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 2024年 43卷 5期 刊出日期：2024-03-15 论文        论文 1 高速磁浮列车-轨道梁耦合系统轨道不平顺敏感波长研究 >韩艳1,2，卜秀孟1，王力东1,2,3，罗颖1,2，李凯3 轨道不平顺是诱发车-桥系统耦合振动的主要激励源之一，探明系统耦合振动不平顺敏感波长，对线路管理具有重要参考价值。首先，建立了高速磁浮列车-轨道梁耦合系统空间模型，其中磁浮列车被模拟为具有537个自由度的多体动力学模型，轨道梁被模拟为空间有限元模型，两者之间通过基于PD控制理论的磁轨关系耦合。其次，以上海高速磁浮为研究背景，选用5车编组列车驶过20跨简支梁桥为计算条件，通过与实测结果对比验证了模型的正确性。最后，考虑轨道谐波不平顺激励，探讨了不同方向的轨道不平顺组合、不同轨道不平顺幅值和不同车速对列车和桥梁动力响应敏感波长及列车运行平稳性的影响。结果表明：磁浮车-桥系统横向振动和竖向振动耦合性很弱；在设计车速430 km/h下，车体竖向、侧滚和点头加速度敏感波长分别为140~180 m、60~100 m和120~160 m，车体横向和摇头加速度敏感波长大于200 m；波长为80 m、105 m、115 m、140 m和160 m时会分别引发车体侧滚、摇头、横向、点头和竖向方向的共振；车体和主梁的响应幅值与轨道不平顺幅值基本呈线性关系；当轨道不平顺幅值为1mm时,在计算车速200、250、300、350、390和430km/h工况下车体侧滚加速度峰值随车速变化不大，其他四个自由度方向的加速度峰值随着车速的增大而减小，主梁竖向加速度幅值随车速的增大成呈线性增大；从车体的横向和竖向Sperling指标可以看出，车体的Sperling指标均小于2.5，磁浮车辆的运行平稳性良好。 2024 Vol. 43 (5): 1-11 [摘要] ( 242 ) HTML (1 KB)  PDF (5066 KB)  ( 86 ) 12 大跨度公铁两用双层钢桁梁涡激振动控制研究 >陈天瑀1,2,马存明1,2,段青松3,向鸿鑫1,2 桥梁的涡激振动主要受到主梁断面的气动外形、结构动力特性与来流特性的影响，而大跨桥梁是典型的风致敏感结构，所以在大跨度桥梁的设计中应当引起重视。本文以某大跨度公铁两用双层板桁组合桁架桥为背景，在XNJD-1回流串联风洞中进行了风洞试验，研究了该主梁的涡激振动现象。之后通过CFD数值模拟分析了其主梁断面的涡激振动机理，并且将展向周期摄动法应用于钢桁梁的涡激振动控制，采取了一系列气动控制措施来抑制主梁的涡激振动，其中L型分流板与波浪形风嘴完全抑制了主梁的涡激振动。本文还通过风洞试验研究了波浪形风嘴的几何参数对抑振效果的影响，试验结果表明波浪形风嘴的抑振效果对幅值变化比较敏感，增大幅值可以有效抑制主梁的涡激振动。 2024 Vol. 43 (5): 12-19 [摘要] ( 107 ) HTML (1 KB)  PDF (3433 KB)  ( 58 ) 20 线形布置双矩形柱的平均气动力特性试验研究 >姜会民1，杨群1,2,3，范佳豪1，刘小兵1,2,3 为研究线形布置双矩形柱的平均气动力特性，采用刚性模型测压风洞试验测试并分析了宽高比为1:4的双矩形柱在不同风向角和不同间距比下的平均阻力系数和平均升力系数，并与单矩形柱的试验结果进行了对比分析。在此基础上，通过分析平均风压分布进一步揭示了线形布置双矩形柱平均气动力系数的干扰机理。风向角α的变化范围为0°~90°，间距比P/B（双矩形柱的中心距与矩形柱宽度之比）的变化范围为1.2~8.0。研究结果表明：双矩形柱的平均阻力系数可分为0°≤α≤30°和30°<α≤90°两类；上游矩形柱的平均升力系数可分为0°≤α≤75°和75°<α≤90°两类；下游矩形柱的平均升力系数可分为0°≤α≤20°和20°<α≤90°两类。平均气动力系数的放大效应主要体现在上游矩形柱，平均阻力系数最大为单矩形柱的1.5倍，平均升力系数最大为单矩形柱的2.1倍。 2024 Vol. 43 (5): 20-30 [摘要] ( 80 ) HTML (1 KB)  PDF (4728 KB)  ( 124 ) 31 基于响应复合能量因子的波浪激励下高桩码头桩基损伤识别 >李成明1，王启明1,3，朱瑞虎2,3，胡艳1，王泊淳1 波浪是高桩码头桩基长期、重要外部激励，探索波浪激励下桩基损伤识别对构建码头健康监测体系具有重要意义。由于波浪激励下桩基动力响应呈现多类型信号混叠、窄带、非平稳的特性，使得现有损伤识别方法难以实现准确判定。为解决上述问题，首先构建基于自适应噪声的完备集成经验模态分解与K-means++的信号自动重构方法，以提取损伤特征子信号；然后，通过融合能量、相位等信息，构建新型复合能量损伤识别指标，以提高微小波浪激励下损伤识别的敏感性和鲁棒性。进一步,在高桩码头桩基多种损伤工况下开展波浪激励试验，验证新方法在损伤识别方面的有效性。结果表明，新构建的复合能量因子兼顾能量、相位的优点，能准确识别出损伤存在、损伤位置和损伤程度。 2024 Vol. 43 (5): 31-40 [摘要] ( 71 ) HTML (1 KB)  PDF (4347 KB)  ( 25 ) 41 基于广义积分变换法海洋温差能大口径冷水管强迫振动分析 >谭健1,张理2,王冲1,张玉龙3,张玉1,段梦兰1 复杂多变的海洋工况将诱发大口径冷水管强迫振动，为探明均布载荷、线性变化的静水压力、集中载荷和周期载荷作用下冷水管振动响应机制。