首页
期刊介绍
编委会
投稿指南
期刊订阅
广告合作
联系我们
English
在线办公系统
期刊在线阅读
当期目录
最新录用
过刊浏览
高级检索
全文下载排行
摘要点击排行
Email Alert
友情链接
更多....
访问总数：
当前在线：
文章快速检索
高级检索
2017年 36卷 20期
刊出日期：2017-10-15
论文
论文
1
基于双冲击特征的无转速计混合陶瓷球轴承剥落区宽度估计
>康伟，郭瑜，伍星
本文首先介绍了一种基于振动信号分析的滚动球轴承剥落区宽度估计的方法，该方法可根据振动信号中的双冲击特征间隔和所在转轴的转速，完成对剥落区宽度的估计，但转速计的安装易受工况条件的限制，对此本文提出了一种基于滚动轴承剥落故障对应冲击特征的无转速计剥落区宽度估计方法，该方法通过振动信号中整周期的冲击次数实现转速估计,结合平均双冲击特征实现了无需转速计的混合陶瓷球轴承的剥落区宽度估计，使该方法更适合于工程应用。试验结果表明，所提方法可对混合陶瓷球轴承剥落区宽度进行有效估计。
2017 Vol. 36 (20): 1-5 [
摘要
] (
367
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1227 KB) (
552
)
6
水分与冻融环境下岩石动态拉伸试验及细观分析
>闻 名1，许金余1,2，王 鹏1，刘 石1，方新宇1，刘少赫1
利用直径为100 mm的分离式霍普金森压杆（SHPB）装置与电液伺服压力试验机，进行不同含水率及冻融环境下砂岩试件的动静态劈裂抗拉试验，而后对试件破坏断口进行电镜扫描观察（SEM），立足于细观尺度分析断口形貌特征，并对断口裂隙网络进行量化处理。试验结果表明：饱水、冻融循环处理均会削弱岩样的静动态拉伸强度，其中动态拉伸强度表现出显著的应变率增强效应；基于动态拉伸强度定义软化系数与抗冻系数，该软化系数随应变率的增长近似指数下降，而抗冻系数随应变率的增长近似指数上升；红砂岩破坏断口细观形貌特征主要有3类，分别对应不同的宏观力学性质。以裂隙网络的面积作为损伤变量，探究动态劈拉破坏中的水-应变率效应、冻融-应变率效应对岩石内部损伤扩展的影响，并基于此分析了不同状态下红砂岩的动态劈裂破坏机理，对寒区岩体工程的建设、后期维护具有一定指导意义。
2017 Vol. 36 (20): 6-11 [
摘要
] (
205
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1328 KB) (
93
)
12
含复杂结构应力的平板振动解析方法研究
>杨念1，陈炉云1，易宏,刘勇2
工程结构物中常常含有分布形式复杂的非均匀结构应力，该应力会影响结构的振动特性。有限元法虽然可以求解，但不利于从本质上分析结构应力与振动的内在物理联系、不方便研究结构应力对振动的影响规律，而且还有施加特定非均布应力操作复杂、计算量较大等限制。在解析方法研究方面，以往的方法主要用来求解含整体均匀分布应力的结构，不适用于实际工程结构中的非均布应力的情况。本文提出一种求解含非均布应力结构振动的解析方法，以平板结构为对象，用特殊级数形式表示非均布的结构应力，将应力影响加到原平板振动方程，并实现结构模态的部分解耦，然后对解耦后的方程进行求解得到解析解。本文推导的解析方法适用于任意应力状态下的平板振动求解，并且相对于有限元法有计算量小、物理解释明晰等优点，方便定性地研究结构应力与振动之间的物理联系，进行考虑结构应力的振动精确预报与控制。
2017 Vol. 36 (20): 12-17 [
摘要
] (
226
)
HTML
(1 KB)
PDF
(905 KB) (
90
)
18
基于数字信号处理的轴流泵压力脉动试验研究
>陆 荣1，袁建平1，李彦军1，付燕霞2，夏水晶1
传统电信号压力传感器受电流干扰严重，为准确地获得轴流泵内部压力脉动特性，采用高精度数字压力采集系统对一轴流泵模型的叶轮进口、导叶流道内和导叶出口进行压力测试，试验在包含马鞍区的4个流量工况（0.45Qd、0.8Qd、1.0Qd、1.2Qd）下进行。试验结果表明：在稳定工况（0.8Qd、1.0Qd、1.2Qd）下叶轮进口监测点P1的时域信号为规则的正弦波，脉动周期与叶片通过周期一致；受叶轮与导叶的动静干涉影响，导叶内部P2及出口P3均出现了小峰值的二次谐波。在非稳定工况（0.45Qd）下各点的时域信号均出现较大峰值的二次谐波。通过快速傅里叶变换（FFT）获得了各监测点的频域结果：稳定工况下各监测点的压力脉动主频均为叶频（BPF），从叶轮进口至导叶出口幅值逐渐减小；非稳定工况下由于回流和叶顶泄漏涡等因素的影响，各监测点的频率成分复杂，主频向高频段移动且伴随有较强高频信号，脉动幅值大于其余工况。
2017 Vol. 36 (20): 18-22 [
摘要
] (
306
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1656 KB) (
79
)
23
新型磁浮车动力学仿真分析
>汪科任1，罗世辉1，宗凌潇2，马卫华1
