2009年, 第28卷, 第2期 
刊出日期:2009-02-25
  

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    论文
  • 张庆华;顾明;黄鹏
    . 2009, 28(2): 1-4.
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    摘 要 本文应用高频测力天平技术,对格构式输电塔塔身模型进行了不同紊流度下的风洞试验,研究其风力特性。结果表明风场对塔架结构的平均风力系数影响较小,塔架结构平均风力以顺风向风力为主,顺风向的脉动风力大于横风向,扭转脉动力可以忽略不计。同时还对比了不同国家规范中关于格构式塔架平均阻力系数的规定。谱分析表明,塔架结构顺风向主要表现为来流紊流激励;横风向力谱较为复杂,可能存在复杂的激励机制;塔架扭转功率谱是一明显的宽频谱,较顺、横风向功率谱值小很多,且随紊流度谱值变化不大。相干性分析表明,塔架结构横风向基底剪力与基底扭矩的相干性较强,紊流度对其影响不大。

  • 周 伟;褚衍东;俞建宁
    . 2009, 28(2): 5-7.
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    摘要:以一个新的扩展 Lorenz系统为背景,利用向量间的相似度改进了相空间重构所需的最优延迟时间的算法,并最终实现了该系统的相空间重构。数值结果表明改进后的算法是有效的,可能更好选择最优延迟时间。
  • 王 蕊;刘国枝
    . 2009, 28(2): 8-11.
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    摘 要:无线传感器网络的部署优化能够提高网络覆盖率和服务质量。针对由固定节点和少量移动节点构成的无线传感器网络,提出了一种基于鱼群算法的网络部署优化方案。以网络覆盖率为目标函数,将移动节点的位置迁移过程抽象为人工鱼的追尾和觅食行为。并在人工鱼状态更新过程中,加入了虚拟力影响因子来引导人工鱼的游动方向。模拟实验结果证明,融合虚拟力的鱼群算法全局寻优能力强,可有效提高网络覆盖率,优化网络性能。
  • 李 成;丁天怀;陈 恳
    . 2009, 28(2): 12-15.
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    摘 要:构建了钻柱内一维低频纵波传输的有限差分模型,时域和频域仿真分析了换能器位置和载波信号对周期性管结构信道内声传输信号的影响规律,设计了时延脉冲OOK信号调制方法。采用窄脉冲调制信号激励方式,沿管轴方向对有限长模拟钻柱施加纵向激励,进行了测试信号的声传输实验。结果表明,在1W激振功率、77bit/s传输速率和长6.44m模拟钻柱信道的传输条件下,该方法可实现实验室内测试信号的低频声波传输与信号检测,为井下参数的钻柱声遥测系统设计提供理论与试验基础。
  • 周 云 汪大洋 邓雪松 陈麟
    . 2009, 28(2): 16-21.
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    提要 以某超高层结构的风振控制为研究对象,阐述了风荷载的动力特性,利用改进的自回归模型模拟了X和Y两个方向的脉动风荷载时程,针对该工程的自身特点提出了设置粘滞阻尼器和调频质量阻尼器(II)、设置粘滞阻尼器(III)、设置调频质量阻尼器(IV)的三种减振控制方案。在10年、50年和100年一遇三种风振作用下,对该工程进行了不同风振方向和不同控制方案下的风振控制动力分析。对比分析了不同方案下的控制效果,结果表明控制方案II、III具有大量耗散风振输入能量、有效衰减结构动力响应、降低风振作用下结构层加速度和层间侧移沿高度方向突变的能力,可减小结构顶层位移和加速度响应的最大幅度分别为33%和51.4%,证明了所提控制方案对于抑制结构风致振动、提高结构安全和舒适使用性能的可行性和有效性。最后依据分析结果对超高层结构体系风振控制的分析与设计提出了建议。
  • 杨秋伟 刘济科
    . 2009, 28(2): 22-24.
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    摘要:从网架结构单元刚度矩阵的分解出发,导出单元刚度联系向量,由各单元刚度联系向量和损伤前后振型变化向量之间的点积来判别可能的损伤单元,利用频率灵敏度法来计算损伤程度。以一个网架结构为例对所提方法作了验证。结果表明:所提方法计算简单,在测量数据有误差的情况下也能较好地识别出损伤位置和程度。

