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2017年 36卷 15期刊出日期：2017-07-28



论文

论文

	1	不同种类气隙偏心故障对汽轮发电机转子不平衡磁拉力的影响
		>唐贵基，邓玮琪，何玉灵
		本文结合理论推导和数值仿真计算分析了径向气隙偏心对汽轮发电机转子径向不平衡磁拉力及其振动特性的影响。首先通过分析气隙静偏心、气隙动偏心以及气隙动静混合偏心情况下气隙磁场的变化，分别推导得到不同气隙偏心所引起的转子径向不平衡磁拉力表达式，并分析了转子的振动特征，然后利用电机有限元软件Ansoft Maxwell建立了实验室SDF-9型隐极故障模拟发电机的二维模型，计算得到了转子水平及竖直方向的径向不平衡磁拉力变化情况，并与理论分析和部分实验振动响应进行了对比，结果基本吻合。结果表明，气隙静偏心将产生二倍频不平衡磁拉力作用于转子上；气隙动偏心根据转子表面凹凸数量分为合外力为零及合外力不为零两种情况，当合外力不为零时，将产生一倍频不平衡磁拉力作用于转子；气隙动静混合偏心将同时产生一倍频和二倍频不平衡磁拉力作用于转子上(考虑动偏心时合外力不为零的情况)。同时随着偏心程度的增大，不平衡磁拉力也随之增大。
		2017 Vol. 36 (15): 1-8 [摘要] ( 238 ) HTML (1 KB) PDF (1863 KB) ( 241 )

	9	三相邻结构的减震效果分析
		>刘良坤1，谭平2，闫维明1，周福霖1,2
		本文提出对三个相邻结构间连接阻尼装置进行减震控制，推导了其单自由度简化模型随机响应计算公式，同时也给出了多自由度模型的阻尼、刚度等矩阵的构造方法并利用复模态法推导了其随机响应公式；最后对单自由度简化模型的三相邻结构各组合情况的减震效果分别进行了分析，并详细研究一般情况下的多自由度模型的三相邻结构减震效果。经仿真分析表明，三相邻结构控制后与两相邻结构控制所得结果基本相同；在两相邻结构对称而控制无效的情况下，三相邻结构仍可得到较好的控制效果；三相邻结构具有良好的鲁棒性，且对高阶响应峰值抑制明显。
		2017 Vol. 36 (15): 9-15 [摘要] ( 197 ) HTML (1 KB) PDF (1864 KB) ( 94 )

	16	高层建筑风振分析中的模态组合问题
		>汤昱薇1，谢霁明2
		大多数超高层建筑具有两个侧移振动固有频率非常接近的特点，使得风振响应分析中不能忽略其模态相关性。但目前普遍采用的SRSS与CQC模态组合方法存在理论上的不足，在实际工程应用中不能正确把握风致结构响应特点，对结构的抗风优化设计带来一定的困惑甚至误导。理论分析与数值计算证实了这两种方法的缺陷。SRSS方法完全忽略了模态相关性。CQC方法虽然在一定程度上考虑了模态相关性，但未能反映模态相关性中的相位关系，导致过于保守的计算结果。根据随机振动的基本理论，可建立基于风荷载互谱密度函数的模态组合新方法（称为“CS模态组合法”）。这一方法能够完整考虑相邻模态之间的幅值相关性与相位相关性，原理清晰，计算简单，具有实际可操作性。与时域模拟结果的比较验证了这一新方法的可靠性与精确性。
		2017 Vol. 36 (15): 16-21 [摘要] ( 253 ) HTML (1 KB) PDF (1077 KB) ( 95 )

	22	基于IMPSCO和改进Newmark-β算法的结构系统及激励辨识研究
		>麻胜兰1，姜绍飞1，陈志刚1
		基于振动的土木工程结构系统识别中，常用的识别方法如基于Newmark-β算法的方法，常常需要已知激励，而事实上激励和完整的输出响应是很难测得的。基于此，在现有的Newmark-β算法中引入多项式拟合来解决结构系统识别误差带来的漂移现象，进而提出了改进的Newmark-β算法，并结合改进协同粒子群算法(IMPSCO)，给出了仅用部分结构响应的系统识别和激励辨识方法。最后，通过一七层钢框架数值算例和实验室模型试验验证了方法的有效性和可行性，并探讨了噪声、输出响应完整性的影响。研究表明，所提方法能准确地实现未知激励和部分实测响应状态下的结构系统和未知激励的识别，而且具有较强的容噪性和鲁棒性。
		2017 Vol. 36 (15): 22-28 [摘要] ( 187 ) HTML (1 KB) PDF (823 KB) ( 71 )

	29	正方形截面振子在不同来流方向的单自由度流致振动特性研究
		>练继建，燕翔，刘昉，张军，任泉超，徐娜
		在自循环水槽进行了正方形截面振子的流致振动试验研究，分析了不同来流角度下的振子响应特征，探讨了有利于能量转换的角度安排，阐释了系统刚度与质量因素对该响应的基本影响，并拟合得到了不同来流角度下的斯特罗哈尔数St。结果表明：来流角度为零条件下的振子响应为驰振主导，而来流角度非零条件下的振子响应为涡激振动主导；低流速时，来流角度大有助于振子对涡激振动能量的汲取，而高流速时，来流角度为零有助于振子对驰振能量的汲取；振动振幅受刚度与质量的影响显著，但频率则几乎不受刚度与质量的影响；来流角度为30°和45°时，St较接近，约0.14，来流角度为15°时，St约0.16。
		2017 Vol. 36 (15): 29-35 [摘要] ( 198 ) HTML (1 KB) PDF (954 KB) ( 59 )

