振动与冲击

　

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

访问总数：
当前在线：

文章快速检索

2023年 42卷 19期刊出日期：2023-10-15



论文

论文

	1	冲击载荷下航空发动机转子振动特性试验方法
		>聂卫健1，2，3，王金舜2，唐广2，3，杨晓光1，张建波2，李坚2
		以某舰载涡桨发动机动力涡轮转子为研究对象，基于动力学相似设计原则设计了与真实转子动力特性一致的模拟转子，并验证了动力学相似设计的正确性。提出一种冲击载荷下转子振动特性试验方法，在振动台上开展高速电机抗冲击性能和转子在冲击载荷下的振动特性试验研究，验证了高速电机具备不低于10g的垂向抗冲击性能，提取了转子在冲击载荷下的瞬态振动响应，获取了冲击时振动响应主要频率成分。研究表明模拟转子动力特性与真实转子具有良好一致性，冲击时振动响应基频不变，但存在较复杂的其他频率成分。研究为某舰载涡桨发动机的研制提供了技术支持，为转子在冲击载荷下的动力学试验提供了方法。
		2023 Vol. 42 (19): 1-6 [摘要] ( 324 ) HTML (1 KB) PDF (2685 KB) ( 206 )

	7	深海立管顺流与横流耦合涡激振动中的内流效应分析
		>赵桂欣1，孟帅1，车驰东1，赵创业2，张文龙2
		深海立管因长径比大幅增加导致柔性增强、内流效应凸显，其在顺流和横流耦合涡激振动中的内流效应尚未得到很好理解。采用半经验时域涡激振动水动力模型，建立深海立管在均匀洋流下的横向和纵向耦合振动方程，并利用有限元法求解，探究不同内流速度、内流密度和洋流下立管在顺流和横流耦合涡激振动中的内流效应。研究发现，当洋流速度和内流密度一定时，（1）内流效应可使系统固有频率降低，因此随着内流速度增加，顺流和横流涡激主导频率可能脱离激励区，主导模态转移到高阶，同时主导频率发生阶跃增加；（2）立管横向位移均方根最大值是增加还是减少取决于横向涡激主导频率是接近还是远离涡脱频率；（3）当横流向涡激振动主导模态不变时，由于内流效应可以降低系统刚度，顺流向的静态位移随着内流速度的增加而逐步增加。当横流向主导模态转移至高阶时，顺流向的曳力系数会发生突然减少导致静态位移呈现阶跃性下降。（4）内流效应对顺流向振动有着不可忽略的影响。立管顺流向振动响应是内流效应、拖曳力（受横流向涡激响应影响）和顺流向涡激流体力联合作用的结果。
		2023 Vol. 42 (19): 7-13 [摘要] ( 164 ) HTML (1 KB) PDF (2031 KB) ( 80 )

	14	空间机械臂碰撞过程的模糊无模型自适应振动控制
		>浦玉学1,2，周润闰1,陈演1，张方3
		空间机械臂在执行操作任务时会面临碰撞问题，例如主动捕获或被动碰撞均会引起机械臂瞬时动量急剧变化，机械臂杆弹性振动加剧，轨迹跟踪精度降低，甚至会导致空间机械臂系统失稳。空间机械臂是一种非线性、强耦合的复杂系统，尤其是对于碰撞过程，很难实现系统精确建模。为实现对空间机械臂碰撞过程的振动抑制，提出了模糊策略与无模型自适应控制相结合的模糊-无模型自适应控制（Fuzzy-MAFC）方法。基于臂杆振动位移响应和关节角速度误差设计模糊策略，对无模型自适应控制中步长因子与权重因子进行在线自整定，解决传统无模型自适应控制对于参数初值敏感的局限性，实现了对空间机械臂碰撞过程中的振动自适应控制。仿真试验结果表明Fuzzy-MAFC方法相较于传统无模型自适应控制算法振动响应衰减速度提高34%，振动幅值降低了42%，验证了方法的有效性。
		2023 Vol. 42 (19): 14-21 [摘要] ( 166 ) HTML (1 KB) PDF (2136 KB) ( 81 )

	22	基于多缩放基调频变换的时频脊线精细化表征方法
		>丁嘉凯1,2，王义1,2，穆志国3，张光耀1,2，李城1, 2
		旋转机械在变工况下因局部故障和时变转速等激励影响下会产生非平稳振动信号，传统时频分析方法无法满足快时变与强调频的非平稳瞬态振动信号分析要求，由于传统调频变换(CT)在分析非平稳振动信号时其核函数无法跟随瞬时频率(IF)轨迹变化而变化，导致振动信号IF轨迹时频表征无法达到精细化程度。针对此类问题本文提出了一种多缩放基调频变换(MSBCT)时频分析方法，理论分析表明该方法可利用高阶相位算子将MSBCT方法核函数精确逼近IF轨迹，使得MSBCT算法可针对变转速工况下的IF轨迹得到精确的时频表征。由于噪声信号在时频域内的IF轨迹呈现出随机分布的特性，MSBCT方法由于高阶相位算子的存在可精确捕捉IF变化规律，故MSBCT可在一定程度上对噪声有抑制作用。本文通过仿真信号与变转速工况下轴承故障信号验证了所提出的MSBCT算法的有效性。结果表明，MSBCT算法能够非线性IF轨迹进行精细化表征，并通过与其他时频表征方法验证了其优势性。
		2023 Vol. 42 (19): 22-29 [摘要] ( 110 ) HTML (1 KB) PDF (2303 KB) ( 58 )

