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2023年 42卷 2期刊出日期：2023-01-28



论文

论文

	1	时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性分析
		>陈聚峰1,2，申永军1,3，张静4，李向红2，王晓娜5
		本文主要研究了时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性和Hopf分岔发生的条件。首先，得到了具有线性速度反馈的分数阶Rayleigh系统的平衡点渐近稳定的充要条件，发现它不仅与反馈增益有关，还与分数阶阶次有关。其次，以时滞作为分岔参数，对具有线性时滞速度反馈的分数阶Rayleigh系统进行了稳定性分析。在一定条件下，计算出了时滞的临界值，当时滞参数小于该值时，平衡点是稳定的，当时滞参数大于该值时，平衡点是不稳定的；进而，得到了Hopf分岔发生的条件。最后，选取了三组系统参数进行数值模拟，验证了所得理论结果的正确性。
		2023 Vol. 42 (2): 1-6 [摘要] ( 149 ) HTML (1 KB) PDF (1415 KB) ( 34 )

	7	传动可靠度约束下RV减速器加工精度等级优选方法
		>宿月文1，郭彩霞1，王参军1，朱爱斌2
		加工误差是影响RV减速器传动精度的关键因素。为评估多种加工误差对该机构的传动误差的影响机制，基于轮齿接触分析方法构建了考虑齿廓修形、加工误差和装配误差时渐开线齿轮及摆线针轮两级传动的轮齿接触方程，得到不同制造误差作用下摆线针轮行星传动误差分析模型，并评估了各种制造误差对机构传动误差的灵敏度；然后以该灵敏度为公差等级选择依据，将RV减速器的各项加工误差表达为以公差等级IT5、IT6为基础产生的高斯分布随机数，通过随机抽样误差来分析各组误差样本下RV减速器不发生干涉的可靠度，以及传动误差分布情况。计算结果表明，针齿位置度误差、摆线轮齿距累积误差对传动误差的影响最大；渐开线齿轮偏心量误差和曲柄轴偏心量误差的影响较小；针齿半径误差的影响最小。将灵敏度较小的加工误差设为IT6，灵敏度较高的加工误差设为IT5，可得到所有加工误差均为IT5时的传动误差精度要求，其可靠度达98%且加工成本更低，从而为RV减速器加工精度选用和制造成本控制提供依据。
		2023 Vol. 42 (2): 7-15 [摘要] ( 89 ) HTML (1 KB) PDF (1592 KB) ( 20 )

	16	基于SILPDA的旋转机械故障诊断方法
		>董晓鑫，赵荣珍
		针对故障特征集因“维数灾难”导致的故障分类困难现状，提出一种基于强化内蕴局部保持判别分析(enhanced intrinsic local preserving discriminant analysis, SILPDA)的故障特征集降维算法。该算法将强化的多流形内蕴模型与局部相似度矩阵融入目标函数的构建中，期间充分考虑了数据集的多流形结构特征并且保留了样本的局部结构信息，使降维后的低维特征子集易于实施分类运算，继而实现提高故障辨识精度的效果。利用转子实验台振动信号集合构建的原始故障特征集对算法性能进行了验证。结果表明，该算法能够从原始故障数据集中提取出利于实施分类运算的敏感特征子集，这些特征子集使不同故障类别之间边界将会变得更加清晰，最终相较于“LPP、LDA、LMDP”等算法可实现更好的故障辨识效果。对于提高旋转机械大数据资源的价值密度，本算法提供了一种优化数据结构模型的理论依据。
		2023 Vol. 42 (2): 16-22 [摘要] ( 94 ) HTML (1 KB) PDF (1376 KB) ( 39 )

	23	颗粒阻尼吸振器对轧机辊系减振特性的研究
		>王明1,2，徐慧东1,2，和东平1,2，王涛1,2，王义平1,2，任超然1,2
		轧机在高速轧制过程中经常会发生垂直振动现象，这种振动行为会影响轧制过程的稳定性以及复合板表面质量和结合强度，不利于轧制生产高效连续进行。为了抑制轧机辊系在轧制过程中产生的垂直振动，本文设计了一种多自由度颗粒阻尼吸振器。建立了安装吸振器的轧机上工作辊垂直非线性参激振动模型。运用多尺度法求解了系统的幅频特性方程，仿真分析了振动系统的奇异特性、时域特性、频谱特性以及幅频特性。对静定轧机上工作辊进行了垂直振动控制实验，对比发现理论分析与实验结果基本吻合，证明所建立的四自由度振动模型的可靠性，结果表明颗粒阻尼吸振器能够有效的抑制轧机辊系的垂直振动并满足设计要求。
		2023 Vol. 42 (2): 23-34 [摘要] ( 120 ) HTML (1 KB) PDF (2562 KB) ( 46 )

	35	Alford力和中介轴承对双转子系统动力学特性的影响
		>郑华林1，金洹冰1，王小虎1，李炎军2
		以航空发动机典型双转子-中介轴承系统为研究对象，综合考虑发动机工作时气流激励力的影响和双转子中介轴承特性，研究了包含气流激励Alford力和中介轴承非线性力的双转子系统的动力学特性。采用Euler-Bernoulli梁理论建立了系统的动力学模型，在模型中引入非线性中介轴承力与Alford力，利用有限单元法和Newmark-β法求解了系统的动力学响应。计算结果显示，Alford力以组合频率和连续频率的形式影响系统运动，而且其极易激起中介轴承力的非线性特性。Alford力会使系统的临界转速变大。随着转速的增加，中介轴承力对转子系统的影响逐渐减小，而Alford力的影响则逐渐增加。此外，中介轴承游隙的变化与Alford力的特性深度耦合，不同的游隙下轴承力与Alford力共同引起系统的周期、拟周期和混沌等不同的运动状态。
		2023 Vol. 42 (2): 35-42 [摘要] ( 146 ) HTML (1 KB) PDF (1667 KB) ( 85 )