为探究新型磁浮列车的动力学特性，利用SIMPACK软件建立了其56自由度的中低速磁浮车辆模型并进行相关仿真分析，并采用单悬浮架模型进行了乘坐舒适性试验验证。仿真结果表明：新型磁浮列车能够实现140km/h在直线段稳定运行，车体横向加速度小于0.2m/s2，车体垂向加速度小于0.5m/s2，空载情况下能够实现30km/h通过半径为50m的弯道，车辆最大侧滚角不足0.04rad，车体最大横向加速度小于1m/s2，车体垂向加速度小于0.1m/s2，悬浮间隙动态变化量最大仅为0.5mm。 试验结果表明：以140km/h的速度运行，与乘坐舒适性密切相关的车体垂向加速度约为0.5m/s2。
2017 Vol. 36 (20): 23-29 [
摘要
] (
202
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2396 KB) (
143
)
30
基于横波传播特性的无损检测方法及在沉管隧道基础灌砂检测中的应用
>张腾瑜1 车爱兰1 惠祥宇1 冯少孔1
采用各种探测手段揭示目标介质内部构造一直是工程界所关心的重要课题。以三维层状介质中的弹性场传播特性为基础，建立基于横波传播特性的无损检测方法。采用有限元数值模拟方法，针对含有低速夹层的水平层状介质模型，获得下部介质变化时横波响应波形数据，并对其进行波形形态、响应能量等特性分析，揭示当低速夹层介质的物理参数改变时，在模型表面接收到的横波响应特性与下部介质的相对密实度等参数的关系，明确基于横波传播特性的无损检测方法的有效性和精确性。在数值计算的基础上，开展沉管隧道底板灌砂全尺寸模型试验研究，采集灌砂施工前后的横波响应波形数据，通过对横波响应波形形态及响应能量分布进行可视化处理，实现对沉管隧道底板灌砂效果的评价。
2017 Vol. 36 (20): 30-36 [
摘要
] (
168
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1928 KB) (
57
)
37
长杆弹超高速侵彻半无限靶理论模型的对比分析与讨论
>孔祥振，方秦，吴昊，龚自明
分别基于六组典型长杆弹超高速侵彻金属靶体以及三组长杆弹侵蚀侵彻混凝土靶体的实验数据，对经典一维AT模型及其五个改进模型对弹体侵彻深度的预测能力进行了评估，并讨论了靶体等效强度（Rt）变化以及弹体的轴线速度变化。计算结果表明，对于长杆弹高速侵彻金属靶体的分析计算，应首选AW模型，其次为LW模型。而对于混凝土靶体，已有有限的实验数据表明，上述六个模型对于长杆弹侵蚀侵彻混凝土靶体侵彻深度预测均不适用，其主要原因在于Rt不能反映超高速侵彻下混凝土靶体的响应。最后基于分析结果，给出了长杆弹侵蚀侵彻混凝土靶体进一步的研究方向。
2017 Vol. 36 (20): 37-43 [
摘要
] (
194
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2385 KB) (
195
)
44
变频激振优化之磨机混沌态仿真与实验
>杨小兰1,2， 刘极峰2,1，陆云韬1，张洛明2，高远3
针对振动磨现有技术中粉碎效率偏低之现状，进行激振机构动力学分析，利用拉格朗日方程导出其运动方程，构建Adams仿真模型，应用优化的六频段变正弦变频激振曲线，仿真模拟出不同频段下的混沌态数值图表，如相轨图、最大Lyapunov指数变化曲线、振幅-振强分布曲线等；数值表明：各频段最大频率越大，则最大Lyaponov指数越大，混沌态越强，越有利于提高系统粉碎效率；变频激振优化营造出磨机概周期内，两端的各1/3频段高振强、大振幅交替出现，中间的1/3频段中振强、中振幅相互迭出，形成一个多频多幅、混沌态强弱交变的振动利用应力场，研制样机的实验结果验证了Adams仿真模型的有效性。
2017 Vol. 36 (20): 44-51 [
摘要
] (
199
)
HTML
(1 KB)
PDF
(4445 KB) (
59
)
52
基于混合智能优化LSSVM的非高斯脉动风速预测
>李春祥1;丁晓达1;郑晓芬2
考虑智能优化：蚁群算法（ACO）、遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）各自优缺点，并为充分发挥蚁群、遗传算法较好的全局搜索能力和粒子群算法的分级搜索机制，提出混合蚁群和粒子群优化（ACO+PSO）和混合遗传算法和粒子群优化（GA+PSO）最小二乘支持向量机（LSSVM）的非高斯脉动风速预测模型，分别称为ACO+PSO-LSSVM和GA+PSO-LSSVM。运用ACO+PSO-LSSVM和GA+PSO-LSSVM预测模型对某超高层建筑的非高斯脉动风速进行了预测；为比较目的，同时给出ACO-LSSVM、PSO-LSSVM和GA-LSSVM的非高斯脉动风速预测结果。经仔细检查非高斯脉动风速时程预测值、相关函数预测值以及预测性能评价指标，验证了基于混合智能优化LSSVM对非高斯脉动风速预测的有效性和优势。
2017 Vol. 36 (20): 52-58 [
摘要
] (
170
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2185 KB) (
61
)
59
基于SMA的可变频隔振器设计与实验研究
>王进强，沈 星，李杰锋