基于Euler-Bernoulli梁理论，建立了管道动力学控制方程，采用广义积分变换法，求解了系统强迫振动的解析解，并与同伦摄动法相对比，验证了该方法的高精度和有效性，分析了内流、粘弹性耗散系数、阻尼比和质量比对管道振动特性的影响。结果表明：当内流流速对应的振动频率与固有频率接近时，管道将出现动态失稳。增大粘弹性耗散系数、阻尼比和质量比对横向位移的抑制效果呈现依次递减的规律，改变激振位置和激振频率可显著改变管道横向位移。本文的研究成果可对冷水管的初期设计提供一定的指导作用。 2024 Vol. 43 (5): 41-51 [摘要] ( 95 ) HTML (1 KB)  PDF (3565 KB)  ( 17 ) 52 电液3-UPS/S并联稳定平台参数振动特性分析 >袁晓明1，2，王维锜1，2，庞浩东1，2，张立杰1，2 针对电液3-UPS/S并联稳定平台驱动液压缸的压力脉动所产生的参数振动，建立了稳定平台的参数振动方程并利用多尺度法求解了主共振响应与组合共振响应的一次近似解；分析了主共振与组合共振响应特性以及振动幅值在初始工作空间内的变化规律，最后采用四阶龙格库塔法与模态试验对参数振动模型进行验证，结果表明：数值解与理论解之间的最大误差为4.2%，固有频率理论值与试验值之间的最大误差为4.66%，可验证参数振动模型的正确性。 2024 Vol. 43 (5): 52-61 [摘要] ( 77 ) HTML (1 KB)  PDF (5314 KB)  ( 28 ) 62 压缩感知字典迁移重构的小样本轴承故障诊断 >孙洁娣1,2，赵彬集1，温江涛3，时培明3 针对实际应用中智能轴承故障诊断面临标签样本严重不足的问题，本文提出一种结合压缩感知、字典学习和迁移的数据增强算法，用于小样本故障诊断研究。首先，利用源域标签数据通过小波包字典学习和优化方法生成特定源域字典，并得到共享表示系数，获取故障内在信息；之后采用少量目标域信号微调共享表示系数，并更新源域字典生成迁移字典；最后通过共享表示系数和迁移字典生成大量具有目标域特征的新样本，实现数据增强。文中采用常用的深度故障诊断网络对本文的数据增强算法进行了诊断性能验证，结果表明该方法产生的信号具有故障的有效信息，用于模型训练和识别能够取得较好的诊断性能。本文方法为小样本故障诊断问题提出了新的思路。 2024 Vol. 43 (5): 62-71 [摘要] ( 83 ) HTML (1 KB)  PDF (3265 KB)  ( 49 ) 72 基于CEEMDAN-HT的永磁同步电机匝间短路振动信号故障特征提取研究 >夏焰坤，李欣洋，任俊杰，寇坚强 由于长时间处于高负荷运行状态，永磁同步电机（PMSM）定子绕组线圈匝与匝之间的绝缘性能容易降低，导致出现匝间短路，此时电机的振动强度会发生改变。针对此现象，本文提出将自适应噪声完备经验模态分解（CEEMDAN）与希尔伯特变换（HT）结合，构成一种CEEMDAN-HT非线性信号分析方法，并将其应用于提取振动信号故障特征。首先，利用CEEMDAN算法分解振动信号，得到一系列本征模态函数（IMF），并将主元分析中的方差贡献率用于识别包含故障特征信息的IMF。其次，使用HT对方差贡献率较高的IMF进行分析，并以三维联合时频图呈现时间、瞬时频率与幅值，得到了主要故障特征。最后，使用ANSYS有限元软件建立了电机短路故障模型，并搭建了短路故障实验平台，通过对比有限元仿真结果与实验结果，对本文提出的方法进行了有效性和准确性验证。 2024 Vol. 43 (5): 72-81 [摘要] ( 83 ) HTML (1 KB)  PDF (3957 KB)  ( 24 ) 82 基于机器学习-网格搜索优化的砂土液化预测 >王昭栋1,王自法2,3,李兆焱2,苗鹏宇1,吴禄源1 砂土液化是一种破坏力较强的地震次生灾害，传统的砂土液化判别方法存在一定的局限性。提出两种液化判别方法，第一种是基于新西兰岩土数据库（New Zealand Geotechnical Database，NZGD）中519组静力触探试验数据，建立具有砂土液化预测功能的机器学习模型。首先建立支持向量机（Support Vector Machine，SVM）、随机森林（Random Forest，RF）、XGboost（eXtreme Gradient Boosting，XGB）三种机器学习分类模型，运用网格搜索法（GridSearchCV）进行超参数优化后，采用整体精度（OA）、精确率（P）、召回率（R）、F1值对模型进行性能评估，对历史液化数据进行模型验证并与国内外方法进行结果对比。第二种是基于历史震害数据，采用经验判断法确定的静力触探初判条件。结果表明：随机森林可作为一种具有较强的预测能力的液化判别模型，通过与国内《岩土工程勘察规范》以及国际Olsen方法进行对比，选取要素简便且计算迅速的随机森林能够达到与上述两种权威方法接近的准确性，是一种可实行的液化判别模型；此外，基于历史液化数据库归结出不同烈度下，具备液化埋深限制的锥尖阻力阈值，经数据验证在7烈度区、8烈度区、9烈度区的准确率良好，与《岩土工程勘察规范》进行对比发现有可操作性好、可解释性强、可适用性广等优点。