	30	基于LMI的分段线性系统共存吸引子转迁控制研究
		>李得洋1，2，吴少培2，李国芳2,丁旺才2,丁杰2，俞力洋2，卫晓娟3
		以一类两自由度含间隙分段线性系统为研究对象，利用线性矩阵不等式(LMI)和线性反馈方法对系统共存的吸引子进行在预期目标轨道引导下的转迁控制。首先，在状态平面上利用胞映射方法对系统随参数变化时的共存吸引子进行识别，并基于Poincaré映射和Lyapunov指数研究了系统共存吸引子的稳定性及转迁机理。其次，基于线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov理论，并利用系统的向量场信息和S-procedure，将系统施加线性反馈控制器后的稳定性和反馈增益矩阵的求解问题转化为LMI描述。最后利用数值方法验证了本文所应用的线性反馈控制器及其增益矩阵选取方法的可行性及正确性。
		2023 Vol. 42 (19): 30-39 [摘要] ( 105 ) HTML (1 KB) PDF (2811 KB) ( 57 )

	40	基于熵权法的含间隙和柔性的机构定量分析方法及应用
		>潘佳煊,钱孟波,孙福兴,虞浪,陈强
		含间隙机构运动过程中呈现出非线性，为了更好的模拟含间隙机构实际工况，对局部构件做柔性化处理，在建立间隙机构动力学模型的基础上，利用ADAMS二次开发功能，通过Fortran语言自主编写接触力的求解子程序，加载到ADAMS函数求解库中，实现接触模式实时判别和接触力的求解，分析考虑间隙和局部构件柔性对机构的运动特性影响规律。采用Lyapunov指数验证其运动非线性，并在此基础上提出一种基于熵权法的非线性定量分析新方法，通过MATLAB编写熵权法程序并对仿真结果进行定量分析，评估间隙和构件柔性对机构非线性的影响程度，并将该方法应用于2-RR&2-PR并联机构运动特性研究。结果表明：在任何条件下，动平台X方向加速度熵权值最大，说明对非线性影响权重最高，通过分析不同因素对机构非线性影响程度的趋势，使得对机构非线性程度的描述更为准确，为未来含间隙机构非线性定量分析提供了理论参考。
		2023 Vol. 42 (19): 40-48 [摘要] ( 108 ) HTML (1 KB) PDF (2834 KB) ( 148 )

	49	基于惯性传感器的输电线路舞动信号处理技术
		>胡涛1，申立群1，雷鹏1，张博2，董伟锋1，刘梦瑶1
		为了实现对输电线路舞动特征参数的准确辨识，本文提出一种基于六轴惯性传感器的舞动信号处理算法。根据捷联惯导理论，设计了舞动信号解算框架；利用舞动三自由度模型，进行反演与姿态解算；通过建立惯性传感器加速度与陀螺仪误差模型，对确定性误差采用无定向快速标定算法进行标定补偿；采用小波阈值去噪算法对环境白噪声进行去噪，确定最佳小波基函数及阈值选取原则；采用两向不水平度测定俯仰角与横滚角来计算初始四元数进行姿态更新，实现舞动幅值和舞动频率辨识算法。在实验室环境下，利用单摆运动模拟实际舞动信号，经信号处理后，较好的实现了对舞动特征参数的辨识，解算结果舞动幅值误差最大为3.58%，频率误差最大为3.67%。
		2023 Vol. 42 (19): 49-57 [摘要] ( 96 ) HTML (1 KB) PDF (2875 KB) ( 140 )

	58	喷管非轴对称性对超声速欠膨胀射流激波啸叫影响实验研究
		>张俊龙，梁勇，覃晨
		喷口外形是影响超声速射流激波啸叫模态特性的重要因素之一。对矩形射流以外的非轴对称喷管的超声速射流激波啸叫研究较为缺乏。为研究非轴对称收缩喷管对超声速射流激波啸叫的影响，针对圆形射流、正方形射流和正三角形射流的激波啸叫特性开展了实验研究。研究发现相比圆形喷管和正方形喷管，三角形喷管具有很大的抑制激波啸叫噪声的降噪潜力。采用方位角重构的方法对不同喷管外形的超声速射流激波啸叫开展了模态特性分析，结果表明，圆形射流、正方形射流和三角形射流激波啸叫A模态和B模态的基频模态特性基本一致，而A模态的倍频模态特性存在一定差异。在完全膨胀马赫数大于1.32时，三角形射流出现了特有的激波啸叫模态，其基频和倍频均为轴对称模态。
		2023 Vol. 42 (19): 58-63 [摘要] ( 92 ) HTML (1 KB) PDF (1874 KB) ( 72 )

	64	带内置可旋转隔板的调谐液体阻尼器减振性能试验研究
		>张蓝方1，谢壮宁1，周子杰1，彭肇才2
		本文对带内置可旋转隔板调谐液体阻尼器(TLD)进行了振动台试验，首先对波高响应信号进行解耦分离，再采用不同方法识别液体晃动的模态频率和阻尼比，研究了隔板安装位置、隔板和晃动方向夹角()对TLD减振性能的影响。结果表明，受隔板附加质量和耗能作用的影响，TLD的1阶模态频率和相应的模态响应随的增大而减小，但隔板附加模态质量对频率的影响还不足以达到导致系统失谐的程度。当小于60°时，TLD的1阶模态阻尼比随的变化而单调递增，最大可达到8%左右；当大于60°时，隔板所产生的阻尼作用弱化了1阶模态响应使晃动呈高阶模态形式，从而导致晃动频率大幅增大，这个结果和已有研究认为TLD晃动模态频率随着角度增加而逐步增大的结论有本质差别，意味着不能通过改变大小的方式来实现TLD的调谐，但改变 可比较容易调节TLD的阻尼比使其达到振动控制所需要的最佳值。
		2023 Vol. 42 (19): 64-69 [摘要] ( 86 ) HTML (1 KB) PDF (1957 KB) ( 49 )

