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2016年 35卷 3期
刊出日期:2016-01-25
论文
 
       论文
1 变埋深条件下混凝土中爆炸加速度的传播规律
>穆朝民1, 2, 3,任辉启4,石必明1
为了研究混凝土中不同埋深爆炸冲击质点振动加速度传播规律,运用量纲分析和自由场实验相结合的方法并引入等效当量系数的概念得出C30混凝土不同埋深爆炸冲击质点振动加速度预估公式。研究结果表明:对于C30混凝土,当装药比例埋深为0.25 m/kg1/3≤h≤1.0m/kg1/3时,随着装药比例埋深的增加,爆炸冲击质点加速度峰值随之增大,但加速度随比例埋深的衰减规律基本一致;对于不同强度的混凝土触地爆(h=0m/kg1/3),随着混凝土强度的增大,爆炸冲击质点加速度峰值随之增大,加速度衰减规律基本一致;给出了C30混凝土不同埋深爆炸冲击质点振动加速度精度较高的预估公式。
2016 Vol. 35 (3): 1-6 [摘要] ( 289 ) HTML (1 KB)  PDF (2014 KB)  ( 407 )
7 基于LMD自适应多尺度形态学和Teager能量算子方法在轴承故障诊断中的应用
>武哲1,杨绍普2,张建超1,2
为了从故障轴承信号中提取包含故障信号的特征频率,提出了基于LMD自适应多尺度形态学和Teager能量算子解调的方法。首先,采用LMD将目标信号分解成有限个PF(Product function,PF)分量,分别对其进行多尺度形态学滤波,利用峭度准则优化形态学结构元素尺度,自适应寻求最优解,最后用Teager能量算子计算各PF分量的瞬时幅值,通过瞬时Teager能量的Fourier频谱识别轴承的故障特征频率。为了验证理论的正确性,进行了数字仿真实验和轴承故障模拟实验,并与EMD形态学和包络解调方法进行了比较,结果表明该算法明显优于其他两种方法,对滚动轴承外圈、内圈和滚子故障的检测精度更高,能够清晰地提取出故障信号的频率特征。
2016 Vol. 35 (3): 7-13 [摘要] ( 278 ) HTML (1 KB)  PDF (2425 KB)  ( 401 )
14 快速自适应经验模态分解方法的基本原理及其性能评估
>周义,李鸿光
经验模态分解是一种有效的信号分解方法,尤其是针对非平稳非线性信号。然而,随着研究的深入,学者们发现该方法中存在着诸多弊端。本文根据Bhuiyan的研究,提出了一种针对一维信号的快速自适应经验模态分解方法。通过大量的数值仿真,证明这种方法不但能克服传统方法的弊端、得到高质量的分解结果,还能大幅度地提高计算效率。
2016 Vol. 35 (3): 14-19 [摘要] ( 324 ) HTML (1 KB)  PDF (1584 KB)  ( 464 )
20 漂浮式风力机平台动态响应的优化方法探讨
>叶 舟1,2,成 欣1,周国龙1,李 春1,2
为研究漂浮式风力机平台动态响应的优化措施,分别提出平台附加螺旋侧板和平板的方式。建立基于Spar平台的5MW风力机整机模型,利用有限元软件进行水动力计算,得到了结构运动和波浪力的幅频特性。并通过与附加螺旋侧板和平板情况下的频域和时域动态特性参数对比,探讨两种措施是否对结构的运动性能起到提升作用。结果表明:附加螺旋侧板后,结构在垂荡和纵摇上的运动幅值均得到了明显抑制;附加平板可以有效降低结构的垂荡频域响应峰值,但对纵荡和纵摇影响很小;在考虑实际风、浪、流载荷作用时,两种措施都能起到对结构运动性能的优化作用,附加螺旋侧板的优化作用更为优越。
2016 Vol. 35 (3): 20-26 [摘要] ( 216 ) HTML (1 KB)  PDF (1641 KB)  ( 500 )
27 平面整体式三自由度全柔顺并联机构拓扑优化构型设计及振动频率分析
>朱大昌 宋马军
