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2015年 34卷 16期
刊出日期：2015-08-25
论文
论文
1
数控机床进给单元滚动结合部轴向动态特性参数识别
>朱坚民，张统超，王 健，李孝茹
针对现有结合部参数识别方法不能精确识别装配状态下数控机床进给单元滚动结合部动态特性参数问题，提出进给单元装配状态下滚动结合部轴向动态特性参数识别方法。将丝杠简化为弹性杆件以建立简谐力作用下丝杠及工作台的轴向振动方程，基于该方程建立结合部轴向刚度与阻尼参数识别模型；通过实验测量丝杠支撑点间距离、简谐激振力频率及幅值、丝杠轴端截面轴向振动速度幅值等参数建立识别方程组；基于遗传算法优化求解该方程组，识别出滚动结合部轴向动态特性参数。以自行研制的滚珠丝杠进给实验台为研究对象，基于该方法对其左、右端轴承组及滚珠丝杠副结合部轴向刚度、阻尼参数进行识别，并对识别结果的正确性进行实验验证。结果表明所提方法正确的、有效，丝杠轴端截面轴向振动速度幅值理论计算值与实验测试值绝对误差在7.7 um/s以内，参数识别精度较高。
2015 Vol. 34 (16): 1-7 [
摘要
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8
含空间约束航天器线缆力学建模方法
>游斌弟，郑天骄，陈 军，杨斌久
为克服离散化模型弊端，使线缆能适应航天器内复杂空间约束工况，基于弹性细杆思想，提出含空间约束的航天器线缆力学建模方法建立线缆连续型力学模型。通过线缆惯性坐标系与局部坐标系描述线缆空间位置与形态，推导考虑线缆自重与空间约束作用的静力平衡方程，分析布线过程中典型空间约束工况，并构建无约束、端点约束、接触面约束及卡箍约束下线缆力学模型。用数值方法对典型约束工况下线缆力学模型进行计算与分析，获得线缆在无约束、接触面约束及卡箍约束下的受力规律。结果表明，布线过程中合理组合卡箍约束与接触面约束可有效提高线缆的力学性能，从而验证所建模型的普适性与可行性。
2015 Vol. 34 (16): 8-13 [
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14
考虑轴承波纹度的燃料电池车用旋涡风机振动特性分析
>左曙光，王 哲，吴旭东，胡 清，韦开君，何慧娟
通过分析滚动轴承结构特点，利用施加滚子轮廓线方法建立考虑轴承波纹度滚动轴承的多体动力学模型；将风机壳体及转轴进行柔性化，建立旋涡风机刚柔耦合的多体动力学模型；分析旋涡风机振动激励源与风机及轴承不同结构参数下振动特性。结果表明，轴承游隙存在会引起转频2倍频成分振动，且随游隙增加2倍频处振幅逐渐增加；波纹度存在，会产生对应波纹度阶次的高频成分振动，实际工况下高频成分会激发壳体模态引起壳体共振，影响燃料电池汽车的乘坐舒适性。
2015 Vol. 34 (16): 14-18 [
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19
前混合式磨料水射流磨料粒子加速过程数值模拟
>林晓东1,2，卢义玉1,2，汤积仁1,2，章文峰1,2，程玉刚1,2
针对前混合式磨料射流磨料加速过程运动复杂、实验研究困难及有限元处理超大变形存在网格畸变等问题，基于光滑粒子（SPH）耦合有限元（FEM）方法模拟前混合式磨料射流喷嘴不同阶段磨料粒子加速特征及磨料射流破碎靶体全过程。其中水介质用SPH建模，磨料粒子、喷嘴、靶体等用FEM建模。揭示磨料粒子群在喷嘴中的运动轨迹及喷嘴结构对磨料粒子加速影响规律。研究表明，磨料粒子进入喷嘴收敛段之前已基本达到与水介质相同速度，进入收敛段后因与水介质存在速度差使其获得加速，但与水介质速度差逐渐增大；进入直线段后水介质与磨料粒子一直加速，且水介质速度在直线段末端趋于稳定，在离开喷嘴的短距离范围内水介质速度趋于稳定，磨料粒子在核心段水流作用下继续加速，最终趋于稳定；磨料粒子群在喷嘴收敛段相互碰撞运动剧烈，进入直线段后相对平缓；流量一定下磨料粒子速度随喷嘴收敛段延长而增加，但增加有限；随直线段延长而增加，增加显著。数值模拟结果与相关文献吻合较好。
