2009年, 第28卷, 第10期 
刊出日期:2009-10-28
  

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    论文
  • 齐敦杰;李宁;颜家振;滕劲
    . 2009, 28(10): 1-3.
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    摘要:从工程应用出发,对比研究了18-8不锈钢Fe-Cr-Mo阻尼合金圆桶试样在自由和受迫振动条件下噪声的响应规律,同时还研究了激振力大小对两试样噪声响应峰值的影响以及两试样的隔声降噪性能。研究结果表明:无论自由振动条件下,还是受迫振动条件下,Fe-Cr-Mo阻尼合金都表现出较低的噪声响应性能。随着激振力的增大,两试样的噪声响应峰值均增大,但Fe-Cr-Mo阻尼合金试样的响应峰值较18-8不锈钢试样明显降低;Fe-Cr-Mo阻尼合金试样隔声时,较18-8不锈钢更能显著地降低了声源的噪声。

  • 张丽芳;艾军
    . 2009, 28(10): 4-7.
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    摘 要:针对旧桥中经常出现的桥头引道及伸缩缝破损情况,考虑接缝处沉降差引起的桥头跳车对桥梁振动的影响,提出与错台高度相关的桥头衔接状况五个等级划分标准。以我国常见的中小跨径简支梁为对象,基于五参数车辆模型的车桥耦合系统运动方程,用Newmark法进行数值求解,分析桥头引道沉降差对桥梁振动的影响。研究表明随着沉降差增加,汽车对桥梁的冲击效应明显变大,且随着车速的增大,冲击效应变大。沉降差在桥梁中产生的动力放大系数随着跨径增大而减小。另外,桥头沉降差使车辆竖向加速度瞬时变大,其绝对值随着错台高度的增加而迅速增大,该加速度变化与桥梁跨径无关。
  • 张萌;张振山;张文群
    . 2009, 28(10): 8-14.
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    摘要:针对目前快速复位型冲击隔离器设计的难点,提出快速复位性指标新的数学表述,将时间由指标函数转变为约束变量;分析了不同约束条件下单自由度线性系统冲击响应的特点,得到相应的位移峰值和加速度峰值解析表达式;在此基础上将设计问题化为10个约束和目标都为非线性函数的非线性规划方程,并用SQP方法对其进行求解;对求解后的结果进行了分析,得出了快速复位型冲击隔离器的一些重要特性与设计规律;最后建立了可工程使用的图解设计法。研究填补了冲击隔离理论在快速复位性方面的空白,具有重要的理论意义与工程应用价值。

  • 李春祥 李锦华 于志强
    . 2009, 28(10): 15-25.
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    摘要:输电塔线体系是国家重要的电力工程设施。显然,它们的安全性直接关系到国家电网运行的可靠性, 而风荷载是影响它们安全性的主要因素之一。首先,本文简要介绍了我国超高压、特高压输电线路的发展前景。接着,从输电塔线体系的分析模型、动力特性、风致动力响应、风致振动控制等几个方面,对输电塔线体系抗风设计理论的发展进行了综述。最后,论文重点阐述了输电塔线体系抗下击暴流风荷载设计的重要性,提出了有待于研究的若干问题。指出了对下击暴流风荷载的研究将为我国建造模拟雷暴风环境的新一代风洞实验室和输电塔线体系的抗下击暴流提供理论基础和设计指导,同时为输电塔线体系的风致振动控制设计与实现提供重要的参考。
  • 罗昌杰;刘荣强;邓宗全;王 闯;李萌
    . 2009, 28(10): 26-30.
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    摘要:通过试验方法研究了泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器在准静态作用下的吸能特性。首先,进行了泡沫铝,薄壁金属管塑性变形缓冲器及泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器的轴向压缩试验。然后,根据试验结果,对泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器的吸能特性进行了分析,并与独立的泡沫铝及薄壁金属管塑性变形缓冲器的吸能特性进行了比较。结果表明,泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器的吸能特性有了很大的提高。在吸收的能量一定时,泡沫铝填充结构能够减少吸能结构所需要的体积与质量。

  • 石永久;李 勇;王元清
    . 2009, 28(10): 31-35.
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    摘 要:预应力平面单层索网是几何非线性较强的柔性张拉结构,由索中预拉力及几何非线性提供平面外刚度,在静力平衡位置预应力刚度较小,荷载作用下结构发生较大变形,因而产生了较大的几何刚度。针对几何非线性对此结构受力特性影响的重要性,对结构几何非线性作了定量分析,提出了几何非线性因子的概念;采用几何非线性时程分析方法,探讨了影响不同几何非线性的单层索网的谐波地震响应。分析结果表明,索网长宽比及索预应力对几何非线性影响较大;单层索网动力响应存在峰值共振偏移现象;并指出峰值共振频率不同于结构的线性自振频率和非线性自振频率。

  • 袁江波;谢涛;单小彪;陈维山
    . 2009, 28(10): 36-41.
