振动与冲击

　

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2017年 36卷 12期刊出日期：2017-06-15



论文

论文

	1	虚部噪声辅助LCD方法及其在遥测振动信号处理中的应用
		>刘学
		针对局部特征尺度分解方法（Local Characteristic Scale Decomposition, LCD）的模态混叠以及集成局部特征尺度分解方法(Ensemble LCD, ELCD)在集成平均时容易引入新的模态混叠、伪分量和运算量大等问题，提出一种基于虚部噪声辅助局部特征尺度分解方法(Image Noise Assisted LCD, INALCD)。首先以原信号为实部添加虚部白噪声构成复数信号；然后对复数信号在指定方向上进行投影，求取对称投影象限的基函数，通过投影后虚部白噪声均匀化原信号投影的极值点的分布，辅助信号分解过程中极值点的选取，抑制模态混叠；最后将对称投影象限的基函数进行线性组合消除噪声的影响，避免了ELCD因集成平均带来的相关问题。仿真和实测数据实验结果表明，该方法在降低模态混叠的同时，大大减少了计算量，性能优于LCD和ELCD方法。
		2017 Vol. 36 (12): 1-6 [摘要] ( 358 ) HTML (1 KB) PDF (2918 KB) ( 249 )

	7	多孔覆盖层水下爆炸流固耦合分析
		>殷彩玉，金泽宇，谌勇，华宏星
		针对芯层为塑性多孔材料的抗冲覆盖层在水下非接触爆炸载荷作用时的流固耦合问题开展了理论研究。采用塑性冲击波理论求解覆盖层的动态压缩；采用改进的Taylor板理论求解流体与覆盖层的耦合作用；采用空化理论求解流体空化的传播及空化溃灭的二次加载过程，建立了完整的考虑覆盖层大变形、流固耦合效应及空化效应的理论模型。研究结果揭示了塑性多孔覆盖层在水下爆炸作用时的流固耦合及空化效应的影响。
		2017 Vol. 36 (12): 7-11 [摘要] ( 296 ) HTML (1 KB) PDF (1562 KB) ( 89 )

	12	隧洞开挖爆破空气超压诱发围岩振动机理
		>陈明1,2，何文学1,2，卢文波1,2，王高辉1,2，郭天阳1,2，冷振东1,2
		基于河北丰宁抽水蓄能电站地质探洞中爆破试验获取的监测数据，理论分析和数值模拟研究了隧洞开挖爆破空气冲击波超压诱发围岩振动的机理及特性。结果表明，小断面隧洞爆破空气冲击波超压较大并将诱发围岩振动，该振动具有振速高、持续时间长和衰减慢等特征。空气冲击波超压诱发的围岩受迫振动发生时间受空气冲击波传播速度控制。诱发振动可分为空气冲击波超压作用于前部围岩产生并经围岩传播过来的振动，和空气冲击波超压传播到围岩壁面直接引起的振动。数值模拟发现受迫振动经围岩传播时衰减很快，所以测点的振动主要是由于空气冲击波超压直接作用于洞壁造成的围岩振动。
		2017 Vol. 36 (12): 12-17 [摘要] ( 204 ) HTML (1 KB) PDF (1666 KB) ( 107 )

	18	磁流变液润滑浮环轴承及其在转子振动控制中的应用
		>王小虎，陆雯，李鸿光，孟光
		利用自制磁流变液及其可控简单、成本低等优点，提出了一种使用磁流变液润滑的可控浮环轴承。采用Herschel-Bulkley模型对包含剪切稀化效应的磁流变液剪切特性进行了建模；通过自制的磁流变仪测试系统测试并识别了所制磁流变液的模型参数；利用识别的参数分析了磁流变液润滑浮环轴承的动态特性及可控性；分析了采用此种轴承的转子系统的抑振效果。结果表明，磁流变液润滑浮环轴承在外加磁场后有较好的振动抑制作用。同时，相较于磁流变液润滑普通滑动轴承，磁流变液润滑浮环轴承有更好的抑振效果，且减小了轴颈摩擦力矩，降低了摩擦功耗。
		2017 Vol. 36 (12): 18-24 [摘要] ( 228 ) HTML (1 KB) PDF (2152 KB) ( 106 )

	25	动静压轴承支承电主轴服役精度保持用磁力减载研究
		>陈润霖 1，欧阳武 2，王建磊 3，袁小阳 1
		为了保持动静压轴承支承电主轴的服役精度，提出采用电磁力消减静动态加工力的方案并研制了一套磁力减载系统。以磨床为例，建立电主轴系统的动力学模型，获取了载荷与轴端位移的关系；估算了磨削加工时产生的静态和动态加工力，提出了服役精度保持的静/动载荷需求。设计并建造了磁力减载系统，包括结构和测控两个模块。其中，结构模块特色在于磁力减载组件配备有万向支撑方案，测控模块支持开环和闭环两种控制策略。设计专项试验验证了减载系统的性能。研究结果表明：不转时减载组件可实现约35N静载和28N幅值谐波动载功能，初步证明采用电磁技术消减机床加工力是可行的。针对引入减载装置的电主轴系统，采用人工调节电流的开环控制策略更有效。
		2017 Vol. 36 (12): 25-30 [摘要] ( 188 ) HTML (1 KB) PDF (1717 KB) ( 53 )

