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
2021年 40卷 9期
刊出日期：2021-05-15
论文
论文
1
近区爆炸作用下砌体填充墙损伤破坏与动态响应的数值模拟
>胡嘉辉1，吴昊1，方秦2
民用建筑中广泛使用的砌体填充墙在爆炸荷载作用下产生的碎块严重威胁着建筑物内部人员和设备的安全。尤其是近区爆炸作用下，墙体会产生更为严重的局部破坏，碎片飞散速度更快，但已有的相关研究工作仍旧较少。基于已有普通黏土烧结砖填充墙的近区爆炸试验，开展了近区爆炸作用下砌体填充墙损伤破坏和动态响应的数值模拟，对比验证了Load Blast法、任意拉格朗日欧拉 (Arbitrary Lagrange-Eulerian, ALE) 法和冲量法模拟近区爆炸荷载作用、预测墙体损伤破坏和动态响应的适用性。通过冲量法进一步讨论了相同比例距离下的爆炸距离、砌块砂浆界面黏结强度以及砌块材料模型的影响。结果表明：近区爆炸中，相同比例距离下，墙体损伤通常随爆炸距离增加而加剧，由局部破坏向整体坍塌破坏模式发展；墙体的抗爆性能随砌块砂浆黏结强度增强而得到强化，主要受剪切失效应力控制；MAT_BRITTLE_DAMAGE和MAT_WINFRITH_CONCRETE模型较MAT_SOIL_AND_FOAM模型预测效果更好。
2021 Vol. 40 (9): 1-11 [
摘要
] (
372
)
HTML
(1 KB)
PDF
(4067 KB) (
181
)
12
桥梁GNSS-RTK变形监测数据的CEEMDAN-WT联合降噪法
>熊春宝，王猛，于丽娜
在桥梁GNSS-RTK变形监测中，监测信号会被多路径噪声误差所影响。针对上述问题，提出了自适应经验模态分解（CEEMDAN）和小波变换（WT）相结合的方法对桥梁GNSS-RTK监测数据进行降噪处理。采用CEEMDAN对振动响应进行分解得到本征模态函数（IMFs），利用相关系数鉴别出有效的IMFs，同时利用WT中的不同小波基对其余噪声与信号共存的IMFs进行阈值降噪，最后对信号进行重组。通过对模拟试验和基于GNSS-RTK的海河斜拉桥实测数据进行处理，结果表明，CEEMDAN相比于EEMD能有效解决模态混叠问题，CEEMDAN与WT相结合的方法对桥梁监测数据具有良好的降噪效果，能成功提取到桥梁真实位移信息。
2021 Vol. 40 (9): 12-18 [
摘要
] (
326
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1161 KB) (
77
)
19
部分埋置核心钢管组合桥墩抗震性能试验研究
>李文武1，邱文亮2，田甜1，张哲2
为研究墩身内部分埋置核心钢管组合桥墩的抗震性能，考虑核心钢管埋置长度、规格以及轴压比和配箍率4个参数，设计了8个剪跨比λ=3.0的圆形截面桥墩试件进行拟静力试验。通过试验揭示此类桥墩的破坏机理，并分析各参数变化对墩身水平承载力、变形能力和强度衰减的影响规律。结果表明：受钢管埋置长度和规格大小的影响，部分埋置核心钢管组合桥墩呈现出墩身中部剪切、墩身中部弯曲和墩底区域弯曲破坏三种失效模式；随钢管埋置长度的增加，墩身的水平承载力逐渐提高，但变形能力则先增后减；增大配箍率或降低轴压比可改善此类桥墩的变形能力并提高其强度衰减的稳定性。最后，在分析此类桥墩受力特性的基础上，通过构造等效剪跨比的表达式，给出了其水平承载力的实用计算方法。
2021 Vol. 40 (9): 19-29 [
摘要
] (
174
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2500 KB) (
45
)
30
T型裂纹梁的自振特性分析
>张姗1，周叮1，韩慧璇2，张建东1，胡朝斌1
从二维弹性力学出发，采用Chebyshev-Ritz法研究含单裂纹T型梁的自振特性。根据弹性理论中应变相同且总内力不变原则，利用转换截面法将T型截面梁等效为由两层不同材料特性组成的矩形截面梁。将等效后的梁沿裂纹和层界面划分成四个子域。使用Rayleigh-Ritz法得到各子域的振动特征方程，结合子域间界面处的位移连续条件导出整个T型裂纹梁的振动特征方程。采用Chebyshev多项式构建各子域的位移试函数，由Chebyshev多项式的正交完备性可获得快速收敛解。与实际T型截面梁的有限元分析结果对比验证了该方法的正确性。以两端固支T型裂纹梁为例，分析了裂纹位置和裂纹深度对结构振动特性的影响。
2021 Vol. 40 (9): 30-36 [
摘要
] (
333
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1134 KB) (
63
)
37
转子故障数据集降维的CKLPMDP算法研究
>安煌,赵荣珍