通过建立并联原型机构的微分雅克比矩阵方程,实现平面整体式三自由度全柔顺并联机构与并联原型机构之间的矢量同构映射。在此基础上,建立平面整体式3-PRR型全柔顺并联机构SIMP拓扑优化模型,并采用优化准则算法,结合矢量同构映射方程,进行了平面整体式3-PRR型全柔顺并联机构同构构型设计,通过应力分布和前四阶振动固有频率仿真对比研究表明:所采取的拓扑优化设计方法使平面整体式全柔顺并联机构具有一定的均布刚度和较好的振动抑制性能,且对其振动频率的分析可为机构尺寸优化及振型优化提供了重要的依据。同时,微运动特性的仿真表明其与传统并联原型机构之间的运动学同构性一致。该结果对平面整体式全柔顺并联机构的构型拓扑优化设计有实际意义。
2016 Vol. 35 (3): 27-33 [摘要] ( 226 ) HTML (1 KB)  PDF (2084 KB)  ( 539 )
34 机车牵引销冲击动力学特性分析
>王晨1,马卫华1,罗世辉1,许自强1,曲天威12
基于车辆/轨道耦合动力学理论,分析对比了选用两种方案转向架情况下机车动力学特性,以及对牵引销结构冲击的影响。以某型米轨机车为例,结合国外山区线路特征,使用动力学软件SIMPACK构建车轨耦合动力学模型。通过模拟实际线路工况分析发现直线工况下由于牵引销纵向自由间隙的存在,在较差线路上高速运行时,由于轨道纵向激励的影响使得牵引销受到较大的纵向冲击,原始方案三个牵引销按顺序最大纵向力分别为165kN、197kN和167kN;改进后方案的牵引销纵向力最大值为165kN、141kN和186kN。小半径曲线工况下原始方案牵引销与横向止档发生剧烈碰撞,第二位牵引销所受的横向冲击最大,达到259kN,而考虑车轮磨耗时,冲击将达到785kN。改进方案牵引销横向冲击较小,均未超过45kN。结果表明:通过小半径曲线时,牵引销产生的巨大横向力可能是造成牵引销固定螺栓松动、剪断的原因。在较差线路上,轨道不平顺造成的纵向冲击这也可能引起该问题。
2016 Vol. 35 (3): 34-40 [摘要] ( 255 ) HTML (1 KB)  PDF (3143 KB)  ( 304 )
41 基于柔性环轮胎模型的电动轮固有特性分析
>左曙光1, 毛钰1, 吴旭东1, 段向雷2
为分析分布式驱动电动车用电动轮固有特性,本文基于轮胎柔性环理论建立了电动轮柔性环轮胎模型,计算了电动轮固有频率及各阶振型,说明了电动轮在车轮横断面内模态特性,并根据电动轮自由模态试验对电动轮柔性环模型进行了参数识别。电动轮固有特性分析表明,电动轮零阶模态为与轮胎环切向变形有关的轮胎周向旋转,一阶模态为轮胎环变形和轮胎运动耦合,而高阶模态只与轮胎环变形有关。驱动电机对电动轮固有特性的影响分析表明,引入驱动电机后轮辋质量参数的变化对高阶模态没有影响,而零阶、一阶频率分别随驱动电机转动惯量、质量增大而逐渐减小,且自由模态频率高于轮心固定的约束模态频率。最后通过电动轮约束模态试验验证了上述结论,为电动轮动力学分析、选型及使用提供参考。
2016 Vol. 35 (3): 41-47 [摘要] ( 184 ) HTML (1 KB)  PDF (1944 KB)  ( 268 )
48 基于EMD-EDT的行星齿轮箱特征提取及状态识别方法研究
>李海平,赵建民,宋文渊
针对行星齿轮箱特征提取及状态识别中存在的难点问题,本文首先总结适用于行星齿轮箱状态识别的36个特征参数并详细说明各参数的来源及提取方法,提出基于EDT的两阶段特征参数选择及加权方法,得到新的组合特征参数。提出基于EMD-EDT的行星齿轮箱状态识别方法;首先提出基于能量比的包含敏感故障信息的固有模态函数(IMF)选择方法,然后选择提取筛选出的各IMF的组合特征参数构成特征矩阵作为EDT的计算输入,最后智能的输出评估结果。利用行星齿轮箱预置故障实验数据验证所提出方法的可行性和有效性及EMD分解、特征选择和加权过程的必要性。
2016 Vol. 35 (3): 48-54 [摘要] ( 229 ) HTML (1 KB)  PDF (1980 KB)  ( 369 )
55 罕遇地震作用下水电站厂房上部结构破坏模式研究
>郝军刚1 胡蕾2 伍鹤皋1 傅丹1
为揭示水电站厂房结构在罕遇地震作用下的破坏模式与抗震安全储备,基于ABAQUS平台,采用混凝土损伤塑性模型描述厂房混凝土,并通过子程序编程实现粘弹性人工边界以模拟无限地基,将人工波加速度峰值调整为罕遇地震对应的0.331g,针对某水电站厂房结构开展了动力非线性时程分析。结果表明,罕遇地震作用下厂房结构的破坏模式具体表现为下游立柱严重开裂、上游立柱开裂、上游墙底部开裂以及下游立柱出现轻微压损伤,混凝土损伤状态、钢筋应力、层间位移角均表明厂房结构自身具有较高的抗震安全储备,整体破坏程度在“可修”的水平。但上下游墙在顺河向的不协调运动会导致屋顶网架动应力非常突出,网架存在垮塌的风险,水电站厂房的抗震设计中应该充分重视屋顶网架与上下游墙的连接方式。
