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2015年 34卷 5期
刊出日期：2015-03-15
论文
论文
1
气压液体式磨床自动平衡装置控制策略与实验研究
>潘 鑫，吴海琦, 高金吉
砂轮在线动平衡装置是高速磨床上的重要组成部分。介绍了一种新型的气压液体式在线自动平衡系统，为该平衡系统提供了一种靶向控制策略。该控制策略在平衡装置执行操作前，已经准确定位不平衡量的大小和相位；平衡过程中，系统有确定目标的进行注气操作，系统振动幅值单调下降，平衡过程无错调现象。对注气操作的控制方案进行了定量分析，并选出了最优方案。实验结果表明，在多种转速下，该类平衡装置均可在15s内有效地降低系统的不平衡振动，且振幅下降比例均在90%以上。
2015 Vol. 34 (5): 1-5 [
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6
串列双幅典型断面三分力系数气动干扰效应
>刘志文，陈政清
采用风洞试验与数值模拟相结合的方法对串列双幅典型断面（矩形断面、Π型断面及流线型断面）三分力系数和斯脱罗哈数的气动干扰效应进行了研究。首先针对宽高比为5的单幅矩形断面分别进行了三分力系数的数值模拟和风洞试验测试，数值模拟结果与风洞试验结果吻合良好；然后对串列双幅典型断面不同间距比D/B（D为双幅断面之间净间距，B为单幅断面宽度）对应的三分力系数及斯脱罗哈数进行了数值模拟。研究显示：上游断面阻力系数与单幅断面比较接近，下游断面阻力系数则随间距比D/B的增加而增加；上游断面升力系数、升力矩系数脉动根方差气动干扰因子明显小于下游断面升力系数脉动根方差气动干扰因子，两者均随间距比D/B先增加后减小。
2015 Vol. 34 (5): 6-13 [
摘要
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14
单人Bounce荷载下楼盖结构加速度反应谱设计
>陈隽1，2，王磊2，楼佳悦2，徐若天2，李果2
Bounce指双脚不离地的人体上下往复运动，是一种常见的有节奏人致激励。本文采用先进的无线测力鞋垫技术收集了175条bounce荷载曲线，计算每条荷载曲线的单自由系统加速度反应谱，在此基础上提出了设计反应谱分段表达式，主要分为三段：对应bounce一阶主频范围2~3.5Hz的第一平台段、对应二阶主频范围4~7Hz的第二平台段以及对应高阶频率的下降段，由试验数据分析给出了两个平台段的不同保证率下的代表值以及下降段参数。文中给出了设计反应谱的详细使用步骤，并通过大跨楼盖试验模型验证了方法的准确性。
2015 Vol. 34 (5): 14-19 [
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20
列车白车身损耗因子试验研究
>欧阳山1,2，鲁帆2，伍先俊2，隋富生2
对7m长高铁车厢白车身划分子系统，根据能量平衡方程确立子系统总损耗因子、内损耗因子和耦合损耗因子的关系，通过测量总损耗因子和能量比可以直接计算内损耗因子和耦合损耗因子。为了准确测量总损耗因子，计算中采用Hilbert变换求瞬态信号对数衰减率的方法，其创新点在于不需要测量输入功率就可以得到完整方程并获得统计能量分析参数。内损耗因子和耦合损耗因子的计算结果可以为建立车厢能量统计模型提供数据参考。
2015 Vol. 34 (5): 20-25 [
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26
智能桁架结构最优振动控制与作动器优化配置
>曹玉岩,王志臣，付世欣，吴庆林
研究了智能桁架结构最优振动控制和作动器的优化配置问题。首先采用有限元方法，根据Hamilton原理推导了智能桁架结构的机电耦合动力学方程，根据线性二次型最优控制理论，推导了结构振动控制的数学模型，通过最小化性能泛函，求解黎卡提矩阵代数方程确定了最优控制输入。然后通过对最优控制性能指标函数的修正，得到了与初始状态无关的性能指标，以修正的性能指标为目标函数，应用模拟退火算法对作动器位置进行了优化配置。最后给出了空间智能桁架结构振动控制算例验证建模过程和算法。算例结果表明，通过最优振动控制可以使结构振动快速衰减，达到振动抑制的效果，而且通过模拟退火算法可以确定最佳的作动器布置方式。