	43	粗糙表面微凸体模型构建与接触特性分析
		>李玲，何本帅，王晶晶，张锦华，蔡安江
		基于粗糙表面形貌测量试验，提出一种采用二次函数回转体等效微凸体的办法，建立微凸体接触半径与接触变形的解析关系，弥补了半球体模型单一曲率半径的缺陷。然后根据几何模型，重新推导出单个微凸体在弹性、弹塑性和完全塑性三种变形阶段的接触表达式，并应用接触力学理论和概率统计方法，建立粗糙表面的微观接触模型；最后将所建模型与CEB模型、ZMC模型以及KE模型的仿真结果进行了对比，验证了所建模型的有效性，并揭示了塑性指数、微凸体尺寸参数对接触特性的影响规律。研究表明：相比于半球体模型，二次函数模型对微凸体轮廓的拟合效果更好，能够在载荷较大的情况下，更加精确地进行结合面接触特性分析；塑性指数是影响接触刚度的主要因素，塑性指数越大，其接触面积越小，抵抗变形的能力越弱；微凸体尺寸参数对接触刚度的影响较小，微凸体直径与高度的比值越大，接触面积和接触刚度越大。
		2023 Vol. 42 (2): 43-50 [摘要] ( 121 ) HTML (1 KB) PDF (1388 KB) ( 63 )

	51	具有位移放大功能的摩擦自复位支撑及其在双柱式桥墩中的应用
		>王德斌1，何杰1，孙治国2，王东升3
		针对传统自复位支撑在低强度地震作用下难以充分耗能的问题，基于桥式放大工作机理提出了一种具有位移放大功能的扭转摩擦自复位支撑（SC-DARFB）。介绍了其基本构造、工作原理，给出了其理论恢复力模型，通过数值模拟研究了不同初始放大角度下支撑的力学性能，并对附加SC-DARFB的双柱式桥墩结构进行地震响应分析。结果表明：理论恢复力模型能够有效描述SC-DARFB的滞回性能，与数值模拟结果吻合较好；随着初始放大角度的减小，SC-DARFB起滑荷载、最大荷载和耗能能力均有显著提高，且具有较强的自复位能力；合理的设计能够确保支撑的拉、压最大荷载比满足美国钢结构规范限值1.3，基于此原因建议SC-DARFB采用倒V型对称布置形式；将SC-DARFB应用于双柱式桥墩结构，能够有效减小双柱式桥墩结构的最大墩顶位移及震后桥墩残余位移角，通过减小SC-DARFB初始放大角度能够进一步提高双柱式桥墩的减震耗能能力。
		2023 Vol. 42 (2): 51-59 [摘要] ( 119 ) HTML (1 KB) PDF (1904 KB) ( 55 )

	60	基于多通道一维卷积神经网络的刀具磨损动态预测模型
		>黄华1，姚嘉靖1，王永和1，吕延军2
		针对同一工况下不同刀具磨损预测建模中的数据分布不同，从而导致的历史模型失效问题，提出了一种基于多通道一维卷积神经网络的刀具磨损动态预测建模方法。历史刀具磨损数据训练的多通道一维卷积神经网络，作为初始的刀具磨损预测历史模型。最大均值差异法(maximum mean difference ，MMD)对不同刀具磨损数据进行相似度检测，相似度相差较大时在历史模型的基础上进行迭代更新，更新后的模型再对磨损数据进行预测。铣削实验验证结果表明，该方法能够准确预测不同刀具的磨损值大小，具有较好的自适应能力。
		2023 Vol. 42 (2): 60-67 [摘要] ( 140 ) HTML (1 KB) PDF (1579 KB) ( 46 )

	68	基于分布参数模型的多高层建筑楼面加速度研究
		>樊圆，卢文胜
		建筑非结构构件的抗震分析方法及其性能评估愈发受到关注和研究。其中，对楼面加速度需求进行研究可合理确定加速度敏感型非结构构件的地震作用。本文通过分布参数模型对多高层建筑结构进行简化，建立楼面加速度与地震输入和结构特征的联系，研究了弯剪刚度比对结构动力特性、模态振型的影响；基于模型各阶频率比与弯剪刚度比的关系，提出识别结构弯剪刚度比的方法；选用ATC-63的远近场强震动记录数据集，预测了楼面加速度放大(floor acceleration amplification,FAA)系数，回归拟合了楼面加速度与结构阻尼比、周期、刚度比之间的关系，可用于对楼面加速度的预测。
		2023 Vol. 42 (2): 68-78 [摘要] ( 90 ) HTML (1 KB) PDF (3176 KB) ( 41 )

	79	基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正
		>王未寅1，王佐才1,2，辛宇1,3，丁雅杰1
		为同时考虑多种不确定因素对非线性结构模型修正的影响，提出了一种基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法。为了描述具有时变特性的非线性动力响应，提取结构动力响应主分量的瞬时加速度幅值作为非线性指标，基于贝叶斯方法，将整个模型修正过程分为三个相互独立的模块：首先建立非线性模型的高斯过程替代模型记为模块一；同时，为考虑模型误差对非线性结构随机模型修正的影响，将设计变量作为输入，模型误差作为输出，建立关于模型误差的高斯过程替代模型，记为模块二；最后，结合贝叶斯推理方法，结合模块一和模块二中的高斯过程模型，利用过渡马尔可夫链蒙特卡罗（Transitional Markov Chain Monte Carlo, TMCMC）随机采样方法估计待修正参数后验概率密度函数，实现基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正研究。采用三跨连续梁桥数值算例来验证所提出的随机非线性模型修正方法的准确性，并对比了不同噪声水平、不同程度模型误差条件下的模型修正结果，研究结果表明，基于模块化贝叶斯推理的随机非线性模型修正方法能够有效地实现非线性结构的随机模型修正，并具有较好的鲁棒性。
		2023 Vol. 42 (2): 79-88 [摘要] ( 79 ) HTML (1 KB) PDF (1520 KB) ( 35 )