	36	基于磁流变弹性体的推进轴系半主动式吸振器研究
		>卢坤1，刘翎1，杨志荣2，龚兴龙3，饶柱石1，解忠良1
		根据船舶推进轴系纵振动力学特性，针对动力吸振器的减振机理进行研究，并对半主动式吸振器的设计参数影响规律进行理论分析。基于磁流变弹性体的剪切模量可由外加磁场控制的特性，设计了一种剪切刚度可调的半主动式吸振器，对其移频特性进行了试验测试，并在1:4的船舶轴系缩比模型上进行了变转速工况下吸振效果试验。实验结果表明，该吸振器具有12.3HZ的移频范围，移频特性曲线线性度良好；并且在不同转速下相比被动式吸振器均有更好的吸振效果，进一步验证了利用磁流变弹性体设计推进轴系半主动式吸振器的可行性。
		2017 Vol. 36 (15): 36-42 [摘要] ( 150 ) HTML (1 KB) PDF (1816 KB) ( 179 )

	43	轮辐板式局域共振声子晶体隔振器的振动特性研究
		>赵浩江1,宋扬2，刘荣强3
		基于局域共振带隙机理，设计一种新型的轮辐式三组元凸起声子晶体板隔振器，并结合理论带隙计算、有限元仿真和试验测试对隔振器的低频隔振特性进行分析和验证。研究发现，以轮辐形板为三组元凸起声子晶体板的基板比圆形板容易获得更大的带隙频率范围内衰减幅度。基板上开孔可以提高带隙的终止频率，从而增大带隙宽度。选用三种双侧凸起的原胞为轮辐板的基本单元，设计了三种单轮辐板隔振器，以及不同轮辐板排列组合的六种双轮辐板和六种三轮辐板隔振器。实测数据表明，单轮辐板、双轮辐板以及三轮辐板隔振器在其带隙频率范围内平均衰减幅度分别可以达到24dB、34dB以及38dB。这种结构设计及研究结果在低频减振领域有潜在的应用前景。
		2017 Vol. 36 (15): 43-50 [摘要] ( 198 ) HTML (1 KB) PDF (3197 KB) ( 57 )

	51	电磁集能式调谐质量阻尼器的结构减震及能量收集分析
		>孙洪鑫罗一帆杨国松王修勇
		本文利用滚珠丝杆和永磁电机的能量收集单元代替传统型调谐质量阻尼器中的粘性阻尼，形成一种具有结构减震与能量收集两重功能的电磁集能式调谐质量阻尼器。通过引入滚珠丝杆机械构件，实现结构的水平往返运动转化为高效旋转运动的功能，并产生较大的惯性质量，有利于提高结构减震性能。通过分析滚珠丝杆力学性能，能量收集单元的动力学模型，建立了电磁集能式调谐质量阻尼器的力学模型。将电磁集能式调谐质量阻尼器与单自由度结构相结合，建立耦合结构受地震作用时的动力学模型，并仿真分析了此结构受El Centro地震作用时，电磁集能式调谐质量阻尼器对结构减震与能量收集的性能。结果表明，电磁集能式TMD对结构峰值位移和加速度的减振性能同于经典TMD，但结构位移与加速度均方值劣于经典TMD的减震性能；能量收集的平均功率约0.52W。
		2017 Vol. 36 (15): 51-56 [摘要] ( 229 ) HTML (1 KB) PDF (1090 KB) ( 159 )

	57	基于内环H∞控制的实时混合试验
		>宁西占1,2，周惠蒙3，吴斌1,2，王贞1,2
		实时混合试验将结构的关键部位作为试验子结构进行试验，而其余部分作为数值子结构在计算机中模拟，并通过作动器或振动台对试验子结构进行加载来实现二者边界条件的协调。由于作动器-试件系统复杂的非线性动力特性，传统的PID控制器性能受到一定影响，必须采用时滞补偿方法或外环控制消除作动器-试件系统的非线性动力特性影响，才能保证实时混合试验的成功。为在作动器内环消除作动器-试件系统非线性动力特性的影响，本文采用基于混合灵敏度的H∞控制理论设计实时混合试验作动器内环控制器，并研究了这种方法的可行性。数值仿真表明，H∞控制器表现出较好的跟踪性能并具有一定的鲁棒性；单自由度线弹性结构实时混合试验证明了该方法在作动器内环控制上的可行性。
		2017 Vol. 36 (15): 57-63 [摘要] ( 168 ) HTML (1 KB) PDF (1003 KB) ( 55 )

	64	热冲击下带裂纹功能梯度厚壁圆筒的分析
		>彭亦鹏1,陈爱军1
		针对功能梯度材料热冲击下的断裂问题，对功能梯度材料的材料参数分类进行加权处理，建立带裂纹功能梯度厚壁圆筒的模型；给出热量平衡方程与边界条件，建立相关问题的有限元分析格式；改进Calahan算法以适用于带状稀疏矩阵的一阶非齐次常微分方程组，完善温度场的求解过程，计算了裂纹尖端的温度应力强度因子，并且分析功能梯度材料组分构成对温度应力强度因子的影响。以上研究为带裂纹功能梯度厚壁圆筒的可靠性分析及结构优化设计提供了参考。
		2017 Vol. 36 (15): 64-70 [摘要] ( 221 ) HTML (1 KB) PDF (1133 KB) ( 92 )