2016 Vol. 35 (3): 55-61 [摘要] ( 236 ) HTML (1 KB)  PDF (2425 KB)  ( 259 )
62 不同激励模式下桥梁实测阻尼比差异
>李湛 1,李鹏飞 1,姜震宇 1,韦韩 1
本文收集和分析了国内外学者对结构物阻尼比的实测结果,指出了当前桥梁阻尼比研究成果的局限性。为了弥补当前桥梁阻尼比实测结果匮乏的局限,本文针对三座典型桥梁进行了阻尼比测试,分析了影响桥梁阻尼比的主要因素。本文研究发现:桥梁的阻尼比不是定值,它与桥梁的类型、测试时的激励方式、阻尼比的处理方法、测试环境等有较大的相关性。激励强度越大,测试的阻尼比数值越大。车辆激励作用下的阻尼比数值明显大于环境激励下的阻尼比数值。相同激励模式下,不同的阻尼比处理方法所计算的阻尼比数值差距较大。半功率带宽法计算的阻尼比数值的离散性要大于利用自由衰减法计算的阻尼比。建议桥梁结构阻尼比的测试中需要保证激励的一致性,避免在采样过程中出现激励程度差距较大的激励模式。
2016 Vol. 35 (3): 62-67 [摘要] ( 366 ) HTML (1 KB)  PDF (1633 KB)  ( 357 )
68 基于摩擦信号的滑动轴承接触摩擦故障的状态监测
>张峻宁 张培林 陈彦龙 张云强
摩擦信号与固有振动信号混叠造成滑动轴承的接触摩擦故障诊断困难。针对此特点,本文在不分离摩擦信号的条件下提出了一种基于摩擦信号强度的接触摩擦故障监测方法。该方法首先结合EMD和非线性峭度确定摩擦信号发生的时刻,然后改进灰色B型绝对关联度以计算摩擦信号对相邻固有振动信号的冲击强度,以此衡量摩擦信号的相对大小,进而监测滑动轴承接触摩擦故障。仿真和试验证明了该方法的有效性,为监测滑动轴承故障提供了一种新思路。
2016 Vol. 35 (3): 68-72 [摘要] ( 175 ) HTML (1 KB)  PDF (2142 KB)  ( 251 )
73 基于微分求积法及V-变换的大规模动力系统快速数值计算方法
>汪芳宗, 廖小兵
针对大规模动力系统动态响应的数值计算,传统的微分求积法通常在时间域上逐步离散、整体求解,存在“维数灾”问题。在多级高阶时域微分求积法的基础上,提出了基于V-变换的大规模动力系统动态响应的快速数值计算方法。利用微分求积法的加权系数矩阵满足V-变换这一重要特性,将离散后的雅可比矩阵方程进行解耦分块,推导形成了多级分块递推计算方法。数值算例表明,即使采用相当于Newmark方法2s倍的步长,微分求积法的计算精度仍比Newmark方法要高出2~3个数量级。进一步对3个不同规模的算例系统进行了测试,结果表明:相对于传统的数值计算方法,多级分块递推计算方法可以获得较大的加速比,能够显著提高大规模动力系统动态响应的计算效率。
2016 Vol. 35 (3): 73-78 [摘要] ( 175 ) HTML (1 KB)  PDF (2472 KB)  ( 286 )
79 汽车悬架液压衬套非线性动特性的实验与建模方法研究
>杨超峰1 殷智宏1上官文斌1, 2 段小成2 吕兆平3
在不同振幅位移激励下,测试了一汽车液压衬套的动刚度、滞后角随频率的变化特性。建立了液压衬套动态特性分析的非线性集总参数模型,基于模型,探讨了液压衬套橡胶主簧、惯性通道与液压衬套动特性之间的关系,计算结果与实验结果的一致,验证了计算模型分析的正确性。分析建立的集总参数模型,表明液压衬套在不同位移振幅激励下,存储动刚度具有不动特征点及在高频激励下动刚度趋于定值的特性。基于这种特性发展了模型参数的辨识方法,并对液压衬套集总参数模型中的参数进行了识别,利用识别得到的参数对液压衬套的动特性进行了计算,验证了识别得到的参数的正确性。
2016 Vol. 35 (3): 79-86 [摘要] ( 243 ) HTML (1 KB)  PDF (1960 KB)  ( 416 )