针对传统的数据降维方法难以兼顾局部流形结构和多流形判别结构学习的问题，提出一种相关熵测度核局部保持多流形判别投影算法(correntropy kernel locality preserving multi-manifold discriminant projection，CKLPMDP)的转子故障数据集降维方法。该方法的显著特点是采用相关熵测度监督近邻图的构建，首先将数据集映射到高维核空间，然后在核空间中综合考虑数据集的局部流形结构和多流形判别结构信息，提取出最优表征故障数据集的低维敏感特征矢量，采用三维图直观地显示出低维分类效果，并以低维敏感特征矢量输入K近邻分类器（K-nearest neighbor，KNN）中的辨识率和聚类分析中类间距Sb、类内距Sw作为衡量降维效果的指标。通过双跨转子实验台的振动信号数据集进行验证，与其他几种典型特征提取方法对比，该方法能更有效地提取出局部流形和多流形判别信息，在转子故障辨识中表现出更好的分类性能。
2021 Vol. 40 (9): 37-42 [
摘要
] (
143
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1188 KB) (
56
)
43
变阶次分数阶梯度下降法的研究
>李佳维1, 2，申永军1, 2，杨绍普1, 2
作为经典的凸优化算法，梯度下降法结合分数阶微积分理论，延伸出分数阶梯度下降法。与常规梯度下降法相比，阶次大于1的分数阶梯度下降法收敛速度快但是收敛精度低；而阶次小于1的分数阶梯度下降法收敛精度高但是收敛速度慢。为结合不同阶次分数阶梯度下降法的优点，解决收敛速度、收敛精度之间不可兼得的矛盾，结合已有的研究，为得到更好的优化算法性能，提出了三种改进的变阶次分数阶梯度下降法，并且通过典型算例验证了相关结论。
2021 Vol. 40 (9): 43-47 [
摘要
] (
238
)
HTML
(1 KB)
PDF
(677 KB) (
115
)
48
基于改进经验傅里叶分解的工作模态分析
>周伟，冯仲仁，王雄江
导读:
null
近年来，工作模态分析在结构参数识别中的地位逐步上升。针对环境激励下结构振动响应信噪比低的特点，引入自回归功率谱对经验傅里叶分解进行改进，并提出了一种基于改进经验傅里叶分解的结构工作模态分析方法。为了验证该方法的可行性和有效性，对四层模拟框架和某人行斜拉桥进行工作模态参数识别，并利用随机子空间所识别的结果进行对比。结果表明，该方法识别的模态参数与随机子空间的结果相当，并且在密集模态情况下，该方法具有一定优势。因此，改进经验傅里叶分解能为今后的结构模态识别提供参考。
2021 Vol. 40 (9): 48-54 [
摘要
] (
264
)
HTML
(1 KB)
PDF
(840 KB) (
114
)
55
微尺度CSP焊点弯振耦合应力应变分析与优化
>高超1,黄春跃1，梁颖2，付玉祥1，匡兵1
建立了微尺度芯片尺寸封装（chip scale package，CSP）焊点三维有限元模型，对其进行了弯振复合加载应力应变仿真分析。分析了焊点材料、焊点直径、焊点高度和焊盘直径对微尺度CSP焊点弯振耦合应力应变的影响；选取焊点直径、焊点高度和焊盘直径为设计变量，设计了17组不同水平组合的焊点模型并获取了相应焊点最大弯振耦合应力，采用响应曲面法建立了焊点弯振耦合应力与焊点结构参数的回归方程，结合粒子群算法对焊点结构参数进行了优化。结果表明：焊点材料为SAC387时弯振耦合应力最大，最大弯振耦合应力应变随焊点高度和焊盘直径增大而减小、随焊点直径增大而增大；最优焊点结构参数水平组合为焊点直径0.18 mm、焊点高度0.16 mm和焊盘直径0.15 mm；优化后CSP焊点最大弯振耦合应力下降了8.49%。
2021 Vol. 40 (9): 55-62 [
摘要
] (
109
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1885 KB) (
22
)
63
分流气体对冲排气消声器气流再生噪声模型研究
>张海军，苏赫，武佩，宗哲英，张永安，薛晶
对分流气体对冲排气消声器气流再生噪声进行了数值计算，通过试验验证了计算方法的准确性。以气流再生噪声总声压级为响应值，使用Design-Expert软件设计了气流再生噪声试验，根据回归分析建立了总声压级与试验因素（内腔直径、对冲孔形状、对冲孔中心距、内腔分流单元锥角、气流速度）之间的数学模型，并检验了模型的显著性。深入分析了不同因素二阶交互作用对气流再生噪声的影响规律。结果表明：随着气流速度的增大气流再生噪声显著增大，斜率都超过了1；对冲孔形状和对冲孔中心距对气流再生噪声影响较显著，且当冲孔形状为矩形、对冲孔中心距为平均值时，气流再生噪声较小；内腔分流单元锥角和内腔直径对气流再生噪声影响较小。以气流再生噪声为优化指标，得到了最佳试验条件。
2021 Vol. 40 (9): 63-70 [
摘要
] (
192
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1932 KB) (
32
)
71
铁路重力式桥墩抗震计算简化模型研究
>鲁锦华，陈兴冲，丁明波，马华军，张熙胤
针对低配筋铁路重力式桥墩破坏时仅在墩底形成一条主裂缝，墩底混凝土压碎不明显，未形成塑性铰区，且动力作用下有明显摇摆现象的特征，提出了一种适用于该类桥墩的抗震计算简化模型，即在自由摇摆桥墩双弹簧模型的基础上再加上考虑纵向钢筋仅受拉的两个弹簧的四弹簧模型。依据模型桥墩试验结果确定了仅受拉弹簧刚度的参数取值；通过静力作用下和动力作用下的四弹簧模型计算值与试验值对比，验证了四弹簧抗震分析模型可用于铁路重力式桥墩的抗震简化计算。