	31	高速列车前端多胞吸能结构的耐撞性优化
		>张秧聪1许平1彭勇1邓雯苑1,2车全伟1
		为设计具有良好耐撞性能的高速列车前端多胞吸能结构，基于显式动力学有限元软件LS-DYNA，建立此吸能结构的有限元模型，并通过台车碰撞试验验证了有限元模型的准确性，结合验证的有限元模型与全因子试验设计，构造了吸能结构的比吸能SEA和撞击平台力关于设计参数单元胞边长和壁厚的Kriging代理模型，并进行了误差分析，采用多目标粒子群优化算法，对多胞吸能结构的截面尺寸和厚度进行了优化设计。结果表明：壁厚比单元胞边长对多胞吸能结构耐撞性影响更显著，通过合理匹配壁厚和边长，能有效提高撞击平台力和比吸能。
		2017 Vol. 36 (12): 31-36 [摘要] ( 192 ) HTML (1 KB) PDF (1598 KB) ( 242 )

	37	非对称夹持的裂纹悬臂梁振动响应分析
		>马辉1,2，张文胜1, 曾劲1, 武爽1
		以悬臂梁为研究对象，基于ANSYS软件建立了带有单边裂纹和非对称夹持的悬臂梁有限元模型，分析了悬臂梁在偏移边界与裂纹耦合作用下的振动响应，揭示了系统振动与悬臂梁边界偏移量和单边裂纹之间的对应关系。研究结果表明：在给定裂纹深度、位置以及偏移边界的前提下，当裂纹位于下方时，随着边界偏移量的增加，振动响应中的二倍频幅值出现先减小后增大的趋势，由于偏移边界会改变梁的刚度，其振动响应结果类似于单边上裂纹，当偏移边界处于特定点时，其导致的类上裂纹效果和下裂纹在结构上达到对称，此时系统二倍频消失，且偏移边界离此特定点越远，系统的非线性越强；当裂纹位于上方时，随着边界偏移量的增加，振动响应中的二倍频幅值出现不断增大的趋势，这也是由于偏移边界导致的类上裂纹效果和上裂纹处于同侧增强了系统非线性造成的。
		2017 Vol. 36 (12): 37-42 [摘要] ( 187 ) HTML (1 KB) PDF (2372 KB) ( 93 )

	43	考虑定子铁芯和绕组各向异性的爪极发电机模态分析
		>邓文哲 1，左曙光 1，孙罕 2，吴双龙 1，张国辉 1
		为了分析车用爪极发电机的固有特性，对爪极发电机进行了模态试验和有限元分析。首先对发电机定子铁芯和定子总成进行模态试验，获取了其模态振型和模态频率。根据定子铁芯与绕组的有限元等效模型和获取的模态参数，识别出铁芯和绕组的等效各向异性材料参数。其次考虑各零部件之间复杂的连接关系，建立了发电机整机的自由模态有限元模型，自由模态试验表明该模型具有较高的准确性。最后在自由模态模型的基础上建立了发电机约束模态有限元模型，并进行了振动试验。自由模态试验和振动测试结果表明，综合考虑定子铁芯和绕组的各向异性材料特性和螺栓预紧力等因素能够准确预测爪极发电机的模态特性，为爪极发电机振动与噪声的数值预测和减振降噪研究奠定了基础。
		2017 Vol. 36 (12): 43-49 [摘要] ( 327 ) HTML (1 KB) PDF (1921 KB) ( 129 )

	50	金属材料声发射Kaiser效应的混沌特性分析
		>刘婷1，毛汉领1，黄振峰1，毛汉颖2
		对金属材料进行反复加卸载的拉伸试验后通过多参数综合判定法确定Kaiser效应点，对金属材料Kaiser效应点进行混沌特性分析，包括关联维数以及Kolmogorov熵值，发现在一定的时间范围内，Kaiser点信号具有混沌特征，并且Kaiser效应点信号的关联维数及Kolmogorov熵计算值比其前后一段时间内的计算值都低，说明Kaiser点处关联维数及Kolmogorov熵的降低意味着主损伤的发生。
		2017 Vol. 36 (12): 50-54 [摘要] ( 163 ) HTML (1 KB) PDF (1465 KB) ( 43 )

	55	一座异形斜拉桥的动力有限元模型与验证
		>李志刚1，阳霞2，任伟新2
		以一座异形钢结构人行桥为工程背景，探究了一种简洁有效的主梁模拟方法，给出了建立异形斜拉桥动力有限元模型的完整步骤；利用环境振动试验测试的模态结果，验证了所建模型的准确性和建模方法的有效性；运用有限元模型修正技术，对模型参数进行了分析和优化。结果表明该模型能较真实地反映实桥的动力特性，建模方法有很好的工程应用价值。
		2017 Vol. 36 (12): 55-60 [摘要] ( 266 ) HTML (1 KB) PDF (1945 KB) ( 193 )