	71	液压振动台时域跟踪振动控制技术研究
		>严侠、邓婷、王珏
		通过在线估计液压振动台及试件预测器DARMA模型与参数，引入预测方差目标最优函数，实现对目标振动位移信号的实时渐近无差跟踪。通过系统仿真及联台试验，其控制结果表明，该方法控制精度高，在线估计参数能迅速收敛，并具有良好的鲁棒性和削弱噪声能力，能够直接跟踪目标振动位移一次性完成振动试验。该方法有别于传统的振动控制技术，不需要辨识传递函数及预实验，可直接实现高精度振动模拟。
		2017 Vol. 36 (15): 71-76 [摘要] ( 196 ) HTML (1 KB) PDF (1743 KB) ( 61 )

	77	大轴重重载列车长大下坡道曲线地段行车性能分析
		>蒋立干 1，时瑾 1,2，龙许友 3
		重载铁路长大下坡道小曲线地段病害多发，是危及行车安全的风险源。本文以双机牵引30t轴重万吨列车为研究对象，在考虑列车纵向冲动和曲线车辆动力学行为基础上，建立了长大列车动力学模型，分析了大轴重重载列车在常用全制动工况下长大坡道曲线参数设置对行车性能的影响。研究表明：重载列车在13‰下坡道500m 半径曲线地段制动时，整列车产生最大压钩力的车辆与曲线上出现最大车钩力的车辆并不一致，当曲线距头车初始制动位置距离700m时，曲线段上第48节车车钩力达到最大值；制动产生的纵向冲动作用可使轮重减载率增大72%、倾覆系数增大47%、轮轨横向力增大41%、脱轨系数增大27%，这一作用会对行车安全性和轨道服役性能造成不利影响；从提高运营期行车安全、减缓曲线病害角度考虑，建议长大坡度最小曲线半径选取800m。本文研究可为重载铁路设计提供参考。
		2017 Vol. 36 (15): 77-83 [摘要] ( 160 ) HTML (1 KB) PDF (1095 KB) ( 386 )

	84	基于Teager算子的柴油机活塞-气缸磨损故障特征增强方法
		>周斌 1,2,靳世久 1,梅检民 2,沈虹 2
		柴油机活塞与气缸磨损情况是判断柴油机技术状态的主要指标，也是柴油机大修送修的主要条件，其监测诊断一直是柴油机维修的重点。由于但柴油机结构复杂，工作粗暴，活塞-气缸磨损故障很难有效监测诊断，尤其是活塞-气缸早期磨损故障，活塞-气缸磨损状况的更是监测诊断一直是研究的重点和的难点。本文根据活塞-气缸磨损后在工作中产生的冲击的特点特征，利用Teager算子提取瞬态冲击信号的优势，对柴油机怠速时缸体上部左侧振动信号进行Teager算子增强，通过提取出的Teager算子能量最大值，判断是否存在活塞-气缸磨损故障以及故障的严重程度。通过两种不同型号柴油机、不同故障缸的机体振动实测信号分析表明，该方法简便有效。
		2017 Vol. 36 (15): 84-89 [摘要] ( 211 ) HTML (1 KB) PDF (722 KB) ( 63 )

	90	铅芯橡胶隔震支座大变形硬化模型及隔震结构弹塑性分析研究
		>吴倩芸1 何文福1 刘文光1 于维欣1 秦川1
		对直径为600mm和1100mm的铅芯橡胶支座进行了剪切变形400%的水平大变形剪切试验，试验结果表明支座在240%剪切变形后发生屈服后刚度增大现象，且硬化刚度随剪切变形的增大而增大，400%剪切变形时刚度硬化增加到1.5倍。根据试验结果进一步提出了一种考虑硬化效应的铅芯橡胶支座多线性大变形硬化恢复力模型，并将此模型用于Perform-3D软件中。对8层隔震结构进行不同地震烈度下的弹塑性分析，支座分别采用传统双线性模型与多线性大变形硬化模型，对比分析结构的地震动响应、弹塑性反应谱以及塑性耗能情况。结果表明在大震下隔震支座硬化隔震效果减弱，上部结构加速度增加30%~50%，结构塑形耗能增加，上部结构进入塑性变形状态。研究结果表明隔震设计中大震验算不考虑支座硬化效应会低估结构地震反应。
		2017 Vol. 36 (15): 90-97 [摘要] ( 186 ) HTML (1 KB) PDF (1468 KB) ( 90 )

	98	镶嵌薄膜结构的低频吸声特性分析与实验研究
		>朱庆，白鸿柏，路纯红，黄凯，李拓，程茜茜
		为了对低声压级、低频带声波达到理想的吸收效果，本文提出了一种金属片镶嵌薄膜的复合吸声结构。分析了复合结构局域共振机理：通过薄膜材料的弹性波与每个结构单元的共振特性相互作用，可以产生局域共振带隙，从而使薄膜中的行波不能进行传播。利用传递矩阵法计算了镶嵌结构与薄膜空腔结构结合后的声阻抗，得到理论的吸声系数。通过试验得到复合结构中结构单元和薄膜的阻尼系数与弹性系数，对复合结构进行吸声系数测试，与理论计算值进行对比，理论计算结果与试验吸声系数吻合较好。采用薄膜两侧镶嵌结构单元与一侧的进行试验比较，得到两侧镶嵌结构的吸收峰值附近频带较宽，一些吸声系数达到0.95，实现了低频噪声的高效吸收。
		2017 Vol. 36 (15): 98-103 [摘要] ( 252 ) HTML (1 KB) PDF (1217 KB) ( 106 )