2021 Vol. 40 (9): 71-76 [
摘要
] (
145
)
HTML
(1 KB)
PDF
(677 KB) (
68
)
77
基于插值与降维方法的输电塔线体系随机脉动风场有效模拟
>杨雄骏，黄金山，张建国，雷鹰
研究对输电塔线体系随机脉动风场进行高效数值模拟的方法。根据输电塔线体系结构特点和风场特性，对于输电塔，可只考虑顺风向与横风向的脉动风，并认为两个方向的风速相互独立，将其简化为两个独立一维风场。而对于输电线，考虑横风向与竖风向的脉动风，并认为两者存在相关性, 进行二维多变量脉动风场模拟。为减少传统谐波叠加法中对功率谱矩阵Cholesky分解的计算量，采用Hermite插值进行目标函数拟合，通过快速傅里叶变换技术加快三角级数的叠加。此外，应用正交随机变量的谱表示法，将随机函数表示为两个基本随机变量的多项式的正交函数，与已有的相关方法相比，随机变量降维后所需生成的随机过程的代表性时程的数量可以更少。最后数值算例验证了所采用模拟方法的高效性。
2021 Vol. 40 (9): 77-83 [
摘要
] (
157
)
HTML
(1 KB)
PDF
(831 KB) (
44
)
84
星形四面体型索穹顶构形和预应力分析方法
>张爱林1,2,3,朱莉娜2,张艳霞1,2,文闻2,林海鹏2
为解决传统索穹顶结构环向刚度不足以及脊索网格布置不均等问题，提出了一种星形四面体型索穹顶，该索穹顶脊索环向连续布置，增加了结构抵抗不均匀荷载的能力。脊索网格水平面投影为星形单体且投影面积相同，从而保证了上弦脊索网格的均匀性，提高结构整体稳定性。针对该索穹顶结构的找力分析问题，方便了解各索杆预应力分布规律，利用节点平衡法与位移法，给出了结构在理想状态下初始预应力计算公式，计算了结构在不同矢跨比下索杆初始预应力，并给出了该结构的合适矢跨比与撑杆高度，为该结构的进一步研究和力学性能分析提供了依据，同时对该结构进行了全跨均布竖向荷载作用下的静力性能分析。结果表明：随着矢跨比和撑杆高度的增加，各索杆内力值均逐渐减小，结构矢跨比宜为1/10~1/8.5，所对应的撑杆高度宜在Δtan 15°~Δtan 20°，在此情况下结构具有较强的承载能力与良好的力学性能。
2021 Vol. 40 (9): 84-91 [
摘要
] (
174
)
HTML
(1 KB)
PDF
(964 KB) (
31
)
92
改进EWT_MPE模型在矿山微震信号特征提取中的应用
>程铁栋，易其文，吴义文，戴聪聪，蔡改贫，杨丽荣，尹宝勇
针对矿山微震与爆破振动信号难以自动辨识的问题，提出了一种基于改进EWT_MPE（经验小波变换_多尺度排列熵）的信号特征提取方法，并应用于矿山微震信号特征提取中。针对EWT在以往处理复杂信号频谱出现的过切分问题提出了新的改进方法，并采用仿真信号验证了改进算法的可行性和准确性。将实际采集到的微震与爆破信号进行改进EWT分解，借助相关性分析从分解得到的本征模态函数（intrinsic mode function, IMF）分量中筛选出最优分量IMF1~IMF5。进而将筛选到的IMF分量进行重构，并计算重构信号的MPE值。应用GK模糊聚类算法对岩体微震与爆破振动信号进行分类识别。结果表明，微震信号的MPE值要小于爆破信号的MPE值，且当嵌入维数m=5，尺度因子s=12，延迟时间τ=1时，两种信号的MPE值差异最大。基于改进EWT_MPE_GK模糊聚类算法的分类识别准确率达到93.5%，平均模糊熵（E）更接近0、分类系数（C）更接近1，与传统EWT_MPE_GK模糊聚类和EMD_MPE_GK模糊聚类相比，其聚类效果更优、识别准确率分别提高了3%和5.5%。
2021 Vol. 40 (9): 92-101 [
摘要
] (
191
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1734 KB) (
63
)
102
基于AR-GP模型的结构损伤识别方法
>唐启智1，辛景舟1，周建庭1，付雷2，周滨枫3
针对传统损伤识别方法不易区分多损伤状态以及难以辨别预测结果可靠性的问题，提出了一种基于自回归（autoregressive, AR）模型和高斯过程（Gaussian process, GP）的损伤识别方法。该方法利用AR模型回归拟合结构加速度响应数据，首次引入表征损伤位置信息与损伤状态信息的参数
L
1
、
L
2
，基于AR模型残差、系数分别建立了用于定位损伤位置和识别损伤程度的损伤敏感性特征，结合GP的分类与回归算法实现了多损伤定位及损伤程度的概率输出。通过某钢筋混凝土模型拱的数值仿真算例，验证了所提方法的有效性，并对基于AR模型残差和系数的识别结果进行了对比分析。结果表明，该方法能够识别多损伤状态，输出具有概率意义的预测结果，有助于判断结果的可靠性，并能够实现损伤预警，同时基于残差的损伤敏感性特征的识别精度与可靠度更高、抗噪性能更好，在10%噪声污染的情况下，识别结果的相对误差均值与离散系数均值仅为6.52%和0.19。
2021 Vol. 40 (9): 102-109 [
摘要
] (
230