	61	飞艇主气囊结构湿模态分析与试验研究
		>邱振宇，陈务军，赵兵，高成军，余征跃
		为研究飞艇主气囊结构模态特性，将飞艇内外气体假设为势流体，基于流固耦合理论和势流理论，建立薄膜与内外空气流场共同作用的理论模型。建立充气膜结构数值分析方法，在内、外流场的单面耦合和内外流场的双面耦合三种情况下，对薄膜充气管和模型飞艇进行湿模态分析，对比分析单面和双面气固耦合的分析结果，并通过模态试验对分析方法进行验证，结果表明采用双面耦合分析方法分析充气膜结构湿模态最合理。采用此方法对艇长5m、25m、50m和100m以及长细比为 1:3、1:3.5和1:4的双轴椭球外形飞艇主气囊在多种内压条件下进行湿模态分析，表明固有频率与艇长成反比，而长细比与内压对固有频率影响小。分析结果可以为飞艇的结构设计以及复杂充气膜结构模态分析提供参考。
		2017 Vol. 36 (12): 61-67 [摘要] ( 242 ) HTML (1 KB) PDF (2665 KB) ( 56 )

	68	考虑板式支座滑动效应的桥梁振动台试验研究
		>王凯睿，徐秀丽，李雪红，李枝军，田国伟，刘伟庆
		在地震作用中，板式橡胶支座的滑动现象普遍存在，并可能导致梁体移位过大、梁体碰撞甚至落梁等一系列的连锁反应。本文通过试验对板式橡胶支座的滑动问题进行了研究。试验结果表明：高速公路典型桥梁中板式橡胶支座在还未达到设防地震作用就会发生滑动，很难满足《公路桥梁抗震设计细则》中规定的板式橡胶支座在地震作用下不允许发生滑动的要求；板式橡胶支座上表面先与下表面发生滑动，并且支座上表面滑动也更为频繁、程度也更大。板式橡胶支座的滑动具有一定的隔震作用，可有效减小桥梁结构的地震反应，但这种隔震作用极不稳定；下部结构的大变形会使支座发生卡压，阻止其滑动位移的进一步扩大，间接发挥了防落梁作用。试验中板式橡胶支座间存在不均匀受压，导致部分桥墩受力过大而提前失效。
		2017 Vol. 36 (12): 68-74 [摘要] ( 162 ) HTML (1 KB) PDF (3151 KB) ( 74 )

	75	驱动链高速轴断裂所致FAST索牵引并联机器人的冲击振动仿真分析
		>李辉,潘高峰
		介绍了FAST望远镜的巨型柔索牵引并联机器人的构型和工作方式。对FAST柔索牵引并联机器人的塔-索-舱柔性悬挂系统在某一套索驱动单元的电机高速轴发生断裂，卷筒上的低速轴安全制动器随即启动的极端工况所引发的卷筒溜索量和柔性悬挂系统的冲击振动力学进行了有限元仿真分析。总的仿真分析可分为三步进行，即柔性悬挂系统的静力学找形分析、卷筒溜索量分析和基于溜索量-时程曲线的系统动力学仿真分析。与此同时，仿真中采用了模拟塔柔性的质量-弹簧振子模型、简化的安全制动器制动力时程曲线和模拟索驱动设备的绳索-质量滑块系统等简化模型。计算结果表明，因高速轴断裂引发的冲击造成了柔性悬挂系统的大幅震荡，需要在系统详细设计中认真考虑。
		2017 Vol. 36 (12): 75-82 [摘要] ( 236 ) HTML (1 KB) PDF (3432 KB) ( 73 )

	83	冲击荷载作用下泄爆板破坏冲量计算与模拟
		>由泽伟，王源，张清华，章征林，黄肖迪
		针对工业厂房中的泄爆板在爆炸荷载作用时的破坏问题，根据双向板塑性铰线破坏理论，对其破坏机理进行理论分析。提出了泄爆板的冲量破坏准则，并推导破坏冲量的计算公式。运用ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟，与理论结果进行对比，两者吻合较好，证明可以用冲量衡量泄爆板的破坏。分析了影响泄爆板泄爆能力的因素：抗折强度与板的厚度是主要影响因素，而弹性模量及泊松比对破坏冲量的影响相对较小，提出了工业生产中提升泄爆板泄爆能力的方法。
		2017 Vol. 36 (12): 83-87 [摘要] ( 198 ) HTML (1 KB) PDF (1601 KB) ( 174 )

	88	P,SV波斜入射下凹陷地形地震动分布特征
		>丁海平,2，朱重洋1，于彦彦2
		本文采用数值模拟方法，探讨了凹陷地形在P波和SV波斜入射下，入射角度θ和凹陷深宽比H/L等参数的变化对地表地震动峰值放大系数β的影响，得到如下结论：（1）峰值放大系数的影响程度和范围受不同地震波的影响较大。（2）凹陷两侧的放大系数比底部大，凹陷两侧顶点的放大系数比两侧地表的大。（3）凹陷深宽比一定，SV波从左边斜入射，放大系数随入射角的增大而增大，x分量的放大系数大于z分量，左顶点放大系数大于右顶点。对于P波，x分量的放大系数小于2，放大系数随着入射角的增大而增大；凹陷两侧顶点的z分量放大系数大于2，放大系数随着入射角的增大而减小。（4）入射角θ不变，无论是SV波还是P波，左右两侧的放大系数随凹陷深宽比H/L的增大而增大。当SV波从左边斜入射时，x分量左顶点的放大系数大于右顶点，z分量放大系数小于x分量。当P波从左边斜入射时，左顶点x分量放大系数大于右顶点，所有放大系数均小于2，z分量放大系数大于x分量。
		2017 Vol. 36 (12): 88-92 [摘要] ( 172 ) HTML (1 KB) PDF (2022 KB) ( 231 )