87 新型分阶段屈服型软钢阻尼器的试验研究及数值模拟
>刘伟庆,缪卓君,王曙光,杜东升
为弥补现有软钢阻尼器存在的不足,本文在耗能钢片的形状及组合规律方面加以改进,研发了一种剪切弯曲组合型分阶段屈服软钢阻尼器。采用试验和有限元模拟相结合的研究方法,探讨其基本性能和抗疲劳性能。试验结果显示这种阻尼器具有稳定的滞回性能和抗疲劳性能,表明了这种分阶段屈服型软钢阻尼器耗能效果明显,实现了两阶段屈服耗能机制,具有较好的减震效果,数值模拟结果与试验结果吻合良好。该型阻尼器构造简单,制作方便,可采用模块化组装设计方法,有广阔的工程应用前景。
2016 Vol. 35 (3): 87-92 [摘要] ( 187 ) HTML (1 KB)  PDF (1531 KB)  ( 431 )
93 覆盖层对水下爆炸响应的均匀化方法研究
>胡显赫,谌勇,金泽宇,殷彩玉,华宏星
针对非线性材质多孔覆盖层水下爆炸响应的计算中,耗时多且难度大等问题,提出具有较高计算效率的均匀化方法。建立二维水体、覆盖层、钢板的有效模型,仿真计算作出压力、速度、支反力曲线,验证了等效杨氏模量的有效性。采用均匀化方法研究多孔覆盖层,对比不同孔隙率和冲击因子条件下的有限元计算结果,充分证明了方法的合理性。
2016 Vol. 35 (3): 93-98 [摘要] ( 218 ) HTML (1 KB)  PDF (2726 KB)  ( 321 )
99 不同边界条件下截顶正交各向异性圆锥壳的振动和声辐射研究
>赵鑫1,2,张博1,李跃明1
采用波传播法和Galerkin法,研究了两端简支和固支边界条件对截顶正交各向异性圆锥壳的固有频率和声辐射的影响,通过与现有文献及数值仿真结果相比较,验证了理论分析的正确性。结果表明,简支和固支边界对正交各向异性圆锥壳固有频率的影响与圆锥壳半顶角的大小和母线与环向方向的弹性模量比的大小相关。当正交各向异性圆锥壳的半顶角较大时,对与不同的弹性模量比,固支圆锥壳的固有频率都大于简支圆锥壳的固有频率;而对于小半顶角的正交各向异性圆锥壳,当弹性模量比较小时,简支圆锥壳在大周向波数处的固有频率略大于固支圆锥壳的固有频率。随着圆锥壳半顶角的增大,两种边界对正交各向异性圆锥壳的声压级的影响也逐渐增大。
2016 Vol. 35 (3): 99-106 [摘要] ( 226 ) HTML (1 KB)  PDF (1677 KB)  ( 194 )
107 流场中填充吸声材料夹层板结构的声振耦合特性
>宁少武1,史治宇1,李晓松2
采用等效流体模拟吸声材料,建立了外部流场作用下填充吸声材料夹层板结构的声振耦合模型,应用波动分析方法研究结构中声的透射特性,分析了入射声波入射角和方位角、流场流速和流向、夹层结构几何尺寸等参数对填充吸声材料夹层板结构声振耦合特性的影响。仿真计算表明吸声材料提高了双层板结构的隔声性能;隔声性能随着面板厚度和夹层厚度的增加而提高,随着入射角和方位角的增大而减小;在计算频段内(0~5000Hz),逆流入射时传声损失随着马赫数的增大而减小,顺流入射时却随着马赫数的增大而增大。
2016 Vol. 35 (3): 107-113 [摘要] ( 206 ) HTML (1 KB)  PDF (1789 KB)  ( 257 )
114 地震模拟振动台试验模型相似设计中的材料弹性模量取值问题研究
>刘红彪1,2,李宏男1
为了提高结构地震模拟振动台试验的精度,采用实常用模型材料的力学性能试验与规范计算理论分析相结合的方式,对混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟振动台试验模型相似关系设计中的材料弹性模量取值方法进行了系统研究,推荐了混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟相似关系设计中材料弹性模量的合理取值方法。试验与分析结果表明:模型材料弹性模量的试验值与原型材料弹性模量的规范值可能会存在较大差异,造成模型相似关系中的模型与原型弹性模量比过小,使振动台试验结果失真。因此,当混凝土结构振动台试验模型采用微粒混凝土或砂浆材料浇筑时,模型材料与原型混凝土材料的弹性模型应统一采用规范提供的拟合公式根据材料立方体抗压强度计算得到;当砌体结构振动台试验模型采用小型混凝土砌块制作时,模型材料弹性模量应采用规范拟合公式由材料试验确定的砌体抗压强度设计值计算得到;钢结构地震模拟相似关系中的弹性模量比可采用1.0。以上结论可为不同结构地震模拟振动台试验的模型相似关系设计提供理论依据。
