系统静态耦合的模态参数
>秦 敬 伟 杨 庆 山 杨 娜
DOI:

摘要:静态人体与结构之间的相互作用称为人体-结构系统的静态耦合。通过建立人体-结构系统的静态耦合运动方程,确定了系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵。采用状态空间法求解其特征方程,得到了系统的频率和阻尼比,研究了人体与结构的质量比、频率比、阻尼比、人位于结构上的位置等参数对系统动力特性的影响。结果表明:人体既可以降低结构的频率,也会增加结构的频率;同时,人体既可以增加结构的阻尼,也会降低结构的阻尼;影响人体-结构系统频率的主要因素是人与结构的质量比、频率比、人位于结构上的位置,而人体的阻尼比对频率的影响较小。最后,通过简支梁振动试验,验证了分析模型的正确性。试验表明,不同姿态下的人体具有不同的动力特性,其对结构动力特性的影响也不同。

2012 Vol. 31 (15): 150-157 [摘要] ( 644 ) HTML (0 KB)  PDF (2711 KB)  ( 453 )
158 某框架结构的抗震性能评估
>吴巧云;朱宏平;樊剑;曾志和;
DOI:

摘要:以一个8层钢筋混凝土框架结构为研究对象,首先对其进行结构设计,得出各梁、柱截面尺寸及配筋布置;然后采用OpenSees程序对其中一榀框架建立二维模型,选择20条含明显速度脉冲的近场地震记录对该框架结构进行增量动力分析(IDA),同时选择20条典型远场地震记录以作对比分析。基于IDA分析的结果,从概率的角度对结构进行地震性能评估,得出结构在不同 参数及近场、远场地震作用下的超越概率、地震危险性曲线及年平均超越概率。通过对比分析发现, 参数的选择对结构地震性能评估有很大影响。近场地震由于其较高的速度脉冲,使得结构的超越概率、平均超越频率及年平均超越概率均大于远场地震。

2012 Vol. 31 (15): 158-164 [摘要] ( 642 ) HTML (0 KB)  PDF (2669 KB)  ( 575 )
165 基于塑性铰模型的三塔斜拉桥抗震能力时程分析
>王龙飞;王仙芝
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摘要:采用非线性塑性铰考虑结构构件的混凝土开裂、钢筋屈服和材料滞回效应,利用APDL语言编制二分法程序使计算机进行自动计算和减少计算量,从而建立通过不断增大地震时程作用来计算斜拉桥结构抗震能力的方法,并以该方法分析研究了一座在建的三塔结合梁斜拉桥的抗震能力和地震反应特性。研究结果表明:在抗震能力状态,三塔斜拉桥中塔底内力响应要远大于边塔,但由地震引起的塔顶位移却相差很小,所以提高中塔抗震能力可以较快地提高整体结构的抗震能力;有塑性铰模型要比无塑性铰模型具有更高的抗震能力;采用二分法循环计算程序,不仅可以降低人工试算的烦琐而且能大幅减少循环计算次数,使大型结构的抗震能力分析较为简便。

2012 Vol. 31 (15): 165-170 [摘要] ( 571 ) HTML (0 KB)  PDF (2029 KB)  ( 283 )
171 改进FSVM在发动机振动故障融合分析中的应用
>费成巍 白广忱
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摘 要:对模糊支持向量机中的传统隶属度确定函数进行了改进,得到了紧密度隶属函数的模糊隶属度确定方法;针对航空发动机整机振动中多类故障诊断的特点,引入模糊隶属度函数建立了更有效地FSVM融合诊断的数学模型,并将该模型应用到航空发动机整机振动故障诊断中。计算结果显示:该方法不但具有较高的正确诊断率,而且也具有很强的抗噪声能力,从而为航空发动机整机振动故障分析提供了一种新方法。