	70	车-桥随机系统行车安全指标极值预测的自适应代理模型方法
		>张迅1，韩艳1，王力东1，刘汉云1，蔡春声2
		为提高桥上列车行车安全可靠性评估效率，本文提出了一种车-桥耦合随机振动系统行车安全指标极值预测的自适应代理模型方法。首先，通过GF偏差最小化准则建立随机变量初始样本点集和候选样本点集。其次，采用车-桥耦合振动系统理论模型获取初始样本点集对应的行车安全指标极值，并依此建立径向基函数代理模型；最后，利用准则函数和已建立的代理模型依次在候选样本点集中确定新的样本点，优化当前代理模型，直至代理模型的预测精度满足要求。为验证所提方法的有效性，分别以移动车轮加簧上质量过简支梁桥和车-桥竖向耦合振动模型为例，对比分析了自适应代理模型和一次性采样代理模型的训练样本点分布情况，以及两种代理模型的预测精度。结果表明：自适应代理模型具有良好的全局探索和局部开发能力，能够发现当前训练集中样本点稀疏区域和目标函数非线性较大区域，并对这些区域进行样本点加密，从而在不增加训练样本点数目的情况下，显著提高代理模型在整个样本空间内的预测精度。以车-桥耦合系统竖向随机振动模型的轮重减载率极值预测为例，自适应代理模型的预测精度较一次性采样代理模型提高了2.5倍。
		2023 Vol. 42 (19): 70-78 [摘要] ( 105 ) HTML (1 KB) PDF (3362 KB) ( 74 )

	79	HRB400E抗震钢筋拉压循环本构关系
		>赵卫平1，常昊坛1，郑宏利2，杨虹1，郭飞3，纪强溪1
		对新型抗震钢筋HRB400E进行单调拉伸及循环加载试验，研究其单调性能、滞回性能、延性特征等，为对比抗震钢筋与普通钢材力学性能的区别，同时进行Q355B钢材的单调拉伸及循环加载试验，并基于能量耗散系数评价不同钢材的耗能能力。采用Ramberg-Osgood模型拟合得到两类钢材的循环骨架曲线，进一步探究随动强化参数对数对滞回曲线模拟效果的影响，并根据循环加载试验结果标定得到Voce-Chaboche模型的混合强化参数，利用ANSYS有限元软件对不同加载制度下的滞回曲线进行模拟。结果表明：HRB400E抗震钢筋的能量耗散系数大于普通钢材Q355B，小于高强钢Q460D以及低屈服钢LYP100、LY100、LY160、LY225；循环荷载作用下，抗震钢筋和普通钢材的材料强度均有明显提升；取4对随动强化参数时，模拟曲线与试验曲线的吻合度最高；采用标定得到的混合强化参数可准确模拟两种钢材在不同循环加载制度下的滞回性能，为今后准确模拟HRB400E钢材在地震作用下的抗震性能提供了参考。
		2023 Vol. 42 (19): 79-88 [摘要] ( 152 ) HTML (1 KB) PDF (5066 KB) ( 47 )

	89	多层磁场旋转式电涡流惯容阻尼器力学性能研究
		>夏婉秋，鲁亮
		为提高电涡流阻尼器输出的阻尼力，提出一种多层磁场旋转式电涡流惯容阻尼器(Multilayer Magnetic Field Rotary Eddy Current Inertial Damper, MMF-RECID)，对其力学性能进行试验研究和有限元仿真。首先，介绍MMF-RECID的构造，建立MMF-RECID轴向力计算公式；然后，详细介绍了MMF-RECID试验样机，并考察在轴向反复荷载作用下MMF-RECID的惯容效应和耗能滞回性能，对MMF-RECID的轴向力组成进行分析，通过ANSOFT Maxwell软件对MMF-RECID的电涡流阻尼进行三维瞬态数值仿真，最后对一个设置MMF-RECID单自由度结构的减震效果进行分析。结果表明：（1）MMF-RECID的滚珠丝杠传动系统实现了惯性质量和电涡流阻尼力的双重增效，多层磁场输出的电涡流阻尼力符合磁场线性叠加的规律，滞回曲线稳定、饱满；（2）加载频率会改变MMF-RECID滞回曲线主轴方向的斜率以及轴向力的组成比例；（3）ANSOFT Maxwell三维瞬态仿真结果与试验结果具有一致性。（4）MMF-RECID具有良好的减震效果，且耗能密度高，具有工程应用可行性。
		2023 Vol. 42 (19): 89-95 [摘要] ( 145 ) HTML (1 KB) PDF (3216 KB) ( 180 )

	96	跨平面球体平衡器振动抑制机理的研究
		>陈延斌1,2，陈海卫1,2
		传统球体平衡器一般将平衡球约束于一个或多个平面圆环滚道中，事实上，球体具备沿转子轴线方向跨平面运动的能力，可用于转子质径矩的调节。提出了一种跨平面球体平衡器结构，对其振动抑制机理进行了研究。首先，应用拉格朗日方程建立了带有跨平面球体平衡器的转子系统振动模型；其次，分析了转子系统平衡解的组成，应用Floquet理论对系统周期解进行稳定性分析，得到了平衡球质量、转子支承刚度、支承阻尼和球体阻尼等参数对转子系统稳定性的影响，确定了不同参数条件下系统稳定区域分布；再次，通过数值计算分析验证了各稳定区内部系统的稳定性与平衡器的平衡能力；最后，进行了相关实验研究，验证了平衡器的有效性与仿真结果的正确性。结果表明，在高速阶段的稳定区中，平衡球可通过跨平面运动实现转子质径积与质径矩的双平衡。
		2023 Vol. 42 (19): 96-103 [摘要] ( 59 ) HTML (1 KB) PDF (2542 KB) ( 151 )