2015 Vol. 34 (5): 26-32 [
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33
进化论动态参量自适应消噪算法
>肖会芳1，邵毅敏2，周晓君2
由于以输出信号平均能量的倒数为适应度函数、以及定值克隆系数和定值匹配系数的因素，制约了传统进化论自适应消噪算法的收敛特性，影响了传统进化论自适应算法降噪的有效性。针对该问题，提出了基于动态适应度函数的进化论变系数自适应消噪算法。新算法中，匹配系数与进化代数相关联，克隆系数由进化代数和适应度值决定，并采用动态适应度函数，改善了滤波器的收敛特性和噪声抑制能力。模拟仿真分析表明，新算法较同类进化论算法有较快的收敛速度和良好的消噪效果。物理台架实验数据验证了该算法对故障信号的有效提取能力。
2015 Vol. 34 (5): 33-38 [
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39
Microtab对翼型跨音速抖振始发特性的影响
>刘金利，杨智春，丁允停
研究了microtab对翼型跨音速抖振始发特性的影响。采用SST湍流模型对RANS方程进行封闭，以NACA0012翼型为对象，用CFD方法计算了在其后缘附近安装microtab后，翼型的跨音速流场。对比分析了在翼型后缘附近的上表面、下表面单独安装和上下表面对称安装microtab后，对翼型跨音速抖振始发特性的影响，并研究了microtab的高度和弦向安装位置对跨音速抖振边界的控制作用。结果表明：在翼型后缘附近的上表面加装microtab能够提高抖振始发攻角，并且随着microtab高度的增加，抖振始发攻角有增大的趋势。在翼型后缘附近的下表面加装microtab能够提高抖振始发时的升力系数，且抖振始发时的升力系数随着microtab高度的增加而增大。microtab的弦向安装位置的变化对于抖振始发攻角影响较小，但是对抖振始发时的升力系数有明显的影响。
2015 Vol. 34 (5): 39-43 [
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44
循环压缩和冲击下聚氨酯发泡塑料的能量吸收
>王立军1,2，张 岩1,2，王志伟?1,2
本文基于聚氨酯发泡塑料的准静态压缩和落锤冲击试验，分析其在中低应变率下的力学性能和能量吸收性能，得到了该材料的应力-应变曲线和能量吸收图,研究了不同应变率和循环静动态试验对该材料缓冲性能的影响。随着初始应变率由 2.56×10-3 s-1 （准静态）增加至4.01×101s-1、5.08×101s-1 和5.68×101s-1 ，材料的应力和能量吸收明显增大，应变为0.4时动态应力分别比静态应力增加了54.34%、79.35%和114.49%，所吸收的能量分别比静态增加了18.98%、30.09%和65.74%。对同一材料先后进行五次循环准静态压缩或落锤冲击试验，与首次试验相比第二、三、四、五次试验应力和能量吸收明显下降，应变为0.4时静态应力分别下降了18.48%、32.97%、36.59%和39.49%，动态应力分别下降了20.81%、28.48%、34.75%和34.75%，准静态压缩能量吸收分别下降了24.54%、37.50%、40.74%和43.52%，落锤冲击能量吸收分别下降了15.30%、24.20%、30.25%和30.96%。中低应变率下，聚氨酯发泡塑料的应变率效应十分明显，循环准静态压缩和落锤冲击效应同样十分明显。循环试验达到一定次数后，材料缓冲性能基本保持不变，可用此数据作为缓冲包装设计的依据。研究结果对于聚氨酯发泡塑料的合理缓冲包装设计有指导意义。
2015 Vol. 34 (5): 44-48 [
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49
一系螺旋弹簧动刚度对车辆-轨道耦合振动影响分析
>孙文静1,2 宫岛2, 周劲松2, 李卓3