运载火箭在发射过程中会经历复杂的动力学环境，而普通的隔振器无法做到对高频冲击振动进行抑制的同时避免对低频振动的放大。利用形状记忆合金（SMA）作为驱动器，结合金属橡胶的刚度对形变量敏感的特点，设计了一种可改变自身固有频率的隔振器。在实验研究不同参数的金属橡胶隔振特性的基础之上，选用合适的金属橡胶作为可变频隔振器的隔振元件，并通过实验对比隔振器变频前后的共振频率差异。实验结果表明，所设计的可变频隔振器的固有频率从60Hz以下提高到110Hz以上，满足设计要求。
2017 Vol. 36 (20): 59-63 [
摘要
] (
163
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1194 KB) (
138
)
64
基于层间位移利用率法修正消能减震结构的附加阻尼
>兰 香，潘 文，况浩伟，周 强，陈晓彬
详细分析了悬臂墙式黏滞阻尼器层间位移利用率（阻尼器位移与楼层位移之比）中阻尼器位移的三个组成部分，即楼层位移、梁柱节点转动、悬臂墙自身变形所引起的阻尼器位移。推导了层间位移利用率与阻尼器布置位置和消能子结构梁柱刚度比两个参数之间的关系，并采用与这两个参数相关的修正函数来考虑仿真模拟中较为繁琐的阻尼器动刚度问题，得到实用的层间位移利用率计算公式。研究结果表明：层间位移利用率在阻尼器靠边布置时小于1，居中布置时大于1，且布置越接近梁跨中层间位移利用率越大；随着消能子结构梁柱刚度比的增大，层间位移利用率在阻尼器靠边布置时增加，居中布置时减小，即都更接近于1；层间位移利用率越大，达到同样期望附加阻尼比所需的附加阻尼越小，体现出更好的经济性。最后，通过工程实例充分地验证了该减震设计方法的正确性与实用性。
2017 Vol. 36 (20): 64-71 [
摘要
] (
130
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1377 KB) (
60
)
72
PELE弹丸靶后破片尺寸分布研究
>樊自建1,2 冉宪文2 汤文辉2 黄秋生3
横向效应增强型弹丸(PELE)靶后毁伤效果与穿靶后形成的破片数量及大小密切相关。依据Mott-Grady破碎理论和PELE弹丸壳体膨胀过程假设，本文提出了弹丸壳体破片尺寸分布范围的理论分析方法，并通过实验回收弹体破片尺寸的统计分析，验证了理论分析方法的合理性。理论与实验研究表明，PELE弹丸壳体破片尺寸分布与壳体材料密度、破碎耗能、临界破碎应变、应变率等因素相关；破片的环向宽度和数量受内芯材料的影响较大，存在随着内芯材料的密度和弹性模量的增加前端破片环向宽度减小，数量增多，径向飞散速度变大的规律；但从本文实验结果看，外壳破片轴向长度则受内芯材料的影响较小，主要与弹靶碰撞速度相关。
2017 Vol. 36 (20): 72-77 [
摘要
] (
183
)
HTML
(1 KB)
PDF
(964 KB) (
57
)
78
基于MCKD和VMD的滚动轴承微弱故障特征提取
>夏均忠，赵磊，白云川，于明奇，汪治安
针对滚动轴承早期故障特征非常微弱，易受随机噪声和其他信号干扰而难以提取等现象，提出了用最大相关峭度解卷积（Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution，MCKD）和变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）相结合的方法提取滚动轴承故障特征。首先用MCKD进行信号增强，然后利用VMD得到一系列模态，应用互相关系数和峭度准则筛选包含故障信息较为丰富的模态进行重构降噪，最后对重构信号进行包络解调提取故障特征。通过仿真分析和轴承故障模拟实验验证了该方法的有效性，可以精确地分离轴承故障振动信号的不同频率成分。
2017 Vol. 36 (20): 78-83 [
摘要
] (
344
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1342 KB) (
197
)
84
振动拉削双阀激振系统输出波形稳定性分析及实验研究
>蒙 臻1，倪 敬1，武传宇2
为了分析振动拉削系统在加工过程中电液激振输出幅值稳定性问题，首先引入流量耦合线性模型和拉削负载力模型，构建了双阀激振系统的传递函数，推导了系统输出位移和输出力的时域响应函数；再利用MATLAB仿真计算及绘制开环系统的Bode图和幅值时域响应曲线；最后，利用自行研制的振动拉削实验平台所测得的激振器输出幅值与仿真结果进行对比分析，研究结果表明：激振信号的频率会影响输出波形的平衡位置及波动幅值，激振信号频率越高，输出波形越容易调节；而拉削负载力主要影响输出波形的振荡次数，负载力越大，输出波形越不稳定。因此，为了使拉削过程中激振输出波形更加稳定，一方面可适当提高激振缸缸径和行程的比值，以增大系统极限响应频率，另一方面需蓄能装置或大流量型开关阀平衡激振缸容腔压力配比。
2017 Vol. 36 (20): 84-90 [
摘要
] (
132
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1181 KB) (
24
)
91
地下圆形衬砌动载等效简易模型及内力极值解
>郭 璇1，孙文波2，张晓新3，岳焕闯2,马思远2