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1213 KB) (
55
)
110
拱形-线形非线性磁力耦合压电俘能器建模与特性分析
>陈孝玉1,3，张旭辉1,2，左萌1，樊红卫1,2，汪林1
为分析拱形-线形非线性磁力耦合压电俘能器振动特性，利用磁化电流法建立了磁力模型，实验测量并通过数据拟合方法获取了拱形-线形结构非线性恢复力模型，利用广义Hamilton变分原理建立系统的动力学方程。采用谐波平衡法对动力学方程进行了求解，揭示了不同激励条件、不同磁距对俘能器振动特性的影响关系并开展实验研究。结果表明：拱形-线形压电俘能器大幅响应带宽、响应幅值随激励强度的增大而增大；减小磁距会增加系统大幅响应带宽，但幅值有所降低。相对于直梁式结构俘能器，拱形-线形结构可以提高俘能器输出电压，提升俘能性能。研究为拱形-线形压电俘能器设计提供了理论指导，为改善俘能器性能提供了新的思路。
2021 Vol. 40 (9): 110-119 [
摘要
] (
159
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1914 KB) (
108
)
120
基于主动支承的推进轴系横向振动传递控制方法研究
>朱月月1,黄志伟3,谢溪凌1,张志谊1,2
为减小螺旋桨激励下推进轴系的横向振动传递，提出了一种基于主动支承的控制方法。该方法在艉轴承处按垂直、水平两个正交方向布置连接艉轴承与壳体的主动支承，支承内部安装电磁作动器并采用直接速度反馈，抑制螺旋桨横向激励通过艉轴承支承向壳体传递，降低螺旋桨横向脉动力诱发的壳体表面振动与声辐射。建立了桨轴系-主动支承-壳体的耦合动力学模型与壳体声辐射计算模型，通过仿真揭示了主动支承对螺旋桨激励下的壳体表面声功率具有明显的抑制效果，还给出了原理性实验验证，结果表明正交主动支承能够衰减轴端激励引起的壳体表面法向振速。
2021 Vol. 40 (9): 120-124 [
摘要
] (
148
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1271 KB) (
93
)
125
孔隙式黏滞阻尼器的力学特性研究
>闵为，杨珂，李成，王鸿宇，段沛
基于双出杆孔隙式黏滞阻尼器的力-位移曲线偏转现象及时程曲线的相位滞后现象，在考虑二甲基硅油剪切稀化特性和可压缩性的条件下，建立了黏滞阻尼器的速度-负载特性数学模型，通过MATLAB-Simulink模拟了黏滞阻尼器在正弦位移激励信号下的力学特性。研究结果表明，二甲基硅油的剪切稀化特性直接决定了黏滞阻尼器的输出阻尼力，而可压缩性则是导致黏滞阻尼器力-位移曲线发生偏转的主要原因，试验结果证明了该结论的正确性。
2021 Vol. 40 (9): 125-132 [
摘要
] (
170
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2417 KB) (
102
)
133
冰区海上单桩风机振动响应与控制
>朱本瑞1，孙超2，黄焱1
针对冰区海域风机结构冰激锁频振动问题，深入开展其冰激振动响应分析，提出基于三维摆式阻尼器的冰区风机振动控制方法。基于Mttnen-Blenkarn自激振动理论，采用APDL开发冰区风机自激振动分析程序；基于叶素动量理论，考虑Prandtl叶尖损失修正和Grauert修正，利用MATLAB编程计算获得风机叶片空气动力载荷；针对NREL 5 MW海上单桩风机结构，考虑我国渤海海域一年一遇冰情，开展不同方向冰-风组合工况下的振动响应分析，给出风机结构发生锁频事件的冰速范围，并对有、无三维摆式阻尼器的风机塔筒响应进行对比分析，结果表明：单桩风机发生锁频事件对应的冰速范围为0.01~0.06 m/s，冰-风同向时，风机发生冰激锁频所对应的冰速范围最大，塔筒结构响应最大；三维摆式阻尼器能够显著抑制冰-风载荷联合作用下的塔筒面外和面内振动响应，从而大大提高其服役的安全性。该研究成果可为冰区服役风机结构的安全运行提供技术支持。
2021 Vol. 40 (9): 133-141 [
摘要
] (
218
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2712 KB) (
42
)
142
十字交叉型地铁车站结构的振动台试验研究
>于仲洋1,2，张鸿儒1,2，邱滟佳1,2，张然1,2，李昊1,2
随着近些年地下轨道交通的发展，十字交叉型地铁车站广泛的应用在实际工程中，了解并提高此类地铁车站的抗震性能具有重要意义。首次利用振动台试验的方法探究此类地铁车站结构，揭示了地震动在场地中的传播特性以及十字交叉型车站结构的地震响应特性，尤其是车站交叉换乘连接段对车站整体结构的抗震性能的影响。结果表明：地震波的传播受到场地特性影响明显，尤其是与场地卓越频率相近的部分，响应频谱被明显放大；随着地震动增强，场地的放大效应会有所减弱，但是场地的加速度响应放大谱的分布更加丰富，在拓宽场地响应频谱范围的同时也提高了地铁车站的地震风险。与此同时，在不同工况条件下车站结构模型的交叉换乘段对车站整体结构的影响基本在1.5倍的结构宽度以内，当距离超过该范围后，结构模型不再受其影响。与单体车站相比，此类车站交叉换乘连接段的底层结构更不利于抗震。上述结论可为了解并提高此类地铁车站的地震响应特性以及后续的抗震设计提供了有力支持。