建立准确表征一系悬挂轴箱螺旋弹簧波动特性的力学模型，运用动刚度矩阵法求解，研究其对悬挂系统隔振性能影响。结合基于格林函数法的车辆-轨道耦合动力学模型，引入弹簧刚度频变特性，对比分析考虑一系螺旋弹簧频变刚度前后车辆动力学性能之间的差异。结果表明，动刚度矩阵法可以精确求解螺旋弹簧随频率变化的动刚度特性，在一阶模态振动频率后弹簧刚度值呈现103等级的剧烈变化，该结果与有限元模型结果一致；一系螺旋弹簧的动态频率特性导致轮轨激励由车轮至构架的振动位移传递率提高到接近于1，而对车体的振动传递率提高到了10-3左右；在整车车辆-轨道动力学计算中，其对轮轨振动影响较小，但车体与构架出现了较高的高频振动能量峰值。包含一系悬挂动刚度的车辆模型更接近实际，为了降低车辆振动，应尽量提高一系螺旋弹簧自振频率并降低动刚度变化幅值。
2015 Vol. 34 (5): 49-55 [
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56
船舶推进装置气囊隔振系统对中可控性问题研究
>卜文俊1，2，何 琳1，2，施 亮1，2
本文对船舶推进装置气囊隔振系统对中可控性问题进行了系统研究。通过建立控制响应计算模型、多目标对中控制模型，提出了对中可控性分析方法，使得控制系统能够根据不同工作情况自主调整控制系统工作参数，以保持良好的对中控制收敛性能，并通过实验验证了该方法的可行性。该方法已应用于某型船舶推进装置气囊隔振系统，成功实现了气囊柔性支撑状态下的推进装置高效隔振。
2015 Vol. 34 (5): 56-60 [
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61
地震作用下斜交简支梁桥桥面旋转反应的参数分析
>沈 贤1,2，王军文1,2，李建中3，胡玉娟1，吴天宇1,2
地震引起的斜交简支梁桥桥面面内旋转不仅增大了梁体的纵、横向位移，而且增加了梁体与边界碰撞的几率。为研究地震作用下斜交简支梁桥桥面的旋转反应，利用OpenSees地震仿真模拟平台，建立考虑梁体与桥台间纵向碰撞、梁体与挡块间横向碰撞效应的斜交简支梁桥简化动力计算模型，分析梁体与桥台间纵向碰撞刚度、伸缩缝间隙、梁体与挡块间碰撞刚度、初始间隙、挡块力学特性等对斜交简支梁桥桥面旋转的影响。结果表明：纵向碰撞刚度、伸缩缝间隙、梁体与挡块间初始间隙对斜交简支梁桥桥面转角的影响较大，而横向碰撞刚度对桥面转角的影响相对较小；梁两端锐角区设置纵向垫块对减小桥面转角和纵向位移有较好的效果；设置弹塑性挡块能有效控制桥面的震致转动，减轻挡块的横向受力。
2015 Vol. 34 (5): 61-65 [
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66
约束剪力墙对SRC框排架结构破坏模式及耗能性能的影响研究
>王 博1,白国良1,康灵果1,刘 林2,代慧娟3
通过SRC框排架模型结构拟动力试验、伪静力试验以及结构中典型SRC异型节点的伪静力试验，研究约束剪力墙对结构破坏模式与耗能性能的影响。结果表明：剪力墙能够起到第一道抗震防线的作用，形成利于抗震的破坏模式；薄弱部位随着地震作用的增强由煤斗层、运转层到底部两层下移；结构的荷载-位移滞回曲线比较饱满，耗能性能较好；剪力墙对结构中SRC异型节点的裂缝开展具有很好的约束作用，沿纵横向同时布置约束剪力墙能够改善该类节点的破坏模式；约束剪力墙可明显提高SRC异型节点的耗能性能、承载能力与延性性能。本文的研究可为推广应用SRC框排架结构体系提供基础研究资料。
2015 Vol. 34 (5): 66-72 [
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73
拦阻索冲击的多体动力学仿真研究
>沈文厚 1，2,赵治华 1，任革学 1，王宁羽 1
舰载机着舰时，尾钩冲击拦阻索导致索内应力动态向甲板两端传播。为研究拦阻索应力波传播规律及峰值决定因素，本文在多体动力学框架下，发展了基于绝对节点坐标法的具有接触碰撞功能的大位移索单元，在此基础上建立了包含缓冲装置的拦阻系统多体动力学模型，仿真揭示了拦阻索受冲击后应力波在传播过程中，分别在甲板两侧的导向轮和尾钩处，因横波的反射与叠加均造成了应力尖峰，而滑轮缓冲装置与钢索末端缓冲装置均能有效的降低索内应力峰值。拦阻系统中的钢索用轻质材料代替，亦能降低索内应力峰值。此外，本文建立的全尺寸舰载机拦阻系统多体动力学模型为系统的设计与优化提供了一种计算手段。