2016 Vol. 35 (3): 114-120 [摘要] ( 265 ) HTML (1 KB)  PDF (1241 KB)  ( 310 )
121 地震碰撞分析中接触单元模型的精细积分解法
>张瑞杰、李青宁、尹俊红
地震碰撞数值分析是结构抗震研究的重要内容,本文将精细积分法引入到地震碰撞数值分析中。结合5种常用接触单元模型的特点,将碰撞力计算式表达成统一的形式,推导了碰撞阶段的精细积分公式。将地震碰撞过程划分为碰撞阶段和非碰撞阶段,对不同的阶段采用不同的积分步长,并且提出一种基于线性加速度假定的碰撞时刻搜索法。用两小球自由弹性碰撞模型对精细积分法程序进行验证。并采用本文方法对Chau振动台碰撞试验进行了数值仿真。结论为:本文数值分析方法既保证了模拟地震碰撞的精度又具有较高的计算效率;在地震碰撞分析中应合理选择接触单元模型和模型参数;对于近似弹性碰撞情况Hertz模型和Hertz-damp模型数值仿真结果与试验结果吻合较好。
2016 Vol. 35 (3): 121-128 [摘要] ( 151 ) HTML (1 KB)  PDF (2277 KB)  ( 269 )
129 一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器
>刘静静 1,秦雷 1,王丽坤 1,谷传新1,仲超 1, 张彬 1, 龙丹 1
本文提出了一种采用PVDF压电薄膜代替弯张换能器的金属外壳的新型弯张换能器,即一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器。用阻抗分析仪、激光扫描测振仪和水声测量系统分别测量了采用PVDF压电薄膜的弯张换能器的谐振频率、带宽、发送电压响应、水平指向性。通过对比分析实验结果,可以看出该新型换能器与传统换能器一样可以将压电晶堆纵的振动转化为壳体的径向振动。
2016 Vol. 35 (3): 129-134 [摘要] ( 303 ) HTML (1 KB)  PDF (1961 KB)  ( 382 )
135 飞片厚度对冲击波压力峰值衰减特性的影响分析
>赵传荣,孔德仁1,王胜强2,杨凡1
针对现有研究没有考虑飞片厚度对冲击波压力峰值衰减特性影响的问题,采用数值仿真的方法,通过建立不同厚度的飞片撞击无氧铜靶板的仿真模型,比较飞片与靶板撞击面脉冲宽度的仿真值和理论计算值,验证了数值仿真模型和仿真结果的可信度。采用最小二乘法对仿真数据进行处理,建立了飞片厚度与冲击波压力峰值指数衰减模型衰减系数之间的定量数学关系式,结果表明飞片厚度对冲击波压力峰值衰减特性的影响比较明显,飞片厚度与衰减系数近似成线性关系,飞片厚度越小,衰减系数越大,冲击波压力峰值的衰减速率越快,为相关实验设计与分析提供了理论参考。
2016 Vol. 35 (3): 135-138 [摘要] ( 251 ) HTML (1 KB)  PDF (1026 KB)  ( 373 )
139 虚拟车内噪声响度场分布的声源识别分析与优化
>高印寒1 张澧桐2 梁杰 1 王智博1 姜文君3
针对传统声压级对车内噪声主观性考虑不足的缺陷,提出符合人双耳特性的虚拟车内噪声特征响度预测及声源识别方法。根据某重型商用车驾驶室内低频轰鸣声严重的问题,基于Zwicker响度模型,在matlab中建立频域的混响场特征响度计算模型。结合路试实验激励数据和驾驶室有限元声-固耦合模型,对驾驶室内噪声响度分布和响度结构板块贡献量进行计算,识别不同板材振动产生的辐射噪声分量对驾驶室内噪声品质频谱特性的影响。实验结果表明:相对于声压级,采用响度作为分析参数提高了驾驶室内噪声源识别精度,指导结构优化设计,改善车内声学品质具有更好的效果。
2016 Vol. 35 (3): 139-144 [摘要] ( 193 ) HTML (1 KB)  PDF (2690 KB)  ( 351 )
145 主动调谐质量阻尼器最优反馈系数的再探究