	93	改良型中深孔爆破振动频率研究
		>闫鸿浩1，赵碧波1，李晓杰1
		针对A，B，C，D四种改良型中深孔爆破，详细计算这四种改良类型的爆炸荷载时长，并与相对应的普通类型进行对比。通过非对称三角形荷载的频谱分析，发现荷载时长与频率成反比例关系。在此基础上，研究表明改良型中深孔爆破在一定程度上提高了爆破振动频率，降低了建筑物发生共振的几率，实现了增频降幅的目的。以大连市辛寨子地铁明挖车站为例，该工程项目采用浅孔和A、C改良型中深孔联合爆破技术，达到了降低造价、缩短工期的目标。
		2017 Vol. 36 (12): 93-98 [摘要] ( 128 ) HTML (1 KB) PDF (1096 KB) ( 62 )

	99	爆生裂纹与层理缺陷相互作用的实验研究
		>岳中文?，胡庆文，陈彪
		为了研究爆生裂纹与层理缺陷的相互作用机制，采用新型数字激光动态焦散线实验方法对含层理岩体在爆炸载荷下的动态断裂行为进行了实验分析。实验结果表明：在爆炸载荷下，当炮孔切槽方向与层理面存在一定夹角θ时，爆炸使层理岩体裂纹扩展分为爆生主裂纹、界面裂纹、次生裂纹三个阶段。爆生主裂纹扩展到层理面后，不是直接贯通层理面沿原方向继续扩展，而是产生界面裂纹之后再继续扩展，产生的界面裂纹长度随夹角θ增大而减小。裂纹扩展贯通层理后，次生裂纹继续扩展，随夹角θ的增大，次生裂纹扩展长度逐渐增大。爆生主裂纹扩展过程中，随着爆生主裂纹尖端至层理面距离的减小，爆生主裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度均逐渐减小，说明层理面对爆生主裂纹的扩展起阻碍作用，且夹角θ越大阻碍作用越明显。
		2017 Vol. 36 (12): 99-104 [摘要] ( 176 ) HTML (1 KB) PDF (1476 KB) ( 78 )

	105	基于正交试验、组合赋权-灰色关联的机床横梁优化设计
		>邱自学1，鞠家全1，任东2，崔德友2，刘传进2
		机床横梁是机床的重要部件，横梁的刚性对机床的加工精度影响很大，为此，需要对横梁结构进行优化设计以获得良好的静、动态特性。文中设计了6种横梁筋板结构，初步筛选出4种筋板结构的横梁，并以横梁筋板结构、筋板厚度、上导轨支撑筋板倾斜角度为试验因素，以横梁质量、最大耦合变形、最大耦合应力、一阶固有频率为评价指标设计了三因素四水平的正交试验；采用灰色关联法和组合赋权法处理有限元分析数据，获得优化设计的最优参数组合。结果表明，横梁“井”型筋板结构，筋板厚度25mm，上导轨支撑筋板倾斜45°设计为最优方案，与原设计方案相比质量减轻了466kg，横梁总形变减少了7.36%，一阶固有频率提高了2.91%。拓展了正交试验、组合赋权-灰色关联法的应用范围，为其它机床零部件的设计提供了有益的方法参考。
		2017 Vol. 36 (12): 105-111 [摘要] ( 292 ) HTML (1 KB) PDF (1163 KB) ( 56 )

	112	波流与不均匀海域上浮式弹性板相互作用的非线性数值模拟
		>程勇1，嵇春,1，翟钢,2
		波流混合作用下浮式弹性板的水弹性响应属于非线性范畴，尤其当波流传递到不均匀海底时，这种非线性行为更为复杂，因而采用完全非线性分析技术是唯一可能获得浮板精确水弹性响应的方法。采用高阶边界元法建立模拟波流与变水深海底上浮板相互作用的时域完全非线性二维数值水槽。将Euler-Bernoulli-von Karman非线性梁模型加入到流固交界面的动力学边界条件中实现波流与浮板耦合作用，运用4阶Runge-Kutta法并联合混合欧拉-拉格朗日方案对瞬时自由水面和流固交界面进行更新。为了获得浮板位移的空间各阶导数，使用一系列模态振型函数来近似当前时刻浮板的垂向位移，并利用Galerkin 方法求解各阶模态主坐标。通过与无网格数值已知算法结果进行比较，验证了数值模型的可行性和准确性；进一步研究水流及不均匀海底的存在对浮板非线性水弹性响应产生的影响；最后探讨了不同流速对浮板高阶谐位移的影响规律。
		2017 Vol. 36 (12): 112-121 [摘要] ( 132 ) HTML (1 KB) PDF (2044 KB) ( 341 )