2015 Vol. 34 (5): 73-77 [
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78
三参数威布尔分布参数估计及在可靠性分析中的应用
>郑锐
威布尔分布是可靠性中应用最广泛的分布之一。三参数威布尔分布尤其适用于在开始使用时有一时间段内不发生故障的情况。由于该分布的位置参数不等于0，在参数估计时不能采用简单的参数估计方法实现，限制了该分布形式在可靠性分析中的应用。根据三参数威布尔分布的特点提出了一种综合图解法和遗传算法的参数估计方法，应用该方法可以获得更精确的参数估计值。随后应用于某系列数控车床计算机数控系统的故障分析中，验证了本文提出的参数估计方法的可行性。
2015 Vol. 34 (5): 78-81 [
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82
轮轨磨耗状态下悬挂参数失效对车辆动力学性能影响
>吴娜，曾京，王忆佳
为了研究悬挂参数失效对车辆系统动力学性能的影响，建立高速车辆系统动力学模型和悬挂参数失效模型，针对新轮轨、磨耗后轮轨进行轮轨接触几何关系和动力学仿真计算，分析当悬挂参数正常工作和失效时，车辆动力学性能的变化。结果表明：与新轮轨相比，轮轨磨耗状态下的等效锥度、滚动圆半径差和左右轮轨接触角度差变大；轮轨磨耗造成蛇行失稳临界速度下降，运行平稳性和曲线通过能力变差；悬挂系统失效方式不同，对车辆系统动力学的性能和车体的动态响应影响程度不同；车辆的悬挂参数优化应考虑轮轨磨耗的影响。
2015 Vol. 34 (5): 82-87 [
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88
薄壁圆锥管轴向压缩吸能特性研究
>洪 武1,，徐 迎1，金丰年1，郭峰2
研究薄壁圆锥管轴向压缩吸能特性有助于其合理广泛应用于抗冲击、抗振动结构中。轴向倾角是使得圆锥管轴向压缩性能有别于直管的主要因素。当轴向倾角小于临界角度时，圆锥管平均轴向压缩力随倾角增加而变大但最大初始轴力会线性减小；吸能稳定因子随倾角增加而提高，但是比吸能却相应非线性降低。圆锥管在轴向压缩时过程中存在三种典型变形模式，分别为“钻石-堆叠”模式，“钻石-嵌套”模式及“环形-嵌套”模式，通过对“环形-嵌套”模式变形过程的观测及变形机理分析，建立了相应的理论模型，基于该理论模型给出了圆锥管“环形-嵌套”模式变形时吸能特性的预测方法。
2015 Vol. 34 (5): 88-94 [
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95
级联双稳随机共振和基于hermite插值的局部均值分解方法在齿轮故障诊断中应用
>李永波,徐敏强，赵海洋，张思杨，黄文虎
针对于弱信号在齿轮故障中难以提取问题，提出了一种基于级联双稳随机共振 (Cascaded Bistable Stochastic Resonance，简称CBSR)降噪和局部均值分解（Local Mean Decomposition，简称LMD）齿轮故障的诊断方法。随机共振可有效削弱信号中的噪声，利用噪声增强故障信号的微弱特征；LMD方法可自适应将复杂信号分解为若干个具有一定物理意义上PF分量之和，适合处理多分量调幅调频信号。首先将振动信号进行CBSR消噪处理，然后对消噪信号进行LMD分解，通过PF分量的幅值谱找到齿轮的故障频率。通过齿轮磨损故障诊断的工程应用，表明该方法可以有效提取齿轮故障微弱特征，实现齿轮箱的早期故障诊断。
2015 Vol. 34 (5): 95-101 [
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102
基于快速多极子基本解方法(FMM-MFS)的弹性波二维散射模拟研究
>刘中宪1,2，王冬1,2，梁建文3