	89	非均衡小样本条件下基于SAE-ACGANs的复杂供输机构故障诊断方法
		>闫啸家1，梁伟阁1，张钢2，佘博1，田福庆1
		非均衡和小样本问题是制约深度学习技术在复杂供输机构故障诊断领域中应用效果的关键因素。为克服传统深度学习方法难以获取小样本数据内在分布和传统非均衡数据处理方法未考虑类别信息均衡化的缺陷，提出一种基于稀疏自编码辅助分类生成式对抗网络(Sparse autoencoder auxiliary classifier generative adversarial networks，SAE-ACGANs)的复杂供输机构故障诊断方法。首先对供输机构振动信号进行连续小波变换(continuous wavelet transform ,CWT)，得到反映信号时频特征的二维时频图；然后，运用稀疏编码器提取图像特征，并与类别信息融合为隐变量，强化其表征与图像所属类别相关特征的能力；生成器将融合隐变量映射为与真实样本分布类似的生成样本，从而扩展训练数据集；判别器从扩展数据集中挖掘有效的深度特征，并实现样本真伪和类别的判断；最后，通过优化后的生成器和判别器对抗学习训练机制，相互交替优化以达到纳什平衡，提高方法在非均衡小样本条件下样本生成质量和故障判定能力。复杂供输机构台架试验研究结果表明：SAE-ACGANs框架可以充分学习输入样本的内在分布和深度特征，相较于原ACGANs框架提升了判别器的性能，实现了模型收敛速度、训练精度和稳定性的提升；相较于传统非均衡数据处理算法，模型有效改善多数类分类偏好的影响，对于少数类故障样本的识别能力大幅提升。
		2023 Vol. 42 (2): 89-99 [摘要] ( 60 ) HTML (1 KB) PDF (2117 KB) ( 26 )

	100	包装件在非高斯随机载荷下响应特征分析方法研究
		>朱大鹏1，王浩然1，曹兴潇2
		在运输过程中，包装件经常受到非高斯随机振动的作用，在进行包装系统优化时，经常需要重复确定包装件加速度响应的统计特征和振动可靠性，本文提出一种高效准确确定非高斯随机振动条件下非线性包装件加速度响应统计特征的分析方法。采用非高斯Karhunen-Loeve展开将非高斯随机振动表示为非高斯随机变量的线性组合，用一阶泰勒展开估计包装件加速度响应，确定加速度响应的统计矩参数，根据包装件加速度响应的前四阶矩参数，应用鞍点估计法确定包装件加速度响应的概率密度函数(probability density function ,PDF)和累积分布函数(cumulative distribution function ,CDF)。由于采用随机变量的线性组合模拟非高斯随机振动激励，避免了随机变量非线性变换，采用一阶泰勒展开估计包装件加速度响应具有良好的准确性，鞍点估计法分析包装件加速度响应的PDF和CDF，避免了大量蒙特卡洛或拟蒙特卡洛分析，提高了分析效率。
		2023 Vol. 42 (2): 100-107 [摘要] ( 88 ) HTML (1 KB) PDF (1115 KB) ( 59 )

	108	长期水平荷载对单桩式海上风机结构自振频率的影响分析
		>孙毅龙1，许成顺1，席仁强1,2，杜修力1，豆鹏飞1,3
		海上风机结构体系长期经受波浪、风等水平循环荷载的作用，从而引起地基刚度变化，海上风机结构体系属于动力敏感型结构，预测其自振频率的长期变化具有非常重要的工程意义。基于动力运动方程，考虑了桩土相互作用，通过嵌入地基刚度衰减模型考虑长期循环荷载引起的地基刚度变化，建立了单桩式海上风机结构自振频率的简化计算方法，利用实际工程和数值模拟验证了方法的可行性。最后通过开展参数分析，探讨长期循环荷载大小、加载次数对海上风机结构自振频率的影响规律；结果表明，循环荷载的增大、加载次数的增加会导致海上风机结构体系自振频率较小，风机结构体系的自振频率应偏移1P；该方法可以评估长期循环荷载下单桩式海上风机结构自振频率的变化，为近海风机结构自振频率的设计提供参考。
		2023 Vol. 42 (2): 108-115 [摘要] ( 114 ) HTML (1 KB) PDF (1450 KB) ( 37 )

	116	新型非对称惯容NES减震控制性能研究
		>刘志彬1,2,3,4，谭平1,2,3,4，王菁菁1，陈洋洋2,3,4
		为提高控制装置的减震性能及减小附加阻尼器的质量，基于非对称非线性能量阱（nonlinear energy sink ，NES）提出一种附加惯容器的新型控制装置——非对称惯容NES。根据非对称惯容NES系统的工作原理推导出运动方程；在脉冲型荷载作用下进行控制参数数值优化，分析非对称惯容NES的能量鲁棒性和频率鲁棒性。分析地震作用下结构与控制装置响应，研究主体结构刚度变化前后的控制性能。应用数值小波变换对体系的地震响应时程进行功率谱分析，从能量的角度研究控制装置的减振机理。研究结果表明，非对称惯容NES具有极强的能量鲁棒性和频率鲁棒性，在地震作用过程中能有效减小顶层加速度峰值且所需行程更小，能在更广频域内与主体结构发生共振，因而其减震效率更高。非对称惯容NES减震控制性能与已有的非对称NES相当甚至更优，并能够减小40%阻尼器质量，在实际应用中具有更广阔的前景。
		2023 Vol. 42 (2): 116-125 [摘要] ( 95 ) HTML (1 KB) PDF (2216 KB) ( 29 )