2015 Vol. 34 (16): 19-24 [
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25
振动荷载作用下重载铁路路基粗颗粒土填料临界动应力试验研究
>冷伍明，刘文劼，周文权
由于重载铁路路基表层为粗颗粒土填料，直接承受轨道结构传递的列车动载往复作用，其临界动应力会影响累积变形，利用自行开发的动三轴试验系统进行不同围压、动应力幅值、含水率条件下粗颗粒土填料的持续振动试验，获得粗颗粒土累积动应变与振次关系曲线，并分析围压、含水率对累积动应变增长影响；在获得不同含水率条件下粗颗粒土的临界动应力比线基础上提出计算临界动应力经验公式。
2015 Vol. 34 (16): 25-30 [
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31
基于区域分解的快速多极基本解法预测发动机表面辐射声场
>陈长征1,张士伟1, 周 勃2, 黄鹤艇3
针对发动机表面结构复杂，多狭长边界，用通常算法求解源点分布无法保障基本解法计算精度问题，提出改进的计算源点分布算法，利用区域分解处理影响基本解计算精度的狭长边界；结合快速多极算法，形成适于三维复杂表面辐射声场预测基于区域分解的快速多极基本解法。利用区域分解求解发动机计算模型的源点分布，在源点分布已知基础上利用快速多极基本解法预测发动机表面辐射声场。结果表明，利用区域分解求得源点与配置点最优距离为34.5 mm，可提高发动机辐射声场预报精度；截断项数为15时可避免截断项数过小引起的低频不稳定，并保证计算效率；不同于快速多极边界元用网格加密提高计算精度，基于区域分解的快速多极基本解法通过区域分解进行优化源点分布可提高精度，且不增加计算负担。通过发动机表面辐射噪声实验，计算值与实验值吻合较好，说明该解法可提高发动机表面辐射声场的预测精度。
2015 Vol. 34 (16): 31-37 [
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38
基于频移及谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法
>刘倩楠，郭 瑜，伍 星
导读:
null
通过对旋转机械变速运行齿轮箱振动研究，提出基于频移及谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法。对齿轮箱变速等非稳态信号进行时域同步采样，利用阶比跟踪对时域信号等角度重采样转换为角域准平稳信号，克服转速波动对信号分析产生的频率模糊现象；对角域信号进行同步平均削弱与转速无关的频率成分，提高信噪比；对平均信号进行窄带解调分析，通过对阶比谱自动编辑分离出齿轮故障主要啮合阶比分量后恢复到角域信号，进行幅值解调及基于频移的相位解调，据幅值解调及相位解调波形图提取齿轮故障特征。结果表明，基于频移、谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法能有效提取齿轮故障特征信息。
2015 Vol. 34 (16): 38-42 [
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43
斜拉桥面相对高度对粘滞阻尼器减震效果影响研究
>张文学，黄 荐，王景景
由于地震响应特性对斜拉桥结构影响较大，在塔梁之间合理设置粘滞阻尼器可改善斜拉桥抗震性能。而目前研究多针对具体工程未考虑斜拉桥面相对高度对粘滞阻尼器减震效果影响。以某斜拉桥为模型，通过改变其下塔柱高度改变斜拉桥面相对高度，并系统分析桥面相对高度对斜拉桥粘滞阻尼器减震效果影响。研究表明，桥面相对高度对粘滞阻尼器最优参数及最优减震效果均有较大影响。
2015 Vol. 34 (16): 43-47 [
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48
柱式柔性墩隔震梁桥结构地震易损性分析
>张 云1,2，谭 平1，郑建勋1，周福霖1