针对弹性波二维散射问题，发展一种新的快速多极子基本解方法（FMM-MFS）。方法基于单层位势理论，通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场，从而避免了奇异性的处理和边界单元离散；结合快速多极子展开技术（FMM），大幅度降低了计算量和存储量，突破了传统方法难以处理大规模散射问题的瓶颈。以全空间孔洞对P、SV波的二维散射为例，给出了具体求解步骤，并在个人计算机上实现了上百万自由度问题的快速精确计算。在方法效率和精度检验基础上，分别以单孔洞和随机孔洞群对平面波（P、SV波）的散射为例进行计算模拟，揭示了孔洞（群）周围弹性波散射的若干重要规律。
2015 Vol. 34 (5): 102-109 [
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110
沌阳高架桥爆破拆除塌落引起的地面振动特征
>杨永强1，胡进军1，谢礼立1, 2，戴君武1，吴兴和1
利用实测结果分析了桥梁爆破拆除塌落引起的地面振动加速度特征，结论如下：桥梁塌落地面振动加速度峰值随距离增大而降低，竖向分量加速度峰值显著大于水平分量，随距离增大差别变小；测线1的地面振动加速度峰值频率随距离增加呈指数降低趋势，受叠加效应影响，测线2和测线3的地面振动加速度峰值频率随距离的变化规律不明显；测线1的切向振动分量的峰值频率最高，测线2次之，测线3最低；地面振动加速度持时随距离增加而变长，水平分量持时大于竖向分量；减振措施在降低爆破塌落振动峰值的同时也会降低地面振动峰值频率、延长其持时；多个桥联连续塌落产生的叠加效应使得地面振动加速度峰值增加、峰值频率降低，不利于建筑结构安全。
2015 Vol. 34 (5): 110-114 [
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115
泡沫填充夹芯墙多胞结构的耐撞性多目标优化设计
>文桂林1,2，孔祥正1,2，尹汉锋1,2,，肖久如2
泡沫填充管由于其优秀的能量吸收性能引起越来越多的关注。根据对丝瓜结构的研究，提出一种与丝瓜横截面类似的泡沫填充夹芯墙多胞结构。基于非线性有限元软件LS-DYNA，建立此种泡沫填充夹芯墙多胞结构的轴压分析有限元模型。基于多项式代理模型，采用多目标粒子群优化算法对不同截面形状的多胞结构进行了优化设计。根据优化结果对不同结构的选择给出指导性意见，使结构在满足峰值力限制的情况下拥有最好的吸能特性。本文提出的新型结构在车辆工程及航空航天等领域具有很好的应用前景。
2015 Vol. 34 (5): 115-121 [
摘要
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221
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122
平面螺旋声阵列近场旋转扫描全息成像研究
>陈林松1， 曹跃云2，郭文勇1
针对一平面螺旋阵列在噪声源成像应用，分析了波束形成方法在低频段噪声成像能力的局限性，采用等效源法实现了对低频噪声的全息成像。为提高近程声全息成像性能，本文提出并采用不规则平面阵进行旋转扫描测量，重点研究了无参考传感器条件下对扫描数据的相位处理方法，实现了不同时刻测量数据的相位同步，利用仿真研究验证了该方法的有效性和优越性，并通过实际实验进行验证，对450Hz以下频率噪声的成像能力有显著提高。该方法测试条件要求低，测试结果可靠，相关结论具有参考价值。
2015 Vol. 34 (5): 122-127 [
摘要
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206
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128
基于拉普拉斯特征映射的滚动轴承故障识别
>黄宏臣，韩振南，张倩倩，李月仙，张志伟
用传统的线性方法对非平稳和非线性运行状态的滚动轴承进行故障诊断时，效果欠佳。为了及时、准确地监测轴承的运行状态，提出了将拉普拉斯特征映射算法(Laplacian Eigenmap LE)应用到滚动轴承的故障识别中。在振动信号构建的时域和频域高维特征空间矩阵中，充分利用LE算法在非线性特征提取和降维的优点，进行学习，提取表征轴承状态的特征量，并以可视化的聚类结果进行表示。实验模拟了轴承的4种不同类型故障以及滚动体的4种不同受损程度，采用模式识别中聚类性的类内距和类间距两个参数作为衡量指标。与PCA和KPCA两种方法对比，LE不仅明显识别出四种故障类型和有效的区分出滚动体的不同受损程度，而且识别率大大提高。并通过测试样本组验证了LE方法的有效性。