>李春祥,曹黎媛,曹宝雅
基于频域内遗传优化和时域分析,对主动调谐质量阻尼器(ATMD)的反馈系数进行了深入研究。通过考察最优化设计ATMD的结构层间位移控制有效性、楼层绝对加速度控制有效性及控制系统冲程和峰值控制力,发现在参数合理和控制力相近情况下,负标准化加速度反馈增益系数(NAFGF)ATMD比正标准化加速度反馈增益系数(NAFGF)ATMD具有更好的控制有效性。
2016 Vol. 35 (3): 145-151 [摘要] ( 209 ) HTML (1 KB)  PDF (1340 KB)  ( 270 )
152 基于CSI 效应的高耸结构液压驱动ATMD风振控制研究
>刘洁1,刘洪波1, 刘红军2
在高耸结构风振控制中,由于忽略控制系统与结构振动的相互作用(CSI),造成实际模型与理论模型存在差异,往往造成实际控制效果与理论控制效果不一致,导致控制效果不佳。本文以某电视塔为对象,将CSI 效应考虑在高耸结构模型中,建立了考虑CSI效应的动力特性模型,并与不考虑CSI效应的理想模型进行了对比分析。基于结构动力特性模型,分析了在控制算法中,考虑与不考虑CSI效应对控制效果的影响。为高耸结构ATMD风振控制提供相关的工程建议。
2016 Vol. 35 (3): 152-157 [摘要] ( 215 ) HTML (1 KB)  PDF (1499 KB)  ( 254 )
158 悬浮隧道锚索流固耦合振动试验研究
>晁春峰1,2,项贻强1,杨超3
悬浮隧道跨越长深水域的新型交通结构物。在水流的作用下,锚索将会发生涡激振动,以往的研究主要采用数值方法,而进行模型试验研究是探索悬浮隧道锚索涡激振动机理不可或缺的研究手段之一。本文利用风浪流多功能水槽,以千岛湖悬浮隧道锚索为原型,采用节段模型试验的方法,进行了均匀流作用下锚索涡激振动试验研究。通过试验发现,圆形锚索的Cm值约为0.94,线性流体阻尼比ξ’约为1.26%;锚索在约化速度U/fnD =5.8~10.1发生涡激锁定现象,产生涡激共振,此时横向振幅约化值(Ay/D)最大达到1.10,顺流向振动依旧较小,而升力系数CL和拖曳力系数CD均会显著的增大;参数分析发现,圆形锚索倾斜布置有利于降低涡激共振的不利影响,但当来流角度的变化后会对倾斜布置的锚索产生不利影响。
2016 Vol. 35 (3): 158-163 [摘要] ( 266 ) HTML (1 KB)  PDF (2607 KB)  ( 152 )
164 叶轮隔舌间隙对离心泵性能和流动噪声影响的试验研究
>司乔瑞,袁寿其,袁建平
搭建了离心泵流动诱导噪声测试台,采用四端网络法声学测试模型,试验研究了离心泵性能和流动噪声随流量的变化规律,分析了空化发生时的流动噪声特性。通过研究不同叶轮切割量对模型泵外特性、流动噪声声压级和空化性能的影响,提出叶轮和隔舌之间的最佳间隙值。研究结果表明:在高效区运行时,模型泵进出口流动诱导噪声均随流量先减小,至效率最高工况点达到最小,然后上升;各流量下,随着空化余量的减小,模型泵进口噪声总声压级先缓慢增加,再迅速上升,达到极值后缓慢下降;随着叶轮切割量的增加,模型泵扬程跟叶轮直径的平方成正比,最高效率点向小流量工况偏移,临界空化余量变小;综和性能和流动噪声考虑,模型泵叶轮和隔舌的最佳间隙率为15%;在间隙值小于最佳值时,切割叶轮能显著降低噪声并提高模型泵的临界空化余量,并且对模型泵出口流动噪声的影响比进口明显。
2016 Vol. 35 (3): 164-168 [摘要] ( 242 ) HTML (1 KB)  PDF (1809 KB)  ( 431 )
169 带隔板的矩形截面渡槽内液体的晃动特性
>房忠洁,周叮,王佳栋,刘伟庆
本文研究带有刚性隔板的矩形截面渡槽中液体的微幅线性晃动特性。将因隔板而导致的复杂液体域分割为若干个形状简单且边界条件均一的子域,分别研究各子域内液体运动的势函数。利用叠加原理和分离变量法,导出每个子域内液体速度势的一般解。根据液体子域界面处速度和压力的连续条件以及自由液面处的表面波条件,得到含有待定系数的级数方程。对方程作Fourier展开,即可求得液体的固有晃动频率和振型函数。