	126	基于MTF-CNN的轴承故障诊断研究
		>赵志宏1,2，李春秀1，窦广鉴1，杨绍普2
		轴承故障诊断对保证机械设备的安全十分重要。近年来，数据驱动的故障诊断方法得到了研究者的关注。与传统的依赖于专家经验的故障特征提取方法不同，深度学习方法可以实现端到端自动故障特征提取与分类。针对一维信号作为卷积神经网络(convolutional neural network ,CNN)输入时无法充分利用数据间的相关信息的问题，提出一种基于MTF-CNN 的轴承故障诊断方法。利用Markov Transition Field( MTF) 对采集到的振动信号进行编码，根据数据之间的转移概率得到不同时间间隔内的数据相关性并生成相应特征图，之后将其输入卷积神经网络完成特征的提取并进行故障分类。采用凯斯西储大学轴承数据对模型进行验证，实验结果表明该模型达到99.8%以上的故障诊断准确率，与其他图像编码方式相比获得了较好的泛化性能。
		2023 Vol. 42 (2): 126-131 [摘要] ( 134 ) HTML (1 KB) PDF (1616 KB) ( 51 )

	132	Hopkinson杆式冲击疲劳实验方法研究
		>李泊立，赵思晗，刘圆梦，杨建辉，郭伟国
		在民用与国防领域，装备或结构部件常常受到高加载率的重复冲击，即冲击疲劳问题。冲击疲劳试验装置是研究冲击疲劳问题的基础，文章提出一种分离式Hopkinson杆式冲击疲劳实验方法，首先通过真空系统使撞击弹复位，在加载过程中通过弹性约束对入射杆进行限位，最后利用电动推杆使透射杆和试样复位，以上过程通过PLC控制器控制。这种方法操作简易，能通过在杆上的信号采集实现冲击波的连续实时显示，并能改变撞击体几何构形以产生不同形状（梯形波、三角波或半正弦波）和不同加载率（8×105~3×106MPa/s）的冲击加载波，加载频率范围在0~0.5Hz。最后利用高强钢圆柱试样和含有工艺缺陷的增材制造316L不锈钢三点弯曲试样对试验方法进行了验证，证明此方法有效可靠。
		2023 Vol. 42 (2): 132-138 [摘要] ( 103 ) HTML (1 KB) PDF (1626 KB) ( 235 )

	139	考虑静差消除的混沌电力系统有限时间命令滤波反步控制
		>李静贤，王聪，张宏立，张绍华
		混沌作为一种复杂且不稳定的非线性动力学行为，极易导致电力系统的振荡与失稳，严重威胁着电力系统的安全稳定运行。本文基于有限时间理论，针对混沌电力系统，提出一种考虑静差消除的有限时间命令滤波反步控制方法。首先，通过径向基神经网络实现对电力系统模型中未知非线性函数的逼近；其次，加入命令滤波器与误差补偿器，实现对虚拟控制信号的求导及误差补偿；最后，针对传统有限时间命令滤波控制中存在的静态误差问题，引入误差积分反馈律，通过反步法设计系统的控制律，使其满足有限时间稳定，实现电力系统在混沌状态下对目标信号的跟踪，从而间接实现电力系统的混沌控制。通过仿真实验证明，本文所设计的方法能够有效抑制电力系统的混沌振荡现象，消除控制过程中存在的静态误差，进一步削弱控制量之间的耦合关系，保证了电力系统的正常运行。
		2023 Vol. 42 (2): 139-148 [摘要] ( 118 ) HTML (1 KB) PDF (1682 KB) ( 68 )

	149	基于轴力权重的有侧移钢框架整体稳定性的实用算法
		>兰树伟1，周东华2，陈旭1，王春华1
		针对规范计算长度系数法逐个构件验算确定钢框架整体稳定的不便以及无法考虑同层柱间的相互支援以及层与层的支援作用的不足，本文基于弹簧-摇摆柱模型阐述了有侧移框架结构失稳的物理意义，通过结构转换的概念，首先利用框架重复单元求解楼层抗侧刚度及利用临界刚度比系数求解楼层荷载刚度，然后将楼层抗侧刚度和荷载刚度进行整体组装，将求解钢框架整体稳定临界承载力的二阶计算转化为确定框架整体抗侧刚度的一阶问题，最后基于轴力权重加权平均的方法考虑楼层刚度激活程度，获得可直接计算钢框架临界承载力的计算公式。该公式能够判断结构的薄弱层，可以定量地计算楼层之间相互支援程度，避免了计算长度系数法可能因无法考虑两种支援作用造成的不合理设计。算例计算结果表明：该方法具有很好的精度及准确性，可供工程设计使用。
		2023 Vol. 42 (2): 149-156 [摘要] ( 122 ) HTML (1 KB) PDF (1196 KB) ( 21 )