2015 Vol. 34 (5): 128-134 [
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135
人工中耳悬浮式压电振子的优化设计
>田佳彬?1， 饶柱石1， 塔娜1， 许立富1
为了优化人工中耳悬浮式压电振子的植入效果，设计了一种位移放大结构用于改善振子的输出特性。首先采用微CT扫描和逆向成型技术建立了包括外耳道、中耳和简化耳蜗的人耳有限元模型，通过与文献的实验数据比对验证模型的有效性。然后建立人耳与悬浮振子的耦合力学模型，通过有限元的耦合场分析研究加入位移放大结构前后的人工中耳植入效果。研究结果表明，采用位移放大结构后，振子于中高频段的等效声压级得到明显提升，可以有效降低压电振子的功耗。
2015 Vol. 34 (5): 135-140 [
摘要
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141
微尺度输流管道考虑热效应的流固耦合振动分析
>梁 峰，包日东
研究热环境中输送微流体的微尺度管道流固耦合振动问题。根据线性热弹性理论建立系统振动控制方程，并利用复模态法对其进行求解，得到了系统的固有频率和屈曲失稳临界流速，讨论了温度变化、微尺度效应及管道壁厚对系统振动特性的影响。研究结果表明：提高环境温度会降低系统的固有频率和临界流速；管道和流体的微尺度效应分别会使临界流速升高和降低，但微流体的这种影响会随着温度的升高而逐渐减弱并最终消失；管壁较薄（外径接近微尺度特征尺寸）时，壁厚的变化对固有频率的影响很大，而管壁较厚时，温度变化对固有频率的影响更为明显。
2015 Vol. 34 (5): 141-144 [
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145
相关向量机及其在机械故障诊断中的应用研究进展
>王波1,2 刘树林1 张宏利1 蒋超1
相关向量机是一种基于贝叶斯稀疏理论的新型机器学习算法，近年来被应用于多个行业，并得到了国内外学者的不断关注和研究，然而在机械故障诊断领域还未得到足够的重视。简述了相关向量机的特点，通过与支持向量机相比较，阐述了相关向量机的优缺点，综述和分析了近年来相关向量机的国内外研究现状，重点关注相关向量机在机械设备状态监测与故障诊断领域的研究进展。在此基础上，分析了相关向量机研究所存在的一些问题，并展望了相关向量机在机械故障诊断领域应用的未来方向。
2015 Vol. 34 (5): 145-153 [
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154
基于核典型相关分析的非线性相关源盲分离方法研究
>李志农 张芬 肖尧先
针对传统的相关源盲分离方法的不足，提出了一种基于核典型相关分析的非线性相关源盲分离方法。该方法是利用了核方法来处理数据之间的非线性问题，同时还利用信号源之间的相关性来进行分离。提出的方法与传统的相关源盲分离方法进行对比分析。仿真结果表明，提出的方法明显优于传统的相关源盲分离方法，并从分离性能指标上得到了充分的反映。最后，将该方法应用到转子不对中和碰摩故障的盲分离中，实验结果进一步验证了该方法的有效性。
2015 Vol. 34 (5): 154-158 [
摘要
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230
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159
基于动力非线性有限元法的索-梁相关振动研究
>王涛，沈锐利
根据考虑结构几何非线性的有限元动力时程积分算法，开发了有限元程序SD_FEM。使用该程序建立了精细的索-梁组合结构有限元模型，计算了结构的自振特性与结构在外部动力荷载作用下的振动响应。分别讨论了当整体结构自振频率与拉索局部自振频率有1:1、2:1和不成倍数关系时，索-梁相关振动导致拉索振动的状况。分析了数值计算结果，总结了索-梁相关振动的本质规律。