基于能量守恒讨论动荷载的不同等效静力形式，给出地下圆形衬砌动载作用下的拟静力等效简易力学模型，基于自由变形法推导给出瞬间动载的模型内力极值理论解。对比既有地下结构衬砌顶爆及侧爆冲载的试验结果、初步考察建议模型的适用性及参数效应。对比发现，各种爆冲荷载的等效形式中，三角形荷载的等效选型结果对模型试验结果的适应性较好，初步满足解析解与数值模拟值的对比验证。模型参数效应明确，内力极值解方便工程应用。
2017 Vol. 36 (20): 91-99 [
摘要
] (
135
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1476 KB) (
127
)
100
建筑物内气体爆燃下结构动力特性研究
>高康华1,2 王明洋1 徐甜3
建筑物内部可燃气体混合物爆燃压力受燃气特性、气流泄放和内部环境等影响，一般具有峰值多、作用时间长的特点，与结构抵抗化爆冲击波荷载计算相比，室内气体爆燃下结构动力响应分析需考虑初始静载与动载耦合、荷载发展时程等因素。考虑变形速率引发材料强度的变化，修正结构抗力函数，建立等效单自由度简化计算模型，并用实验数据进行验证。计算表明：结构响应受爆燃荷载整个发展历程影响，计算时考虑初始正向静载、忽略阻尼影响均会引发结构动位移显著增大，沿用化爆荷载作用下结构简化计算方法应考虑上述特点。
2017 Vol. 36 (20): 100-106 [
摘要
] (
224
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1154 KB) (
194
)
107
土木工程结构模糊滑模分散控制（DFSMC）研究
>潘兆东1,3，谭平2，周福霖2,3
为了有效处理土木工程结构分散振动控制中子系统间关联项及外界荷载不确定性的影响，提出了模糊滑模分散控制算法（DFSMC）。通过引进Lyapunov函数设计了仅依赖于作动器所在层位移和速度响应反馈信息的滑模分散控制律，在此基础上，利用模糊控制系统自适应地调节滑模分散控制律的切换增益，进而建立了模糊滑模分散控制算法（DFSMC）。针对ASCE 9层Benchmark模型进行分散控制设计与集中控制设计及仿真分析。结果表明，分散控制策略较传统集中控制有更好的控制效果，且各子系统内作动器均能充分发挥作用，表明了这种分散控制算法具有很高的工程应用价值。
2017 Vol. 36 (20): 107-111 [
摘要
] (
127
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1044 KB) (
144
)
112
任意边界条件下中心开口矩形板自由振动特性分析
>邱永康1,李天匀1，2，3,朱翔1，2，郭文杰1,毛艺达1
针对任意边界条件下中心开口矩形板的自由振动特性研究问题，引入改进傅立叶级数方法，用改进傅立叶级数形式表示开口矩形板的位移容许函数，该级数形式具有收敛性好、精度高等特点，采用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟任意边界条件，并结合位移连续条件和Rayleigh-Ritz能量泛函变分法，对未知傅里叶展开系数求极值将问题转化为求解一个标准特征值方程问题，通过求解方程可得到中心开口矩形板的固有频率及其对应振型；对不同边界组合不需重新推导公式，只需改变模拟弹簧刚度值即可，提高了效率，最后通过数值算例与有限元方法的计算结果进行对比分析以验证文中方法的有效性和精确性。
2017 Vol. 36 (20): 112-117 [
摘要
] (
162
)
HTML
(1 KB)
PDF
(760 KB) (
88
)
118
非线性自回归模型辨识及其在结构损伤识别中的应用
>马家欣1，许飞云1，黄凯2，黄仁1
分析了带有外部输入的线性/非线性自回归模型一般表达式（GNARX）与Volterra级数模型的相似之处，以及GNARX模型与带外部输入的自回归模型（ARX）之间的内在联系。根据GNARX模型结构特点，提出了一种基于参数离差率的结构剪枝算法，并用于模型结构辨识，通过数据仿真，验证了方法的可行性和有效性。最后，将GNARX模型结合提出的结构辨识方法，应用于钢板的损伤识别。结果显示，基于参数离差率的结构剪枝算法辨识GNARX模型结构，其损伤识别精度最高，体现了GNARX模型及其结构剪枝算法应用于结构损伤识别的优越性。
2017 Vol. 36 (20): 118-124 [
摘要
] (
199
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1428 KB) (
169
)
125
基于模态分析理论的结合部动刚度辨识
>董冠华， 殷勤，刘蕴， 殷国富
结合部动力学特性对机械系统动力学性能具有显著影响，结合部动力学信息的准确辨识是组合结构动力学建模的重要前提。本文基于模态分析理论对结合部动刚度辨识方法进行了深入研究：首先，建立了包含结合部动力学信息的广义动力学模型，从模态分析理论出发，讨论了结合部动力学特性对组合结构固有频率的影响，建立了两者的映射关系；进而，采用质量单元与弹簧阻尼单元建立了理想的动力学有限元模型，通过模态分析所得的固有频率对结合部刚度进行辨识，辨识值与理论值之间最大误差为1.92%；最后，对螺栓连接组合结构进行了模态试验，以所测得的法向及切向典型振型对应固有频率为指标，通过搭建的Matlab-ANSYS集成平台对螺栓结合部刚度进行辨识，并将所辨识的结合部刚度录入有限元模型，栓接结构固有频率的有限元预测值与实测值之间最大误差率为3.01%；数值模拟试验与现场模态试验的辨识效果均较为理想，验证了方法的可行性。同时，以栓接结构典型振型对应固有频率为指标辨识的结合部动力学刚度信息很好预测其他各阶固有频率的分布，表征和印证了栓接结构在较大预紧力作用下，螺栓结合部非线性动力学特性得到了抑制，满足线性条件假设。