	157	单相H桥光伏逆变器的混沌控制
		>高志强，陈翰博，周雪松，马幼捷
		逆变器是强的非线性系统，它通常具有复杂动力学现象，例如跨临界分岔，倍周期分岔等，它会大大增加输出电流的谐波含量，降低变换器的效率，使其发生振荡乃至崩溃。目前大多数混沌控制存在建模困难，控制效果不明显，稳定性不强的缺点。针对此，提供了一种全新的混沌抑制方式，即改进余弦延时反馈控制（improved cosine delay feedback control ,ICDFC）。该方式先使用被控对象的输出量和自身延时一个周期的差值作为反馈量，该反馈量再经过余弦函数环节和反馈控制参数之后得到控制信号，并将该控制信息以反馈形式直接作用到被控对象中。同时构建系统频闪映射模型并寻求系统的Jacobian矩阵和平衡点，最后基于朱里判据给出了反馈控制参数的限定条件。为说明所提出混沌控制方法的优越性，开展了大量的仿真模拟实验，并与指数延时反馈控制进行比较，结果表明，ICDFC能更有效的抑制逆变器的混沌行为，且大大增加了系统运行的稳定域。
		2023 Vol. 42 (2): 157-165 [摘要] ( 105 ) HTML (1 KB) PDF (2409 KB) ( 20 )

	166	变幅频载荷下不同结构液阻衬套内特性的实测与计算分析
		>杨超峰1,2，周云郊3，黄翔龙2，李锋4，李有意4，刘霏霏1
		采用实验的方法，对不同结构式液阻衬套在不同振幅及不同频率下的静、动特性及内特性进行了测试。推导得到一个统一的可表征多惯性通道-多节流孔式液阻衬套的集总参数模型，对液阻衬套的动特性进行了描述。建立了统一的多惯性通道-多节流孔式液阻衬套液体通道内流量响应及液室内压力波动的响应方程。采用直接流固耦合及不变特征点相结合的方法得到液阻衬套实物模型的计算参数，计算与测试结果对比验证了模型的正确性。对不同结构式液阻衬套在不同振幅及频率激振下的内特性进行了计算研究，并与理论推导结论及测试结果进行了对比分析，验证了计算分析的正确性。文中的计算方法可为液阻衬套的初期选型及设计开发提供直接参考。
		2023 Vol. 42 (2): 166-174 [摘要] ( 69 ) HTML (1 KB) PDF (3082 KB) ( 23 )

	175	基于改进支持向量机的超声参数与受载混凝土应力状态研究
		>杨雅勋1,2，张伟德1，于海波1，柴文浩1，刘德闯1
		在研究支持向量机模拟受载混凝土五个超声参数（波速、首波幅值、主频幅值、非线性系数和超声波谱面积）与应力的关系时，为提高其运算效率和寻优结果。通过数值模拟，对比了不同的归一化方式和核函数对寻找超声参数与应力相关性效果的影响；并采用试验探究了经验参数、遍历算法优化参数和粒子群算法优化参数三种支持向量机的模拟效果。结果表明：提出的首项归一化方式更适用于超声参数与应力这一特殊问题，核函数选择径向基核函数效果更优；不同的支持向量机模拟效果差异明显。简单支持向量机模拟效果较差，在低应力阶段尤为明显；遍历算法优化的模型得到的结果效果较好，但是计算时间过长，在低应力阶段判断误差较大，预测的结果高于真实值；粒子群算法优化支持向量机相比于遍历算法大幅减少了计算时间，模拟的结果效果也最好。
		2023 Vol. 42 (2): 175-181 [摘要] ( 80 ) HTML (1 KB) PDF (1689 KB) ( 18 )

	182	基于格子Boltzmann方法的起落架阻尼油孔参数研究
		>甘盛勇1,2,3，魏小辉 1,2,3，房兴波1,2,3
		为了分析起落架缓冲器油孔阻尼特性，采用格子Boltzmann方法分析油孔几何参数和工作环境参数对油液流动特性的影响，基于单参数分析结果和最小二乘法，建立并验证了阻尼力回归方程。结果表明：格子Boltzmann方法可以准确分析油孔阻尼性能。油孔长度会改变流动最小收缩截面在油孔中的位置，油孔直径在有限区间内的变化对缩流系数影响很小，后端压力增大会改善油孔流动质量。回归方程在设计区间内可以可靠的预测阻尼力大小，该方法可以被用于一般性的起落架缓冲器油孔设计中。
		2023 Vol. 42 (2): 182-188 [摘要] ( 80 ) HTML (1 KB) PDF (2089 KB) ( 59 )

	189	高柔塔风电机组塔筒振源特性分析
		>魏煜锋，何维令，蒋祥增，何宇翔
		高柔塔风电机组具有轻质、高耸、低阻尼等特点，使得其对各种激励源的动力反应更为敏感，其振源的识别和研究对机组运行时的安全评估具有重要意义。以某140米级高柔塔风电机组塔筒为研究对象，测量其不同高度处的振动响应信号，利用谱峭度法识别诱发塔筒振动的主要振源类型及其特性，通过小波包分解和小波包能量计算原理对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域分量和能量占比，最后对不同工况和不同测点位置的振源特性及其能量占比进行统计，发现：在高柔塔风电机组的全生命周期内塔筒结构始终受到其1阶自振或风轮旋转等周期性强振源激励作用，随着发电功率的增加，强振源由单一的1阶自振激励转为1阶自振与风轮旋转联合激励再到完全风轮旋转激励的变化规律，并且在高转速区，风轮的倍频与塔筒的多个模态频率接近，容易引起共振。
		2023 Vol. 42 (2): 189-196 [摘要] ( 160 ) HTML (1 KB) PDF (1806 KB) ( 31 )