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    摘要:随着微电子、无线网络和MEMS等低耗能产品的应用日益广泛,以化学电池为其主要供能方式存在着诸多弊端,而压电俘能器具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现机构的微小化、集成化等诸多优点,且能满足此类低耗能产品的供能需求而备受关注。综述了压电俘能技术的国内外研究现状。围绕提高压电俘能效率,从压电振子构成形式、能量存储电路和能量存储元件等方面进行了系统的介绍,并对压电俘能技术的发展方向进行了预测。压电俘能技术可应用于导弹引信,海啸预警、桥梁安全监测、石油输油管道监测等重要领域的安全检测装置的自供能系统中,同时也可为无线网络、嵌入式系统和MEMS等低耗能产品的实现无线供能,展现出了压电俘能技术的良好应用前景。

  • 杨绍普;郭树起
    . 2009, 28(10): 43-48.
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    摘要:简单的摩擦振子蕴藏着复杂的粘滑运动。纯滑动运动分析是摩擦振子粘滑运动分析的基础。当摩擦振子中存在粘性阻尼时,其运动复杂程度大大增加。本文首先给出了其纯滑动运动的精确解,得到了振动幅值的解析表达式。研究发现,对于不同的粘性阻尼比,纯滑动运动的精确解具有相似的结构,可以给出一个统一的解析表达式。并分析了粘滑运动与纯滑动运动的边界,即所谓的ssb(stick-slip boundary)曲线。得到了ssb曲线的曲线方程,为进一步分析粘滑运动打下了基础。最后对解的稳定性进行了分析。

  • 颜学渊;;张永山;王焕定;魏陆顺
    . 2009, 28(10): 49-53.
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    摘 要:针对目前建筑三维隔震支座种类少以及不能抗倾覆的缺陷,开发了三类三维隔震抗倾覆支座(3D-BIORD)。基本思想是将水平隔震的子装置和竖向隔震的子装置串联起来,同时考虑了整套装置的抗倾覆要求。三类支座的区别在于采用不同的竖向隔震子装置,它们分别是环形弹簧支座、碟形弹簧支座和叠层厚橡胶支座。利用电液伺服压剪试验机对水平隔震子装置即抗拉橡胶支座(PRRB)进行压剪试验,利用电子式万能试验机对抗拉橡胶支座和竖向隔震子装置的竖向性能进行试验,结果表明水平隔震子装置在保证原有水平隔震支座性能的基础上,能达到预期的抗倾覆和限位要求,装置的竖向具有足够的承载力和适宜的刚度,弹簧类隔震子装置的性能基本不受加载频率的影响。

  • 王多智;范峰;支旭东;沈世钊
    . 2009, 28(10): 54-59.
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    摘 要:应用有限元软件ANSYS LS/DYNA建立60m跨度K8型单层球面网壳与圆柱形冲击物的模型并进行数值分析,得到网壳竖向变形、主要杆件受力及塑性发展三方面的结构动力响应。归纳出顶点竖向冲击荷载下网壳结构的四种失效模式:杆件损伤,杆件破坏,局部凹陷,整体凹陷。通过考察网壳杆件受力与破坏形式,得出杆件按时间顺序可能出现的三种受力状态:剪切、弯曲、拉伸,以及四种破坏形式:剪切、弯曲、拉弯、拉伸。研究发现:破坏的杆件起到将冲击物的能量传递给网壳主体的重要作用,杆件破坏形式预示其传递能量的能力,而传递的能量是决定的网壳动力响应的主要因素,更重要的是网壳的失效模式是依据最大动力响应定义的。由此,以能量传递为媒介,建立了杆件破坏形式与网壳失效模式间的对应关系。
  • 邓洪洲;李峰;陈强;吴昀
    . 2009, 28(10): 60-63,1.
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    摘要:输电塔钢管杆件易发生微风振动,起振风速与杆件自振频率有关。为了获得钢管杆件的自振频率规律,分别通过动力特性试验和ANSYS有限元模拟进行了研究,得到了常用长细比典型节点钢管杆件的1阶自振频率。结果表明单插板连接和U插板连接杆件弱轴1阶自振频率接近于两端铰接结果、强轴1阶自振频率接近于两端固接结果,十字插板连接和法兰连接杆件1阶自振频率接近于两端固接结果,螺栓数对钢管杆件1阶自振频率影响不大。最后总结出了方便工程应用的1阶自振频率简化计算方法。
  • 崔 鹏;韩景龙
    . 2009, 28(10): 64-67,1.