	122	单箱多室波形钢腹板PC组合梁桥动力特性试验研究
		>陈水生,张超，桂水荣
		为了研究单箱多室波形钢腹板PC组合梁桥动力特性，参照南昌市朝阳大桥非通航孔桥，制作了三跨单箱两室PC连续波形钢腹板试验梁，并对模型桥和实桥进行动力测试。分别利用自互功率谱法和传递率法对动力特性进行分析，识别了试验梁前四阶模态参数和实桥前七阶模态参数；同时利用ANSYS程序建立实桥和模型桥的有限元分析模型，并进行动力特性分析。研究结果表明，除因实桥两幅之间横向工字钢连接，导致实桥理论和实测扭转1阶频率相差较大外，实桥各阶理论与实测频率相差较小，振型一致；试验梁低阶频率理论值与实测值能较好吻合。本文设计制作的波形钢腹板缩尺试验梁及测试结果正确，试验梁能较好体现实桥动力特性；传递率法可以较好识别该类桥梁结构的模态参数。
		2017 Vol. 36 (12): 122-127 [摘要] ( 137 ) HTML (1 KB) PDF (1484 KB) ( 82 )

	128	压电-电磁复合动能采集器无量纲参数建模与分析
		>夏桦康 1，陈仁文 1，朱莉娅 2，任龙 1，周秦邦 1
		针对压电-电磁复合动能采集器的物理参数模型难以提供统一的性能比较标准，以及最大输出功率及最优负载直接求解困难等问题，本文通过引入无量纲参数建立了采集器的无量纲参数模型，理论推导了归一化输出功率，并采用遗传算法求解了最大输出功率及最优负载；数值分析了无量纲参数对采集器性能的影响，并实验验证了模型和遗传算法求解的正确性。结果表明：（1）减小线圈负载可提升性能；（2）增大机械品质因子将提高频率选择能力；（3）当压电和电磁均为弱耦合作用时，性能受二者共同影响，且在二者匹配时获得最优；（4）当电磁为强耦合作用时，性能基本只受电磁端影响，且随其增强而不断趋近最优；（5）压电-电磁双耦合机制可增大采集器的最优负载范围。
		2017 Vol. 36 (12): 128-133 [摘要] ( 186 ) HTML (1 KB) PDF (1400 KB) ( 82 )

	134	基于混沌模拟退火PSO算法的威布尔分布参数估计应用研究
		>许伟，程刚，黄林，位秀雷，瓮雷
		针对三参数威布尔分布模型采用精确解法直接求解的不足，提出基于混沌模拟退火粒子群优化方法进行参数估计，引入Logistic混沌因子调整粒子群优化算法的更新策略以充分释放其遍历搜索能力，并采用模拟退火方法依据Tsallis接受准则以一定概率接受新状态，使算法避免陷入“早熟”进而实现全局最优搜索。同时为降低算法在迭代计算上的时间开销，运用图解法获得的初始解为其提供搜索范围。将该方法运用到轴承转子可靠度威布尔分布参数估计中，实验分析表明该方法具有可行性和有效性，与遗传算法、模拟退火粒子群优化算法相比具有更好的寻优能力。
		2017 Vol. 36 (12): 134-139 [摘要] ( 223 ) HTML (1 KB) PDF (1119 KB) ( 64 )

	140	弹底火药气体的间隙密封结构性能分析
		>马慧明1, 2，张亚1，李世中1
		针对弹射式侵彻数据回收装置在弹底开孔后，其弹射通道的间隙需要密封的要求，设计了8种间隙密封结构，计算了最大膛压时及整个内弹道时期的火药气体状态参数，并应用FLUENT软件对这些密封结构间隙通道中火药气体的压强变化情况进行了仿真分析，从而对比其密封性能，确定最佳密封结构，根据仿真结果选取3种典型结构进行了试验验证。结果表明，在这些弹底火药密封结构中，密封檐、迷宫和凹槽形状等结构因素对火药气体的密封作用不同，其中檐式直角矩形凹槽型密封结构的密封效果最好，增加密封圈后密封效果更佳。研究结果可以为高温高压火药气体密封相关研究提供参考。
		2017 Vol. 36 (12): 140-145 [摘要] ( 161 ) HTML (1 KB) PDF (2310 KB) ( 95 )

	146	基于相关向量机模型的设备运行可靠性预测
		>冯鹏飞，朱永生，王培功，闫柯
		针对机械设备失效数据少、传统基于统计的可靠性评估方法不能有效评估设备可靠性的问题，本文引入运行可靠度的概念来描述设备运行状态，并提出了一种基于相关向量机的设备运行可靠性预测方法。该方法首先采用运行可靠性计算模型，建立特定特征指标与运行可靠性的关系；然后采用相关向量机预测不同时刻下特征指标的值及其概率密度函数，并将其输入到运行可靠性模型，计算获得其所对应的运行可靠度。将该方法应用到航空发动机转子轴承运行可靠性分析中，预测的轴承失效时间与实际失效时间误差在5%以内，证明了该方法的有效性和合理性。
		2017 Vol. 36 (12): 146-149 [摘要] ( 120 ) HTML (1 KB) PDF (983 KB) ( 101 )