2017 Vol. 36 (20): 125-131 [
摘要
] (
191
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1501 KB) (
159
)
132
平面缺口型柔性铰链在工业平缝机中的应用研究
>李鹏飞，胡章頔，吴琼，杨扬
工业平缝机高速运行时，机构铰链间隙产生的振动、噪声、磨损等问题严重影响整机的缝纫性能，论文研究了应用含柔性铰链送布机构改善平缝机性能的可行性。对平面缺口型柔性铰链特点分析基础上，仿真分析了含平面缺口型柔性铰链和传统刚性铰链的GC6720型高速工业平缝机送布机构的送布牙轨迹、支座反力等参数变化规律；设计一种平面缺口型柔性铰链，完成了含该柔性铰链与传统刚性铰链的平缝机性能对比实验；仿真与实验结果表明，采用柔性铰链可使工业平缝机的缝纫性能得到一定程度的提高。
2017 Vol. 36 (20): 132-136 [
摘要
] (
97
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1450 KB) (
66
)
137
半空间双相介质垂直界面裂纹附近圆形衬砌和半圆凹陷对SH波的散射
>张希萌，齐辉，项梦，丁晓浩
利用Green函数法、镜像法与多级坐标法，对半空间中半圆凹陷和圆形衬砌对SH波的散射进行分析，得到其稳态响应。利用镜像法得到了满足水平边界应力自由、垂直边界位移与应力连续的波函数解析表达式。根据垂直边界连续性条件,利用“裂纹切割法”和“契合法”建立起求解问题的第一类Fredholm型积分方程，得到了圆形衬砌周边的动应力集中系数与裂纹尖端动应力强度因子的解析表达式。数值算例分析了入射波数、衬砌深度、半圆凹陷大小、裂纹长度等对动应力集中系数、裂纹尖端动应力强度因子与地表位移的影响,并与已有文献进行比较。
2017 Vol. 36 (20): 137-145 [
摘要
] (
132
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1874 KB) (
153
)
146
泡沫填充型蜂窝纸板面外压缩性能实验研究
>鄂玉萍1,2，张喜俊1
本文对泡沫填充型蜂窝纸板的面外压缩性能及其影响规律进行了试验研究。将不同密度的聚氨酯泡沫以不同填充方式填充入不同边长的蜂窝胞元中，以不同的压缩速率对上述泡沫填充型蜂窝纸板进行准静态压缩试验，结果发现：蜂窝胞元边长显著影响泡沫填充型蜂窝纸板的面外压缩性能，初始峰值应力和平台应力均随着胞元边长的增大而减小；当使用低密度（高发泡倍率）的泡沫填充蜂窝纸板时，初始峰值应力和平台应力均优于高密度（低发泡倍率）泡沫填充型蜂窝纸板；部分填充和完全填充的泡沫填充型蜂窝纸板相对于未填充的蜂窝纸板的平台应力和吸能性能均有大幅提升，不但降低了初始峰值应力，还提高了平台应力，对面外压缩性能和缓冲性能改善明显；在2 mm/min-50 mm/min的压缩速率区间内，泡沫填充型蜂窝纸板面外压缩性能受压缩速率的影响不显著。本文的研究成果可为蜂窝纸板的合理使用及多目标优化提供依据。
2017 Vol. 36 (20): 146-150 [
摘要
] (
160
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1313 KB) (
150
)
151
含新型滑移支座的并联隔震建筑实时混合模拟试验研究
>黄亮，徐伟杰，郭彤
滑移隔震支座是性能稳定、构造简单的隔震装置，本文介绍了一种摩擦界面涂有二硫化钼的新型滑移支座。为了解滑移支座的摩擦性能及含此支座的并联隔震建筑的隔震效果，对支座进行了拟静力试验、实时混合模拟试验和数值模拟。拟静力试验表明滑移支座的摩擦系数与水平加载频率及压强存在相关性。以滑移支座为试验子结构、铅芯橡胶支座及上部结构为数值子结构，进行了实时混合模拟试验，研究了滑移支座在地震作用下的响应，并通过与有限元模拟结果的对比，评估了并联支座的隔震效果。结果表明，采用新型滑移支座和铅芯橡胶支座的并联隔震结构具有良好的隔震效果。
2017 Vol. 36 (20): 151-157 [
摘要
] (
140
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2926 KB) (
129
)
158
饱和土中部分土塞部分外露管桩的水平动力阻抗
>刘林超，陈磊磊，闫启方
导读:
null
为了考虑管桩的部分土塞效应，将管桩划分为土塞部分和未考虑土塞部分，同时考虑外露部分管桩的影响，建立了部分土塞部分外露管桩的水平振动模型。在忽略管桩纵向位移的情况下，将桩周饱和土视为由无穷多带一圆孔的薄土层组成，而桩芯土视为由无穷多圆形薄土层组成，运用数学物理手段求得了桩周饱和土和桩芯饱和土对管桩的水平动力作用，在此基础上，借助初参数法和矩阵传递法求解了饱和土中部分土塞部分外露管桩的水平振动，得到了管桩的水平动力阻抗。通过数值分析可知，管桩壁厚、管桩各段长度、管桩长径比、管桩与桩周饱和土模量比对饱和土中部分土塞部分外露管桩的水平振动有较大的影响，且管桩壁厚的影响与频率有关；研究管桩水平动力阻抗时土塞效应不应被忽略。