	104	单层双向偏心结构振型影响参数推导分析
		>姜忻良1,韩阳1
		为了深入分析单层双向偏心结构平扭耦联参数的影响规律，建立单层双向偏心结构（3自由度）的动力方程，并采用数学领域中三次方程求解的盛金公式，推导出单层双向偏心结构的动力特性显式解析解。根据所得显式解的形式及其对应的判定条件，在合理范围内提取出不同于单向偏心体系的影响参数，分别为：相对偏心距、偏心角、主扭平频率比以及次扭平频率比。根据盛金公式推导所得的显式解析解，总结出结构的主要动力特性指标（频率和振型），进而分析了每个参数对双向偏心结构的平扭耦联特性的影响。结果表明，双向偏心结构平扭耦联参数与单向偏心结构有相似之处，但更为复杂，会涉及到主扭平频率比与次扭平频率比，且两者影响程度也有明显区别。
		2017 Vol. 36 (15): 104-110 [摘要] ( 132 ) HTML (1 KB) PDF (834 KB) ( 81 )

	111	基于薄片有限元-无限元耦合模型的地铁列车振动环境影响分析
		>马龙祥1,2,刘维宁3，蒋雅君1,2，晏启祥1,2
		鉴于地铁运营引发隧道及地层沿线路纵向的振动水平及特性不甚明确，应用薄片有限元-无限元耦合模型对地铁列车运营引发隧道基底、隧道壁及地表在垂直于线路的水平方向、铅垂方向及线路纵向三个方向上的振动响应进行高精度分析及比较。分析结果表明：①地铁列车运营引发横向、垂向及纵向三个方向6Hz以下的低频振动在地表均衰减得极其缓慢，且地表三个方向的振动速度、加速度响应具有相似的频率成分；②列车运营引起隧道壁的纵向振动响应在1~100Hz频段内较小，在该频段内的大部分频率点处，其响应甚至小于地表的纵向振动响应；③在隧道基底及隧道壁，由列车运营引发的纵向振动响应在1~100Hz频段以内显著小于由其引发的垂向振动响应，但在地表，由列车运营引发的纵向振动响应具有同横向、垂向响应相当的量值。
		2017 Vol. 36 (15): 111-117 [摘要] ( 177 ) HTML (1 KB) PDF (1866 KB) ( 103 )

	118	基于修正BW模型的战斗部爆炸破片形成机理研究
		>李营1,2，吴卫国1，杜志鹏2，张玮2，张春辉2，张磊1
		膨胀环是研究战斗部爆炸破片形成机理的重要手段。本文通过引入修正的B-W内聚力断裂模型ABAQUS子程序，开展了膨胀环碎裂过程的数值仿真计算，并将整个膨胀碎裂过程划分为四个阶段，并讨论了膨胀速度对破片质量分布和破片数量的影响，进一步研究了厚度对碎裂模式的影响。得到以下结论：（1）膨胀碎裂过程可以分为整体塑性、稳定颈缩、局部颈缩发展和最终碎裂形成四个阶段；（2）破片数量随着初始膨胀速度增加而增大，且质量分布服从Rayleigh分布；（3）径厚比的变化改变了变形后期的应力状态，薄壳结构的应力以受拉为主，而厚壳结构后期出现剪切应力状态从而使得断裂模式由拉伸径缩失效逐渐过渡到剪切失效。
		2017 Vol. 36 (15): 118-123 [摘要] ( 95 ) HTML (1 KB) PDF (1861 KB) ( 39 )

	124	两级渐开线齿轮传动系统横-摆-扭耦合非线性动力学建模与试验验证
		>刘辉1,张晨1,王成2
		本文以两级渐开线齿轮传动系统为研究对象，分析了几何偏心、中心距安装误差以及齿轮中心支撑弯曲变形引起中心距的变化对啮合角和间隙的影响，引入非线性动态啮合刚度模型，得到了各级齿轮传动的非线性动态啮合力。采用拉格朗日方法建立了考虑偏心、间隙、时变啮合角以及非线性动态啮合刚度模型的两级齿轮传统系统横-摆-扭非线性动力学模型，采用4阶定步长龙哥库塔法求解非线性动力方程。针对一个两级齿轮传统系统试验装置进行理论计算和试验测试，安装在齿轮圆周对称位置的角加速度传感器，测试结果显示各工况下齿轮角加速度仿真值与实验值最大误差为23.51%；固定安装在箱体上的位移传感器测得振动位移仿真值与实验值最大误差为21.21%；粘贴在轴上的应变片测得扭转切应力仿真值与实验值最大误差为17.9%。研究结果表明：仿真结果与试验结果的变化趋势基本吻合，且误差在可接受范围内。分析了可能导致仿真结果与试验结果之间产生误差的原因，验证了本文提出的渐开线直齿轮传动横-扭-摆耦合非线性动力学模型和非线性动态啮合模型的正确性。
		2017 Vol. 36 (15): 124-132 [摘要] ( 183 ) HTML (1 KB) PDF (1451 KB) ( 123 )

	133	一种基于声阵列信息融合及改进EEMD的信号降噪方法
		>邸忆1，顾晓辉1，龙飞2
		针对声阵列多通道信号的去噪问题，提出一种基于多传声器信息融合辅助的改进总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)的被动声信号去噪方法。首先，对标准EEMD进行改进，通过多通道信号频谱分析，选取多传声器信号最小有效频率作为各通道信号EEMD分解的筛选截止频率，采用改进的EEMD算法将原始信号快速分解为完备的IMF分量，有效抑制了模态混叠现象并提高信号分解效率；其次，引入声阵列时延矢量封闭准则(time delay vector close rule, TDVCR)概念，结合多传声器数据一致性融合及信号相关性理论，对各IMF分量进行相应的权重计算，再由已确定权值对各IMF分量进行加权重构得到去噪信号；最终通过半实物仿真试验以及同传统EMD去噪的比较验证了本文算法在多通道信号去噪中的有效性和实用性。
		2017 Vol. 36 (15): 133-141 [摘要] ( 152 ) HTML (1 KB) PDF (1168 KB) ( 106 )