	150	考虑作动器动力学的半车主动互联悬架抗侧倾控制研究
		>吴晓建，周兵，文桂林
		为提高车辆的侧倾稳定性及抗侧翻能力，开展了考虑液压作动器动力学特性的主动互联悬架控制研究。首先建立了主动液压互联悬架动力学模型及液体连续方程，然后以车身侧倾角为控制目标，采用backstepping非线性控制方法完成了抗侧倾控制器设计及其稳定性分析，通过构造控制目标跟踪函数使控制系统平稳过渡并追踪期望的侧倾角度。角阶跃转向工况抗侧倾模拟分析表明：所设计的控制系统能使车身侧倾角跟踪期望的角度值，有效控制车身侧倾姿态，降低载荷转移率，提高抗侧倾性能及侧翻极限，同时，主动互联抗侧倾控制还能有效改善悬架动挠度及车轮动载，综合提升车辆性能。
		2017 Vol. 36 (12): 150-154 [摘要] ( 159 ) HTML (1 KB) PDF (1427 KB) ( 88 )

	155	基于马田系统的滚动轴承初始故障检测和状态监测
		>剡昌锋1 朱涛1 吴黎晓1 贝克1 郭剑锋2
		针对轴承寿命的四个阶段中振动信号特征参数的变化灵敏度不同，分析了特征参数对初始故障的敏感性和退化状态的相关性，提出了一种采用马田系统检测轴承初始故障和区分性能退化状态的方法。以对初始故障敏感和对退化状态相关的特征参数建立了马田系统的基准空间，并在马田系统中将两组特征参数融合为单一的特征参数马氏距离。由于MD1对滚动轴承初始故障的敏感性，检测轴承寿命在第一和第二阶段时出现初始故障的时间点。由于MD2随着滚动轴承性能退化状态而不断增大，依据其变化趋势判断轴承的退化状态。该方法避免了单一特征参数在不同运行环境中的不确定性和不稳定性，可以准确的检测出轴承的初始故障和判断轴承的退化状态。通过两组滚动轴承加速寿命试验，验证了该方法的有效性和准确性。
		2017 Vol. 36 (12): 155-162 [摘要] ( 208 ) HTML (1 KB) PDF (1885 KB) ( 100 )

	163	计及空间温度效应的齿轮系统动力学行为研究
		>卢少波 1,3，靳宗向 2，康学忠 3
		在轨航天器齿轮传动机构频繁进出地球阴影区时，因温度交替变化会引起齿侧间隙改变，导致传动精度下降，甚至会造成卡死或传动中断。本文以单自由度直齿圆柱齿轮传动系统为对象，综合考虑时变啮合刚度、综合传递误差及齿侧间隙等因素的基础上，进一步引入空间特殊环境下的温度交变效应，建立了适用于空间环境的齿轮系统非线性动力学模型。采用4-5阶变步长Runge-Kutta算法，结合相图、Poincare映射图和分岔图，分别对考虑和不考虑温度交变效应的系统动力学行为进行了求解和分析，并定量研究了温度交变幅值和频率对齿轮系统动力学的影响。结果表明，环境交变温度对齿轮系统动力学影响较大，使得系统各工况都有不同程度向混沌演化的趋势，且交变的幅值和频率对系统解结构的影响呈现一定规律，相关结论对特殊环境齿轮系统的设计与匹配具有一定的指导意义。
		2017 Vol. 36 (12): 163-168 [摘要] ( 254 ) HTML (1 KB) PDF (1897 KB) ( 74 )

	169	不同类型连梁框架-核心筒结构抗震性能研究
		>袁世聪1,蒋欢军2,3
		为了研究不同类型连梁对结构抗震性能的影响，利用结构性能评价软件PERFORM-3D对两个设置不同类型连梁的钢筋混凝土框架-核心筒结构进行模态分析、反应谱分析和不同水准地震作用下的动力时程分析。以结构的动力特性、力和位移响应、罕遇地震下结构弹塑性耗能组成和损伤等指标作为性能评估参数，对比分析了不同类型连梁对框架-核心筒结构抗震性能的影响。研究结果表明，不同类型连梁耗能能力相差较大，对框架-核心筒结构的抗震性能有较大影响，设置了弯曲型连梁的框架-核心筒结构在罕遇地震下的塑性耗能主要由连梁提供，核心筒本身具有二道抗震防线，其整体抗震性能优于设置剪切型连梁的结构。
		2017 Vol. 36 (12): 169-174 [摘要] ( 227 ) HTML (1 KB) PDF (2072 KB) ( 134 )

	175	柱棒式超磁致伸缩能量收集器的设计与实验
		>孟爱华，杨剑锋，蒋孙权，刘帆，刘成龙
		为了能够利用自然界中的振动能量，弥补传统微器件供能方式的不足。本文设计制作了一种以超磁致伸缩材料（GMM）为基础的振动能量收集装置，并通过实验加以验证其能量收集特性。首先，通过对超磁致伸缩材料物理特性的分析，进行了能量收集装置理论建模与仿真分析；然后，根据仿真分析的结果设计了一套柱棒式的超磁致伸缩能量收集器；最后，通过搭建实验平台进行了效果验证。实验结果表明：当输入激振信号频率f_n不变，振动能量收集装置输出电压峰-峰值和输入振动信号的幅值F_m成正比；当输入振动信号幅值F_m不变，振动能量收集装置输出电压峰-峰值和输入激振信号的频率f_n成正比。在激振应力最大值为2.54MPa、频率100Hz的正弦激振条件下，感应线圈100匝的实验条件下，超磁致伸缩振动能量收集器输出电动势峰-峰值为136.4mV，与理论值（156mV）符合较好，且波形一致。
		2017 Vol. 36 (12): 175-180 [摘要] ( 206 ) HTML (1 KB) PDF (1374 KB) ( 57 )