2016 Vol. 35 (3): 169-175 [摘要] ( 161 ) HTML (1 KB)  PDF (1755 KB)  ( 142 )
176 基于材性的混凝土结构及构件冻融损伤模型试验研究
>郑山锁 汪 锋 付晓亮 王子胜 甘传磊
基于蔡昊模型,通过理论推导并结合既有冻融材性试验数据,对模型中最大静水压力计算方法进行改进。进行9组材性试验,建立了混凝土水灰比和最大结冰速率之间的拟合关系,推导出最大静水压力的简化解析计算公式。采用ANSYS有限元软件,对构件截面温度场分布进行了模拟,得到考虑温度场修正的冻融损伤模型。最后,设计2组试件,对改进冻融损伤模型的准确性与可靠性进行试验验证,结果表明:修正后的采用动弹模损伤作为物理损伤指标的冻融损伤模型,可为RC构件与结构层面冻融损伤机理研究提供理论支撑。
2016 Vol. 35 (3): 176-183 [摘要] ( 290 ) HTML (1 KB)  PDF (1792 KB)  ( 185 )
184 高速列车隧道内交会压力波基本特性数值模拟研究
>许建林1,孙建成1,梅元贵1,王瑞丽1
高速列车隧道内交会压力波变化剧烈,产生较大的气动载荷,可能带来乘客舒适性、车体及部件和洞内固定设备气动疲劳破坏问题,给列车安全运行带来隐患。基于CFD软件,采用三维可压缩非定常湍流流动的流动模型压力修正算法和任意滑移界面网格技术,本文对高速列车隧道内等速和不等速交会压力波进行数值模拟,分析了列车交会过程车体外部压力场变化过程,较为详细描述了头头交会、头尾交会及尾尾交会时列车头尾部部位压差的变化过程,分析了等速和不等速交会时车外及洞内压力波的变化特性,初步给出了交会时变速度列车的负压峰值绝对值与车速的拟合关系式。
2016 Vol. 35 (3): 184-191 [摘要] ( 211 ) HTML (1 KB)  PDF (3412 KB)  ( 241 )
192 近场地震作用下RC框架鲁棒性分析
>杜永峰1,2,宋翔1,包超1,朱翔1,谈志鸿1
基于地震作用下结构的受力的特征,提出构件易损性及重要性系数的改进计算方法,以此定量分析结构在近场地震作用下的鲁棒性。通过分析比较RC框架在近场有无速度脉冲两组地震动,不同强度下的构件易损性系数、重要性系数和结构鲁棒性系数,揭示了RC框架结构在近场地震作用下抗连续倒塌鲁棒性的特点,并依此提出增强结构鲁棒性的措施。研究表明:相比于层间位移角等结构的整体响应指标,鲁棒性则更能具体地反应出结构在近场地震下的状态;与近场无速度脉冲型地震动相比,速度脉冲型地震动会对结构构件的易损性与重要性造成更为明显的影响,从而降低了整体结构的鲁棒性,对结构安全存在更为不利的影响。
2016 Vol. 35 (3): 192-197 [摘要] ( 289 ) HTML (1 KB)  PDF (1357 KB)  ( 214 )
198 摩擦振动信号的经验模式分解和多重分形研究
>李精明1,2,魏海军2,魏立队2,杨智远2,刘竑2
为提取摩擦振动的特征信号和实现摩擦振动特征信号的定量表征,在摩擦磨损试验机上进行了船用柴油机缸套—活塞环摩擦副摩擦磨损模拟试验,应用经验模式分解(Empirical mode decomposition,EMD)对非线性、非平稳的摩擦振动信号进行分解,获得若干个本征模式分量(Intrinsic mode function,IMF)。根据振幅范围和互相关系数,从EMD的所有IMF中选择反映摩擦振动特征的IMF分量重新合成摩擦振动特征信号,利用改进的多重分形算法对摩擦振动特征信号进行多重分形分析,得到摩擦振动信号的多重分形谱,进一步求取摩擦振动信号多重分形谱的宽度、极大值、维差以及非对称指数。研究结果表明,经验模式分解能够实现微弱摩擦振动特征信号的提取,多重分形谱参数可以作为摩擦振动信号的特征值。
2016 Vol. 35 (3): 198-203 [摘要] ( 220 ) HTML (1 KB)  PDF (1827 KB)  ( 280 )
204 一种改进的卫星旋转载荷动平衡的振动结构
>王秋晓,汪 飞,孔波