	142	改进型手性周期结构覆盖层的抗冲击性能研究
		>任宪奔1,2 赵鹏铎2 李晓彬1 张磊2 李营1,2
		针对一种改进型手性周期结构覆盖层进行分离式霍普金森压杆（SHPB）试验，并通过SHPB试验及数值仿真研究其抗冲击性能，分析其能量吸收性能及变形特征。得到以下结论：在冲击作用下改进型手性周期结构的芯体由于自身惯性效应在结构中作受迫振动；改进型手性周期结构覆盖层具有良好的抗冲击性能，覆盖层及嵌入芯体可通过自身变形和运动来吸收冲击能量；可以利用有限元软件ABAQUS模拟SHPB试验来评估不同手性周期结构的抗冲击性能，通过数值仿真可以对结构尺寸与材料参数进行优化，得到抗冲击性能更好的手性周期结构。
		2017 Vol. 36 (15): 142-145 [摘要] ( 154 ) HTML (1 KB) PDF (1338 KB) ( 61 )

	146	有限潜深状态下圆柱壳固有振动特性分析
		>王鹏 1,2，李天匀 1,2，朱翔 1,2，缪宇跃 1,2，张冠军 1,2
		基于波传播法和虚源法，建立有限潜深状态下圆柱壳-声场耦合数学模型，并考虑了自由液面和流体静压的影响。采用数值方法求解耦合系统特征方程，得到了有限潜深状态下圆柱壳的模态频率。数值分析表明：较无限域中圆柱壳模态频率特性而言，自由液面的存在致使结构模态频率相应增大，而流体静压则使得结构模态频率相应减小；当潜深较小时，自由液面的影响相对较显著，而当潜深较大时，流体静压的影响相对较显著；流体静压对有限潜深状态下圆柱壳各阶模态频率特性的影响程度不尽相同，从而导致在一定潜深条件下，圆柱壳模态频率阶次出现变化；当潜深较大时，圆柱壳面临失稳。
		2017 Vol. 36 (15): 146-151 [摘要] ( 159 ) HTML (1 KB) PDF (683 KB) ( 133 )

	152	基于内部流动抑制的小型家用制冷设备降噪技术研究
		>刘永辉1,2 刘益才3 尹凤福4王小新4刘华2丁国良1
		制冷剂流动噪声特别是毛细管喷发噪声是影响冰箱、冷柜等小型家用制冷设备声品质的主要因素，然而制冷剂流动噪声由于理论难度高、隐蔽性强，较少有专门的系统研究。本文首先基于制冷剂流动特性和流体网络理论开展了某型号冷冻柜的流动噪声发生机理理论研究；基于理论分析结果，提出了一种改进的的毛细管过渡管结构设计方案；实验研究结果表明该改进设计措施能够有效抑制毛细管出口的喷射噪声，对整机噪声有约3dB(A)的消声量。该研究成果丰富了小型制冷系统内部流动设计理论和噪声抑制机理，能够为指导小型家电制冷系统新过渡管消声装置设计和改善声品质提供重要参考。
		2017 Vol. 36 (15): 152-157 [摘要] ( 144 ) HTML (1 KB) PDF (2407 KB) ( 61 )

	158	用于非线性动力分析的一种高效精细积分单步法
		>王海波，陈晋，李少毅
		针对非线性动力状态方程，结合精细积分法和Romberg数值积分，对计算过程中待求的vk+j/m(j=1,2,…m)，利用当前时刻vk，通过二阶龙格库塔法进行预估，提出了一种避免状态矩阵求逆的高效精细积分单步法。该方法计算格式统一，易于编程，通过选取m值，可进行不同计算精度的计算。与两种单步法、一次预—校法及预估校正—辛时间子域法进行数值比较，计算结果表明，该方法具有高精度、高效率及较好的稳定性。在求解多自由度、强非线性动力响应问题中具有较大优势。
		2017 Vol. 36 (15): 158-162 [摘要] ( 225 ) HTML (1 KB) PDF (661 KB) ( 84 )

	163	舰船管路系统声振控制技术评述与声子晶体减振降噪应用探索
		>沈惠杰1, 2，李雁飞1, 2，苏永生1, 2，章林柯3，宋玉宝4
		舰船管路系统的低频振动和噪声控制问题是当前舰船设计和制造中亟待解决的重难点问题和研究热点。本文浅析了舰船管路系统振动与噪声产生的原因，综述了国内外管路系统减振降噪治理技术，指出当前振动和噪声控制技术中存在的瓶颈问题，结合近年来凝聚态物理领域新兴的声子晶体减振降噪研究，提出利用声子晶体周期结构设计技术解决舰船管路系统的低频减振降噪问题，并对国内外声子晶体理论在管路系统的减振降噪应用探索进行了概述，最后给出将声子晶体引入舰船管路系统低频减振降噪仍需深入研究和探讨的几个方面问题。
		2017 Vol. 36 (15): 163-170 [摘要] ( 198 ) HTML (1 KB) PDF (1499 KB) ( 190 )

	171	高温环境下结构动力学模型修正方法研究
		>袁昭旭，于开平
		本文提出了一种新的基于贝叶斯参数估计的高温环境动力学模型修正方法，利用此方法对一复合材料层合板模型进行了修正。本方法的主旨在于，利用高温环境下的模态频率试验数据修正有限元模型。本方法的特点在于，可以通过参数和响应的离散度来描述其不确定性，从而更加合理地解决实际问题。在本研究中，进行了高温环境下复合材料结构的动力学试验，通过试验得到其高温环境下的模态频率。以此为基础，对复合材料有限元模型进行修正。在修正前，先对模型进行了灵敏度分析，探讨了参数与高温环境动力学响应之间的关系。随后，根据试验所得数据和对待修正参数的预估设置其对应的离散度。最后，利用自编译程序进行修正计算。通过修正，模型的温度-固有频率对应关系得到了明显的改善，证明了方法的有效性，可以适用于工程实际问题。
		2017 Vol. 36 (15): 171-180 [摘要] ( 211 ) HTML (1 KB) PDF (3129 KB) ( 82 )