2015 Vol. 34 (5): 159-167 [
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168
履带急救车非线性减振系统动态性能优化
>杨猛，徐新喜，段德光，苏卫华，苏琛
针对履带急救车非线性减振系统在随机激励下的动态性能优化问题，首先提出了一种基于改进的分块增维精细积分法和NSGA-Ⅱ算法的多目标参数辨识方法，对履带急救车非线性减振系统进行了参数辨识；然后，应用Sobol’法分析了减振系统各物理参数对系统输出的全局灵敏度；最后，应用遗传算法对减振系统进行了动态性能优化。结果表明：经过优化，担架台垂向振动加权加速度均方根值由原来的0.5210m/s2下降为0.4183m/s2，降幅达19.7%，减振系统动态性能得到了明显改善。
2015 Vol. 34 (5): 168-173 [
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174
基于FE-SEA混合法的空心阻振质量阻振性能研究
>温华兵，彭子龙，刘林波
阐述了FE-SEA混合法的基本原理，分别采用FEM、SEA和FE-SEA混合法对带阻振质量薄板结构的振动速度进行预测。通过设计带近似等质量的空心梁与实心梁阻振质量的薄板结构模型实验，对上述三种方法的预测结果进行了验证。通过定义特征尺寸与波长的比值△，找到了各自的控制频域。结果表明：采用△作为划分上述三种方法有效频域的指标是可行的；在分析频率8kHz范围内，空心阻振质量比实心阻振质量的整体阻振效果提高了10dB左右；尤其是在中高频区的阻振效果更加明显，但在100Hz以下的低频区阻振效果不如实心阻振质量的好。说明空心阻振质量比实心阻振质量具有更好的应用前景。
2015 Vol. 34 (5): 174-178 [
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一种基于Fisher投影的时间序列非线性检验
>卢世坤 李夕海 牛超 曾小牛 杨晓芸
为进一步提升替代数据法非线性检验的性能和稳定性，本文引入Fisher投影将不同的非线性检验统计量进行组合并投影，使不同非线性统计量的检验性能互补。利用6类非线性混沌序列和线性高斯白噪声序列进行实验，检验该方法的有效性，结果表明，基于Fisher投影的替代数据法对各类信号正确检验的能力明显提升，且稳定性较好，具有较强的数据适应性；尤其是三阶自协方差统计量、峭度和三阶自相关统计量的三维组合，相对于其他的统计量组合，对非线性混沌序列及线性高斯白噪声序列的检验能力更强，数据适应性更高。
2015 Vol. 34 (5): 179-185 [
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基于模态叠加法的焊接结构疲劳寿命预测方法研究
>方吉，兆文忠，朴明伟
针对焊接结构疲劳寿命预测，从动力学的角度提出了一种基于模态叠加法的动态结构应计算方法，并验证了其可行性与正确性，该方法以时变载荷作用下焊接结构的动平衡为基础，考虑结构自身振动加速度对用于评价焊缝疲劳寿命的结构应力的影响，实现了动态载荷下焊接结构的动态结构应力计算，有效地拓宽了主S-N曲线疲劳预测方法的应用领域。
2015 Vol. 34 (5): 186-192 [
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193
鞍形屋盖极值风压系数模糊聚类分区研究
>李丹煜，杨庆山，田玉基
以鞍形屋盖为研究对象，针对其破坏主要始于屋盖边缘等部位的现象和关于鞍形屋盖风压分区无据可循的现状，围绕鞍形屋盖风压系数分区问题，采用模糊C均值聚类根据风易损程度将鞍形屋盖表面划分为多个区域。分区过程中，针对模糊C均值聚类对初始变量具有依赖性的问题进行了改进，包括采取预先限制聚类数目最大值与采用有效性指标确定最优聚类数目的方式。基于此，给出了鞍形屋盖表面的最不利平均、极值风压系数分区图，并计算了各区域的分区风压系数。
2015 Vol. 34 (5): 193-198 [
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锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型研究