对柱式柔性桥墩刚度较小下部构件结构形式的中小跨径桥梁，利用铅芯橡胶支座双线性恢复力特性，通过调节桥梁下部结构整体刚度，改变地震力在不同墩柱间的分配可提升桥梁整体抗震能力。定义桥梁损伤的5种状态，归纳出以曲率延性判定5种损伤水平的量化指标，并与桥墩墩顶位移相关联。选典型桥梁建立有限元模型进行动力弹塑性分析，将隔震改造前后桥梁墩顶位移概率需求与地震易损性进行对比。分析表明，采用柔性桥墩的梁桥结构进行合理隔震改造后，只要保证隔震支座体系正常运行，桥梁整体在大震作用下的抗震水平可明显提升。
2015 Vol. 34 (16): 48-54 [
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55
基于集合经验模态分解的舰船辐射噪声能量分析
>杨 宏1,2，李亚安1，李国辉1,2
利用集合经验模态分解方法研究舰船辐射噪声的特征参数提取及分类，对预处理后三种不同类别舰船辐射噪声进行能量分析，讨论其高低频能量差特征参数。计算不同类别、一定样本数量的舰船辐射噪声高低频能量差发现，同类舰船高低频能量差基本处于同一水平，不同类型舰船高低频能量差存在明显差异。结果表明，利用集合经验模态分解方法提取的舰船辐射噪声特征参数对舰船类别具有较好的可分性。可为水下目标信号探测及识别提供参考。
2015 Vol. 34 (16): 55-59 [
摘要
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60
SPH统一算法对自由流体冲击弹性结构体问题模拟
>沈雁鸣，何 琨，陈坚强，袁先旭
对自由流体冲击弹性结构体涉及的自由界面运动、弹塑性变形、流固耦合作用等问题进行模拟时要求能有效计算介质运动变形与流固间耦合作用。利用光滑粒子流体动力学方法将流体、弹性体视为连续介质，用统一的N-S方程与虚拟压缩状态方程求解。基于初始粒子类型划分提出新的介质接触算法，通过在结构体表面增加结构体表面粒子，使流体与弹性体介质间相互作用实现稳定传递。计算结果表明，所用SPH统一算法与接触算法能准确有效模拟自由流体冲击弹性结构体变形回弹过程。
2015 Vol. 34 (16): 60-65 [
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66
船底板被圆锥形礁石撕裂变形的机理研究
>曾 佳1，2,胡志强1,3，陈 刚1,2
研究搁浅场景中船底板撕裂变形机理，提出新的针对圆锥形剖面礁石搁浅场景下板材撕裂机理解析计算模型。该模型由摩擦、膜拉伸、弯曲及断裂等分析板材撕裂机理，并据塑性力学理论求出稳定状态下板材撕裂受力解析解；通过与Muscat-Fenech实验结果对比分析，验证该机理模型的准确性；利用LS_DYNA软件进行一系列典型船舶双层底结构搁浅于锥形礁石场景的仿真计算，所得搁浅力与利用等效板厚法计算的解析结果吻合良好。该研究对船底耐撞性结构设计、性能评估具有一定指导意义。
2015 Vol. 34 (16): 66-72 [
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73
饱和土体中多排柱腔屏障对压缩快波隔离
>徐 平1，铁 瑛2，陈 斌3
假定柱腔(圆柱形空腔)长度远大于直径，将多排柱腔组成的非连续屏障对平面P1波(压缩快波)隔离简化成弹性波多重散射的二维平面问题，利用复变函数保角映射法及波场势函数展开法，据柱腔自由(土骨架轴向、切向应力为零)边界条件获得散射波场势函数展开式的待定复系数理论解。通过分析位移比值(屏障后某点由入射、散射弹性波产生的总位移与入射弹性波单独产生的位移之比)变化规律，对比单、双及三排柱腔屏障的隔离效果。研究表明，边界不透水柱腔屏障隔离效果好于透水；多排柱腔屏障对高频入射P1波隔离效果好于低频入射；随排数增多柱腔屏障隔离效果明显提高，有效隔离区域明显增大；当排数达到三排时柱腔屏障后一定范围内隔离效果达70%，效果较理想。
2015 Vol. 34 (16): 73-78 [
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79
柔性关节空间双臂机器人奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制