	181	复杂移动轮胎力作用下沥青路面粘弹性力学行为模拟研究
		>王扬1，王丽娟2，路永婕2，司春棣2
		对复杂移动轮胎力作用下的沥青路面粘弹性有限元建模进行了分析与探讨，在此基础上对路面的粘弹性力学行为进行了仿真，并分析了轮组形式和轴组形式对路面响应的影响。研究表明，在移动轮胎力作用下的路面有限元模型中，沥青混合料的蠕变法则宜采用应变硬化率关系式；在轮胎力反复作用下，路面内部的应力分布趋于均匀，中面层承受较大的Tresca应力；在轮胎工作状态相同的条件下，单轮组对路面永久变形的贡献与双轮组同等重要，双轴组对路面的破坏效应比单轴组更加显著。
		2017 Vol. 36 (15): 181-186 [摘要] ( 187 ) HTML (1 KB) PDF (2177 KB) ( 72 )

	187	冲击荷载下CFRP加固无腹筋梁的抗剪失效机理试验研究
		>霍静思1,2，刘进通1，赵灵雨1，肖岩3
		对剪跨比为3.36的1根无腹筋钢筋混凝土梁和2根FRP加固无腹筋钢筋混凝土梁进行了落锤冲击试验，研究无腹筋混凝土梁在冲击荷载作用下的动力响应和FRP加固形式对其抗冲击性能的影响；为了对比动态冲击承载力，还进行了1根FRP加固无腹筋钢筋混凝土梁的静载试验。试验结果表明，粘贴FRP条带尤其是端部锚固FRP条带加固可显著提高无腹筋混凝土梁的抗冲击承载力。通过对实测的冲击力、跨中位移及纵向钢筋应变时程曲线等试验数据进行分析，并结合试件的破坏模式，获得了FRP加固无腹筋混凝土梁的动态抗剪失效机理，即冲击荷载下无腹筋混凝土梁的失效过程分为两个阶段：跨中局部受冲击瞬间的剪切破坏和随后的冲击作用点指向支座处的剪切破坏阶段。分两个阶段讨论了冲击荷载下FRP对抗剪承载力的贡献值，并与各规范理论承载力进行比较，数据比较表明两个阶段FRP动态抗剪承载力均高于静态抗剪承载力和理论值，并与以往CFRP－混凝土界面动态抗剪承载力评估方法比较，为获得合理的FRP抗剪承载力评估方法提供有价值的参考。
		2017 Vol. 36 (15): 187-193 [摘要] ( 160 ) HTML (1 KB) PDF (1403 KB) ( 71 )

	194	基于增广SVM的结构动力学模型修正方法研究
		>陈喆，何欢，陈国平
		研究了基于代理模型的有限元模型修正方法，针对支持向量机(SVM)在处理非线性程度不高函数时容易出现过拟合，提出了一种采用混合基函数形式的增广SVM方法。该方法首先是在结构动力学试验结果和结构有限元模型计算分析结果的基础上，根据设计要求、灵敏度计算或工程经验选择适合的待修正参数、修正范围来确定修正样本空间，并给出样本点，其次采用增广SVM方法构造每组样本点和与之对应的目标函数之间的代理模型，采用基于Pareto最优解的多目标优化方法，以代理模型输出为目标，样本空间为变量，寻找待修正参数在修正区间内的全局最优解。用代理模型代替原有的有限元模型进行相关的计算分析，避免在模型修正过程中反复调用原有限元模型进行计算带来的高昂计算成本。通过算例一表明，增广SVM的预测结果较传统SVM方法精度更高，而算例二、三则说明本文所提出的基于增广SVM方法的结构动力学模型修正方法具有实际应用价值，同时计算结果具有很高的精度。
		2017 Vol. 36 (15): 194-202 [摘要] ( 191 ) HTML (1 KB) PDF (1776 KB) ( 60 )

	203	基于混合人工蜂群和人工鱼群优化的LSSVM脉动风速预测
		>张永康1 李春祥1 郑晓芬2 徐化喜2
		考虑人工蜂群（ABC）和人工鱼群（AFS）算法的各自优势，提出混合智能算法（ABC+AFS）优化选择最小二乘支持向量机（LSSVM）参数的方法，以提高其脉动风速预测模型的性能。AFS算法有较强的全局寻优能力，混合智能算法以AFS算法中的人工鱼寻优方式代替ABC算法中的引领蜂寻优方式，克服ABC算法易陷入局部最优的问题。同时，ABC算法中的正负反馈机制可以克服AFS算法的后期盲目寻优、收敛速度下降的问题。运用基于混合ABC、AFS优化的LSSVM对脉动风速进行了预测，并与基于ABC、AFS和粒子群（PSO）算法优化的LSSVM脉动风速预测结果进行了比较。数值结果表明，基于混合ABC+AFS优化的LSSVM脉动风速预测模型有更好性能，具有工程应用前景。
		2017 Vol. 36 (15): 203-209 [摘要] ( 201 ) HTML (1 KB) PDF (1707 KB) ( 130 )