2012 Vol. 31 (15): 171-174 [摘要] ( 611 ) HTML (0 KB)  PDF (840 KB)  ( 325 )
175 基于希尔伯特-黄变换提取车桥耦合系统时频特性
>陈双喜 林建辉 陈建政
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摘 要:将一种基于改进经验模态分解(EMD)的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform)方法,应用于车辆-轨道-桥梁耦合动力学的振动信号分析中。基于车辆-轨道-桥梁耦合动力学理论,仿真计算轮对踏面修形前后高速动力车过桥时耦合系统的动力学特性变化。运用改进EMD方法提取振动信号的固有模态函数(IMF),再对固有模态函数进行希尔伯特-黄变换,得到时频幅值谱和边缘谱。计算结果表明:Hilbert边缘谱比傅立叶幅值谱具有更高分辨率,为车辆-轨道-桥梁耦合动力学信号分析提供了一种有效的分析手段。

2012 Vol. 31 (15): 175-179 [摘要] ( 587 ) HTML (0 KB)  PDF (1638 KB)  ( 262 )
180 深海缓坡型脐带缆干涉分析研究
>李清泉;杨和振
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摘 要:对深海缓坡型脐带缆设计参数敏感性及管线之间干涉进行了研究。随着油气开采向深海加速迈进,脐带缆的结构变得更加复杂,重量不断增加,致使顶端张力越来越大,采用缓坡构型可有效减小顶端张力,然而浮力块的引入使得其非线性动力特性更加显著,容易与其他构件发生碰撞造成内部光纤等构件破坏,导致通信中断并影响到整个油气安全生产,因此有必要对深海缓坡型脐带缆进行干涉分析。对环境载荷作用下缓坡型脐带缆位构型的方位角、拖曳力系数及浮力块半径等影响参数进行分析,分析结果表明脐带缆位置构型与这些参数之间有很大相关性,并对SPAR平台上脐带缆之间及张力腿平台中脐带缆与张力腿之间的干涉问题进行了分析,所给出的结论便于设计人员更好理解缓坡型脐带缆干涉动力特性。
2012 Vol. 31 (15): 180-184 [摘要] ( 624 ) HTML (0 KB)  PDF (1784 KB)  ( 379 )
185 波轮式全自动洗衣机刚柔耦合模型的建立
>陈海卫 张秋菊 曹毅
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摘要:刚柔耦合模型是波轮式全自动洗衣机结构设计的基础。为建立这一模型,首先在ANSYS中建立了盛水桶的有限元模型并进行模态分析,进而通过与实验结果的对比验证了有限元模型的正确性。采用修正的Craig-Bampton模态对盛水桶进行动力学建模,并与刚性模型进行耦合,推导得到系统整体的刚柔耦合模型。最后,采用 方法求解系统DAE方程组,得到了脱水过程中盛水桶的变形信息与载荷信息。将载荷信息反馈给ANSYS进行分析,其计算结果与本文结果进行了对比,验证了本文模型的有效性。
2012 Vol. 31 (15): 185-189 [摘要] ( 518 ) HTML (0 KB)  PDF (1234 KB)  ( 224 )
190 上海自由电子激光工程隔振沟减振数值分析
>王 晓 严中保 杜涵文
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摘要 通过运用ANSYS软件,建立了上海自由电子激光(SFEL)工程隔振沟的三维有限元模型,分析了隔振沟在不同位置、深度、宽度以及填充材料时的减振效果。为了避免模型边界处振动波的反射对计算结果的影响,有限元模型上施加了人工边界。计算结果表明:隔振沟深度是影响减振效果的主要因素,随着隔振沟深度的增大其减振效果逐渐增强, 建议SFEL工程隔振沟的深度为30m;隔振沟的位置应尽量靠近SFEL建筑;而隔振沟宽度对其减振效果影响不大;以较硬材料(如混凝土)作为填充材料的隔振沟比以较软材料(如橡胶)有更好的减振效果。

2012 Vol. 31 (15): 190-194 [摘要] ( 631 ) HTML (0 KB)  PDF (1562 KB)  ( 349 )
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