>陈志勇，陈 力
为解决载体位姿无控柔性关节空间双臂机器人系统在外部干扰、未知载荷参数影响下关节运动控制问题，提出奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法。以柔性关节空间双臂欠驱动式机器人及关节电机动力学子方程为设计基础，借助柔性补偿奇异摄动技术建立系统奇异摄动修正模型；针对系统外部干扰确界未知、载荷参数未知工况，为柔性关节空间双臂机器人设计由快变状态反馈控制、增广鲁棒自适应PD慢变控制组合而成的复合控制规律。仿真结果证实，所提奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法可有效消除系统关节柔性、未知外部干扰及载荷参数影响，确保空间双臂机器人能精确执行预期关节运动任务。
2015 Vol. 34 (16): 79-84 [
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85
分层有限元模型下层合板声功率优化设计
>吴锦武，彭文辉，赵 飞
基于遗传算法对层合板结构辐射声功率最小化进行铺设角优化；利用分层有限元模型求解层合板固有频率及振速分布；通过声辐射模态理论计算结构辐射声功率。以铺设角作为设计变量、辐射声功率作为优化变量，分别以某4层、8层层合板结构为例，研究不同频率时声功率最小化对应的优化铺设角。数值分析结果表明，在同一优化铺设角下，优化后第一阶声功率与辐射总声功率差别不大；对相同层合板结构而言，随频率增加声功率优化量增大；相同厚度下层合板铺设层越多声辐射功率优化量越小。
2015 Vol. 34 (16): 85-89 [
摘要
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90
两叶片变速风力机组避免塔架共振控制策略
>宋冬然1，杨 建1，董 密1，晏 勤2，张 博2
变速风力发电机组中塔架固有频率及叶轮旋转频率一致会致机组出现共振现象。为避免共振，设立转速禁区控制风力发电机组快速通过共振区间。在研究分析两种不同基于转速禁区控制策略基础上，提出适合两叶片风电机组避免塔架共振控制方案。通过Bladed软件仿真测试并分析不同转速禁区对机组性能影响，将所得参数用于现场实验。仿真、实验表明，所提转速禁区方案能有效避开共振区，并能保证发电量损失最小。
2015 Vol. 34 (16): 90-98 [
摘要
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99
混沌特征量识别切削颤振的试验研究
>毛汉颖1，刘 畅2，刘永坚2，毛汉领2
针对切削颤振具有的非线性，传统信号处理方法不能全面揭示颤振特征及难以识别预报等问题，通过改变切削速度及深度的多组切削试验，获得从平稳切削到颤振状态完整过程的多组振动加速度信号，采用关联维数、最大Lyapunov指数及Kolmogorov熵等分析测试信号的混沌特征。结果表明，三个混沌特征量均能从不同角度较好揭示切削过程从平稳到颤振的变化规律。多混沌特征可能将是识别预报颤振的新方向。
2015 Vol. 34 (16): 99-103 [
摘要
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104
基于响应面法的巨-子结构控制体系可靠性灵敏度分析
>李祥秀1，谭 平2，刘良坤2，张 颖2，周福霖1,2
建立巨-子结构控制体系动力微分方程，利用复模态理论推导结构体系的传递函数。用响应面法获取极限状态函数，并基于随机振动首次超越破坏准则，分析结构体系动力可靠度计算方法；考虑地震随机激励，结构处于弹性状态时分析其随机参数对巨-子结构控制体系层间位移角的可靠性灵敏度。结果表明，基于层间位移角的可靠度对子结构刚度均值灵敏度较差，对主结构刚度及隔震层阻尼比均值灵敏度较强。
2015 Vol. 34 (16): 104-108 [
摘要
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109
不同高宽比基础隔震高层结构振动台试验研究及对比分析
>王 栋，吕西林，刘中坡