所建立的模型对砂土液化预测具有较强的适用性，静力触探初判条件亦可作为快速液化判别的参考值，二种方法结合可对科学研究和工程建设提供较好的参考价值。 2024 Vol. 43 (5): 82-93 [摘要] ( 107 ) HTML (1 KB)  PDF (4612 KB)  ( 21 ) 94 基于流形特征域适配的滚动轴承故障诊断 >周宏娣，黄涛，李智，钟飞 针对变工况下存在两域特征分布复杂，数据在原始空间进行分布对齐时，特征扭曲和发散难以消除等问题，提出一种基于流形特征域适配（MFDA）的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过无监督的方式生成一个与目标域具有相似分布的中间域，构建与源域、中间域和目标域相关的公共子空间，并利用局部生成差异度量保留数据在子空间中的流形局部几何结构，以避免数据对齐时出现扭曲和发散；同时利用最大均值差异度量对齐中间域和目标域，以最小化两域间的分布差异，保证数据间局部与全局结构的相关性。最后，利用学习到的特征，以最小二乘法实现滚动轴承的跨域故障识别。在三组滚动轴承数据集上进行实验验证，与其他智能识别算法相比，所提方法能有效避免特征扭曲和发散，且具有优良的泛化性能。 2024 Vol. 43 (5): 94-102 [摘要] ( 62 ) HTML (1 KB)  PDF (2341 KB)  ( 78 ) 103 保持架对低温工况全陶瓷球轴承振动特性的影响 >夏忠贤1，吴玉厚1，包志刚1，范永中2，闫海鹏3，孙健1 为探究保持架对低温工况下全陶瓷球轴承振动特性的影响，开展氮化硅全陶瓷球轴承低温工况下的理论与试验研究，测试并分析装配有不同材料保持架的全陶瓷球轴承振动信号特征。研究结果表明，保持架的振动特性与其受力状态的贡献特征频率类似，均以保持架特征频率fc，陶瓷球特征频率fb的倍频、内圈特征频率fi的倍频及保持架与内圈耦合的特征频率成分为主；改变轴向载荷及试验温度，装有聚合物基和胶木保持架的全陶瓷球轴承振动速度小于装有碳纤维复合材料保持架的全陶瓷球轴承，但装有碳纤维复合材料保持架的全陶瓷球轴承峭度值小于装有胶木和聚合物基复合材料保持架的全陶瓷球轴承，即在全陶瓷球轴承信号平稳性以及降低故障概率方面，碳纤维复合材料要优于胶木和聚合物基复合材料。研究结果对于低温工况下全陶瓷球轴承保持架的选取具有一定的参考与借鉴价值。 2024 Vol. 43 (5): 103-109 [摘要] ( 81 ) HTML (1 KB)  PDF (2989 KB)  ( 62 ) 110 支架固定馆藏人物俑文物的抗震优化设计研究 >王萌1,2,施勋1,2,4,杨维国1,2,葛家琪3,马伯涛3,张曼生3,刘佩1,2 为优化支架固定馆藏人物俑文物的抗震效果，选取不同尺寸和体态的典型地震易损人物俑文物复制品（武士俑和唐三彩人物俑），开展文物复制品-优化组合措施（支架和卡固件）抗震系统振动台试验，获得影响文物复制品运动状态的关键优化参数、文物复制品与支架相互作用规律，并检验组合措施对较大体积人物俑文物的抗震固定效果。建立文物复制品-组合措施相互作用系统数值分析模型，通过参数分析，获得支架与文物间安装缝隙、在安装缝隙内填充不同种类隔震垫对文物动力响应的影响、文物复制品与固定措施相互作用规律及采用独立支架/组合措施有效固定人物俑的最小支架尺寸，为兼顾安全性及最小干预原则的固定措施优化设计提供必要依据。结果表明：相比独立支架，组合措施能够有效降低人物俑文物动力响应，有效提高固定效果；为保证人物俑文物安全，建议支架与文物间安装缝隙不大于5mm；在缝隙中填充橡胶垫及硅胶垫可使文物与支架间相互作用力降低50%~75%，有效防止文物局部损伤；当人物俑文物体型超过一定限值，独立支架不再适用，建议选择支架和随形卡固件组合措施。 2024 Vol. 43 (5): 110-120 [摘要] ( 55 ) HTML (1 KB)  PDF (3794 KB)  ( 30 ) 121 桥梁抗风型TMD对车-桥耦合振动系统减振性能研究 >刘修平1，王涛1，杨克焕2，冯宇1，韩万水1 为研究桥梁抗风型调谐质量阻尼器(TMD)对车辆荷载引起结构振动的减振效果，并揭示车载作用下的TMD激振机理，提出了基于模态动能演化的多自由度结构TMD控制方法，确定了安装TMD的最优设计参数和布设位置；考虑桥梁有限元模型动力求解的通用性，基于桥梁三维动力分析系统BDANS软件建立了车-桥-TMD动力耦合分析系统；以经典单自由度移动弹簧质量过简支梁模型为研究对象，分析了车-桥-TMD系统振动特性，结合某深水区非通航桥梁抗风型TMD工程实例分析了TMD对车致振动的减振效果和机理。研究结果表明：TMD行程幅值与减振效果呈现正相关特点，即行程幅值越大对车-桥动力效应引起的振动减振效果越好；安装TMD可以显著提高结构的等效阻尼比，满足等效阻尼比>1%的工程需求，提高桥梁结构振动的稳定性；TMD在一定条件下可以减小车辆通过时引发桥梁竖向位移冲击效应，最大可减少3%左右；TMD对车-桥2个子系统的加速度瞬态峰值均起到了一定的抑制效果，尤其对桥梁结构竖向振动加速度作用效果明显，安装TMD后的桥梁跨中竖向振动加速度RMS值减少约20%；对大跨钢箱桥梁而言，相比较小的车辆荷载冲击效应，一阶竖弯呈邻跨反对称特性的桥梁结构在车辆通行过程中更容易激起TMD，使桥梁结构获得更佳的减振效果。 