	104	水平中央隔涡板透空形式对分体箱梁涡振响应的影响
		>童俊豪1，朱青2,3,4，朱乐东2,3,4，檀忠旭2,3,4
		分体箱梁断面因其优异的颤振性能近年来在大跨度缆索承重桥梁中多有应用。对涡振问题比较严重的分体箱梁，采用气动措施削弱开槽处的大尺度漩涡是控制涡振的最有效手段。本文通过大比例节段模型风洞试验，对比了不同形式水平隔涡板对分体箱梁的涡振控制效果。比较结果显示：在透空率接近的情况下，采用两侧水平隔涡板比各种打孔板的涡振控制效果都要好，如果要采用打孔板达到两侧水平板近似的涡振效果，透空率需要再减小26%左右；如果采用打孔板，板上的孔越是不均匀，涡振控制效果越好，而孔的形状对涡振影响不大。
		2023 Vol. 42 (19): 104-109 [摘要] ( 81 ) HTML (1 KB) PDF (2248 KB) ( 148 )

	110	移动凸轮变阻尼隔振装置动态性能研究
		>王兰1，邢海军1，吕书锋2
		针对线性隔振器在共振区需要大阻尼才能抑制共振峰，但在高频区大阻尼不利于隔振的问题，提出了基于移动凸轮的变阻尼隔振装置，该装置主要由水平对称布置的线性阻尼器及移动凸轮组成。将该变阻尼装置用于消极隔振系统，推导了变阻尼装置的等效阻尼系数，建立了隔振系统的动力学方程，采用谐波平衡法得到了方程的近似解析解；通过盛金法及数值仿真得到了其位移传递率曲线，分析了主要参数对系统隔振性能的影响。与传统的线性隔振器相比，选取合适的设计参数的变阻尼隔振系统，能更有效地抑制共振峰，同时还可以在中、高频区取得很好的隔振效果，最后以车辆为例，验证了前述结论。
		2023 Vol. 42 (19): 110-116 [摘要] ( 75 ) HTML (1 KB) PDF (2063 KB) ( 208 )

	117	双向拉伸Hopkinson斜杆加载方法的探索与研究
		>王思聪1，南海鹏1，赵思晗2
		为了实现对材料的双轴同步拉伸加载，现已有通过双向电磁脉冲驱动，以及对称双曲杆产生的双向拉伸波的方式，对试样进行双向动态拉伸加载。本文试图探索一种结构简单，造价低廉，加工难度小的双向拉伸Hopkinson斜杆加载装置。为了理解斜杆对弹性压缩波传播规律的影响，对斜杆撞击进行了ABAQUS有限元仿真计算和理想验证试验分析。结果发现，斜杆夹角在低于60°和高于90°时，方波平台段出现前高后低的情形，导致波形失真，同时在夹角大于105°之后，失真更为严重。本文还对多轴加载的同步性问题和双轴加载的数据获取进行了讨论和分析。结果表明，加载波的不同步会导致试样上加载阶跃，从而加载应变率阶跃，这会影响率敏感材料的试验准确性。为了验证该装置的有效性，搭建验证装置对双向拉伸杆上的拉伸波形进行试验验证，取得了较好的试验结果。
		2023 Vol. 42 (19): 117-124 [摘要] ( 71 ) HTML (1 KB) PDF (2915 KB) ( 44 )

	125	声学近零折射率材料的声波调控研究
		>何川，张崇卓，吴光华，陶猛
		基于分形曲线和空间卷曲的理念设计出一种声学超材料，具有小尺寸调控大波长的特点。利用等效参数法提取了该超材料的等效质量密度和体积模量，在特定的频率点处，这种声学超材料具有近零密度特性，可以实现声波的零相位差传播和能量无损耗传输。基于有限元法分析表明：在近零密度频率点处，该声学超材料可以实现特殊的声学现象如声隐身、声隧穿、波前整形和声异常透射。最后，测试了加工样品的透射系数，结果表明：实验数据与仿真计算结果符合较好，验证了结构的有效性，表明该声学超材料可以用于声学器件的设计。
		2023 Vol. 42 (19): 125-129 [摘要] ( 92 ) HTML (1 KB) PDF (2508 KB) ( 160 )

	130	晶向对铝合金构件微动疲劳初始起裂的影响研究
		>王建，阮星源
		交变荷载作用下铝合金板材及结构组件的微动疲劳问题是飞机安全服役所面临的主要挑战和技术难题，而微动疲劳影响因素辨识是微动疲劳评估及控制的关键。为促进飞机构件微动疲劳评估及控制技术的发展，利用晶体塑性有限元方法和子模型-全局模型耦合技术研究了飞机机身铆钉-平板结构在压、剪交变应力循环作用下裂纹萌生特征，探讨了以晶向表征的材料细观织构分布对铝合金试样微动疲劳的影响。研究发现，晶向分布将对晶体材料的弹性模量和屈服及硬化强度造成明显影响；晶向分布对微动疲劳接触面起裂部位的影响不明显，而对亚表面起裂部位影响比较显著；晶向分布对微动疲劳初始起裂寿命的影响比较明显。研究结果表明，晶向分布这一细观织构影响了晶体材料宏观尺度的弹性强度特征和塑性变形特征，并对金属构件微动疲劳初始起裂寿命、亚表面裂缝发轫位置及扩展特征均造成了影响。基于本文的研究结论，利用材料加工方法改变金属晶体试样浅表层的晶向分布状态，将可以对微动疲劳裂缝发轫及扩展起到抑制作用。
		2023 Vol. 42 (19): 130-136 [摘要] ( 156 ) HTML (1 KB) PDF (1951 KB) ( 115 )