卫星旋转天线的动不平衡对卫星在轨姿态稳定性有重大影响,必须加以控制。由于其工作转速低、质偏和高度较大、离心力产生的平动量远小于倾覆力矩产生的摆动量,平衡机测量精度低。提出了一种振动结构,能够将弱的离心力信号从较强的力矩信号中分离开来,并且采用固定摆动中心的方式,确定了振动中心位置。理论和实验表明,平动振动与摆动振动有效实现了机械分离,避免了振动中心不稳定引起的误差等问题,为最终卫星旋转载荷动平衡机的研制提供了理论基础。
2016 Vol. 35 (3): 204-208 [摘要] ( 118 ) HTML (1 KB)  PDF (1399 KB)  ( 228 )
209 基于不同场地动力数值模型的核电站泵房基础抗滑稳定性对比分析
>朱秀云,胡勐乾,潘 蓉,辛国臣
CPR1000核电机组的联合泵房作为抗震I类物项,在极限安全地震动(SL-2)作用下厂房结构地震作用及基础抗滑稳定性分析是结构设计的重要环节。本文以某联合泵房的集中质量简化模型作为研究对象,基于ASCE4-98规范推荐的集总参数地基模型、无质量地基模型以及粘弹性人工边界场地模型,开展了泵房结构的地震作用以及基础的抗滑稳定性对比分析,并总结了其随不同类型的均质和分层场地以及不同的场地动力数值模型的变化规律。
2016 Vol. 35 (3): 209-214 [摘要] ( 165 ) HTML (1 KB)  PDF (2411 KB)  ( 183 )
215 基于概率-凸集混合模型的汽车正面碰撞结构可靠性优化设计
>李方义1,2, 荣见华1, 胡林1, 李凤玲1,易继军 1
本文基于概率和凸集模型研究汽车正面碰撞可靠性优化设计问题。根据汽车吸能结构厚度、材料参数等不确定参数类型,分别采用概率和多椭球凸模型进行描述,以汽车正面碰撞安全性可靠性指标为约束,考虑汽车吸能结构质量为优化目标,建立了一种基于混合模型的可靠性优化设计模型。采用拉丁方试验设计构造了目标函数和约束函数的Kriging近似模型,利用功能度量法求解可靠度指标值,通过基于移动因子序列优化与可靠性评定将嵌套优化解耦为单层次优化。实际算例表明算法具有较高的计算效率及精度,对实际设计工作有一定参考价值。
2016 Vol. 35 (3): 215-220 [摘要] ( 165 ) HTML (1 KB)  PDF (1272 KB)  ( 417 )
221 预压缩多层钙塑瓦楞纸板准静态压缩与动态缓冲性能研究
>高德1,武剑锋1、2,卢富德1,陈思佳1,何军乐1.2
对不同预压程度下多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能以及缓冲特性进行了研究。通过静态压缩试验对比了缓冲衬垫在不同预压缩程度下的力学性能以及缓冲特性。将材料的应力-应变曲线转化为缓冲系数-最大应力曲线,从而获得最小缓冲系数,研究发现压缩率为5%到25%的缓冲材料可以有效地扩大缓冲保护范围。通过连续冲击试验得到了多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫在连续冲击载荷条件下的冲击响应,利用加速度-时间曲线和冲击放大系数曲线分析了缓冲衬垫的缓冲特性。研究结果将对多层钙塑瓦楞纸板在缓冲包装设计中的应用起到一定的参考价值。
2016 Vol. 35 (3): 221-225 [摘要] ( 222 ) HTML (1 KB)  PDF (1543 KB)  ( 233 )
226 基于AR模型的印刷机滚筒扭矩及其振动试验研究
>王仪明,赵明明,武淑琴,许文才
稳定性低是国产印刷机面临的共性问题,印刷滚筒扭振是影响稳定性的关键因素之一。以印刷机压印滚筒作为研究对象,分析了压印滚筒在动力传递过程中的扭矩传递规律:滚筒扭矩因空档等原因存在突变。采用AR(自回归)模型和小波分析相结合,提出了滚筒扭振信号的后处理方法,实现了信号去噪;通过对扭矩测试和数据分析,提取出印刷滚筒的扭振前5阶固有频率65Hz、80Hz、300Hz、375Hz、400Hz;通过与传递矩阵法结果比较,验证了扭振信号处理方法的正确性。研究结果为印刷滚筒的减振与结构优化提供了依据。
2016 Vol. 35 (3): 226-230 [摘要] ( 198 ) HTML (1 KB)  PDF (1861 KB)  ( 318 )
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