2017 Vol. 36 (20): 158-164 [
摘要
] (
137
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1637 KB) (
70
)
165
球体垂直入水过程流体动力数值研究
>孙钊，曹伟， 王聪
采用VOF(Volume of Fluid)多相流模型耦合CSF(The Continuum Surface Force Model)模型，对亲水性及疏水性球体垂直入水过程进行了数值研究。将数值结果与文献实验结果对比，验证了数值方法的可靠性。在此基础上，开展亲水性及疏水性球体垂直入水数值研究。结果表明，亲水性球体在较低入水速度下不产生入水空泡，而疏水性球体产生较大入水空泡，空泡在自由液面以下某一位置闭合形成“沙漏状”空泡形态。入水初期在球体表面形成液体薄层运动是导致空泡形成与否的关键因素,对于亲水性球体，液体薄层沿球体表面向上运动并在球体顶点位置汇聚形成向上的溅射流，不产生入水空泡；对于疏水球体，液体薄层在球体赤道位置附近与球体表面分离，导致空气进入，形成入水空泡。通过球体入水过程运动轨迹、速度、加速度，分析了表面润湿性及密度对球体入水过程运动参数的影响。最后，分析了球体入水过程中受到的总流体动力，发现亲水性球体在垂直入水过程中下落速度更快，守到更小的总流体动力，表明其受到更小的阻力。
2017 Vol. 36 (20): 165-172 [
摘要
] (
216
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2206 KB) (
143
)
173
地铁运行区域新建建筑全过程实测与数值模拟
>钟才敏1，2，马人乐1，吴学淑2
以邻近地铁线路的某新建建筑为例，对从项目动工至建筑封顶过程中的主要节点进行全过程实测，得到地铁经过时自由场地及施工不同阶段建筑内部各楼层的振动数据。建立单体的有限元模型，采用不同的激励输入方式进行数值模拟，并将计算结果与实测结果进行对比验证，以获取既有地铁运行区域拟建建筑施工前振动预测的有效方法。在数值分析过程中，针对环境振动，提出了“原位激励”的概念。分析结果表明：一致激励输入仅适用于建筑平面尺寸较小时进行初步预测；原位激励与多点激励的输入方式计算结果准确可靠，可满足设计各个阶段的振动预测需求；根据不同的需求可分别选择采用原位激励或多点激励的输入方式进行振动预测；采用自由场地实测结果作为输入激励进行振动预测时，可将计算结果根据不同的建筑类型进行修正。该研究成果可对既有地铁运行区域拟建建筑施工前进行振动评价提供参考。
2017 Vol. 36 (20): 173-179 [
摘要
] (
161
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2058 KB) (
76
)
180
含轴向偏载的行星齿轮传动系统动态特性研究
>陈锐博1 张建杰1 周建星1 孙文磊1
轴向偏载是影响行星轮传动系统工作状态的重要因素，本文以行星轮传动系统为研究对象，运用牛顿动力学理论建立了行星传动平移-扭转动力学模型，讨论了轴向偏载对啮合刚度的影响。在考虑轮齿齿面接触特性基础上，揭示了轴向偏载对行星传动系统动态特性的影响。研究表明：太阳轮发生轴向偏载后，齿面接触区域产生偏移，其啮合刚度也随之发生改变。随着偏载的增大，啮合刚度逐渐减小，对行星传动系统的高阶固有频率影响较为明显。太阳轮与行星轮的外啮合动载荷将出现转频成分，并且当偏载增大时，其转频成分将明显增大，但其他频率成分基本保持不变。当存在轴向偏载时，浮动轨迹由圆形分布变为椭圆形分布，浮动轨迹中的变形量增加，从而系统振动更加明显，啮合冲击更激烈，影响系统的使用寿命。
2017 Vol. 36 (20): 180-187 [
摘要
] (
176
)
HTML
(1 KB)
PDF
(3026 KB) (
135
)
188
太阳翼驱动机构扰振力矩的建模与仿真
>陈江攀 1, 程 伟 1, 李 雪 2
以某型号卫星的太阳翼驱动机构（SADA，Solar Array Drive Assembly）为研究对象，首先，通过线性化电磁力矩建立了SADA空载运行振动方程；其次，在SADA空载运行振动方程的基础上，利用自由界面模态综合法建立了SADA驱动太阳翼耦合系统的振动方程；再次，在耦合系统振动方程的基础上，通过受力分析和空间力系简化建立了SADA驱动太阳翼运行过程中所产生的扰振力矩模型；最后，设计了一个模拟真实太阳翼的柔性负载，并对SADA驱动该柔性负载运行过程中所产生的扰振力矩进行了仿真与分析。结果表明：在考虑负载阻尼的情况下，SADA驱动柔性负载运行过程中所产生扰振力矩的扰振频率主要由两部分组成，即：1)SADA与柔性负载耦合系统的低阶扭转固有频率；2)SADA电脉冲信号的输入频率及其倍频。
2017 Vol. 36 (20): 188-194 [
摘要
] (
227
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1541 KB) (