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    摘 要:提出了一种局部形式的流固耦合问题界面插值方法,并应用于机翼颤振计算的界面插值。用全局径向基函数和单项式基函数构造插值函数,插值定义域选择局部形式,使得气动节点的插值仅与其相邻的结构节点相关。给出局部形式定义域的设置方法,并确定出定义域的下界。按照插值过程的能量守恒原则推导出气动力的插值矩阵。三维变形球面的插值结果表明方法具有良好的精度和效率。将此方法应用于AGARD 445.6机翼跨音速颤振的界面插值,得到的颤振结果与实验值吻合。
  • 高轩能;王书鹏;
    . 2009, 28(10): 68-73.
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    摘 要:通过应用LS-DYNA程序对柱面网壳结构室内爆炸的数值模拟实验,建立了大空间结构在爆炸作用下进行动力响应计算的合适模型。数值模拟计算结果与J.亨利奇公式结果吻合。通过提取结构表面有限测点的冲击波超压并将其POD分解,解决了冲击波荷载的时空差异性及结构表面压力场分布问题。采用Ritz-POD法对大空间单层柱面网壳结构在爆炸荷载下的动力响应进行了数值模拟计算,研究了结构矢跨比、结构高度、炸药TNT当量及爆炸点位置等参数变化对结构动力响应的影响。结果表明,计算模型适用于大空间结构的爆炸动力响应分析。大空间结构的最大位移和应力响应随炸药TNT当量的增加成非线性增大,应力响应成倍增大,位移响应成数倍增加。偏心爆炸冲击波比中心爆炸对大空间结构构件的损害大,对结构的边跨构件最为不利。对于应力控制设计的结构,应更注重支座附近和边跨结构的防爆能力。矢跨比大的结构防(抗)爆炸冲击波的能力较强。

  • 巫修海;马云芳;张建润
    . 2009, 28(10): 74-77.
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    摘 要:在高速、高精度卧式加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度。在加工中心的结构优化设计过程中,提出了基于ICM法的结构拓扑优化,对主要部件的拓扑优化设计,提高了加工中心的动静态特性。针对加工中心在工作过程中不可避免的共振问题,巧妙利用机床的附属设备设计了抑制振动的调谐阻尼器。
  • 巫修海 马云芳 张建润
    . 2009, 28(10): 74-77.
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    在高速、高精度卧式加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度。在加工中心的结构优化设计过程中,提出了基于ICM法的结构拓扑优化,对主要部件的拓扑优化设计,提高了加工中心的动静态特性。针对加工中心在工作过程中不可避免的共振问题,巧妙利用机床的附属设备设计了抑制振动的调谐阻尼器。
  • 蒋伟康;万泉;严莉;张海滨;贺建良
    . 2009, 28(10): 78-83.
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    摘要:城市轨道交通的主要是轮轨噪声,抑制钢轨的振动速度,对降低轮钢轨噪声有显著作用,目前的轮轨降噪技术对于轮轨噪声,尤其是500Hz以下的中低频率成分还缺乏理想的制约手段,而影响沿线地区声环境的主要是噪声中的低频成分。在阻尼钢轨、动力吸振器的基础上,开发了一种“动力吸振多层约束阻尼钢轨吸振器”, 有显著降噪效果的频率下限为200Hz。工程应用的结果表明:加钢轨吸振器后,正线的列车通过平均声级比原来降低约4dB(A),列车站台噪声降低2~3 dB(A)。 该型钢轨吸振器现场安装方便,使用的胶粘剂对钢轨没有腐蚀作用,不会造成对线路通讯、钢轨探伤和列车行驶的不良影响。

  • 魏克湘;;孟 光;游 红;刘迎春
    . 2009, 28(10): 81-83.
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    摘 要:设计和制备了基于磁流变弹性体材料的夹层结构梁,对所制备的磁流变弹性体夹层梁的振动响应特性进行了实验测试和分析。实验结果显示,在外加磁场作用下,磁流变弹性体夹层梁的振动响应幅值和固有频率将发生改变,具有减幅和移频特性。表明磁流变弹性体材料在磁场控制下,能改变夹层梁的振动响应特性,可实现对柔性梁的实时振动控制。

  • 钟轶峰 胡小伦 张亮亮
    . 2009, 28(10): 84-88.