	197	基于多层S型局域振子的声子晶体双层梁结构带隙特性研究
		>沈超明1，黄杰1，陈墨林1，钱登辉1，王建春2，庄家威1
		针对工程中的振动噪声控制问题，提出了一种声子晶体梁结构，基于周期结构的Bloch定理，采用有限元法计算了该结构能带结构、特征模态所对应的位移场以及相应有限周期声子晶体梁结构的振动传输曲线，对其展现出的带隙特性进行了研究。由局域共振带隙形成主要机理，研究了低频段振动噪声控制的声子晶体梁结构，可应用于工程中特定频率的减振降噪问题。并对比分析了声子晶体单层梁结构和声子晶体双层梁结构的带隙特性，研究了单/双层梁结构振动的通性。研究了各参数对声子晶体梁结构带隙衰减频段的影响规律，通过合理设计参数，可以实现结构特定范围的低频隔振，在船舶、大型发电机组及其他工程的振动噪声领域中具有很好的应用前景。
		2023 Vol. 42 (2): 197-204 [摘要] ( 110 ) HTML (1 KB) PDF (2682 KB) ( 40 )

	205	兆瓦级风电齿轮箱传动系统瞬态动力学响应等效缩减方法
		>冉峯1，朱才朝1，谭建军1，宋朝省1，朱永超1，陈帅2
		随着风电齿轮箱朝10MW及以上超大功率发展，其全尺寸测试受到试验台架功率限制的问题愈发明显。本文提出了兆瓦级风电齿轮箱传动系统瞬态动力学响应等效缩减方法，以某型5MW风电齿轮箱为研究对象，建立了风电齿轮箱传动系统变速动力学模型，并基于量纲理论推导了适用变速工况的风电齿轮箱传动系统等效缩减动力学相似关系，对比分析了原型与缩减后的风电齿轮箱传动系统固有特性与振动响应。研究结果表明：缩减后的风电齿轮箱传动系统固有频率、模态振型与原型满足相似关系，并且缩减后的风电齿轮箱传动系统稳态响应、瞬态响应均与原型满足相似关系，最大误差小于3%。该方法可以为风电齿轮箱等效缩减设计提供一定的参考依据。
		2023 Vol. 42 (2): 205-215 [摘要] ( 94 ) HTML (1 KB) PDF (4275 KB) ( 64 )

	216	变曲率均质梁结构的振动特性研究
		>于春蕾1，冀浩杰2，孟忠良1,3，卢纪丽1，徐伟1，C.Chiu1
		曲梁结构具有外形美观、力学性能好和承载能力强等一系列优点，在建筑、桥梁、船舶和航空航天等领域得到广泛应用。首先，基于一阶剪切变形梁理论和哈密尔顿原理建立四种典型曲梁结构（即圆弧曲梁、椭圆曲梁、抛物曲梁和双曲曲梁）在复杂边界条件下的统一动力学分析模型。其次，对上述曲梁结构模型进行收敛性验证并确定最佳截断数和边界弹簧刚度的取值。再次，对已建立曲梁结构模型进行准确性验证并证明其可以快速求解复杂边界条件下曲梁结构的振动特性。最后，研究结构参数、边界条件和脉冲载荷类型对曲梁结构振动特性的影响。分析结果表明，曲梁结构厚度、弹性边界条件以及脉冲载荷类型对曲梁结构的振动特性具有不同程度的影响。
		2023 Vol. 42 (2): 216-224 [摘要] ( 116 ) HTML (1 KB) PDF (3103 KB) ( 54 )

	225	超音速流-热载作用下梯度多孔壁板的非线性振动特性分析
		>韩明君，李金佩，王鹏
		基于Von Kármán薄板大挠度理论和Kirchhoff假设研究梯度多孔薄壁板的非线性振动特性分析。考虑孔隙沿壁板厚度方向呈三种不同分布，采用Galerkin法对梯度多孔壁板进行变换并对气动弦长进行积分得到非线性方程，再利用Hurwitz行列式将Hopf分岔的判定转化为非线性方程的求根，求解出无量纲临界频率和无量纲临界流速。最后通过算例计算，与已有文献得出的结果进行退化和对比，并分析了温度应力、孔隙率、气动刚度系数对梯度多孔薄壁板气动弹性的稳定性影响。
		2023 Vol. 42 (2): 225-234 [摘要] ( 74 ) HTML (1 KB) PDF (2853 KB) ( 53 )

	235	一种非完全覆盖多镀层微圆板谐振器热弹性阻尼通用计算框架
		>杨龙飞1，李普2，叶一舟3，方昱斌1
		热弹性阻尼(thermoelastic damping, TED)是决定微机械谐振器品质因子上限的关键参数之一。该研究首次提出了一种计算具有多个非完全覆盖镀层微圆板谐振器TED的通用理论框架。该解析模型可退化到完全覆盖双层微圆板TED模型，数值方法同样验证了当前模型的有效性。同时提出可用工程设计领域快速计算的简单模型，并分析了该简单模型的适用范围。最后研究了具有2个非完全镀层微圆板TED频率谱特性，发现了频率谱的三Debye峰现象。
		2023 Vol. 42 (2): 235-243 [摘要] ( 92 ) HTML (1 KB) PDF (2855 KB) ( 26 )

	244	不同结构Terfenol-D棒的高频振动性能研究
		>刘强，贺西平
		为了高效应用Terfenol-D棒，本文研究了六种结构的棒。利用有限元软件对不同棒的磁芯损耗进行了仿真计算，并对其进行动力学仿真研究。加工了其中三种结构的棒，对棒的输出振幅进行了实验测试。结果表明：外径表面处，未处理棒的磁芯损耗最大；切片处理和切缝处理棒的磁芯损耗均减小，切片处理棒的磁芯损耗小于切缝处理。外径切缝棒整体的损耗最大；径向切割并粘接棒和切片处理棒整体的损耗小于未处理棒和外径切缝棒；两端切片棒整体的损耗大于切片并开槽棒和切片处理棒。未处理棒的谐振频率最高，机械品质因数最大，振幅最小；与未处理棒相比，切片处理棒或切缝处理棒的谐振频率和机械品质因数减小，振幅增大；切片处理棒的谐振频率和机械品质因数小于切缝处理棒，振幅远大于切缝处理棒。
		2023 Vol. 42 (2): 244-250 [摘要] ( 89 ) HTML (1 KB) PDF (2780 KB) ( 23 )