2024 Vol. 43 (5): 121-130 [摘要] ( 65 ) HTML (1 KB)  PDF (3685 KB)  ( 25 ) 131 考虑滚动体滑移的全陶瓷角接触球轴承非线性动态特性分析 >张珂1,2，张立奇1，王展1，高刘旺1 为了探究陶瓷滚动体发生滑移运动时全陶瓷角接触球轴承的动态特性,建立了滚动体与轴承外圈的接触模型,计算了滑移情况下的接触参数。在此基础上建立了考虑滚动体滑移行为的全陶瓷角接触球轴承动力学模型,通过模型的计算结果分析了轴承系统的振动特性和周期规律。由模型计算结果可知,滚动体发生滑移运动时接触变形和接触面积随载荷的增大而增大,然而接触变形远小于正常接触时的情况,接触面积大于正常接触时的情况。搭建了轴承转子实验台进行振动试验,在实验工况条件下得到的全陶瓷轴承振动幅值与模型计算的结果平均误差仅为0.68%,证明了模型的准确性。该研究为全陶瓷角接触球轴承的接触机理研究和动态特性分析提供了一定的理论依据。 2024 Vol. 43 (5): 131-138 [摘要] ( 50 ) HTML (1 KB)  PDF (3756 KB)  ( 14 ) 139 基于数字图像技术振动台试验结构位移信息捕捉技术研究 >常铭宇1,2，申玉生1,2，张熙1,2，高登1,2，骆阳1,2，王浩鱇1,2 针对振动台试验模型箱位移、围岩错动以及隧道衬砌变形监测的需求，将Yolo-V2、改进Canny边缘检测、Hough变换及倾斜矫正技术相结合，提出了一种倾斜影像的自动矫正技术，实现了将倾斜影像修正为相机光轴垂直于测点运动平面的图像分析；提高了试验数据结果的处理精度，扩大了目标追踪算法在结构位移和变形监测的使用范围。同时通过核相关滤波技术完成对修正后的影像进行追踪，形成一套完整的地震动信号、捕捉与监测系统。采用该系统进行了强震作用下穿越断层隧道韧性结构减震抗错性能试验研究，分别对模型箱位移、围岩错动和隧道衬砌变形进行信号识别与捕捉，同时对比分析了高精度拉线式位移计和位移传感器采集的数据，验证了系统的可靠性。结果表明，在监测点位设有标记物时，首先对采集结果进行倾斜矫正后追踪，通过监测结果与位移传感器进行对比，两者的2-范数小于0.005；而在无标记物时对结构表面特征物进行追踪，精度达到了97.5％；试验数据证明通过倾斜影像自动矫正技术来完成非对正对标记物时的影像进行追踪具有较高可靠性。 2024 Vol. 43 (5): 139-148 [摘要] ( 77 ) HTML (1 KB)  PDF (4617 KB)  ( 24 ) 149 基于多尺度形态滤波和递归求差的冲击特征自适应分离方法 >和丹1,2，权伟1，汤明军3，刘晖1 针对故障诊断中的耦合冲击特征提取和分离难题，提出了一种基于多尺度形态滤波(Multiscale morphological filtering，MMF)和递归求差的冲击特征自适应提取与分离方法。首先，利用EA指标和频响特性分析，从典型组合算子中筛选出适合冲击特征分离的CMFH形态学算子；其次，利用CMFH形态学算子和加权谐噪比(WHNR)指标实现周期性冲击特征提取；然后，利用SOSO（Strengthen Operate Subtract Operate）技术抑制谐波干扰和白噪声，进一步增强周期性冲击特征；最后，通过迭代求差思想构造循环滤波器，对周期性冲击特征进行多尺度提取与分离。仿真数据和牵引电机轴承故障数据分析结果表明，本文所提方法在随机冲击、谐波干扰下的周期性冲击提取能力优于最新盲解卷积(CYCBD)方法和经典谱峭度方法。 2024 Vol. 43 (5): 149-158 [摘要] ( 96 ) HTML (1 KB)  PDF (4486 KB)  ( 32 ) 159 框架柱托换节点抗震性能研究 >李书蓉1，2，张鑫1，2，岳庆霞1，2，巩善亮3 为了研究框架柱托换节点的抗震性能，设计了5个包裹式托换节点，进行往复加载试验，分析结合面高度和界面钢筋对托换节点破坏形态和抗震性能的影响。建立了托换节点的非线性数值计算模型，验证了数值计算模型的正确性。试验和分析结果表明：结合面高度对托换节点的抗震性能影响显著，结合面高度为200mm时，界面钢筋影响托换节点的破坏模式，托换节点的初始刚度随着界面钢筋数量的增加而增大；结合面高度为300mm时，界面钢筋对托换节点的抗震性能影响较小。 2024 Vol. 43 (5): 159-165 [摘要] ( 71 ) HTML (1 KB)  PDF (3577 KB)  ( 125 ) 166 一种用于误差通道预辨识的气动冲击锤特性分析 >李锋1，杨铁军1，吴磊2，徐阳2，黎文科1，李新辉1，朱明刚1 本文针对船舶机械设备主动减振系统的误差通道预辨识问题，研制了一种气动冲击锤作为激励力源。为了解气锤的特性，对其开展仿真和试验研究。首先通过建立气锤气体做功过程的热-机耦合模型和锤头冲击过程的动力学模型，得到锤头冲击速度、冲击力及冲击时间之间的数学物理关系，对比分析活塞组件工作过程的仿真和试验测试结果；然后探讨复位弹簧刚度、活塞与气缸壁之间的粘性阻尼、气缸内的死区容积等结构动力学参数对锤头冲击速度的影响。最后对气锤冲击力的仿真和测试结果进行对比分析，并应用气锤对弹性结构进行传递函数测试，与传统力锤激励的测试结果进行比较，验证气锤对结构动力学特性参数测试的可行性和有效性。 