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    摘  要  为实现了桥址处空间脉动风场的有效模拟,根据斜拉桥体形特征提出简化随机脉动风场的快速小波分析方法,可同时考虑桥塔、拉索、主梁的风载。在模拟过程中,依据小波多分辩率特性及Mallat算法对一维多变量随机过程进行快速计算;通过考虑空间点的相关性,把自相关函数矩阵扩展到互相关函数矩阵,借鉴了自回归模拟思想把小波方法扩展到模拟一维多变量随机过程中,产生每一尺度小波系数并推导相应计算公式。通过与传统的谐波合成法和线性滤波器法对比算例验证:小波方法具有良好的模拟精度,计算量明显减小,是一种有效的模拟方法。
  • 申建红;; 李春祥; 李锦华
    . 2009, 28(10): 89-93,1.
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    摘要: 在结构振动分析中,结构的模态参数尤其模态阻尼参数的准确识别是一项十分重要的任务。基于Gabor小波函数的解析小波变换(AWT)通过小波函数与复值信号的匹配机制揭示信号的幅频和相频信息以实现结构模态阻尼参数的识别。本文基于小波变换(WT)理论,讨论了Gabor小波函数的特性及解析小波变换的时频分辨率和端点效应问题;为实现结构模态阻尼参数的准确识别,我们提出了Gabor小波函数参数选取和有效信号长度确定的依据。最后,一个频率呈密集分布的三自由度(3DOF)结构的数值模拟数据验证了本文提出的模态阻尼识别方法的有效性。

  • 卢凯良;邱惠清;毛飞;秦仙蓉;张氢
    . 2009, 28(10): 94-98.
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    摘 要 采用Kaimal谱根据一元多维平稳过程数值模拟法对顺风向风速时程进行随机模拟,获得了随机风载荷时程。在此风载荷作用下,对浮吊臂架有限元模型分别在忽略间隙和考虑间隙时进行动力学时域分析,发现臂架根部和铰支座之间的轴向间隙会增强臂架的水平面内横向振动,验证了脉动风载荷是引起横向振动的主要原因。在此基础上,提出使用橡胶弹簧填充间隙的弹性支承方式来减小臂架横向振动的新构想。研究了橡胶弹簧长度、硬度的改变对臂架横向振动固有频率、位移和支反力峰值的影响,得到了橡胶弹簧的最佳设计参数。当弹簧长度在200mm ~ 400mm、硬度在30 ~ 50时,减振效果最佳:臂架头部位移峰值较有间隙支承时减小13%以上。仿真结果表明使用橡胶弹簧填充臂架与铰支座之间间隙的方法对减小浮吊臂架横向振动是有效可行的。

  • 闵志华;孙利民;淡丹辉;孙 智
    . 2009, 28(10): 99-105.
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    在环境因素(如温度、交通荷载、风和雨等)的影响下,桥梁结构的动力特性会发生改变。本文对东海大桥主航道斜拉桥1年的结构状态监测的数据进行了处理,得到了结构模态参数和环境变量的统计结果。基于相干性分析和相关性分析,揭示了影响结构动力特性变化的主要环境因素。研究结果表明在一年的分析周期内环境温度和结构振动水平是影响桥梁模态频率变化的主要因素,而风速只有达到一定的幅值以后才会对结构的模态参数产生较为显著的影响。研究还表明这三个因素在不同的时间尺度上影响结构的动力特性:温度主要体现在年时间尺度上,表征结构振动响应强度的加速度RMS更多的体现在一周的时间尺度上,而风速影响则体现在短暂的强风期间。本文最后讨论了环境因素影响结构模态参数的机理。
  • 穆朝民;;任辉启;李永池;辛凯
    . 2009, 28(10): 106-111.
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    针对内爆炸载荷的特点,采用等效单自由度法与薄膜理论分别得出了等效静载动效系数的解析式与径向位移的动态表达式。将反射压力代入径向位移与动效系数表达式中,得到最大径向位移与等效静载的解析式。所得解析式计算值与实验和数值模拟结果符合较好。运用三维有限元编码与现场实测的方法对爆室内冲击波流场的演化及壳体动力响应规律进行了研究。结果表明:1.内爆炸加载容器的动力响应主要取决于首次压力脉冲。2.壳体的最大应变由近爆点向远爆点方向逐渐降低。研究结果为相似工程设计设计提供了参考。
  • 钟民军;胡世峰;史铁林;何其伟
    . 2009, 28(10): 112-116.