	251	基于多域特征的BA-KELM微型电机故障检测
		>郭明军1,2，李伟光2，赵学智2，张欣欣2
		针对目前对于微型电机故障检测的研究较少及基于单域特征的传统电机诊断方法精度低等问题，提出一种基于集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition ,EEMD)及蝙蝠算法(bat algorithm ,BA)优化核极限学习机(kernel based extreme learning machine，KELM)的微型电机故障检测方法。所提方法包括样本集构造、模型训练及参数优化和模型测试三个步骤：首先，对采集到的微型电机信号进行EEMD处理并依据相关系数原则筛选出主要的本征模态分量(intrinsic mode fuction,IMF)，结合计算得到的电机信号的时域、频域特征构造多域特征集并进行归一化处理，按一定比例将样本集划分训练集和测试集；其次，输入训练集，以错误率为适应度，并采用蝙蝠算法对KELM模型进行参数优化；最后，输入测试集对优化的BA-KELM模型进行测试，并与其他模型进行对比。试验结果表明，所提方法的准确率达98.75%，高于其余方法。关键字：微型电机；故障诊断；蝙蝠算法；极限向量机；核极限向量机
		2023 Vol. 42 (2): 251-257 [摘要] ( 120 ) HTML (1 KB) PDF (1686 KB) ( 37 )

	258	考虑剪切变形的连续钢-混组合梁动力特性分析
		>孙琪凯，张楠，刘潇
		考虑剪切变形和剪切滑移的影响，提出了一种适用于分析连续钢-混组合梁(steel-concrete composite continuous beams ,SCCCBs)动力特性的理论模型。把连续钢-混组合梁的n-1个中间支撑代替为未知反力Ri(i=n-1)，从而连续组合梁的动力学问题退化为承受未知荷载的简支组合梁动力学问题。通过Laplace变换和逆变换，得到包含未知反力的振型函数。代入梁端和中间支撑边界条件，即可获得关于n-1个未知反力的线性方程组，由其系数矩阵行列式不为0即可求得自振频率。模型中把混凝土子梁和钢梁分别按照独立的Timoshenko梁单元考虑，相比于子梁同剪切转角假设模型和不考虑剪切变形的模型，具有更高的计算精度。最后，分析了剪切变形、边中跨比和跨高比等因素对连续钢-混组合梁自振特性的影响。结果表明：本文理论计算结果具有更高的计算精度；L/(nh)＞10时，可忽略剪切变形对连续钢-混组合梁自振频率的影响。
		2023 Vol. 42 (2): 258-266 [摘要] ( 97 ) HTML (1 KB) PDF (1570 KB) ( 22 )

	267	计入箱体轴柔性的主减齿轮系统振动特性研究
		>周丽杰1，陈凯1，范永琦2，柴召朋2，王义文1
		主减齿轮系统是汽车变速器的重要传动部件，也是诱发箱体振动噪声的主要原因。为了准确预测内外动态激励下主减齿轮系统的振动特性，采用有限单元离散化建模方法，将箱体轴离散为轴段单元，建立其与输入、输出轴段单元、齿轮啮合单元和轴承单元耦合后的弯-扭-轴-摆全耦合动力学方程。模型综合考虑了箱体轴柔性、大重合度下斜齿轮时变啮合刚度以及静态传递误差激励的影响，并利用数值算法求解了系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明：计入箱体轴柔性后，系统的低阶固有频率略微降低，但增加了新的固有频率与振型；随着转速的增加，系统在主减齿轮啮合频率的1倍频和2倍频处出现了明显的阶次幅值，但其能量较小，当转速达到4 900 rpm时，系统出现明显的共振响应；外界载荷的增大主要在非共振区导致振动幅值的增加；当选取不同的端面重合度与轴向重合度组合时，或在一定范围内增大轴向重合度时，可有效降低斜齿轮时变啮合刚度的波动，改善共振点附近的振动位移幅值。
		2023 Vol. 42 (2): 267-275 [摘要] ( 105 ) HTML (1 KB) PDF (1773 KB) ( 243 )

	276	水平激励下带竖向隔板的二维矩形储箱中流体晃动研究
		>温国正，王佳栋，曹占雪，赵士琳
		本文研究了水平激励下二维矩形储箱中流体的晃动，抑制晃动的装置为竖向的刚性隔板，建立了隔板在储箱自由液面处的解析模型。首先通过引入人工界面的方式，将流体域划分成若干个流体子域，使每个流体子域对应的速度势函数满足C1连续性条件。基于叠加原理，使用分离变量法求得每个流体子域的速度势的形式解，将形式解代入子域间界面与自由液面条件可得含有待定系数的级数方程，通过加权积分消去方程中的空间坐标，截断方程可得特征方程，由此可得晃动频率与模态。将水平激励下的速度势函数分解为摄动速度势与刚体速度势，将摄动速度势和刚体速度势代入自由液面的波动方程即可求得含广义坐标的动力响应方程，求解该方程可得储箱中流体的晃动响应。
		2023 Vol. 42 (2): 276-284 [摘要] ( 98 ) HTML (1 KB) PDF (1689 KB) ( 33 )