为研究基础隔震高层结构的动力特性及地震响应规律，进行不同高宽比基础隔震高层结构在不同地震水准、不同地震激励下的模拟振动台试验，并与非隔震结构对比。模型采用缩尺7层钢框架结构，隔震支座用6件铅芯叠层橡胶支座，通过移动支座位置实现不同隔震高宽比。结果表明，高宽比为3、5、7基础隔震结构较非隔震结构自振周期从0.267 s分别延长至0.549 s、0.719 s、0.800 s，设防地震作用下结构顶层最大加速度响应从0.61 g减小至0.15g、0.16 g、0.18 g。隔震后上部结构整体侧移角随高宽比增大而增大，结构整体抗倾覆性能随高宽比增大而减小。用三维实体有限元模型对试验进行数值模拟分析，试验结果与数值结果吻合较好，说明试验具有良好的准确性且可反映基础隔震结构的真实动力特性。
2015 Vol. 34 (16): 109-118 [
摘要
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149
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119
变分数阶振子振动控制方法研究
>叶宇旻1, 周林根2,谢兴博3
针对含变分数阶无量纲振子振动方程，考虑变分数阶微分算子表达式的复杂性，直接进行控制器设计不现实。通过分析位移时程曲线，采用截断变分数阶微分算子方式获得较好拟合效果。提出变遗忘因子概念，使变分数阶算子变为有限阶次，用其进行控制器设计成为可能，并仿真实例验证该方法的有效性。
2015 Vol. 34 (16): 119-121 [
摘要
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122
高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形立体视觉测量
>单宝华1,2，张博一2，严 雨2
针对高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形测量需要，研究基于立体视觉的表观变形三维测量方法。选择去均值归一化灰度互相关系数（NCCC）进行区域匹配，通过调整视差范围消除虚假误差，以实现最大最小视差约束；并综合使用5种约束优化视差图。据平行双目立体视觉模型计算三维点云坐标，用Delaunay三角剖分获得表观变形曲面。基于MATLAB平台集成表观变形立体视觉三维测量系统，进行距离测量精度及比较试验证明该方法的有效性及可靠性。用集成系统完成高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形的三维测量试验。结果表明，重建的三维曲面能准确再现高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板的表观变形，为高速冲击荷载作用后靶标表观变形提供全新的测量方法。
2015 Vol. 34 (16): 122-127 [
摘要
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128
基于灵敏度及层次分析法的键合头多目标结构优化
>宫文峰1,2，黄美发2，张美玲1，莫秋云1
为满足保证键合头动态特性、避免共振条件下达到结构轻量化设计要求，提出基于灵敏度计算参数优选及基于层次分析法最优解提取相结合的多目标优化设计方法。通过有限元仿真计算与模态实验结合研究键合头动态特性验证有限元模型精度。针对拾取臂部件设计参数进行灵敏度分析并提取优化设计变量。用多目标遗传优化算法对拾取臂以一阶固有频率、结构质量为目标优化计算，用层次分析法优选出最佳优化方案。结果表明，优化后拾取臂一阶固有频率提高27.1%，结构质量减轻8.9%，且键合头已避开共振频段达到设计要求。该研究方法具有较高的精度及应用价值。
2015 Vol. 34 (16): 128-134 [
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145
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135