	210	基于K熵和关联维数的金属疲劳损伤过程的声发射信号特征分析
		>黄振峰1 刘永坚1毛汉颖2 王向红3 李欣欣1毛汉领1
		深化对金属疲劳损伤过程中声发射信号的特征认识，是运用声发射信号对金属结构损伤过程进行监测预测的重要基础热点问题。针对金属疲劳损伤经历裂纹萌生阶段、裂纹缓慢扩展阶段、裂纹快速扩展阶段、临近破坏等四个阶段产生大量的声发射信号，采用K熵和关联维数等混沌特征量来分析海量的声发射信号；通过对45号钢试件进行三点弯曲疲劳试验、测试得到试件疲劳损伤过程的声发射信号，分别估算不同时间段所产生声发射信号的K熵和关联维数，分析结果表明金属疲劳损伤过程的声发射信号具有混沌特征，其K熵和关联维数的变化趋势与金属疲劳损伤过程的四个阶段具有较清晰的对应关联，表明K熵和关联维数可以较好的揭示金属疲劳损伤过程的动力学特性，这将为运用声发射信号实现金属结构疲劳损伤在线监测及预测提供了一种新思路。
		2017 Vol. 36 (15): 210-214 [摘要] ( 172 ) HTML (1 KB) PDF (708 KB) ( 163 )

	215	空间薄壁CFRP豆荚杆模态试验及分析
		>康雄建1，陈务军1，邱振宇1，余征跃2，谢超3，曹争利3
		空间薄壁CFRP豆荚杆工作时处于悬臂状态，为掌握其结构动态响应，对10m长的超长薄壳豆荚杆在下端刚接约束下进行模态试验，得到了其模态和频率。利用有限元软件ADINA对试验模型在不考虑和考虑空气的情况下进行数值模拟分析，得到其在下端刚接约束下的模态和频率。数值模拟与试验结果对比分析表明：对于本文的试验研究对象，沿弱轴方向的基频，不考虑和考虑空气的计算结果和试验的误差分别为38.40%和4.7%，因此在地面试验和数值分析的过程中需要考虑空气与结构耦合的影响。进一步对豆荚杆的杆长进行参数化分析，得到了3m-10m豆荚杆的基频在不考虑空气和考虑空气影响下的偏差。本文对悬臂薄壁CFRP豆荚杆的设计、应用具有重要参考价值。
		2017 Vol. 36 (15): 215-221 [摘要] ( 285 ) HTML (1 KB) PDF (2849 KB) ( 106 )

	222	并联式六维加速度传感器故障诊断与修复
		>李成刚1，陈晶1，尤晶晶2，王艳1，颜灯灯1
		通过引入“辅助角速度”，将并联式六维加速度传感器的二阶非线性动力学方程组化为一阶线性微分方程组，实现了动力学方程的完全解耦。通过运用并联机构的正向运动学理论推导系统输入量之间的固有约束关系，建立起该传感器故障诊断的模型，并给出具体的可修复故障组合。定义一种故障诊断修复率的概念，对传感器故障的可修复性进行量化，发现传感器的故障诊断修复率较低。基于此，提出一种改进的并联式六维加速度传感器构型，依据故障自诊断模型归纳出故障判定方程并结合故障树分析法进行故障诊断，对具体的故障工况提供故障修复方案，结果表明，相较于原结构，并联式六维加速度传感器故障诊断修复率提高了28%。运用ADAMS软件仿真验证，结果显示故障支链修复后的综合误差不超过6.38%，验证了所提出的故障诊断及修复方案的正确性和可行性。
		2017 Vol. 36 (15): 222-229 [摘要] ( 160 ) HTML (1 KB) PDF (1783 KB) ( 60 )

	230	斜拉索风雨激振试验新装置的设计与应用
		>刘小兵1,2，陈帅3，郑云飞3，刘庆宽1,2，马文勇1,2
		针对石家庄铁道大学回直流可变大气边界层风洞，设计了一种用于斜拉索风雨激振试验的新装置，介绍了该装置的各组成部分及工作原理。应用该装置开展了一系列的风雨激振风洞试验，研究了斜拉索的倾角、降雨强度、来流风偏角和来流风速等参数对斜拉索风雨激振的影响。试验结果表明，该装置不仅可以比较方便地调节斜拉索的倾角和斜拉索与来流风之间的偏角，而且可以实现自然雨滴特性的模拟和雨量的控制；针对选定的直径为155mm的斜拉索，在倾角为25°、风偏角为35°、降雨强度为10mm/h、风速为13m/s左右的条件下，斜拉索风雨激振的幅度最大。
		2017 Vol. 36 (15): 230-234 [摘要] ( 233 ) HTML (1 KB) PDF (1951 KB) ( 83 )

	235	基于谐波小波和去趋势波动分析的摩擦振动信号研究
		>李精明1,2，魏海军1，魏立队1，杨智远1，刘冲1,刘竑1
		为实现摩擦振动信号的降噪和摩擦振动信号特征提取，在往复式摩擦磨损试验机上进行了摩擦副摩合磨损试验。应用谐波小波对获得的非线性、非平稳的摩擦振动信号进行分解，实现摩擦振动信号的降噪。应用去趋势波动分析算法对摩擦振动信号进行分析，获得不同阶数下的Hurst指数，判别数据序列的属性及其趋势增强的程度。研究结果表明，随着磨合磨损试验的进行，摩擦振动信号的标度指数呈现逐渐增大的变化趋势，去趋势波动分析算法能够实现摩擦振动信号特征提取，摩擦振动信号的标度指数变化能够用于摩擦副的磨合磨损状态监测和识别。
		2017 Vol. 36 (15): 235-239 [摘要] ( 140 ) HTML (1 KB) PDF (941 KB) ( 132 )