2024 Vol. 43 (5): 166-172 [摘要] ( 82 ) HTML (1 KB)  PDF (1970 KB)  ( 100 ) 173 弯管内可控万向铰接柔性管动力学特性研究 >林志强1，罗敏1，王晶2，徐亭亭1，李巧珍1 本文针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题，以弯管和可控铰接柔性管为研究对象，采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论，引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束，以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触，建立了弯管内可控万向铰接柔性管多体系统接触非线性动力学的数值计算方法。以超短半径水平井造斜段柔性钻具为例，根据贝克休斯公司的钻具动力学特性标准，对柔性钻杆的振动特性进行了评价，研究了不同转速和不同钻压对柔性钻杆动力学特性的影响。研究结果表明：横向振动是导致柔性钻具可能失效的主要因素；柔性钻杆的横向振动剧烈程度随着转速的增加而减小，随着钻压的增加而增大。 2024 Vol. 43 (5): 173-181 [摘要] ( 58 ) HTML (1 KB)  PDF (2385 KB)  ( 17 ) 182 基于格林函数正交各向异性切口板自由振动特性分析 >杨永育1,2,李腾岳2,程长征2,赵航1,葛仁余1 正交异性板因重量轻、承载能力强等优点而被广泛运用于工程结构。基于格林函数，结合新兴的近场动力学微分算子 (Peridynamic differential operator, PDDO)，提出一种分析正交各向异性板自由振动特性的方法。首先，将振动控制方程中的位移函数假设为含格林函数的一阶积分形式；其次，将线性四阶偏微分方程分别在切口板的径向和周向离散成代数方程；最后，通过PDDO构造插值函数表示径向和周向非公共离散点位移，建立自由振动广义特征方程，获得正交各向异性切口板自振频率及振型，证明了该方法的准确性，并分析切口几何参数对结构振动特性的影响规律，为板壳结构设计提供支撑。 2024 Vol. 43 (5): 182-187 [摘要] ( 95 ) HTML (1 KB)  PDF (1149 KB)  ( 121 ) 188 海底长周期地震动预测模型：以日本相模湾海域为例 >田浩1,2,3,胡进军1,2,谭景阳1,2,靳超越3，刘名吉1,2 地震动反应谱预测模型是地震危险性分析的基础，基于日本K-NET台网相模湾地区的892组海域地震动数据和4033组陆域地震动数据，考虑震级、震源距、震源深度以及震源类型和场地，建立了PGA和0.05～15.0 s的海域地震动加速度反应谱预测模型。通过残差分析以及相关性分析检验了模型的合理性，并分析了震源类型以及震源深度对反应谱的影响，对比了海陆地震动预测模型的差异。结果表明：震源类型以及震源深度对模型预测结果影响显著，水平向海域模型以及长周期（T>1.0 s）竖向海域模型所预测反应谱大于陆域模型所预测的反应谱值，且水平向和长周期竖向模型的场地放大系数均大于1。本模型可为长周期海域地震动模型的建立和概率地震危险性分析提供参考，为长周期海域工程的抗震设防提供依据。 2024 Vol. 43 (5): 188-201 [摘要] ( 91 ) HTML (1 KB)  PDF (7847 KB)  ( 38 ) 202 大型汽轮发电机定子端部绕组物理参数识别及数学模型建立方法研究 >赵洋1,2,3，刘晋珲1，肖洋1，邓聪颖1，马莹1 从结构的数字化模型频响函数出发，利用最小二乘复频域法识别模态参数，进一步用获取的模态参数修正集中质量法推导出的物理参数，从而建立符合结构动力特性的数学模型。首先通过固支梁模型算例验证该方法的可行性；然后对600MW大型汽轮发电机端部绕组的精细化有限元模型进行模态分析，并与实测结果进行对比，验证了该模型的合理性；此后，基于该有限元模型获取的频响函数和模态参数，识别出端部绕组的物理参数并建立其数学模型。结果表明：1、在75~115Hz频率段中，最小二乘复频域法识别出的端部绕组模态与有限元结果对比表明，固有频率和阻尼比的最大误差出现在第一阶模态中，分别为0.27%和0.5%，模态振型接近；2、通过数学模型和有限元模型计算的端部绕组固有频率最大误差为0.27%，模态振型一致；3、数学模型计算的频响函数与有限元结果对比表明，测点的频响函数最高匹配度可达95%，多数测点的频响函数匹配度超过85%。该方法可为大型汽轮发电机定子端部绕组动力学的准确建模提供依据。 2024 Vol. 43 (5): 202-213 [摘要] ( 78 ) HTML (1 KB)  PDF (3860 KB)  ( 32 ) 214 圆弧形蜂窝夹芯板在低速冲击下的动力响应研究 >余阳，付涛 为了研究具有负泊松比特性的圆弧形蜂窝夹芯板的动力响应，本文基于哈密顿原理和一阶剪切变形理论推导了圆弧形蜂窝夹芯板的运动方程，同时建立两自由度的质量-弹簧模型来获得蜂窝夹芯板与冲击器之间的接触力，利用Navier法和Duhamel积分对圆弧形夹芯板的运动方程解析求解。在理论模型有效性验证方面，低速冲击下蜂窝夹芯板中心最大横向位移的理论模型计算结果与ABAQUS有限元仿真结果的最大相对误差为4.9%，同时求得理论模型与已发表文献计算出的接触力最大相对误差为8%，验证了理论模型的有效性。