基于双树复小波与非线性时间序列的降噪方法
>胥永刚，赵国亮，马朝永，张建宇
针对双树复小波变换传统软阈值降噪方法对实、虚部树系数分别进行阈值处理时提取的强背景噪声下轴承故障特征信号效果不理想，且实、虚部分离的阈值处理方法会引起局部相位失真问题，利用故障信号小波变换系数具有周期性与双树复小波系数模震荡小等特点，提出双树复小波变换与非线性时间序列方法相结合的强背景噪声下轴承故障特征提取方法。对故障信号进行双树复小波变换，获得各层小波系数并求模，选择系数模周期性较强层系数进行非线性时间序列处理，增强系数中周期性成分，抑制随机噪声；对增强后系数进行软阈值处理消除直流成分对提取结果影响；将处理后系数还原为复数形式进行双树复小波重构，可成功提取弱故障特征信号。仿真、试验信号处理结果表明，该方法能有效提取强背景噪声下的故障特征信号。
2015 Vol. 34 (16): 135-140 [
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134
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141
基于网格变形技术的机枪三脚架多目标响应面优化
>华洪良，廖振强，邱 明，宋 杰，李佳圣
针对使用过程中枪架弹性变形过大影响射击精度问题，提出网格变形、Plackett-Burman试验设计、多目标优化相结合提高枪架刚度的解决方案。利用网格变形技术定义形状变量，据Plackett-Burman试验设计筛选对目标函数显著度高的形状变量；采用优化拉丁方试验设计对整个设计空间均匀采样，据样本点拟合高精度Kriging响应面模型；以三脚架质量为约束，轴向、横向弯曲刚度为目标函数，用多目标遗传优化算法(MOGA)对响应面模型进行寻优。研究表明，该方法能同时提高三脚架轴向、横向刚度，可据Pareto最优解集合权衡各目标进行决策。
2015 Vol. 34 (16): 141-146 [
摘要
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147
强背景噪声下微弱声发射信号提取及处理研究现状
>范博楠，王海斗，徐滨士，张玉波
针对故障诊断领域声发射信号因工作环境及采集设备自身影响常受强背景噪声干扰导致混叠失真问题，对故障诊断中声发射信号特性及处理流程、强背景噪声下声发射信号降噪方法(小波分析，ICA，EMD)、声发射信号特征提取及故障识别等国内外对强背景噪声下微弱声发射信号提取、处理研究现状进行综述；分析总结声发射信号在降噪、特征提取及故障识别研究中存在的不足，探讨解决方法，展望声发射信号处理技术发展。
2015 Vol. 34 (16): 147-155 [
摘要
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402
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156
考虑耳轴-轴承间隙的自行高炮行进间射击炮口响应研究
>谢 润，杨国来，徐 锐，孙全兆，王 鹏
为研究耳轴-轴承间接触碰撞及间隙对自行高炮行进间射击时炮口响应影响，采用基于Lankarani-Nikravesh接触碰撞理论改进的含间隙旋转铰接触碰撞力数值方法，描述不同间隙的自行高炮耳轴-轴承约束关系。利用谐波叠加法重构符合路面分级标准的不平度，考虑身管柔性建立含耳轴-轴承间隙的刚柔耦合自行高炮发射动力学模型。数值计算获得不同间隙下自行高炮行进间射击炮口动态响应，并与耳轴-轴承理想旋转铰模型对比分析。结果表明，耳轴-轴承间接触碰撞对炮口高低、方向射角影响程度不同，对方向角速度影响最明显；耳轴-轴承间隙与炮口响应并非对应的线性变化关系。
2015 Vol. 34 (16): 156-160 [
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161
轧制润滑对轧机主传动系统自激振动影响
>陈 程，李友荣