	137	基于PI定理的船舶冲击环境预报方法研究
		>赵晓俊1，郭君1，杨俊杰2，王茀凡1
		考虑到船舶水下非接触爆炸冲击响应的强非线性传递规律，采用聚类以及二分聚类算法搭建的RBF网络对其冲击响应的谱速度值加以训练和预报。在网络中，选取仿真计算过程中涉及到的诸多参变量来表征船舶冲击环境的特征参数，利用量纲分析及π-定理理论分析方法将原始特征参数转换为无量纲量并且剔除不适应的参量。结果表明参数无量纲化处理可以提高网络对响应谱速度值的预报准确性，并使预报值偏离仿真结果10%范围内的占比有明显提升，此外得出结合无量纲参数的二分聚类RBF网络模型对冲击环境谱速度值的预报效果最佳。
		2023 Vol. 42 (19): 137-143 [摘要] ( 69 ) HTML (1 KB) PDF (1848 KB) ( 99 )

	144	场地相关的非平稳相干函数及其工程应用
		>林奇祥1,2,3,4，彭刚1,2,张齐1,2,陈灯红1,2,,陈忠5,许维忠5
		该文依据蒙特卡洛方法和连续小波变换得到非平稳相干函数，采用四阶傅里叶级数拟合非平稳相干函数，分析场地条件和站点间距对参数的影响，验证模型有效性，并合成多点地震动。以一输电塔线体系为研究对象，对比分析了一致与非一致地震激励作用下输电塔最大层间位移角，研究结果表明：（1）建立的傅里叶非平稳相干函数模型，能够较好地模拟相干函数非平稳特性及场地变化，且拟合精度较高；（2）场地条件影响傅里叶非平稳相干函数模型的五个参数，站点间距影响傅里叶非平稳相干函数模型的三个参数，应考虑场地条件和站点间距的影响；（3）与一致地震激励作用输电塔最大层间位移角超出限值的极限峰值加速度相比，非一致地震激励作用下的极限峰值加速度较小，表明输电塔较早发生破坏，输电塔线体系地震响应分析应考虑非一致地震激励的影响。
		2023 Vol. 42 (19): 144-152 [摘要] ( 95 ) HTML (1 KB) PDF (2502 KB) ( 167 )

	153	竖向缝螺栓连接全装配式联肢复合墙抗震性能试验研究
		>苗欣蔚1,2,3，黄炜3,4，张家瑞3,4
		课题组前期提出一种竖向缝采用螺栓连接的全装配式联肢复合墙，为进一步明确此类连接方式对墙体抗震性能的影响规律，以连接钢板厚度为变参设计了3榀联肢复合墙试件（PCW-B），通过拟静力试验对比研究各试件的破坏模式、裂缝发展、抗震性能，以及竖向缝在受力过程中的变形规律。试验结果表明：竖缝连接钢板厚度对试件破坏形态无明显影响；提升竖缝板厚可显著增强试件的初始刚度、承载力，但会降低试件延性；当板厚超过6mm可显著提升试件耗能性能；分析并提出竖缝受剪承载力主要取决于连接件的抗剪和界面摩擦力抗剪两项，其中连接件抗剪贡献因素包括：连接钢板强度、高强螺栓和预埋件处箍筋作用力，并基于此提出竖向接缝受剪承载力计算公式。此公式亦可为其它墙体结构提供理论参考。
		2023 Vol. 42 (19): 153-161 [摘要] ( 71 ) HTML (1 KB) PDF (4071 KB) ( 27 )

	162	气动噪声源频域自适应区域积分算法及风洞试验应用
		>赵佳锡，章荣平，张俊龙，李征初，宋玉宝
		声源区域积分算法是风洞试验中提取飞机组成部件气动噪声源特征的有效数据处理方法。传统声源区域积分算法的积分区域固定，但是飞机机体的气动噪声分布特征会随频率发生明显变化，导致积分结果存在较大误差。为提高频域分布特征变化的声源积分结果准确性，提出了基于CLEAN-SC算法的频域自适应区域积分算法，核心思想是将声源积分区域离散划分，依据CLEAN-SC算法得到的子区域内最强声源位置进行积分区域的自适应优化，从而获取更准确的声源积分结果。通过仿真计算和声学风洞试验数据分析，频域自适应区域积分算法能够得到更为准确的声源积分结果，对于机体气动噪声等动态声源具有更好的适用性。
		2023 Vol. 42 (19): 162-171 [摘要] ( 82 ) HTML (1 KB) PDF (3418 KB) ( 36 )

	172	方孔平板结构工作变形的激光连续扫描测量方法
		>张磊1，臧朝平1，王琦2，陈香2
		提出了一种基于匀速方波路径的激光连续扫描多普勒测试方法，以实现含任意矩形缺孔的平板结构工作变形的测量。首先，结合对测试精度与时间的需求，选择合适的线分辨率和方波分辨率，规划得到首尾相连且覆盖结构表面的方波路径；然后控制激光沿着扫描路径进行匀速的多周期连续扫描并采集时域信号，对时域信号进行延迟优化等处理即可得到结构的工作变形；最后以带有两个任意矩形缺孔的平板结构为例进行了方波路径下激光连续扫描测试试验，并将其结果与SLDV结果和仿真计算结果进行对比，MAC值均大于0.95，验证了方法的有效性。该方法可实现含有任意矩形孔的平板结构的连续扫描激光振动测试，不仅具有高效率、测点密集等优点，而且可以根据需求对局部分辨率进行调整，对进一步提高其工程应用范围，具有重要作用。
		2023 Vol. 42 (19): 172-179 [摘要] ( 60 ) HTML (1 KB) PDF (1839 KB) ( 23 )