	181	应力历史影响下的膨胀土动力参数响应特征
		>李晶晶1,2，孔令伟1,2
		动剪切模量和阻尼比是土动力非线性性能中最重要的两个参数。为考虑应力历史对膨胀土动力学特性的影响，开展加载、卸载和再加载固结路径下南阳膨胀土共振柱试验，利用双曲线模型和经验关系分别对动剪切模量和阻尼比随剪应变演化规律进行分析，提出膨胀土在剪应变值为5×10-6~10-2范围内的剪切模量比和阻尼比推荐值，同时分析应力历史影响下动剪切模量比和阻尼比的不确定性。研究表明，应力历史对最大动剪切模量与动剪切模量随剪应变演化规律都有很大影响，卸载和再加载条件下的最大动剪切模量较加载条件下的大，最大增幅为66.59%；应力历史对阻尼比的影响规律性不强。动剪切模量比的极小值均出现在加载路径；经历较大外荷载后，卸载程度越大，动剪切模量比不确定性越大；动剪切模量比和阻尼比的变异系数最大值分别达到了46.30%和48.99%，说明在工程设计和施工中应充分考虑应力历史对动剪切模量比和阻尼比的影响，根据相应的应力历史来选取土体动力学参数。
		2017 Vol. 36 (12): 181-188 [摘要] ( 160 ) HTML (1 KB) PDF (1349 KB) ( 42 )

	189	基于波传播法的椭圆柱壳自由振动特性研究
		>张冠军, 朱翔, 李天匀, 缪宇跃
		基于Flügge壳体理论推导出椭圆柱壳的自由振动方程，由于椭圆柱壳周向曲率的变化，造成振动方程在周向模态阶数域内不解耦，采用波传播法将壳体位移以双Fourier级数形式展开，椭圆截面曲率半径以单Fourier级数形式展开，通过级数变换，将变系数的偏微分方程组转换为关于周向模态阶数相互耦合的有限阶常系数线性方程组，通过求解耦合振动方程得到椭圆柱壳的固有频率。随后对影响壳体固有频率的主要参数进行了分析，得到椭圆柱壳对称和反对称模态频率随椭圆度、壳长比等参数的变化规律。
		2017 Vol. 36 (12): 189-195 [摘要] ( 219 ) HTML (1 KB) PDF (1556 KB) ( 74 )

	196	可远程自校准的分布式组网无线微振动测试仪研制
		>陈晋央1，余尚江1，郭青林2，杜建国1
		为满足文化遗产地的微振动环境监测需求，设计了可远程自校准的分布式组网无线微振动测试仪。通过测试仪硬件电路、固件程序、封装结构的合理设计，以及测试仪的校准试验和在敦煌莫高窟的现场试验，验证了设计的无线微振动测试仪具有无线分布式组网、集成度高、远程自校准、同步采样、自动定位、灵敏度高等特点，能够满足世界文化遗产地对微振动环境的长期大范围监测需求，目前该测试仪已经在敦煌莫高窟的风险预警系统中使用。
		2017 Vol. 36 (12): 196-200 [摘要] ( 137 ) HTML (1 KB) PDF (1514 KB) ( 78 )

	201	一种Stewart隔振平台的动力学建模及实验研究
		>谢溪凌1,2，王超新1,2，陈燕毫1,2，张志谊1,2
		提出一种采用石墨自润滑球铰连接的立方体构型Stewart隔振平台，6个支腿通过可转动的球铰与基础及载荷平台相连，每个支腿由音圈作动器与力传感器构成。在假设各支腿、基础及载荷平台均为弹性体的基础上，采用子结构频响函数综合法对Stewart隔振平台进行动力学建模，并通过FEM方法进行验证，给出内嵌反馈控制的隔振平台模型，对反馈控制效果进行仿真验证。在仿真分析的基础上，对隔振平台的被动隔振性能和内嵌反馈控制的主动隔振性能进行实验，结果表明，被动隔振在30-200Hz频段内具有约-36dB/dec的衰减率，主动隔振在3-100Hz频段内可获得最大20dB的幅值衰减，在200Hz内，支腿力RMS值控制后下降75-80%。
		2017 Vol. 36 (12): 201-207 [摘要] ( 159 ) HTML (1 KB) PDF (1920 KB) ( 191 )

	208	齿轮传动系统耦合故障下的故障特性研究
		>王鑫1,2，徐玉秀1,2，武宝林1
		为识别齿轮传动系统实测信号中的未知成分，建立含定轴裂纹故障及行星轮断齿故障的两级定轴齿轮+一级行星轮齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比研究正常与耦合故障状态下的分岔特性，及不同激励频率下的Poincaré截面及频谱图，分析耦合故障引起的故障频率特征。通过仿真分析发现：行星轮故障对高转速敏感，定轴故障对低转速敏感，而二者的耦合使定轴齿轮振动频域上出现相互关联的频率峰值；不同激励频率下两种故障的频率特征及贡献不同。通过仿真结果发现了实测信号中未知峰值及故障频率的成因。
		2017 Vol. 36 (12): 208-214 [摘要] ( 209 ) HTML (1 KB) PDF (1533 KB) ( 112 )