2021 Vol. 40 (9): 142-151 [
摘要
] (
180
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1924 KB) (
58
)
152
加速工况下滚动轴承动态载荷特性研究
>涂文兵，梁杰，罗丫，周建民，周生通
滚动轴承运动部件的动态效应将对滚动轴承的载荷分布及其性能产生重要作用，特别是在变速工况下。以深沟球轴承为研究对象，考虑轴承游隙、滚动体离心力与重力、内圈和滚动体的动态效应等，建立了滚动轴承动力学分析模型，对加速工况下滚动轴承的运行过程进行了动力学仿真，分析了径向载荷作用下滚动体动态载荷分布特性及其机理，并揭示了游隙、内圈质量和角加速度对滚动体动态载荷的影响。研究结果表明：加速工况下滚动体的载荷分布曲线不再沿载荷作用线对称且出现不同程度的波动，尤其是在加速过程的后期；滚动体的最大接触载荷在加速过程初期基本保持不变，而在后期波动上升，加速过程中内圈的不稳定运动是导致滚动体接触载荷发生变化的主要原因；加速过程中动态载荷的变化程度随着径向游隙和内圈质量的增加而增大，而角加速度的增加使得加速过程后期的动态载荷变化愈加剧烈。本文结果可为滚动轴承载荷计算与设计提供理论依据。
2021 Vol. 40 (9): 152-159 [
摘要
] (
188
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1923 KB) (
59
)
160
八连杆隔离器的结构及隔冲特性分析
>张磊1,2，高鹏1,2，闫明1，杜志鹏1,2
为提高惯导设备隔离器的防护能力，基于Stewart平台理念，提出了一种能够大幅度卸载任意方向冲击载荷的八连杆隔离器，该抗冲击隔离器能够显著提高惯导设备的防护能力。首先分析了结构的刚度特性，得出静刚度与理论设计相符，并基于振动试验，得出该结构的固有频率满足设计要求，隔振效果较好；同时，在大量的冲击试验和仿真的基础上，通过分析设备响应峰值及隔离率，证明该结构具有较好的隔冲性能，且水平向更突出；进而利用仿真及试验数据绘制冲击响应谱，得出该结构频域上的隔冲能力同样显著。综上得出，在时域和频域内，八连杆隔离器的隔冲能力较强，该隔离器的结构和隔冲特性分析可为隔离器的优化设计提供参考。
2021 Vol. 40 (9): 160-165 [
摘要
] (
128
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2428 KB) (
98
)
166
无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙平面外抗冲击性能有限元分析
>朱立猛，高晓飞，张春巍
为研究无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙在平面外冲击荷载作用下的力学性能，基于ABAQUS软件建立有限元模型并利用已有试验验证该模型的有效性，在此基础上分析了冲击质量、冲击能量、轴压比、截面形式等参数对该组合剪力墙抗冲击能力的影响，获得其破坏模式。结果表明：冲击能量相同时，墙体耗散的能量随着冲击质量的增加而增加；冲击质量相同时，冲击能量的变化能够影响墙体各部件的吸能比；较小的轴压比对墙体抗冲击性能有利，设计时可不考虑轴压比参数，结果偏于安全；墙体端部槽钢开口向内较开口向外其抗冲击性能略有提升；含对拉螺栓的墙体抗冲击性能优于含交错栓钉的墙体。结合有限元分析结果，基于冲击作用下梁的塑性位移计算方法，推导出该组合剪力墙在面外冲击荷载作用下的塑性位移计算公式，计算结果与有限元分析结果吻合较好。
2021 Vol. 40 (9): 166-174 [
摘要
] (
142
)
HTML
(1 KB)
PDF
(3889 KB) (
37
)
175
齿廓修形人字齿轮副时变啮合刚度计算方法
>林腾蛟，陈梦寒，杨金
为准确计算考虑轮齿修形和受载变形的人字齿轮副啮合刚度，推导了含齿顶和齿根修形的人字齿轮齿面方程，基于势能法和数值积分公式，提出了计及齿廓修形参数和退刀槽宽度的人字齿轮啮合刚度精确计算方法，并通过有限元仿真分析验证了算法的正确性；而后分析了不同退刀槽宽度、修形参数及输入转矩等对人字齿轮副重合度和啮合刚度的影响规律。结果表明，单侧斜齿轮齿宽不变而退刀槽宽度增大，人字齿轮副啮合刚度增大；随着修形量和修形长度的增加，重合度和啮合刚度减小，而修形曲线阶次增大，重合度和啮合刚度呈增大趋势，但当修形曲线阶次高于四次时，啮合刚度变化不大；输入转矩增大时，重合度和啮合刚度先增大而后不再变化。
2021 Vol. 40 (9): 175-183 [
摘要
] (
204
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2602 KB) (
47
)
184
峡谷和垭口地形条件下输电线路风偏特性
>刘春城，孙红运