	180	新月形薄覆冰导线气动力特性数值模拟研究
		>林巍1,2,肖志斌1,2，楼文娟3，黄铭枫2,3，张跃龙3
		通过CFD方法对亚临界状态下的圆柱绕流开展了数值模拟，将不同计算工况下的平均风压、平均风速、脉动风速、斯托劳哈数(St)等结果与试验结果进行对比，研究了近壁面网格及展向长度对结果的影响，比较了LES与k SST 湍流模型的计算结果。在此基础上，针对覆冰导线分别建立二维与三维计算模型，计算了新月形薄覆冰单导线的气动三分力系数，并与试验结果进行对比。利用覆冰导线表面风压分布特性对空气动力学参数随攻角变化出现的尖峰现象进行了分析。结果表明二维与三维覆冰导线模型存在较大区别，采用三维计算模型是必要的，展向长度取3倍导线直径能取得较好的计算结果。
		2023 Vol. 42 (19): 180-187 [摘要] ( 79 ) HTML (1 KB) PDF (4194 KB) ( 46 )

	188	中空玻璃在动荷载作用下的主参数共振分析
		>潘应桂1，田水1，谷倩1，刘治国1，胡飞2，成鹏2，彭云涛2
		在考虑动荷载作用下中空玻璃空腔体积改变与空腔内气体压强的关系，玻璃的双模量特性、大挠度变形时玻璃的中面拉力、玻璃的阻尼以及惯性力等因素的基础上，利用静力平衡方程、几何变形方程及物理方程，建立了玻璃的动力学方程；在动荷载作用下，考虑中空玻璃空腔体积改变与空腔内气体压强的关系、玻璃的双模量特性、大挠度变形时玻璃的中面拉力、玻璃的阻尼以及惯性力等因素，利用静力平衡方程、几何变形方程及物理方程，建立了玻璃的动力学方程；运用多尺度法求解玻璃的动力学方程，得到了玻璃的幅频响应方程和相频响应方程；通过绘制振幅响应曲线，分析了阻尼系数、玻璃的边长、玻璃厚度等因素对玻璃振幅的影响，分析结果表明：阻尼系数和玻璃边长对玻璃共振特性振幅的影响较大，玻璃厚度的影响较小。
		2023 Vol. 42 (19): 188-193 [摘要] ( 88 ) HTML (1 KB) PDF (1335 KB) ( 37 )

	194	主余震序列作用下层间隔震结构倒塌地震风险分析
		>刘洁亚1，黄小宁1,2，何婷1，王宁1，杜永峰3
		为了定量评估余震对隔震结构造成的损伤，基于地震波的随机性和结构的复杂性，本文提出一种适用于隔震结构的主余震序列构造方法。其次，利用本文构造方法挑选的地震波作为激励，采用损伤指数作为结构地震需求参数，谱加速度作为地震动强度参数，对层间隔震结构进行主余震序列作用地震风险分析。研究结果表明：随着余震的作用和地震发生超越概率的降低，结构损伤指数会明显增加，与50年超越概率为2%的单独主震作用相比，在50年超越概率为2%的余震发生后，层间隔震结构从处于轻微破坏状态进入中等破坏状态，余震的作用使目标结构的损伤增大23.26%，隔震层的损伤增大33.33%，结构发生倒塌的风险概率增加75%，说明余震的作用会导致结构损伤加剧，发生倒塌的可能性增加。
		2023 Vol. 42 (19): 194-203 [摘要] ( 88 ) HTML (1 KB) PDF (3456 KB) ( 107 )

	204	基于动态模态分解的输电杆塔松动检测
		>杨金显1,2，申刘阳1,2，郑泽南1,2，李田田1,2，杨雨露1,2
		为了识别输电杆塔的松动状态，提出分段高阶动态模态分解（SHDMD）的检测方法。为减小振动耦合对检测的影响，利用三轴加速度和三轴角速度构造时间-空间矩阵，从中提取准确的方向振型作为松动特征，首先将时间-空间矩阵在时间维度上划分为若干子矩阵，对每个子矩阵进行空间维度扩展，避免DMD分解时得到错误结果，对扩展后的子矩阵进行DMD分解，得到不同时段的振动模态，利用稳定图筛选出不同时段共有的模态作为真实模态，提取与模态一一对应的方向振型。最后建立灰色关联检测模型，通过计算方向振型的几何特征关联度，识别当前松动状态。模拟杆塔实验与真实杆塔实验结果证明，所提方法能够很好地实现输电杆塔松动位置与松动程度的识别。
		2023 Vol. 42 (19): 204-211 [摘要] ( 80 ) HTML (1 KB) PDF (1830 KB) ( 37 )

	212	破片撞击充液容器引起的液体喷溅特性研究
		>陈焌良1，纪杨子燚2，李向东1，周兰伟1
		为研究破片撞击充液容器引起的液体喷溅特性，开展了液压水锤及液体瞬态喷溅试验，并利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA 对该过程进行数值模拟。验证仿真模型的正确性后，研究了液体喷溅特性及破片撞击速度对其的影响。结果表明：主喷溅阶段空泡溃灭所产生的压力远大于低频脉动阶段，而在低频脉动阶段，空泡会反复膨胀与收缩，故低频脉动阶段的压力脉冲持续时间长于主喷溅阶段；空泡溃灭是液体射流产生的直接原因。喷溅流量与侵彻孔处液体压力、侵彻孔附近的液体质量有关；液体射流初始喷溅速度不仅与侵彻孔处液体压力有关，还与侵彻孔附近液体的运动速度有关。
		2023 Vol. 42 (19): 212-220 [摘要] ( 96 ) HTML (1 KB) PDF (4669 KB) ( 25 )