112
)
195
超声研磨齿轮振动系统的设计及实验
>朱德荣1 邓效忠2 杨建军3 郭浩杰3 刘林男3 李聚波3
超声振动研齿法是优于传统研齿法的一种新的精加工技术，它能够提高材料的去除率，产生良好的齿面质量，降低齿轮副的噪声，其振动系统的设计是实现超声研齿工艺的关键技术之一。本文基于波传播理论建立了超声研齿振动系统的理论模型，分析了振动系统中变幅杆和螺旋锥齿轮组合体的动力学特性，通过实例分析得到了振动系统的谐振频率和振幅特性。并利用ANSYS进行模态分析与谐响应分析，最终通过阻抗分析与振动性能测试进行实验验证。研究结果表明：理论谐振频率、有限元分析频率、实验测试频率与设计频率相对比，求解偏差分别为0.05%、0.11%和1.42%，均不超过1.5%，而且在螺旋锥齿轮小端面产生的位移振幅非常近似，是可以满足工程应用需要的。这些研究结果可以为这种新的精加工方法的工业应用打下坚实的基础。
2017 Vol. 36 (20): 195-202 [
摘要
] (
227
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1723 KB) (
53
)
203
冻融红砂岩的SHPB试验研究及细观分析
>刘少赫1，许金余1,2，王鹏1,刘石1
使用100mm直径分离式霍普金森压杆对不同冻融循环次数的红砂岩试件进行冲击试验，得到了冻融红砂岩的应力应变曲线，分析了峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化。使用扫描电镜对冻融后的岩样进行检测，分析了冻融循环对红砂岩的影响。研究结果表明，随冻融次数的增加，峰值应力降低，且峰值应力具有明显的应变率效应，采用峰值应力相对损失量 对不同应变率作用下的试件进行归一化处理， 随冻融循环的进行近似线性变化。随冻融循环次数的增加，峰值应变逐渐增加，试件的弹性模量逐渐降低。利用扫描电镜对冻融试件的进行扫描，发现冻融循环后红砂岩试件的胶结物质大量脱落，颗粒间联接减弱。定量分析表明，孔隙面积的增加与红砂岩强度的降低有明显的相关关系。
2017 Vol. 36 (20): 203-209 [
摘要
] (
314
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2227 KB) (
92
)
210
SH波作用下桩-液化土-结构体系的水平振动特性
>邵艳丽，方晓雯，杨骁
将桩等效为Timoshenko梁，上部结构等效为单自由度弹簧质量块，基于桩-土相互作用的Winkler模型，研究了在垂直入射简谐SH波作用下桩-液化土-上部结构耦合体系的水平振动特性。考虑土体的自由场位移、上部结构的平动和转动惯性以及和桩轴向压力的二阶效应，建立了单桩-液化土-上部结构耦合体系的边值问题，得到桩变形和上部结构运动的解析解。数值分析了几何和物理等参数对桩头和上部结构位移放大因子和动力放大因子的影响，结果表明：单桩-液化土-上部结构体系存在明显的共振现象，且土体自由场位移对桩头和上部结构的位移放大因子影响显著；随着上部结构刚度的增加，桩-液化土-上部结构体系的基频增大，位移放大因子峰值减小；随着土体液化的发展，单桩-液化土-上部结构系统基频和动力放大因子逐渐减小。
2017 Vol. 36 (20): 210-217 [
摘要
] (
278
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1483 KB) (
117
)
218
热声载荷作用下金属薄壁结构的振动响应与试验验证
>沙云东1， 王建1， 骆丽1， 赵奉同1， 贾秋月1
针对航空航天薄壁结构在热声载荷作用下的非线性振动响应问题，基于声振耦合理论，采用耦合的有限元/边界元法对四边固支高温合金矩形薄壁结构进行了动力学响应计算。重点研究了薄壁结构在行波加载与扩散场加载条件下的振动应力/应变响应规律，讨论了温升对结构振动响应的影响规律，分析了薄壁结构热屈曲（Thermal-buckling）和跳变（Snap-through）响应特性。通过将薄壁结构在不同温度条件下的振动模态以及动态应变响应的仿真结果与热环境下的声激振试验结果进行对比，表明计算的基频量值及随温度的变化关系与试验结果获得较好的一致性，计算的应变响应与试验测试结果量值相当，验证了热声响应计算方法与模型的有效性。本文研究提出的金属薄壁结构在热声载荷作用下的非线性振动响应计算方法及分析结论对进一步开展热声疲劳寿命预测及动强度设计提供依据。
2017 Vol. 36 (20): 218-224 [
摘要
] (
184
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1833 KB) (
76
)
225
基于改进CEEMD的超声检测信号自适应降噪
>孙灵芳1，徐曼菲2,朴亨2，李霞2
针对超声时域检测污垢数据的非平稳性和模态混叠难以实现污垢特征分离的问题，对于采用功率谱密度判定噪声区间的CEEMD分解，进而直接舍弃高频分量容易造成有效信息损失的不足，以及传统小波降噪易造成重构信号的变形等缺陷，提出基于CEEMD自相关函数的自适应软阈值降噪，引入模态自相关特性曲线判定含有噪声成分较多的IMF分量，并结合小波自适应软阈值方法拾取噪声分量中的高频有用信号。仿真分析和实验研究表明：基于CEEMD和自相关的自适应降噪方法优于传统小波阈值和单纯的CEEMD，且能很好的解决模态混叠问题，提取出污垢特征信号，对超声检测信号的处理具有重要意义。