研究了三种地形因素（山脉长度、山脉坡度、山脉间距）对峡谷和垭口中输电线路风速及风偏响应特性的影响。采用CFD数值模拟得到峡谷和垭口中输电线路沿线各点横向和竖向平均风速，分析了山脉长度、山脉坡度、山脉间距对输电线路各点平均风速的影响。建立了跨越峡谷和垭口的三跨输电线路有限元模型，分别利用数值模拟风速和平地风速计算了线路各点位移，得到风偏角增大百分比。利用响应面方法建立了三种地形因素和风偏角增大百分比的二次回归方程，分析了地形因素对风偏角的影响规律。研究表明：峡谷和垭口对横向风的加速效果明显，山脉入口处风速最大，对竖向风速加速效应不显著。山脉越长且山脉间距越大，风偏角增大百分比越小，随着山脉坡度的减小呈先增大后减小趋势。三种地形因素对风偏角增大百分比影响的灵敏度从大到小依次为山脉长度、间距和坡度。该研究结果可为峡谷和垭口地形条件下的输电线路抗风偏设计提供有价值的参考。
2021 Vol. 40 (9): 184-194 [
摘要
] (
290
)
HTML
(1 KB)
PDF
(3941 KB) (
23
)
195
串列多方柱气动特性的试验研究
>杨群1,2,3，吴倩云3，姜会民3，陶韬3，刘小兵1,2,3
为研究串列多方柱的气动特性，采用刚性模型测压风洞试验的方法研究了雷诺数为3.2×104时,间距比在1.2～8范围内，串列双方柱和串列三方柱在不同间距比下的风压系数、升阻力系数以及斯托罗哈数。结果表明：串列双方柱的临界间距比在3～3.5之间，串列三方柱存在两个临界间距比，分别在2.5～3和3.5～4。通过串列双方柱和三方柱的对比可以看到：在双方柱下游增加一个方柱会显著影响其气动特性，平均阻力系数的绝对值、脉动升力系数和斯托罗哈数均在间距比L/D≤3.5时减小，但在间距比L/D≥4时这种减小效果减弱。风压分布与原双方柱相似，但数值有所不同，在间距比为3.5时差异最为明显。位于双方柱下游的方柱其气动力及风压系数在间距比为2.5～3时突然增大，在间距比为3.5～4时则相反。
2021 Vol. 40 (9): 195-205 [
摘要
] (
197
)
HTML
(1 KB)
PDF
(3783 KB) (
39
)
206
阻尼夹层变压器铁心减振性能研究
>闫保山1，王小鹏1，奚延辉1，叶芹2
变压器铁心的振动将会严重影响其生产质量和使用寿命，针对铁心的振动问题，提出了一种在铁心相邻过渡层之间加入弹性阻尼夹层的方法。采用有限元方法对加入阻尼夹层前后的铁心进行模态分析和谐响应分析，探讨了在加入阻尼夹层前后铁心在不同频率激振力下的振动情况，并利用阻尼夹层实验进行验证。仿真和实验结果均表明，加入阻尼夹层后能有效地降低由于硅钢片磁致伸缩所产生的铁心弯曲振动问题，同时增加阻尼夹层的厚度和层数使得铁心减振效果更明显，这对于指导企业生产低振动的铁心具有参考意义。
2021 Vol. 40 (9): 206-211 [
摘要
] (
131
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1569 KB) (
100
)
212
差异变形下地铁盾构隧道结构动力响应研究
>刘建文1，施成华1，雷明锋1,2，彭立敏1，李翔1，曹成勇1
地基沉降、临近施工扰动导致的工后差异变形广泛存在于我国已建地铁盾构区间隧道中，对服役期内隧道结构性能造成不利影响。基于赫兹非线弹性接触理论模拟轮轨接触关系，考虑车辆、轨道、隧道、围岩的空间结构特征和相互接触关系，建立了车-轨-隧-围岩一体化计算模型，计算了基坑开挖致使盾构隧道隆起变形后列车运行引起的结构动力响应。结果表明：隧道隆起变形加剧了轨道结构和隧道结构的动力响应，基坑边缘和中心位置处的衬砌环接头混凝土动应力变化较为剧烈，衬砌拱顶、拱底处的纵向接头螺栓剪力受影响较大，而拱腰处的环向螺栓内力变化幅度显著。
2021 Vol. 40 (9): 212-220 [
摘要
] (
178
)
HTML
(1 KB)
PDF
(3254 KB) (
56
)
221
基于遗传算法的分支管路系统动力学优化设计
>曹银行1，柳贡民1，张龙2
首先给出了传递矩阵法计算管路动力学问题的一般步骤和任意管路分支元件吸收传递矩阵法点传递矩阵的建立过程，实现了分支管路系统动力学问题的求解并通过与实验结果的对比证明其正确性；之后基于选定的分支管路设计基础模型，利用均匀设计原则选取计算样本并应用传递矩阵法对样本模型进行计算，最后利用二阶多项式响应面函数逼近回归模型并应用遗传算法寻优，对分支管路进行优化设计，通过吸收传递矩阵法、均匀设计原则和数学建模优化的方法，更好地节省计算成本和资源，对分支管路设计过程有一定的指导意义。
2021 Vol. 40 (9): 221-227 [
摘要
] (
160
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1210 KB) (
47
)
228
随机振动键合丝变形碰触阀值研究
>代锋
随着电子设备高集成、高密度的发展，芯片内部键合丝的间距越来越小，处于严酷振动环境中的键合丝可能会发生交叉、碰触短路等可靠性问题。针对实际工程中的某芯片键合丝碰触短路问题，采用理论分析获得键合丝的固有频率。通过建立有限元法模型，研究了随机振动中键合丝变形引起的碰触问题，获得键合丝碰触的加速度功率谱密度阀值。最后采用高速摄像技术进行试验验证，结果表明所采用的理论和数值分析方法能够准确获得键合丝的碰撞接触阀值，为键合丝在振动环境中应用提供可靠性判据。