	221	基于主动吸气控制的双幅钢箱梁涡激振动数值模拟研究
		>董国朝1，曾梦竹1，韩艳1，许育升1，吴肖波2，罗楚钰3
		为提高双幅钢箱梁涡激振动性能，以某三跨钢箱连续梁桥为研究背景，提出了基于主动吸气控制的双幅钢箱梁涡激振动抑制措施。采用计算流体动力学方法研究了主动吸气控制措施对双幅钢箱梁涡激振动的抑制效果。结合Fluent用户自定义函数(UDF)和“动网格”技术，计算了双幅钢箱梁的涡激振动响应。通过对比风洞试验和数值模拟计算结果，验证了数值模拟方法的可靠性。从能量输入机制、流场等角度分析了主动吸气控制措施的抑振机理。研究结果表明：主动吸气控制措施能有效抑制双幅钢箱梁的涡激振动。吸气源的布置及吸气气流速率的大小均会影响对涡激振动的控制效果。吸气气流与回流相互作用，从而有效地抑制了桥梁的涡激振动。
		2023 Vol. 42 (19): 221-230 [摘要] ( 107 ) HTML (1 KB) PDF (4712 KB) ( 29 )

	231	基于VMD与AdaBoost-SCN的海缆振动信号识别方法
		>尚秋峰1，2，3，黄达1，巩彪1
		海底光缆的在线监测和振动信号识别是保证其正常运行的关键技术。搭建了基于布里渊光时域分析系统，模拟不同工况下的海缆振动信号。针对海缆振动信号信息丰富、信噪比低，使用单一随机配置网络(Stochastic Con¬figuration Network, SCN)模型对信号识别准确率不高的问题，提出了自适应增强(Adaptive Boosting, AdaBoost)算法优化的随机配置网络(AdaBoost-SCN)识别方法。首先用变分模态分解(Varia¬tional Modal Decomposition，VMD)算法分解海缆振动信号，构建特征向量；然后采用AdaBoost-SCN算法对振动信号分类。结果表明，所提方法有着很高的精度，并且具有很强的鲁棒性与泛化能力，提高了布里渊光时域分析系统振动信号识别的有效性。
		2023 Vol. 42 (19): 231-239 [摘要] ( 75 ) HTML (1 KB) PDF (3066 KB) ( 159 )

	240	基于双图转换和融合CRNN网络的轴承故障诊断
		>李喆，吐松江卡日，范想，范志鹏，万容齐，白新悦，吴俣潼
		针对一维振动序列输入制约卷积神经网络性能，且单一数据处理方法限制实际复杂工况下轴承故障特性的深层挖掘等问题，提出了一种基于双图转换与多卷积循环神经网络融合的滚动轴承故障诊断方法。首先，分别利用格拉姆角差场和马尔可夫转移场编码方法将一维序列信号转换为二维图像。然后，将转换后的两种模态图像同时输入多CRNN融合的Fu-CRNN网络模型，充分汲取两种转换方法优点并提高CRNN模型特征表达能力。最后实现轴承信号特征自适应提取及端到端诊断。为验证该方法的可靠性与优越性，选用凯斯西储大学滚动轴承数据集进行轴承故障诊断试验，并比较分析诊断性能。结果表明，所提模型识别准确率和泛化效果均优于单一模态样本输入模型，相较于其他常用算法表现更出色，可为样本构建和轴承故障诊断方法提供参考。
		2023 Vol. 42 (19): 240-248 [摘要] ( 125 ) HTML (1 KB) PDF (3560 KB) ( 151 )

	249	基于深度学习算法的地震动重要持时预测模型
		>贾佳1,2，公茂盛1,2，赵一男1,2
		地震动持时对工程结构地震反应有重要影响，发展可靠的地震动持时预测模型是地震工程一个重要课题。本文基于日本K-NET和KiK-net在1997-2021年间获得的67813条地震动记录，将地震动记录按照震源类型分为浅地壳地震、俯冲带板间地震、俯冲带板内地震和上地幔地震四种类型，采用深度学习算法，建立了四种震源类型地震的地震动重要持时预测模型，并与传统预测方程进行了对比。结果表明：采用深度学习算法建立的地震动重要持时预测模型具有合理性和可靠性，能够取得良好的预测效果。四种类型地震的地震动重要持时的预测结果差异明显，尤其在震级较大的情况下，所以预测不同类型地震的地震动持时不应采用同一种预测模型。研究结果和结论可供地震动参数预测、地震区划、结构抗震设计和地震危险性分析等工作参考。
		2023 Vol. 42 (19): 249-259 [摘要] ( 137 ) HTML (1 KB) PDF (4540 KB) ( 98 )

	260	低温环境对多孔材料声学性能的影响研究
		>万忠1，贾福鑫2，马文庚2，孙明3，孙丽敏4
		针对低温环境对船舶多孔舾装材料声学性能的影响，阻抗管吸/隔声性能测试研究是被开展。基于传递函数法进行不同环境影响下玻璃棉材料的声学性能测试，实验给出了温度和含水率对玻璃棉材料声学性能的影响规律；在此基础上，以内河破冰船为例分析了低温环境下玻璃棉材料声学性能变化对舱室噪声的影响。研究表明，低温环境下玻璃棉的高频吸声系数将随含水率增加而显著下降，插入损失随含水率增加而增加，但低温环境导致玻璃棉材料声学性能的变化不会提高舱室噪声的超标风险。
		2023 Vol. 42 (19): 260-265 [摘要] ( 109 ) HTML (1 KB) PDF (1871 KB) ( 144 )