2017 Vol. 36 (20): 225-232 [
摘要
] (
307
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2353 KB) (
93
)
233
固定谐振荷载作用下曲线轨道动力响应特性研究
>杜林林1，刘维宁1，刘卫丰1，马龙祥2
将曲线轨道视为周期性离散支撑结构，根据周期性结构的振动特性，通过引入移动荷载作用下曲线轨道梁的数学模态以及广义波数，得出曲线轨道梁频域响应的级数表达，进而求解固定谐振荷载作用下曲线轨道梁平面外弯扭耦合振动的响应特性。通过计算不同频率固定谐振荷载作用下曲线轨梁的动力响应，可以求得曲线轨梁垂向位移频响特性。对单层离散点支撑轨道模型进行计算分析可知：曲线轨道梁一阶自振频率受扣件支点垂向支撑刚度、垂向支撑阻尼系数、扣件支点间距变化影响较大，扣件支点垂向支撑刚度增加时轨梁一阶自振频率提高，垂向支撑阻尼系数增加时轨梁一阶自振频率略有减少，扣件支点间距减小时轨梁一阶自振频率提高；扣件支点间距对曲线轨梁频响特性具有显著的影响，跨中处一阶pin-pin共振峰幅值及支点处反共振峰幅值随支点间距的增加而变大；曲线半径对地铁轨道轨梁垂向位移频响特性几乎没有影响。
2017 Vol. 36 (20): 233-239 [
摘要
] (
161
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1660 KB) (
92
)
240
汽车驱动桥准双曲面齿轮时变啮合刚度计算
>刘程1，史文库1，陈志勇1，何伟1，荣如松2，宋怀兰2
针对汽车准双曲面齿轮动力学系统建模中齿轮时变啮合刚度计算困难的问题，本文提出一种完整的基于有限元法计算准双曲面齿轮啮合刚度的计算方法。首先，详细描述利用有限元方法计算齿轮啮合刚度理论模型，并利用此模型计算直齿渐开线齿轮啮合刚度，结果表明此方法计算结果与KUANG模型计算结果一致。然后，利用MATALAB和CATIA建立了准双曲面齿轮三维几何模型，并在ABAQUS中建立此齿轮准静态啮合有限元模型。最后，详细论述了由准双曲面齿轮啮合有限元分析结果后处理得到啮合刚度计算过程，并对不同载荷下齿轮啮合刚度的变化趋势进行讨论。结果表明，准双曲面齿轮啮合过程中啮合刚度随齿轮旋转位置和所加载力矩周期性变化，其变化周期等于齿轮啮合周期；当齿轮加载力增大齿轮啮合刚度平均值增大，同时啮合刚度的波动减小。
2017 Vol. 36 (20): 240-247 [
摘要
] (
236
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1970 KB) (
208
)
248
两端固定载流管非线性振动IHB方法研究
>王鹏1，张咏鸥1，王晟1，张涛1
增量平衡谐波法（IHB法）可用于求解两端简支载流管的非线性振动问题。考虑非线性约束及集中质量点的影响，利用Hamilton原理建立两端简支载流管运动微分方程，经Galerkin离散后，通过改变控制变量频率比得到系统的幅频特性曲线。讨论了系统运动参数例如速度、质量比、非线性约束刚度及质量点对系统幅频特性的影响。计算结果表明增量平衡谐波法是一种求解载流管非线性振动较为有效的方法。
2017 Vol. 36 (20): 248-253 [
摘要
] (
97
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1068 KB) (
171
)
254
考虑轮齿修形的电动车轮边减速器动态啮合性能研究
>宋朝省1，2，翁燕祥2，朱才朝1，向超1，刘怀举1
为揭示考虑修形条件下电动车轮边减速器啮合特性与动态特性，提出三种轮齿修形方案，建立电动车轮边减速器啮合模型，获取不同修形方案下的轮齿啮合印痕；考虑修形条件下的系统刚度激励与传动误差激励，建立了电动车轮边减速器多体多自由度系统动力学模型，获取系统动态啮合力与动态轴承支承响应。结果表明未修形条件下，轮齿啮合印痕分布较差，边缘接触明显；高速级单独齿向线性修形与起鼓修形可有效改善啮合印痕，低速级齿向采用线性修形配合起鼓修形，齿形采用起鼓修形或压力角修形可有效改善啮合印痕；三种修形方案使得输入高速级与输出低速级传动误差与动态啮合力，各轴动态轴承支承响应均明显改善，推荐在电动车轮边减速器设计中采用齿向线性或起鼓修形配合齿形起鼓修形。
2017 Vol. 36 (20): 254-260 [
摘要
] (
302
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1726 KB) (
325
)
版权所有 © 2015《振动与冲击》杂志社
沪交ICP备20101001
地址：上海市华山路1954号上海交通大学， 邮编：200030, 电话：021-62821366 网址: http://jvs.sjtu.edu.cn E-mail: jvs@sjtu.edu.cn
本系统由
北京玛格泰克科技发展有限公司
设计开发 技术支持：
support@magtech.com.cn
访问总数：