2021 Vol. 40 (9): 228-231 [
摘要
] (
166
)
HTML
(1 KB)
PDF
(973 KB) (
147
)
232
0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢析出沉淀相的非线性超声检测
>颜丙生1，聂士杰1，汤宝平2，刘自然1
0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在不同时效温度处理下，其力学性能具有较大差异。针对此类问题，提出采用非线性超声检测技术对不同时效温度处理下的该不锈钢试件进行检测，通过测量不同时效温度试件的超声非线性系数
β
，得到了
β
随着时效温度升高，整体呈上升趋势。进一步，微观观察结果显示，时效处理后该钢内部微结构变化主要为沉淀相的析出与长大，且随着时效温度升高，沉淀相的析出量是不断增大的。分析认为：该钢在时效处理后沉淀相的析出量是超声非线性系数变化的主要原因，利用非线性超声检测技术可对该钢内部析出的沉淀相变化进行检测。
2021 Vol. 40 (9): 232-236 [
摘要
] (
115
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1883 KB) (
46
)
237
优化指标一致的滚动轴承故障复合诊断方法
>张龙1，蔡秉桓1，熊国良1，胡俊锋2
滚动轴承局部故障产生的循环冲击由轴承内部到达传感器的过程中受到传递路径、环境噪声和偶然性冲击干扰等因素影响，从而导致故障特征提取困难，诊断效果不佳。提出一种基于最大相关峭度解卷积和可调品质因子小波变换相结合的轴承故障复合诊断方法，前者用于削弱传递路径影响，后者通过滤波抑制噪声成分。两者参数优化过程中一致采用能够考虑滚动轴承故障冲击周期发生特点的相关峭度为优化指标，以保证特征提取的总体效果，同时该指标不受偶然性冲击干扰影响。对仿真和实验室信号进行分析，并与快速谱峭度等常用方法进行对比，结果验证了该方法在滚动轴承故障诊断中的有效性和优越性。
2021 Vol. 40 (9): 237-245 [
摘要
] (
208
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2806 KB) (
64
)
246
基于离心试验的强震土体破裂及避让距离研究
>沈超1,2，薄景山1,2，张雪东3，张建毅2，梁建辉3，齐文浩1
强震在合适的条件下会引起地表破裂而对工程造成损坏，避开发震断层引起的地表破裂带是工程选址的重要内容之一。研究采用土工离心模拟技术，在100g超重力环境下成功模拟了逆断层错动过程，得到了基岩不同位错时上覆土层为40 m厚度的干砂和湿砂场地地表变形演化特征，依据试验结果将地表变形过程划分为整体抬升期、隆起变形期、陡坎平移期和变形减缓滞期四个阶段，最终给出强震地表破裂避让距离的建议值。针对这一问题开展的试验研究及有关成果，对认识和研究隐伏逆断层错动引起的土体变形及确定发震断层地表破裂的避让距离等具有重要的理论和实际意义。
2021 Vol. 40 (9): 246-253 [
摘要
] (
169
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2267 KB) (
118
)
254
循环荷载下混凝土开裂-闭合行为计算方法研究
>李晓琴,张田
为建立混凝土塑性损伤(concrete damaged plasticity，CDP)模型中描述循环荷载下混凝土开裂-闭合行为的受压刚度因恢复因子
w
c
计算方法，基于混凝土开裂断裂能
GF
建立了指数型软化应力σ-开裂位移w关系；对比评价了现有的混凝土拉、压损伤参数(分别为dt、dc)计算模型，选择了适用于钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构分析的dt和dc计算模型；并以受拉残存断裂能密度gFR与开裂断裂能密度gf之比的θ次方(θ≥1)建立了wc计算模型。该计算模型同时考虑了单元特征长度leq和dt对变量wc的影响，并讨论了刚度恢复修正参数θ的取值。为解决CDP模型中的wc只支持某一常数定义所存在的局限性，以循环荷载下严重破损的RC节点为研究对象，基于现有混凝土裂缝特征与受拉损伤状态的统计关系，提出了一种基于拉伸损伤水平dt的模型简化处理方法。以0≤dt1≤0.75和0.75≤dt2≤dtm(dtm≤1)将RC节点模型划分为轻微损伤和损伤-破坏两个区域，并分别采用特征刚度恢复因子wcz1和wcz2定义两个区域的材料属性。通过对多组循环荷载下的RC节点进行数值模拟并与试验数据比较，验证了循环荷载下混凝土开裂-闭合行为计算方法的正确性以及模型简化方法的可行性。
2021 Vol. 40 (9): 254-263 [
摘要
] (
271
)
HTML
(1 KB)
PDF
(3211 KB) (
168
)
264
振动法与超声波法测试岩块纵波波速的实测比对研究
>侯兴民，孙蒙，张一林