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    为了弥补潜艇动力机械被动隔振系统低频隔振效果的不足,建立了混合隔振多步预测自校正控制系统。详细阐述了混合隔振系统模型的建立,混合隔振预测自校正控制系统的设计,并给出了一个具体实例设计和仿真过程。从仿真结果来看,所提出的混合隔振多步预测自校正控制系统,有效的弥补了舰船动力机械被动隔振系统的不足,且系统具有较强的鲁棒性能。
  • 孙广俊;李爱群
    . 2009, 28(10): 117-121.
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    对安装有粘滞阻尼消能支撑的多自由度减震结构基于随机地震动模型的动力反应进行了研究。假定地震地面运动为具有金井清谱的平稳过滤高斯白噪声过程,采用等效线性化的粘滞阻尼器力学模型,建立了粘滞阻尼减震结构在随机地震动模型激励下的动力方程。考虑到粘滞阻尼器附加给结构的阻尼矩阵为非经典阻尼矩阵,不能满足振型正交的解耦条件,将动力方程表达为状态方程形式,在状态空间内运用复模态分析方法和随机振动理论建立了减震结构和减震装置地震反应计算方法,在时域内推导了粘滞阻尼减震结构随机反应的统计特征解析式。最后,通过一个设置粘滞流体阻尼器的框架结构计算实例,说明了这种方法的运用。该方法引入了状态空间的概念,可直接对结构的动力方程进行解耦,求解随机反应的时域解析解,使得减震结构方差反应等统计量的计算非常简便,并且可以为粘滞阻尼减震结构抗震可靠性分析和基于可靠度优化提供基础。
  • 郭源君;肖华林;高永毅;胡辉;李文斌;黄伟九
    . 2009, 28(10): 122-125.
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    采用热压工艺制备了UHMWPE/纳米SiO2弹性复合材料,实验考察了弹性复合材料的冲蚀特性,分析了UHMWPE/SiO2纳米复合材料的冲蚀磨损机理。结果表明:纳米SiO2含量为10%左右时,弹性复合材料的抗冲蚀性能最好,射流冲击角在30°左右时,冲蚀率达到峰值;冲蚀率与射流速度呈指数变化关系, 纳米SiO2含量为10%时,复合材料的冲蚀速度指数n为2.03;水流含沙浓度达到1.92kg/m3以后,材料冲蚀率随含沙浓度的增长趋势开始变得平缓;冲蚀率随沙粒粒径的增大而增大;纳米SiO2含量为10%左右时,弹性复合材料的冲蚀率较纯UHMEPE降低了30%,只有45#钢的1/16。UHMWPE/纳米SiO2弹性合材料的冲蚀机理主要是犁削和唇片的断裂。
  • 王 锋;李道奎;雷勇军
    . 2009, 28(10): 126-131.
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    建立了结构振动鲁棒控制的一般性综合框架。首先介绍了线性鲁棒控制的原理和控制系统框架,然后分析了结构动力学系统的模型不确定性来源,将其分为高阶未建模动态特性、模态参数不确定性和作动器/传感器模型误差,通过用适当地数学形式表示这些不确定性,将动力学模型的确定性部分和不确定性部分分离开来,有效地纳入鲁棒控制的系统框架,进而可以运用鲁棒控制理论求解控制器用于结构的振动控制,从理论上保证闭环系统的稳定性和性能。
  • 郭家舜;王三民;刘海霞
    . 2009, 28(10): 132-136,.
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    倾转旋翼机是一种新型直升机,是各航空强国争相研究的航空前沿技术,传动系统作为倾转旋翼机的关键系统,其振动特性对直升机的飞行性能和飞行安全有直接影响。本文以该型直升机发动机短舱内的传动系统为研究对象,根据其传动结构,采用集中质量法,在考虑时变啮合刚度等因素的情况下,建立了新型直升机传动系统的弯-扭耦合动力学模型和动态响应方程,根据倾转旋翼机的飞行特点,针对其在起降、巡航和过渡三种状态下的旋翼激励对传动系统动态响应进行了数值求解,最后研究了传动系统中齿轮啮合的动载系数的变化特点,得出在过渡状态下系统存在拍振现象的结论。研究工作对倾转旋翼直升机的传动系统的可靠性分析、动态效率分析和动态优化设计等均有重要意义,并为我国新型直升机传动系统的研制奠定基础。
  • 汤 卓;吕令毅;李 萍;郭俊东
    . 2009, 28(10): 137-146.