	215	拱形棚洞受落石冲击的模型试验研究
		>王爽1 周晓军1 罗福君1 姜波2 朱勇2
		通过室内模型试验对拱形棚洞抵抗落石冲击的力学性能进行了研究，重点分析了棚洞的拱圈、立柱和其内部钢筋在不同落石冲击能量、不同缓冲垫层厚度、不同冲击位置下的动力响应；分析了不同冲击工况下落石冲击力、拱形棚洞位移的变化规律；研究了拱形棚洞受落石冲击的破坏形态及其薄弱区域；并给出了相关加强措施和轻质土缓冲垫层的适宜厚度建议值。
		2017 Vol. 36 (12): 215-222 [摘要] ( 174 ) HTML (1 KB) PDF (1719 KB) ( 205 )

	223	冲击载荷下层状岩体动态断裂行为的模拟试验研究
		>岳中文，宋耀，陈彪，王煦，邱鹏
		采用有机玻璃和环氧树脂两种材料组成的试件模拟层状岩体，对层状岩体的动态断裂行为进行了动态焦散线三点弯曲冲击试验研究。试验结果表明，裂纹扩展到层理面时，不是直接穿过层理面沿原扩展方向继续扩展，而是产生一定的偏移后再继续扩展，其偏移距离与预制裂纹和层理面夹角有关，预制裂纹与层理面夹角越大，裂纹的偏移距离越大；当预制裂纹与层理面夹角小于90°时，裂纹穿过层理面后只产生一条偏移裂纹，而夹角为90°时，裂纹扩展至层理面后将产生两条偏移裂纹，并且这两条裂纹轨迹几乎对称；裂纹扩展过程中，随着裂纹尖端距层理面的距离减小，裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度v均逐渐减小，说明层理面对裂纹的扩展起阻碍作用，预制裂纹与层理夹角越大阻碍作用越大。
		2017 Vol. 36 (12): 223-229 [摘要] ( 211 ) HTML (1 KB) PDF (1816 KB) ( 70 )

	230	基于多目标遗传算法的振动熨平板压实系统参数优化
		>贾洁万一品刘洪海
		为了降低激振器振动对熨平板工作稳定性的影响，提高摊铺机熨平板底部混合料的密实度与平整度，以某摊铺机振动压实系统为研究对象，建立7自由度振动熨平板多目标优化模型，对其进行动态响应分析，得到该系统固有频率及熨平板动态响应量。采用多目标遗传算法对振动压实系统结构参数进行优化并对工艺参数进行优选，获得了该压实系统参数的最优解集及振动熨平板动态响应规律。研究结果为熨平板的设计与施工中在工作频率范围内限制过大动载荷的出现及避免共振现象提供参考。
		2017 Vol. 36 (12): 230-235 [摘要] ( 201 ) HTML (1 KB) PDF (995 KB) ( 72 )

	236	隔震结构碰撞分析的改进Hertz-damp模型
		>赵大海1，刘勇1，李宏男2，钱辉3，刘莎1
		碰撞是一复杂的非线性问题，为了研究碰撞作用下结构的响应，合理的碰撞模型是非常必要的。针对隔震结构的碰撞现象，本文结合改进的Kelvin模型和Hertz-damp模型构造了一个新的阻尼函数，提出了改进的Hertz-damp碰撞模型，并对新碰撞模型的可靠性进行了数值验证。通过现有的碰撞试验和其他碰撞模型对比，表明改进后的Hertz-damp碰撞模型较其他碰撞模型具有较高的精度，能更精确地模拟结构的碰撞响应。
		2017 Vol. 36 (12): 236-242 [摘要] ( 242 ) HTML (1 KB) PDF (1351 KB) ( 202 )

	243	高频振动能量放大装置的优化设计与实验研究
		>顾邦平1,2，孔德军2，赖金涛3,4，汤志鹏2，潘龙4
		为了提高高频振动时效消除残余应力的效果，优化设计一种高频振动能量放大装置。采用正交实验法结合ANSYS有限元软件，以振幅放大倍数和振幅均匀性评价因子为目标函数，结构尺寸参数为设计变量，对高频振动能量放大装置进行优化设计。通过实验研究高频振动能量放大装置的应用对高频振动时效消除AISI 1045钢淬火试样残余应力的影响。结果表明：高频振动能量放大装置的振幅放大倍数可以达到7.30、振幅均匀性评价因子可以低至0.68；高频振动能量放大装置能够显著的放大电磁式激振器的输出振幅，同时能够输出相对均匀的振幅。高频振动能量放大装置的应用显著的提高了高频振动时效消除残余应力的效果。基于正交实验法结合ANSYS有限元软件进行高频振动能量放大装置的优化设计，可以减少设计方案的数目，提高设计的效率，具有一定的工程应用价值。
		2017 Vol. 36 (12): 243-248 [摘要] ( 231 ) HTML (1 KB) PDF (1221 KB) ( 74 )

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