通过理论模型研究了蜂窝胞元参数变化对蜂窝夹芯板动力响应的影响，研究结果表明：随着球形冲击器的冲击速度递增，圆弧形蜂窝夹芯板中心最大横向位移也呈现出递增的规律；圆弧形蜂窝夹芯板的抗冲击特性随着蜂窝胞元半径或角度的增大而减小，当蜂窝胞元半径从5 mm增加至7 mm时，蜂窝夹芯板的抗冲击特性减少40.28%；当蜂窝胞元角度从30°增加至60°时，蜂窝夹芯板的抗冲击特性减少83.64%；蜂窝夹芯板的抗冲击特性随着蜂窝胞元壁厚的增大而增大，当蜂窝胞元壁厚从1 mm增加至3 mm时，蜂窝夹芯板的抗冲击特性提升59.51%。通过减小胞元角度和半径，增加胞元壁厚可以提升圆弧形蜂窝夹芯板的抗冲击特性。 2024 Vol. 43 (5): 214-222 [摘要] ( 122 ) HTML (1 KB)  PDF (2510 KB)  ( 35 ) 223 考虑滞回效应的螺栓连接组合结构非线性随机振动分析 >吴鹏辉1,王纪磊1,毛晨洋1,赵岩1,2 针对具有滞回效应的螺栓连接组合结构，结合虚拟激励法和多谐波平衡法实现了随机振动响应频域功率谱分析。首先，对于随机激励作用下的组合结构，以Jenkins模型进行本构建模。其次，将随机激励表达为复指数级数，将响应谱分析转化虚拟响应的向量运算，提出了扩展虚拟激励法（E–PEM）。最后，对虚拟响应求解中频域本构的计算困难，引入时频变换（AFT）处理；将非线性迭代转换为优化问题并利用信赖域方法求解，有效解决了传统牛顿法的收敛困难。以二自由度和组合梁模型为对象，研究了结构的随机振动响应谱特性，并同蒙特卡罗模拟法（MCS）对比验证E–PEM的正确性，同时对结构特有的非线性随机振动机制进行了讨论。结果表明：本文建立的E–PEM为一般非线性结构随机振动频域分析提供了一个可借鉴的求解思路。 2024 Vol. 43 (5): 223-230 [摘要] ( 95 ) HTML (1 KB)  PDF (1766 KB)  ( 67 ) 231 基于动作捕捉与深度学习的跳跃荷载重构方法 >王浩祺，于秉仟，陈隽 通过学科交叉，采用医学和运动生物力学中的动作捕捉技术开展了27人次的跳跃荷载实验，总计获得9985条单次跳跃地反力时程曲线及其对应的人体特征点运动轨迹。利用卷积神经网络技术，以特征点轨迹作为网络输入，分别以地反力三参数模型和多参数模型的目标参数作为输出，训练获得轨迹与地反力之间的高维非线性关系，实现了跳跃荷载重构。与实测荷载的对比表明，跳跃荷载三参数模型能较好地重构单次跳跃曲线的幅值，而多参数模型能更好地反应荷载的时频域特征，适用于不同的使用场合。文中所提出的方法可作为一种新型的跳跃荷载间接测量手段，结合计算机视觉技术开展服役工程结构的人致荷载监测。 2024 Vol. 43 (5): 231-238 [摘要] ( 89 ) HTML (1 KB)  PDF (2330 KB)  ( 25 ) 239 基于改进交替迁移学习的滚动轴承故障诊断算法 >王鹏，李丹青，王恒 针对不同型号滚动轴承监测信号之间特征分布差异大、故障数据样本少，导致轴承故障精度低的问题，本文提出了一种基于改进交替迁移学习的滚动轴承故障诊断算法。为了充分发挥卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN) 对二维数据优秀的特征提取能力，首先将一维振动信号转化为二维图像，输入到深度卷积神经网络中学习；其次，为了减少源域与目标域数据间的特征分布差异，提出了改进的交替迁移学习(improved alternately transfer learning, IATL)，通过交替计算域间的CORAL损失函数和最大均值差异(maximum mean discrepancy, MMD) 损失函数，并反向传播更新各层网络权重与偏置参数，以实现变工况、跨轴承型号和小故障样本条件下轴承特征迁移适配；最后，在全连接层使用Softmax函数对目标域数据进行故障诊断。为了验证本文所提算法的有效性，采用凯斯西储大学(Case western reserve university，CWRU) 的滚动轴承数据集进行了迁移试验验证。结果表明，与仅计算CORAL损失函数和MMD损失函数等算法对比可知，本文算法有效地减少了领域数据之间的特征分布差异，具有较高的故障分类准确率。 2024 Vol. 43 (5): 239-249 [摘要] ( 78 ) HTML (1 KB)  PDF (4318 KB)  ( 11 ) 250 基于比例边界有限元法计算应力强度因子的不确定量化分析 >胡昊文1，2，陈灯红1，2，王乾峰1，2，胡记磊1，2，骆欢1，2 应力强度因子（SIFs）是预测荷载作用下结构中裂纹产生和扩展的重要参数。半解析的比例边界有限元法（SBFEM）结合了有限元和边界元法的优势，在裂纹尖端或存在奇异应力的区域不需要局部网格细化，可以直接提取应力强度因子。本文在比例边界有限元法计算应力强度因子的框架下，引入随机参数进行蒙特卡罗模拟(MCs)，并提出一种新颖的基于蒙特卡罗模拟的不确定量化（UQ）分析。与直接的蒙特卡罗模拟不同，采用奇异值分解（SVD）构造低阶的子空间，降低系统的自由度，并使用径向基函数（RBF）对子空间进行近似，通过子空间的线性组合获得新的结构响应，实现基于MCs的快速不确定量化分析。