	240	温度变化对悬索主共振响应影响分析
		>赵珧冰1,彭剑2 3
		本文基于增量热场理论，推导考虑均匀温度变化影响下受谐波激励的悬索非线性运动微分方程，利用Galerkin法将方程离散，并对离散后的方程进行线性分析。以悬索主共振响应为例，利用多尺度法求解其高阶近似解及幅频响应方程，通过算例研究温度变化对不同Irvine参数的悬索前四阶模态频率以及幅频响应曲线的影响。研究结果表明：悬索模态振型、频率和主共振响应受温度变化影响明显，且与其Irvine参数密切相关；温度变化有可能定性和定量地改变悬索非线性振动特性，其取决于线性项、平方和立方非线性项系数受温度变化的影响程度；相同程度的升温和降温对悬索振动特性的影响不对称。
		2017 Vol. 36 (15): 240-244 [摘要] ( 208 ) HTML (1 KB) PDF (712 KB) ( 104 )

	245	基于响应面法的微操作平台可靠性稳健设计
		>胡俊峰，杨展宏，徐贵阳
		以一种新型微操作平台为对象，考虑其结构参数的随机波动，提出一种基于6σ稳健设计思想和响应面法的可靠性稳健优化设计思路。采用筛选实验设计方法确定设计变量，采用中心组合试验设计方法建立反映平台性能指标的响应面模型。基于该模型采用一次二阶矩法得到反映平台可靠性和稳健性的性能指标，即平台位移放大倍数、固有频率和可靠性灵敏度的概率分布及可靠度。基于6σ稳健设计思想建立以平台位移放大倍数、固有频率和可靠性灵敏度的稳健性为目标，平台可靠度为约束的可靠性稳健优化模型，采用序列二次规划法对平台进行优化。将稳健优化和确定性优化结果进行比较分析可知，平台位移放大倍数、固有频率和可靠性灵敏度的方差分别减小了40.9 %、49.4 %、33.6 %，可靠度由61.36 %提高到99.78 %，实现了可靠性稳健优化的设计要求，说明了设计思路和理论模型的有效性。
		2017 Vol. 36 (15): 245-252 [摘要] ( 131 ) HTML (1 KB) PDF (852 KB) ( 51 )

	253	含弱约束受限空间油气爆炸外部特性研究
		>王世茂1，杜扬 1，李国庆1，齐圣1，李阳超1，徐长航2
		构建了含弱约束面的受限空间油气爆炸模拟实验系统，对含有弱约束的受限空间油气爆炸外部特性进行了实验研究。实验获得了容器外部不同位置处爆炸超压随时间的变化规律，同时利用高速摄影系统记录了爆炸火焰发展变化过程。研究结果表明：1、竖直方向和水平方向爆炸压力随时间变化规律均为“破膜&泄流正超压→最大负超压→外部爆燃正超压→二次负超压”，竖直方向上最大爆炸压力要略大于水平方向上的最大爆炸压力。2、随着油气浓度的增加，爆炸超压先增大后减小，在初始油气浓度为1.79%时爆炸超压达到最大值。3、随着比例距离的增大，外部爆炸超压呈负指数规律递减。4、火焰形态变化过程可分为“喷射引燃阶段→卷曲变形阶段→蘑菇云状火焰阶段→衰弱熄灭阶段”，火焰最大高度为0.85m，最大直径为0.6m
		2017 Vol. 36 (15): 253-258 [摘要] ( 167 ) HTML (1 KB) PDF (1245 KB) ( 159 )

	259	超声辅助微挤压成形系统设计
		>彭卓1 韩光超1,2,3 李凯1 陈昊1
		针对微型零部件的超声微挤压成形过程，对的振动特性进行仿真优化设计，研制可实现工件辅助超声振动的超声微挤压成形系统。在对矩形六面体竖直超声振动模态进行仿真分析的基础上，通过矩形六面体的结构参数优化并设置一定数量的圆柱形内孔，使得超声变幅器辐射面可实现均匀的竖直方向超声振幅输出，并采用双换能器和双变幅杆驱动形式实现整体超声振动系统的支撑和振动能量的输入。实验结果表明，所研制的超声辅助微挤压成形系统可负载微成形工件及模具实现竖直方向的整体超声谐振，并能满足工件超声振动辅助微挤压成形加工的需求。
		2017 Vol. 36 (15): 259-264 [摘要] ( 215 ) HTML (1 KB) PDF (1549 KB) ( 84 )

	265	烟囱高位组合切口定向爆破倒塌过程数值研究
		> 徐鹏飞1，刘殿书1，张英才2
		针对复杂环境下爆破切口高度在百米位置的烟囱定向爆破拆除工程，为研究正三角矩形与倒三角矩形组合切口对烟囱爆破拆除倒塌及受力过程的影响，结合实际工程，利用LS-DYNA有限元软件分别建立两种切口形状下钢筋混凝土分离式共节点烟囱模型，对烟囱倒塌及受力过程进行了系统研究。结果表明，爆破切口形成后，约2~3s的中性轴稳定时间（切口系数K=0.56~0.58）是烟囱不出现过早下坐和形成定向倾倒趋势的关键条件；支撑部位内侧混凝土承受的压应力要大于外侧混凝土，倒三角矩形较正三角矩形组合切口能够延迟切口角端压剪破坏的发生，延缓支撑部位中性轴后移速度以及使支撑部位承受较高压应力，有利于烟囱避免过早下坐和安全精确定向；由于倒三角矩形组合切口与倒梯形、倒三角梯形组合切口具有一定共性，烟囱高位切口定向爆破切口形状建议优先采用倒三角型切口。
		2017 Vol. 36 (15): 265-270 [摘要] ( 137 ) HTML (1 KB) PDF (1337 KB) ( 87 )

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