	266	多孔固沙砖机械沙障防风固沙效果的风洞试验研究
		>孙婧1,2，王君1，王海龙1,3，洪俊哲1，张少云1
		针对鱼卡至一里坪线新建地方铁路工程，设计了一种多孔固沙砖方格机械沙障作为本线的风沙防护措施。基于风洞试验，通过净风下0°～90°不同铺设角度的沙障风压分布及其变化特点研究，得到最优铺设角度工况；进而在风沙条件下分析了最优工况时沙障的防风固沙效果。结果表明：净风条件下，多孔固沙砖沙障所受风压呈对称分布，沙障边缘处平均风压系数波动较中部位置处大；且沙障所受风压对铺设角度变化敏感，0°～15°铺设角度内，多孔固沙砖沙障平均风压系数稳定，受压较小，是最优铺设角度范围；风沙条件下，在最优铺设角度0°时，障后风速衰减明显，沙粒主要被阻拦在第1排固沙砖前，而穿过孔洞和翻越的沙粒依次沉降在不同排数的方格内；第１排固沙砖后方格内平均沙粒沉积率为116.75 g/（m2•s），占方格总积沙量的88%，固沙效果最明显。
		2023 Vol. 42 (19): 266-274 [摘要] ( 72 ) HTML (1 KB) PDF (3413 KB) ( 28 )

	275	磁-球轴承复合支撑电主轴振动特性分析
		>徐方超，王政鑫，赵川，孙凤，金俊杰，周峻宇，赵海宁
		为提高电主轴系统刚度和抗振能力，提出一种由磁悬浮轴承和角接触球轴承共同支撑的复合支撑电主轴，通过球轴承保证主轴系统刚度，引入磁轴承控制系统对主轴振动进行抑制，实现电主轴系统在球轴承低预紧状态下仍具有较好的动态性能。基于ANSYS模态分析、谐响应分析和瞬态动力学仿真，分析了不平衡质量引起的振动响应，比较了磁-球轴承复合支撑电主轴和球轴承支撑电主轴的振动特性。搭建复合支撑电主轴试验平台，对该复合支撑电主轴进行振动特性测试与分析。结果表明：复合支撑电主轴与球轴承支撑电主轴相比，复合支撑系统可以有效提高转子的临界转速、降低转子的振动幅值和球轴承应力，使电主轴具有较高的动态刚度。
		2023 Vol. 42 (19): 275-282 [摘要] ( 78 ) HTML (1 KB) PDF (2783 KB) ( 149 )

	283	基于参数自寻优变分模态分解的信号降噪方法
		>何成兵1，车其祥1,徐振华2,于庆彬3,董玉亮1,程睿翔1
		针对滚动轴承故障信号具有非线性、非平稳、噪声强的特点，提出了一种基于参数自寻优变分模态分解的信号降噪方法。以模态复合熵作为适应度函数，采用改进粒子群算法进行VMD参数自适应寻优，确定VMD最优模态数K和二次惩罚因子α；基于最优K和α，对原始信号进行VMD分解，得到K个本征模态函数（IMF）分量；利用相关系数筛选法，进行模态分量的有效模态和含噪模态识别，利用小波阈值去噪方法对含噪模态进行去噪处理；将有效模态与去噪后的模态进行重构，实现信号降噪。分别用滚动轴承故障仿真信号和实验信号进行验证，并与EMD降噪方法进行比较，结果表明该方法可有效提高故障信号的信噪比，降噪效果明显，有利于滚动轴承故障特征的提取。
		2023 Vol. 42 (19): 283-293 [摘要] ( 123 ) HTML (1 KB) PDF (1834 KB) ( 158 )

	294	基于改进鲸鱼算法的复合材料层合板优化设计
		>王伟平，钟锐，王青山
		针对层合板铺层优化问题，提出一种改进鲸鱼算法(IWOA)。通过引入对立学习策略保持进化过程的多样性，同时结合非线性收敛因子和自适应阈值提高IWOA的全局搜索能力；以层合板的铺设角度为设计变量、基频及带隙为优化目标进行板的频率优化，并使用Ritz法求解。基于IWOA算法对长宽比分别为1和2的复合材料矩形层合板进行优化研究，并与经典鲸鱼算法(WOA)、分层优化算法(LOA)和差分进化算法(DE)进行比较分析。结果表明，相较于LOA、DE和WOA算法，IWOA具有更好的全局收敛性，且在处理多模态问题时更具可靠性。
		2023 Vol. 42 (19): 294-300 [摘要] ( 102 ) HTML (1 KB) PDF (1262 KB) ( 118 )

	301	绳控多模块固面天线展开动力学分析与优化
		>朴丽花1，秦远田1，张子昊1，陈金宝1，李波2
		首先，针对一种扭簧驱动的双绳控固面天线，建立了基于欧拉－拉格朗日方程的天线展开动力学模型，研究了绳索张力对天线展开运动参数的影响。其次，对绳控天线反射面系统的完整展开过程进行动力学仿真，得到的仿真中的展开情况与数值计算结果相符，验证了理论模型的正确性。最后，为了使天线反射面充分展开，采用序列二次规划算法(Sequential Quadratic Programming)，分别在无绳和有绳控制系统中，对驱动扭簧进行优化设计，通过优化使得展开更为合理并减少了反射面的展开包络空间。研究表明，通过引入绳索系统能够提高天线展开过程的稳定性，有效降低了各铰链关节处的负载峰值。研究结果可为绳控固面天线的展开过程设计提供理论指导，并具有实际工程意义。
		2023 Vol. 42 (19): 301-308 [摘要] ( 85 ) HTML (1 KB) PDF (3156 KB) ( 243 )

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