岩块纵波波速是反映岩块物理性质、内部节理裂隙发育情况和岩体完整程度的一项重要参数，准确测得岩块纵波波速是岩石力学领域亟需解决的一项工作。规范中提到的岩体波速测试方法有地震勘探技术、超声波法等，而岩块波速测试所采用的方法只有超声波法。由于振动波和超声波频率不同，两种方法测得的波速值存在一定差异，因此当岩体纵波波速采用振动法测试时，仍用超声波法测试岩块纵波波速，求得的岩体完整性系数并不能准确地反映岩体的完整程度。基于以上分析，采用振动法准确地测得了岩块纵波波速：在岩块一端激振，利用布设在岩块两端的传感器采集振动信号，从而求得岩块纵波波速。对比结果表明：振动法与超声波法测得的岩块纵波波速最大相对误差达到-7.87%。
2021 Vol. 40 (9): 264-269 [
摘要
] (
243
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1853 KB) (
52
)
270
梯度弹性多孔材料吸声性能分析与优化设计
>陈鑫1，马文婷1，郝耀东2，梁鸿宇1，黄晓迪2，马芳武1
梯度孔隙率结构对多孔材料吸声性能有着很大的影响，可以拓宽多孔材料的吸声频带。以具有梯度孔隙率的弹性多孔材料为研究对象，基于Biot理论及传递矩阵法研究了常见梯度结构以及梯度差对吸声系数的影响，并利用多岛遗传算法（MIGA）寻求梯度结构的最优厚度分布。研究表明：通过对孔隙率和层厚的合理设计，可以提高期望频段的吸声性能，其中，孔隙率由高到低再到高的梯度结构可以明显提高宽频吸声系数，这对弹性多孔材料的设计及其在声学包上的应用具有重要的指导意义。
2021 Vol. 40 (9): 270-277 [
摘要
] (
165
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2491 KB) (
65
)
278
大口径蝶阀流固耦合特性及共振特性的研究
>张伟政1，赵鹏博1，张作丽1，刘仿民2
针对DN1500三偏心金属硬密封蝶阀在多物理场耦合下阀板和阀杆的应力变形及振动的复杂情况，采用ANSYS数值模拟技术与传统经验公式相结合的方法分析其在不同开度下的流固耦合特性与共振特性。研究结果表明，阀门位于不同开度时，阀内的流动状况不一样，开度越小，流动状况越紊乱，随着开度的增大，流动状况相对稳定。当阀门位于30％开度和50％开度时，阀板和阀杆容易发生共振；当阀门位于75％开度时，阀板和阀杆的应力变形最大。研究结果对于大口径三偏心金属硬密封蝶阀的运行及安全起到了重要作用，同时也对后续结构的优化，避免发生共振具有一定的指导意义。
2021 Vol. 40 (9): 278-284 [
摘要
] (
154
)
HTML
(1 KB)
PDF
(2006 KB) (
49
)
285
声子晶体夹层板结构的隔声性能研究
>徐俭乐1,2，崔洪宇1，洪明1
格栅夹层板材料由于其拥有耐冲击性能良好、比强度大和比刚度高等优点，已在实际工程中得到了广泛的应用。虽然格栅夹层板结构在高频段具有优良的隔声性能，但在中低频段受质量定律的限制，使得其隔声性能并不理想。声子晶体作为一种周期性的结构，因其特殊的带隙特性，使特定频率的弹性波无法在结构中传播，因而具有优良的抑制噪声传播的性能;将声子晶体结构与夹层板结构相结合，设计了一种在设定频率范围具有优良隔声性能的声子晶体夹层板结构。通过数值仿真和结构模型的试验，验证了该设计的声子晶体夹层板结构具有优良的隔声性能。Sound insulation performance of phononic crystal sandwich plate structure
2021 Vol. 40 (9): 285-291 [
摘要
] (
232
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1628 KB) (
86
)
292
改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究
>江伟1，3，吴荣华1,2，袁芳1
改进指数趋近律的滑模控制具有快速响应、鲁棒性强及自适应性强等特点，在H桥逆变器的控制中有广泛的应用前景。然而，滑模控制是一种非线性控制方式，必然表现出丰富的非线性动力学行为，系统的工作稳定性与电路及控制参数的选取有密切的关联。因此，以改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器为研究对象。分析该系统的工作过程，运用频闪映射理论推导系统的离散模型；采用分岔图观察在不同控制参数k1和k2的作用下系统非线性动力学行为的演化过程，并通过折叠图进行一一验证；利用快变稳定性定理对系统工作稳定性进行理论分析，研究的结论与分岔图及折叠图的分析完全一致；研究表明输入电压E、负载电阻R与电感L等外部电路参数的变化，对系统非线性动力学行为产生重要的影响。因此，研究结论为改进指数趋近律滑模控制H桥逆变器的研发、制造和调试提供可靠的理论依据，具有一定的理论意义和实际工程价值。
2021 Vol. 40 (9): 292-297 [
摘要
] (
182
)
HTML
(1 KB)
PDF
(1495 KB) (
66
)
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：