>梁 岩1,2 罗小勇2, 陈代海1
为建立锈蚀钢筋混凝土构件恢复力模型，本文通过对6个锈蚀钢筋混凝土受弯构件低周反复荷载试验，得到不同锈蚀程度的各试件的滞回曲线及骨架曲线，分析了钢筋锈蚀对试件抗震性能的影响。根据试验成果，结合钢筋锈蚀引起结构破坏形态的改变，综合考虑钢筋锈蚀后引起结构截面几何损伤、钢筋和混凝土力学性能降低、粘结滑移性能劣化以及结构刚度退化等各种耐久性损伤因素，并考虑箍筋锈蚀引起结构延性的影响，提出了锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型的确定方法。通过与试验进行对比分析表明模型描绘的骨架曲线和滞回曲线与试验结果总体吻合较好，所描述的现象与试验一致，该恢复力模型可在损伤钢筋混凝土结构地震反应分析中采用。
2015 Vol. 34 (5): 199-206 [
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轮对结构弯曲及型面磨耗对高速列车振动性能的影响
>韩鹏，张卫华
高速列车服役过程中，轮对结构弯曲及高速列车服役中改变最大的轮对磨耗因素均会对车辆性能造成很大影响。本文考虑高速轮对的三阶弯曲模态的影响，根据某型高速动车组分别建立考虑不同轮对弯曲变形的动力学模型，依次分析轮对各阶弯曲模态在整个服役周期内不同磨耗状态下车辆稳定性及各向振动的变化，并得出如下结论。轮对一阶弯曲对车辆稳定性和振动性能影响最大，临界速度下降约10%，振动加速度上升明显，而二三阶弯曲对临界速度影响不大。通过不同工况下车辆整备频率的分析可知，考虑轮对一阶弯曲后，车辆整备频率的变化及轮对弯曲频率是造成上述变化的主要原因。
2015 Vol. 34 (5): 207-212 [
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单级人字齿轮减速器振动噪声影响因素研究
>周建星1,2 孙文磊1 崔权维1
本文以船用人字齿轮减速器为研究对象，依据人字齿轮传动结构特点，综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素，建立了传动系统弯—扭—轴耦合动力学模型，通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励，采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射，得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱。系统讨论了人字齿轮基本参数(包括齿顶高系数、顶隙系数、齿宽、螺旋角及压力角)以及减速器结构特征（人字齿轮中间连接刚度、轴向定位刚度）对减速器振动噪声的影响，为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。
2015 Vol. 34 (5): 213-219 [
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220
空间站柔性太阳翼热诱发振动分析
>孔祥宏，王志瑾
柔性太阳翼随空间站在轨运行时会受到周期性的热载荷作用，为研究热载荷对柔性太阳翼的影响，采用热-结构非耦合分析方法对柔性太阳翼进行了热诱发振动分析。提出了等效位移法，按照节点位移等效原则计算柔性太阳翼有限元模型各节点的等效温度载荷，再以该载荷为激励计算柔性太阳翼的动态响应。通过自编的Python程序实现等效温度载荷计算过程中的数据处理，以及热诱发振动分析流程中的有限元前后处理。通过与理论解和数值解作对比，验证了基于等效位移法求解等效温度载荷并用于非耦合热诱发振动分析的方法的准确性。通过对柔性太阳翼的热诱发振动分析，得到了柔性太阳翼的动态响应数据，发现了柔性太阳翼出地球阴影区时的刚柔耦合情况。分析结果可以为柔性太阳翼的设计和改进以及在轨的安全性、可靠性的评估提供参考。
2015 Vol. 34 (5): 220-227 [
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