为研究热连轧机组F2轧机轧制过程中自激振动产生机理及如何消除轧机自激振动，将轧机主传动系统简化为两固有频率相同的单自由度系统建立扭振模型的非线性动力学方程。用渐进法求解非线性动力学方程。结果仿真分析表明，由于轧制变形区轧制润滑不稳定，使变形区摩擦系数下降出现负阻尼现象导致轧机产生自激振动；合理改变轧制润滑液的动力粘度及轧制速度，可避免轧制系统内产生负阻尼。
2015 Vol. 34 (16): 161-165 [
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166
爆炸螺栓预紧力对冲击响应影响分析
>黄含军，王军评，毛勇建，岳晓红，吕 剑
爆炸分离冲击环境地面模拟试验中一般通过悬挂试验实现。试验中连接两分离部件爆炸螺栓预紧力可能会对分离冲击响应产生影响。爆炸螺栓预紧力由螺栓安装拧紧力矩与分离下件重量产生，通过分析该力矩及该重量变化研究预紧力对响应影响。通过数值模拟、试验研究，分别在时、频域对响应影响进行分析。结果表明，爆炸螺栓安装力矩及分离下件重量在一定范围内的变化对中远场冲击响应影响较小。
2015 Vol. 34 (16): 166-169 [
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170
径向开合屋盖结构运动全过程仿真模拟及参数分析
>陆金钰1,2，张 涛1，廖 杰1，舒赣平1,2
介绍基于杆系机构原理的径向整体开合屋盖结构，分析其组成、可展机理及运动特点。基于多体动力学原理，运用ANSYS及ADAMS对径向整体开合屋盖结构的运动全过程进行精细化联合仿真分析。系统考察固定屋盖刚度、轮轨间摩擦系数、轮轨间隙等参数对活动屋盖运动中固定屋盖及活动屋盖挠度、驱动力、活动屋盖连杆弯矩等指标影响。结果表明，固定屋盖刚度对闭合状态下屋盖挠度影响较大，对展开状态下屋盖挠度基本无影响；驱动力随摩擦系数增大、轮轨间隙减小而增大；各响应指标的动力现象普遍存在，波动幅度大小与摩擦系数及轮轨间隙呈正相关趋势。相关结论可为开合屋盖设计提供依据。
2015 Vol. 34 (16): 170-175 [
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176
内外压作用下平板网架结构风致响应影响参数分析
>余先锋1，2,顾 明3，谢壮宁1
在均匀风场中对平屋面结构进行内外压同步测量风洞试验。由内压功率谱分析认为，该试验须严格遵守内压相似定律以获得正确的Helmholtz共振频率。在此基础上将平屋面结构设计成典型平板网架结构，并进行内外压作用下屋盖风致响应分析，研究开洞面积、背景孔隙、风向角及结构阻尼比等参数对屋盖竖向位移响应影响。结果表明，增大开洞面积及减小背景孔隙，屋盖竖向位移均方根值呈增大趋势；结构阻尼比对屋面竖向位移影响极小；迎风开洞时屋盖竖向位移远大于其它风向；脉动内压对屋盖位移响应贡献主要体现于背景分量。
2015 Vol. 34 (16): 176-182 [
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压气式电锤交变冲击特性检测方法研究
>丁问司，范亚军，丁元文
由于压气式电锤交变冲击特性检测对研究冲击活塞运动规律、分析产品结构、检验产品指标、提高产品性能等有重要意义，据工程需求，提出基于电磁感应效应的冲击特性测量方法，构建压气式电锤测量试验台，开发电锤冲击特性测试系统。通过试验、分析，检测气缸内活塞的冲击特性，掌握其运动规律，并精确获得冲击频率、冲击能等特性参数；实测值与理论计算值误差在5%以内。该检测方法简便快捷，检测结果精确可靠，可为产品性能检测、质量检验提供有效依据。
2015 Vol. 34 (16): 183-187 [
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基于立体机器视觉的动目标空间位姿测试研究
>歹英杰，汪 伟，邓士杰，苏续军
针对动态目标振动位姿测试问题，研究平行光轴立体视觉测试及标定模型，建立非接触动态目标空间位姿测试系统。通过双CCD拍摄目标靶振动图像，据目标点像素位置信息获得目标点空间坐标，再由像素始末位置变化求解点偏移量，进而求出动目标空间位姿。通过静、动态试验验证，测量精度约为0.1 mm，相对误差小于5%，满足工程测试要求。结果表明，测试系统结构紧凑，测量精度高，适用性强，能实现位姿测试智能化及数据分析处理自动化，可用于测量三维空间中目标的运动参数及空间姿态等。