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    为研究高耸异型烟囱横风向气动参数,采用计算流体动力学(CFD)方法对某发电厂烟囱进行了非定常风场数值模拟,获得了烟囱各典型剖面的侧力系数均方根和斯脱罗哈数,为烟囱横风向风振分析提供了合理的气动参数。同时,对与该烟囱剖面形式相近的经典钝体绕流问题进行了数值模拟,所得结果与实验及前人数值结果吻合良好,验证了方法的可靠性。
  • 单景松;黄晓明;李松辉
    . 2009, 28(10): 141-146.
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    利用动态有限元数值计算理论和显示积分方法对路面结构的动态响应进行了分析。首先对垂直脉冲荷载和移动荷载两种加载模式下路面结构响应进行了对比,发现垂直脉冲荷载虽然能反映行车荷载瞬时性的特点,但其与实际的移动荷载相比仍存在较大误差。然后以移动荷载为加载模式,并考虑了轴载组合及路面各结构层层间粘结状态等影响因素,对移动荷载下的路面结构响应进行了详细计算分析。
  • 杨佑发;梁文广;曹建良
    . 2009, 28(10): 147-149,.
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    按规范设计了一个8度区(0.2g)的6层框架结构,通过非线性软件IDARC计算了结构在天然地震和爆破地震作用下的结构反应。引入框架结构的爆破双参数损伤模型,采用多参数破坏准则,计算了框架结构爆破地震的损伤值。框架结构在天然地震作用下,4、5层的损伤最大,而在加速度峰值很大的爆破地震波作用下,结构底部发生的损伤最大。同时,在天然地震波作用下,结构进入非线性后,累积损伤占结构损伤的很大部分;而在爆破地震波作用下,结构更多的是发生冲击破坏,累积损伤相对于前者较小。为框架结构爆破地震的损伤评估及推广应用提供了有效途径。
  • 董维杰;贾艳丽;杨明刚
    . 2009, 28(10): 150-153.
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    提出了使压电陶瓷传感器在采样间隔内作执行器、并应用于振动主动控制的方法。一个传感执行周期包含传感时隙、执行时隙和放电时隙,依次进行振动测量、振动控制和释放残留电荷。由时序电路控制三个时隙的切换,论述了时序设计和开关选取等技术细节。实验证明了传感功能和执行功能在时间上的切换不影响压电元件的传感效果,执行能力取决于执行时隙与传感执行周期之比。在对悬臂梁进行模态分析的基础上,采用独立模态控制和线性二次型最优控制算法,将分时复用的压电传感器和执行器用于悬臂梁一阶模态的振动主动控制,结果表明控制后悬臂梁的振动衰减时间缩短为控制前的20%。
  • 姜忻良;王美丽;王学艳
    . 2009, 28(10): 154-157.
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    为分析各参数对地基土-偏心结构相互作用体系的影响规律,本文利用地基土-单层偏心结构运动方程求得的解析解编制了MATLAB程序,详细分析了扭平频率比Ω、偏心率B、结构高宽比λh和地基土特性对相互作用体系自振特性、弹性地震反应的影响规律以及对平扭耦联程度的影响情况,得到了各种土性条件下,地基土-偏心结构相互作用体系与刚基上偏心结构在平动位移与扭转位移传递函数的差异与变化趋势等规律。
  • 姚廷强;迟毅林;王立华;黄亚宇
    . 2009, 28(10): 158-162.
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    结合有限元法和柔性多体动力学方法,提出球轴承柔性多体接触动力学模型和动力学分析方法。综合考虑钢球与内外圈滚道的游隙、柔性多体接触、套圈弹性变形、摩擦、离心力和转速等关键因素,建立球轴承的柔性多体接触动力学模型。研究了球轴承的柔性多体动力学特性和接触振动响应,计算出球轴承钢球公转一周时的接触力变化、套圈中心的相对振动位移、加速度、套圈弹性变形、截面接触应力和径向接触应力等接触振动响应,揭示了球轴承的支承钢球数目奇偶交替时的变柔性接触振动本质。提出的球轴承动力学模型与计算结果为以系统振动为目标的球轴承动态设计和球轴承系统设计提供理论指导和参考数据。
  • 罗鑫;许金余;李为民
    . 2009, 28(10): 163-168.