	285	滚动轴承复合故障的时频能量聚集谱诊断方法
		>袁静，姚泽，胡雯玥，蒋会明，赵倩
		共振解调技术是轴承故障诊断领域中广泛应用的有效方法，其中解调频带的选取至关重要。传统解调方法仅能识别特征明显的单一轴承故障，而面对旋转机械轴承复合故障的异样微弱特征提取以及不同故障所引发的多个最优解调频带问题时往往难以奏效。为此，提出时频能量聚集谱诊断方法。该方法引入多重同步压缩变换，构造能量聚集的时频图，以解决最优解调频带精确性问题，同时提出能量聚集谱相对因子指标，通过指标实现强弱多故障特征频带综合提取、同步且准确输出，为旋转机械复杂动态信号中微弱和复合轴承故障特征提取与识别提供有利依据。实验结果表明本方法能成功提取出轴承复合故障特征。
		2023 Vol. 42 (2): 285-292 [摘要] ( 112 ) HTML (1 KB) PDF (1930 KB) ( 61 )

	293	爆炸载荷下多胞元液舱结构的防护效能研究
		>赵著杰，侯海量，李典，姚梦雷
		为探究多胞元液舱结构对爆炸载荷的防护效能，提出了内凹多胞元液舱结构，建立了常规液舱结构、内凹多胞元液舱结构的三维数值模拟模型，比较了两类结构在不同强度的爆炸载荷作用下的响应和防护特性，讨论了充液方式变化对多胞元液舱结构抗爆效能的影响。结果表明：在爆炸载荷作用下，完全充液液舱结构的前、后面板均呈现出与爆轰方向一致的弯曲变形，其余外侧面板呈现出向结构外部的弯曲变形，部分充液液舱结构的变形形貌与充液位置有关；在对结构进行完全充液时，内凹多胞元液舱结构的抗爆效能优于常规液舱结构；在对结构进行部分充液时，于近爆端进行部分充液的内凹多胞元液舱结构的抗爆效能优于常规液舱结构，于远爆端进行部分充液的内凹多胞元液舱结构的抗爆效能劣于常规液舱结构。
		2023 Vol. 42 (2): 293-302 [摘要] ( 99 ) HTML (1 KB) PDF (2564 KB) ( 45 )

	303	基于路面识别的电磁混合式悬架自适应模糊控制
		>寇发荣，贺嘉杰，李孟欣，许家楠，武大鹏
		为改善不同路面等级上主动悬架动态性能与馈能特性适应性差的问题，设计了一种基于路面等级识别的电磁混合式悬架自适应模糊控制。采用天牛须搜索 (beetle antennae search ,BAS) 算法优化了神经网络权值阈值，建立了BAS-BP路面识别模型；设计了自适应模糊PID控制器，针对不同路面等级设计了三种目标函数并引入了主动力反馈调整论域；仿真分析了悬架动态性能与馈能特性，并进行了台架试验。仿真结果表明：相比于模糊PID控制，自适应模糊控制的悬架系统在A、B级路面簧载质量加速度均方根值分别降低了13.28%、13.84%，在B、C、D级路面轮胎动载荷均方根值分别降低了9.09%、16.07%、15.54%，并实现了42.8W的振动能量回收。试验结果表明：与仿真分析相比，各路面等级上时域、频域的相对误差均在16%以内，验证了仿真结果的正确性和系统的实用性。
		2023 Vol. 42 (2): 303-311 [摘要] ( 90 ) HTML (1 KB) PDF (2328 KB) ( 49 )

	312	节段模型二元端板合理尺寸估算方法
		>白桦1，刘博祥1，姬乃川2，李加武1
		节段模型风洞试验作为研究桥梁结构的风致振动响应的主要手段，为了保证节段模型周围流场满足二元流动特性，需要设置二元端板减少端部效应，二元端板尺寸的设置以往大多依靠经验，缺乏定量依据，因此提出一种估算节段模型二元端板合理尺寸的方法。采用数值模拟计算试验断面的二维流场，得到断面不同位置无量纲动压差分布函数F(x,y)，同时引入修正系数K考虑位置距离对端部效应的影响，在此基础上得到参数P(x,y)，P(x,y)反映(x,y)位置处空气展向流动产生的三维绕流对模型气动力的影响。该值越大，端部绕流的影响越严重。由风洞试验和数值模拟结果得到模型宽度方向P值为10，模型高度方向P值为15时，所得到的端板尺寸即可有效抑制端部效应。由此值可以反算出二元端板的合理尺寸，并通过风洞试验检验了这种方法的有效性。本文的方法可以为定量确定二元端板的合理尺寸提供借鉴。
		2023 Vol. 42 (2): 312-320 [摘要] ( 104 ) HTML (1 KB) PDF (2325 KB) ( 38 )

	321	参数优化最大二阶循环平稳盲解卷积行星轮轴承故障提取
		>林云，郭瑜，陈鑫
		行星齿轮箱振动中，齿轮相关振动分量通常具有相对较大的能量，同时轴承滑移会造成行星轮轴承故障对应振动分量的特征频率获取困难。为此，提出一种基于参数优化最大二阶循环平稳盲解卷积（cyclostationary blind deconvolution ,CYCBD）的行星轮轴承故障提取方法。该方法针对CYCBD技术在轴承滑移条件下难以获取循环频率和滤波器长度的问题，以改进的包络谱故障特征比（improved fault feature ratio，IFFR）指标作为粒子群算法的适应度函数，自动获取CYCBD算法中实际的循环频率和优化滤波器长度，利用参数自适应的CYCBD算法增强了轴承故障冲击。通过解卷积结果的平方包络谱反映轴承故障特征，达到准确提取故障特征的目的。故障仿真和实验研究结果表明，本文方法可以有效提取行星轮轴承故障特征。
		2023 Vol. 42 (2): 321-328 [摘要] ( 129 ) HTML (1 KB) PDF (1700 KB) ( 62 )

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