2015 Vol. 34 (16): 188-194 [
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195
多联连续梁桥快速MPA方法
>曹飒飒1,2，钟剑，1袁万城1
提出针对多联连续梁桥的快速MPA方法。通过等位移准则计算控制点目标位移，结合MPA方法进行多联连续梁桥快速多模态推倒分析，能极大简化多模态推倒分析步骤。以某3联连续梁桥为例，将等位移准则计算的控制点位移近似作为多模态推倒分析目标位移，用快速MPA方法对其抗震性能进行评估。与非线性动力时程分析结果对比表明，快速MPA方法可有效评估多联连续梁桥抗震性能。
2015 Vol. 34 (16): 195-199 [
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地铁车辆段咽喉区地面振动传播规律实测与分析
>邹 超1，汪益敏1，汪朝晖2，曾泽民1，何 涛2
实测广州地铁3号线厦滘车辆段咽喉区直、曲线段列车运行引起的周围地面振动影响，分析列车引起地面振动加速度在时、频域内的传播规律。结果表明，咽喉区直线段在轨道35 m范围内，地面竖向振动加速度级为72~95 dB，略大于水平振动加速度级62~95 dB；咽喉区曲线段在轨道25 m范围内，地面竖向振动加速度级为70~98 dB，略小于水平振动加速度级80~98 dB；对地铁车辆段咽喉区临近的环境振动评价时，应同时考虑水平、竖向振动影响；中高频振动随距离增加衰减速度较低频快，咽喉区列车运行引发的振动传递到临近建筑物时主要频率成分为4~60 Hz。建议在车辆段减振措施设计时应重点考虑中低频振动的减振方案；在路基外侧沿轨道方向结合排水设施设置明沟利于减弱车辆段列车运行引发的振动传播。
2015 Vol. 34 (16): 200-206 [
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氧化铝空心球复掺玄武岩纤维轻骨料混凝土动力学性能
>叶学华1，许金余1,2，刘俊良2
采用直径100 mm分离式霍普金森压杆试验系统，研究不同应变率下素混凝土（PC）、玄武岩纤维混凝土（BC）、氧化铝空心球混凝土（AC）及玄武岩纤维-氧化铝空心球复合混凝土（BAC）动力学性能，构建动态本构模型。结果表明，应变率提高，4组试件动压强度、峰值应变、均值应变及破碎分形维数增大，应变率效应显著；掺入氧化铝空心球使试件强度及动弹性模量降低，峰值应变及均值应变增大，冲击变形性能增强。基于Sargin非线性弹性静态本构模型，引入率强化因子与骨料弱化因子构建材料的动态本构模型，所得拟合曲线与实测应力应变曲线吻合较好，特征强度与特征应变等基本相同。
2015 Vol. 34 (16): 207-212 [
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砂卵石地层盾构施工诱发振动环境影响试验研究
>陶连金1，郭 飞1，黄 俊2，李积栋1，安军海1
针对北京西部地区砂卵石地层埋深浅、粒径大、分布广，盾构施工产生的振动易传至地表对环境产生影响等，对北京地铁某区间进行现场振动测试。通过埋设地层、地面及隧道内测点进行时间-空间同步监测，获取测试区间盾构每环掘进时的振动数据，分析振动频域特性及空间衰减规律，并对地表振动环境影响进行评价。研究表明，砂卵石地层盾构施工振动主要为刀盘刀具切割土体产生的振动，机械振动及运输车辆产生的振动对地表影响较小。刀盘附近振动主频分布于30 Hz以上，而横断面地表远离刀盘40 m处衰减至20 Hz以下。测点振幅大小与刀盘、测点间相对位置有关，地表振幅大小依次为刀盘前方测点、刀盘两侧测点、刀盘后方测点，刀盘处地表振级达80 dB，远离刀盘20～30 m时衰减至60 dB以下。
2015 Vol. 34 (16): 213-218 [
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