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    为对比研究玄武岩纤维和碳纤维对地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete ,GC)早期冲击力学性能的改善效果,首先以矿渣与粉煤灰作为原材料,并采用液体硅酸钠与NaOH作为碱激发剂,配制了纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymeric concrete ,BFRGC)和碳纤维增强地质聚合物混凝土(carbon fiber reinforced geopolymeric concrete ,CFRGC),再采用Φ100 mm 霍普金森压杆 (split Hopkinson pressure bar ,SHPB) 试验装置测试了两种材料3d、7d的冲击力学性能,并对试验进行对比分析。结果表明:纤维增强地质聚合物混凝土 (fiber reinforced geopolymeric concretes ,FRGCs) 早期冲击力学性能具有显著的应变率相关性;BFRGC的早期动态强度特性优于CFRGC;BFRGC在10–102 s-1范围内的能量吸收能力与CFRGC的相当,但BFRGC相对于CFRGC在吸收冲击能上的优势,将会随着应变率的增加而越发明显。对比可知:BFRGC较CFRGC而言,具有更加优越的早期冲击力学性能,主要体现在动态强度和能量吸收能力上。
  • 黄东阳;谭平;尹飞;周福霖
    . 2009, 28(10): 169-173.
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    为增大调谐液体阻尼器(TLD)中液体的晃动质量,以获得更优的动力特性,本文首次提出内置横向圆柱体TLD(TLD embedded a transverse cylinder,简称TLDETC)的概念。结合流体力学原理以及能量方法推导了TLDETC的晃动质量、晃动力、晃动阻尼比以及晃动频率的表达式,并通过三种设置方案对TLDETC与普通TLD进行了动力特性的对比分析。推导结果表明,TLDETC有效地增大了液体的晃动质量;而分析结果表明,TLDETC具有比普通TLD更优的动力性能。
  • 柴象海;金先龙;张晓云;侯心一
    . 2009, 28(10): 174-178.
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    由于传统交通事故仿真根据经验选取仿真参数,通过参数修正反复调整模型,由此得到的仿真结果与真实事故过程存在很大差距,尤其是难以确定各输入参数取值区间分布对仿真结果的影响,使结果缺乏可信性和说服力。本文探讨了通过交通事故仿真与优化计算相集成对事故仿真结果进行可靠性分析,取得输入参数置信区间分布。通过车人碰撞交通事故实际案例,输入参数置信区间分析结果表明:在各置信区间内,事故再现结果可靠性及输出参数分布符合碰撞过程规律,能够真实反映输入参数的变化对再现结果的影响。
  • 焦驰宇;李建中;彭天波
    . 2009, 28(10): 179-184.
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    探讨了塔梁连接方式对大跨斜拉桥地震反应影响的主要规律。对一座斜拉桥实例,利用反应谱分析法对塔梁之间采用弹性连接方式的斜拉桥地震反应进行了参数研究,详细分析了弹性索刚度变化引起斜拉桥地震反应影响的力学机理。利用非线性时程分析法对塔梁之间采用阻尼器连接的地震反应进行了参数研究,总结了阻尼器参数变化对斜拉桥地震反应的影响规律。此后,针对弹性索与阻尼器联合使用的方式进行了参数研究,总结了三种参数变化对地震反应的影响。综合比较各种塔梁连接方式的减震效果表明:在本文研究范围内单独使用阻尼器是大跨斜拉桥减震的最优连接方式。
  • 李永华;李思明
    . 2009, 28(10): 185-190.
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    在多点激励动力分析中,传统的虚拟激励法将绝对位移分解成拟静力位移和动态相对位移两部分,而且在构造虚拟加速度及位移激励进行求解时须计算结构拟静模态矩阵,所以必须编制专用程序用于求解,这在一定程度上限制了虚拟激励法的应用。本文提出了一种绝对位移直接求解的虚拟激励方法,该方法通过在支座附加一大质量块并对大质量块构造虚拟力激励从而实现对绝对位移直接求解。该方法不需要另外计算拟静模态矩阵,所以新虚拟激励法可应用于任何具有简谐振动分析模块的有限元软件如ANSYS等,这为虚拟激励法工程应用开拓了广泛的前景。
  • 杨佑发;崔 波
    . 2009, 28(10): 191-194.
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    按规范设计了一个8度区(0.2g)的6层框架结构,通过非线性软件IDARC计算了结构在天然地震和爆破地震作用下的结构反应。引入框架结构的爆破双参数损伤模型,采用多参数破坏准则,计算了框架结构爆破地震的损伤值。框架结构在天然地震作用下,4、5层的损伤最大,而在加速度峰值很大的爆破地震波作用下,结构底部发生的损伤最大。同时,在天然地震波作用下,结构进入非线性后,累积损伤占结构损伤的很大部分;而在爆破地震波作用下,结构更多的是发生冲击破坏,累积损伤相对于前者较小。为框架结构爆破地震的损伤评估及推广应用提供了有效途径。
  • 杨佑发;崔 波
    . 2009, 28(10): 195-198.