考虑不同荷载状况下，结构形状参数和材料属性参数对应力强度因子的影响，使用改进的蒙特卡罗模拟计算应力强度因子的统计特征，量化不确定参数对结构的影响。最后通过若干算例验证了本文算法的准确性和有效性。 2024 Vol. 43 (5): 250-259 [摘要] ( 47 ) HTML (1 KB)  PDF (2907 KB)  ( 21 ) 260 基于共同稀疏贝叶斯学习的多频等效源近场声全息方法 >张凤敏，张小正，周蓉，张永斌，毕传兴 现有基于压缩感知的等效源近场声全息方法通常采用基于单频处理的单测量向量模型进行声场重建，此模型存在噪声鲁棒性较差以及重建精度不足的问题。实际中噪声源往往具有宽频特征，同一位置处不同频率的等效源源强聚集从而呈现共同稀疏特性，若充分利用源强的共同稀疏特性，可以改善重建性能。因此，本文提出一种基于共同稀疏贝叶斯学习的多频等效源近场声全息方法。在该方法中，首先采用多频协同处理，构建多频等效源近场声全息模型；然后为等效源源强施加共同稀疏约束，并使用共同稀疏贝叶斯学习方法求解等效源源强。与单频等效源近场声全息方法相比，所提方法可以获得更高的重建精度和更好的噪声鲁棒性。论文通过单极子声源仿真和小音箱实验验证了所提方法的优越性。 2024 Vol. 43 (5): 260-267 [摘要] ( 77 ) HTML (1 KB)  PDF (2163 KB)  ( 11 ) 268 复合磨床砂轮架模态分析与试验研究 >陈俊生，姚振强，汤振荣 基于赫兹接触理论建立了轴承滚动结合部接触模型，采用弹簧阻尼单元代替轴承滚子结合部，在ABAQUS有限元分析软件建立复合磨床砂轮架转塔有限元模型，对转塔结构进行模态分析。利用LMS结构试验系统对转塔结构进行模态测试与分析。试验表明，采用弹簧阻尼单元模拟轴承滚动结合部的有限元模态分析与动态实验结果吻合，验证了该方法的可行性。弹簧阻尼单元替代轴承可以减小建模难度，并为砂轮工作转频和转塔结构优化提供参考依据。 2024 Vol. 43 (5): 268-272 [摘要] ( 68 ) HTML (1 KB)  PDF (1651 KB)  ( 11 ) 273 近断层地震动作用下多塔超高层建筑地震易损性分析 >蒋莉1，刘震2，马兴亮 1 近断层地震动是一类含有高能速度脉冲的特殊地震动，其周期长、破坏性强、能量集中。多塔超高层建筑相比单塔超高层受力更加复杂，自振周期更长，速度脉冲能量更易输入结构，且可能对各塔造成较大的响应差异，但针对此类特殊情况抗震规范并未出台相应条文。对此，以一个三塔超高层建筑为例，以多种近断层、非近断层地震动，及高能速度脉冲为地震动输入，利用大型有限元软件进行地震时程分析，并以层间位移角和最大位移为主要分析对象，对主塔副塔结构进行地震易损性分析。结果表明：算例结构在各种地震动作用下，均可以满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”要求；但近断层地震动对于结构产生的响应远大于非近断层地震动；比较各种损伤状态的损伤概率，近断层地震动较非近断层地震动平均上升11.79%。进一步分析其中高能速度脉冲发现：速度脉冲是造成近断层地震动对结构损伤的重要因素，较小的速度脉冲就有可能对主塔产生较为严重的结构损伤。 2024 Vol. 43 (5): 273-282 [摘要] ( 75 ) HTML (1 KB)  PDF (3461 KB)  ( 28 ) 283 用于航天器耦合微振动分析的修正动质量法 >柴江帅，罗青 针对航天器的微振动耦合问题，本文分别通过动力学平衡方程、动质量法和机械阻抗理论推导建立了微振动源与支撑结构的耦合传递模型，并对比分析了传统动质量法的适用范围。研究表明传统动质量法会对低频范围内耦合特性分析带来较大误差，且适用于微振动源质量远小于支撑结构的情况。在此基础上，提出了基于机械阻抗理论的修正动质量理论方法，并据此建立了反作用飞轮与航天器平台结构的耦合动力学模型，重点给出了采用修正动质量法对陀螺效应的处理方式。利用所建模型，仿真分析了反作用飞轮微振动对航天器平台结构动态影响，以及陀螺效应对系统动态特性的影响规律。本文所提出的修正动质量法可为航天器耦合微振动分析及地面微振动测试的开展提供理论参考。 2024 Vol. 43 (5): 283-291 [摘要] ( 100 ) HTML (1 KB)  PDF (2076 KB)  ( 43 ) 292 适应火工装置冲击环境的铝蜂窝缓冲特性研究 >史文辉1，岳帅1，刘洲2，肖余之3，杜忠华1，刘志2，高光发1 针对火工装置发射过程中对卫星平台产生的冲击，设计了一种基于铝蜂窝的新型空间发射缓冲结构，通过火药密爆试验和铝蜂窝准静态压溃试验分别建立了空间火工发射装置内弹道模型和铝蜂窝压溃模型，在此基础上建立了发射后坐动力学模型，并重点研究了火药药量和铝蜂窝内径对发射后坐特性的影响。研究结果表明：当火药药量增大0.3 g，后坐力平均值增大了1.95%，牵引体发射速度增大了5.10%，后坐位移增大了7.64%，后坐力持续时间减小10.3%。当铝蜂窝内径从148 mm分别减小1 mm和2 mm时，后坐力平均值增大了4.06%和9.08%，牵引体发射速度增大了0.22%和0.54%，后坐位移增大了3.38%和15.24%。同时以上参数的合理选择可以有效降低发射后坐力并保证牵引体的发射性能。 2024 Vol. 43 (5): 292-301 [摘要] ( 128 ) HTML (1 KB)  PDF (3395 KB)  ( 26 ) 302 弹性环式挤压油膜阻尼器一体化圆柱滚子轴承保持架振动特性分析 >王树涵1,2，杨海生1，唐瑞2，罗斌2，杨小民1，邓四二1 航空发动机主轴中滚动轴承为了降低系统振动经常与弹性环式挤压油膜阻尼器(Elastic Ring Squeeze Film Damper，ERSFD)联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程，采用变步长积分算法(GSTIFF)建立圆柱滚子轴承与ERSFD耦合的动力学分析模型，对外圈带ERSFD的圆柱滚子轴承保持架振动特性和打滑率进行研究。研究结果表明：与未装配ERSFD的圆柱滚子轴承相比，ERSFD可以提高圆柱滚子轴承保持架的稳定性。过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性，需要选择合适的凸台数量和宽度。径向载荷与转速对带弹性环的圆柱滚子轴承保持架稳定性影响显著，保持架涡动频率的谐波次数随着径向载荷的增加而减少，其对应的幅值也减小；保持架涡动频率的谐波次数随着转速的增加而增加，其对应幅值也增加。 2024 Vol. 43 (5): 302-314 [摘要] ( 57 ) HTML (1 KB)  PDF (4450 KB)  ( 18 ) 315 贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析 >张荣飞1,2，孙伟1,2，骆海涛3，张辉1,2 在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制，因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。本文利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态，研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构的半解析动力学模型，包含：利用层间剪切变形原理，推导了约束阻尼层结构的应力应变关系，用复模量表征粘弹性层的阻尼特性；考虑螺栓的影响区域，提出用复面弹簧单元和修正质量模拟双搭接螺栓结合部的刚度、阻尼和质量特性；引入正交多项式作为位移容许函数，利用拉格朗日方程和Hamilton原理建立了局部贴敷“H型”约束阻尼层的螺栓连接薄板的动力学方程。进行了实例研究，通过组建的试验系统证明了所创建的复合结构半解析模型在求解固有特性及振动响应参数方面的合理性，同时试验及半解析模型计算结果均证明约束阻尼层对双搭接螺栓连接板具有减振效果。最后，基于所创建的半解析模型分析了贴敷面积及约束阻尼层厚度对双搭接螺栓连接板减振效果的影响。 2024 Vol. 43 (5): 315-327 [摘要] ( 57 ) HTML (1 KB)  PDF (3884 KB)  ( 86 ) 328 双轮支柱式起落架刹车振动分析与减振优化 >蒋伟1，2，张明1，2，胡晓航1，2，朱鑫1，2，唐立明1，2 以某型双轮支柱式起落架为研究对象，对飞机刹车诱导低频振动问题进行了研究，首先建立了完备的飞机着陆刹车滑跑整机六自由度数学模型，并在Simulnk中完成模型的搭建，用以分析了刹车控制律的部分参数对抖振的影响。其次，以轮轴中心航向加速度的Rms值作为振动量化指标，与结合系数效率一同设置为优化目标，基于NSGA-Ⅱ算法对液压刹车控制系统参数进行多目标优化设计，得到了优化变量的Parato最优前沿面和TOPSIS方法折衷最优解。最后，根据得到的优化设计方案对比分析优化前后的轮轴中心振动响应，并设置多组仿真工况检验了优化方案对不同着陆环境的适应性。结果显示优化后的起落架轮轴中心加速度Rms值最大降幅能达到14.53%，结合系数效率最大增幅为3.65%，表明所提出的起落架减振优化设计方法具有良好的实现性。 2024 Vol. 43 (5): 328-337 [摘要] ( 67 ) HTML (1 KB)  PDF (3176 KB)  ( 12 ) 338 谐波激励下压气机叶片多模态耦合振动特性研究 >李鑫1，陈官峰1，秦秀云1，程前1，潘容1,2，王春健1，张呈波3 航空发动机压气机叶片在振动台上进行疲劳试验时，振动台的简谐激励信号经过多个工装的摩擦界面传输过程中出现高阶倍频谐波分量。当叶片固有频率与激振频率的高阶谐波分量的频率相近时，叶片在外部简谐激励下会发生多模态耦合振动的现象，利用该试验特征可模拟航空发动机压气机叶片工作时的多模态耦合振动。本文通过振动疲劳多模态标定试验和激振试验，获取了叶片耦合振动时位移和应变的振动特性。数值分析和试验结果表明：a）叶片发生失效的位置与耦合振动各阶模态叠加后的振动大应力位置一致；b）随着叶片固有频率与高阶谐波分量频率之间频差的增加，高阶模态的振动应力呈指数下降的趋势。 2024 Vol. 43 (5): 338-344 [摘要] ( 105 ) HTML (1 KB)  PDF (1999 KB)  ( 33 )

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