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    结合在重庆测量的42组爆破数据,针对规程里所用的波速预测经验公式,采用经验公式法、基函数回归方法以及神经网络法对爆破地震效应进行了预测。基函数回归预测法要比经验公式预测法好,比经验公式迭代法稍差,但基函数回归法的使用要方便些。人工神经网络可用于爆破地震波的三向速度峰值预测,从检验样本值与预测结果值之间的相对误差可以看出,人工神经网络预测法的精度要高于基函数回归和经验公式法。同时,对于需要考虑影响震动强度多因素变量的情况,在神经网络中通过修改输入参量即可解决爆破多参量的问题。为爆破地震效应的预测及推广应用提供了有效途径。
  • 蒙文流;韦树英
    . 2009, 28(10): 199-202.
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    在一维虚拟激励法的基础上,通过激励功率谱的分解,建立多维非平稳地震激励作用下结构随机响应的虚拟激励法。根据演变随机激励的调制函数取不同形式,推导不同的特解精细积分格式,并混合应用这些格式于结构响应时变功率谱分析,可获得高效精确的数值结果。最后,通过算例讨论地震动各分量相关性对非对称结构地震响应的影响,得到一些有意义的结论。
  • 伍雪南;孙宗光;毕波;苏建
    . 2009, 28(10): 203-206.
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    基于由吊索局部振动测试构建的吊索张力指标,应用神经网络技术对悬索桥结构损伤位置和程度识别进行了探讨。首先应用经校正的三维有限元模型,对该方法进行了较为详细的数值模拟分析。模拟了多种可能的损伤工况。采用BP网络,以不同损伤程度下基于吊索频率计算的张力指标作为网络的训练与测试输入,由网络的输出向量来指示损伤位置及程度。然后,利用面向健康诊断专门设计制作的悬索桥试验模型,针对个别损伤工况进行了损伤识别的模型试验研究。数值模拟和试验研究均获得较好的损伤识别效果。该方法的突出优点是只用到少量吊索的局部模态的基频,就能获得较好的识别结果。而对少量吊索的局部模态的基频测量要比其它面向损伤检测的测量容易得多。因此,该方法具有重要的实用价值。
  • 董明晓;脱建智;任意翔;徐书娟
    . 2009, 28(10): 207-209.
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    桥式起重机的加、减速运动引起载荷摆动,从而降低了起重机的工作效率、安全性和稳定性。基于起重机运动参数分布规律,以参数变化区间内载荷摆动幅值为目标函数,基于载荷摆动幅值最小及优化时滞的思想设计最优输入整形器,用于抑制变参数桥式起重机载荷摆动。仿真结果表明,经过最优输入整形器的控制,桥式起重机载荷摆角降为0.01rad,而且与典型ZVD输入整形器相比,响应时间缩短了0.6774s。
  • 王英杰;魏庆朝;时瑾;龙许友
    . 2009, 28(10): 210-213.
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    在高速运行条件下,当荷载达到某种速度时,极易引起结构的强烈振动。本文从Winkler地基梁振动微分方程出发,推导了临界速度的表达式,对移动力群作用下Winkler地基梁变形特征进行了分析,在此基础上,重点研究了基础支承刚度、运行速度对Winkler地基梁振动的影响关系。研究得到:①随着移动力个数增加,Winkler地基梁临界速度提高,动挠度也随之增加,力群叠加效应导致了临界速度提高和振动加剧。②随着地基刚度的降低,整个Winkler地基梁强振动带迅速向速度较低的区域移动,振动强度急剧提高。③增加Winkler地基的支承刚度可以有效提高Winkler地基梁的临界速度。
  • 周 炜;何 琳;顾太平
    . 2009, 28(10): 214-216.
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    通过弹性薄壳无矩理论建立弧形管平衡方程和物理方程,推导出弧形管轴向变形与轴端受力参数关系式,从而给出了弧形管平衡性和静刚度的参数化计算方法;分析了弧形管平衡性与静刚度的影响因素以及两者之间的联系。结果表明,在几何结构确定的条件下,弧形管平衡性与静刚度取决于弹性模量和厚度的乘积,乘积越大,平衡性越好、静刚度越大,反之,则平衡性越差、静刚度越小。

  • 卜文俊;何 琳;施 亮;赵应龙
    . 2009, 28(10): 217-220.
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    摘 要 基于刚体姿态描述方法一般理论,通过合理简化,建立刚体姿态监测数学模型,并针对船舶主机空气弹簧隔振装置,研究出一种新的输出轴对中姿态实时监测方法,然后通过仿真、实验结果对该方法进行了分析、验证。仿真结果表明姿态监测模型计算误差很小,可被忽略;实验结果表明该方法具备良好的工程应用可行性。