  • 杨智春;杨 飞;张玲凌
    . 2009, 28(2): 25-27.
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    摘要:提出了用动力吸振器来抑制夹层壁板颤振的新方法,将壁板设计成芯层分布安装微型动力吸振器的夹层壁板,针对壁板第一阶共振模态进行吸振设计,计算和分析了夹层壁板、带刚性梁夹层壁板和带吸振器夹层壁板的振动特性、频率响应特性和颤振特性。结果显示,吸振器能大幅度提高壁板的颤振速度,抑制夹层壁板颤振发生。
  • 段勇 陈前 周宏伟
    . 2009, 28(2): 28-31.
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    摘要:在垂直简谐激励下,通过控制激励水平和激振频率,利用软球模型(通常称为离散单元体法,DEM)对颗粒阻尼器的耗能特性进行了三维数值仿真研究,而在控制激励水平时,本文不仅仅关注了振动加速度幅值,同时研究了振动速度幅值和位移幅值对颗粒阻尼器耗能特性的影响。仿真结果表明:在控制激励频率时,颗粒阻尼器的损耗功率随激励加速度幅值、速度幅值以及位移幅值的增加而增加;而在控制激励水平时,则发现了三种不同的规律:加速度幅值固定时,损耗功率随激励频率的增加而减小;速度幅值固定时,激励频率的变化对损耗功率的影响很小;而当位移幅值固定时,损耗功率随激励频率的增加而增加;在对颗粒阻尼两种不同的耗能机理的研究中发现摩擦耗能占总耗能的比例随激励幅值的增加而降低,冲击耗能占总耗能的比例随激励幅值的增加而增加。并通过与试验结果的对比,验证了仿真结果的正确性。
  • 申永军 孔德顺;杨绍普 张光明
    . 2009, 28(2): 32-35.
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    简要介绍了分数小波变换的基本思想及在信号处理方面的特点。利用不同信号在分数小波域具有不同的相关性的特点,提出了一种基于分数小波变换的信号降噪新方法。分析了该方法的降噪特性,同时比较了小波包直接降噪和本文方法的降噪效果。结果表明,该方法能够有效降低振动信号中的背景噪声。
  • 曾 奔;周福霖;徐忠根
    . 2009, 28(2): 36-39.
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    摘要 采用锥体模型求得地基基础阻抗函数,推导出非结构构件(NSC)的绝对加速度传递函数,利用随机振动理论,通过功率谱密度函数法(PSDF)建立楼层反应谱(FRS),并和人工合成地震波分析所得结果进行了对比。研究结果表明,PSDF法用较少计算量就可以得到相当准确的FRS,同时能与现行抗震规范很好的相结合。基础隔震结构NSC的峰值反应主要出现在隔震频率附近的低频段,增加隔震装置后土-结构相互作用(SSI)出现不同程度的削弱,在隔震频率段最为显著。
  • 曾志平;余志武;陈秀方;赵国藩
    . 2009, 28(2): 40-44.
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    摘 要:针对桥上无缝道岔,运用有限单元法,建立了钢轨-岔枕-桥梁弹簧-阻尼空间振动模型。运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则建立了列车-道岔-桥梁空间振动方程组。以温福客运专线田螺大桥为例,拟定桥上铺设了由两组38号道岔组成的单渡线。计算了“中华之星”电动车组,按一动四拖的编组方式,以140km/h的速度侧向通过时,列车-道岔-桥梁空间振动的动力响应。分析了侧向过岔时,列车运行速度、轨下横向刚度、枕下横向均布刚度、桥墩高度对列车-道岔-桥梁系统振动的影响。结果表明:桥梁导致钢轨和岔枕的位移增幅较大,车体振动加速度有所增加,道岔振动加速度、轮轨力变化很小;系统横向振动响应随列车速度增大、轨下横向刚度减小、枕下横向均布刚度减小、桥墩高度增大而增加。
  • 陈海龙;姚熊亮;张阿漫;黄斐;刘敏
    . 2009, 28(2): 45-50.
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    摘 要: 介绍了舰船设备抗冲击计算的动态设计计算法(DDAM)和时域模拟法,根据舰船动力机组各组成设备的结构特点,分别采用DDAM方法和时域加载法在频域和时域上对其进行抗冲击计算分析。计算分析结果表明,不同设备对冲击载荷的响应与设备本身的结构特点有关,且与冲击加载方向有很大关系。对于主汽轮机组和主减速齿轮装置,由于各个构件之间存在连接关系,螺栓、销钉及其连接结构的动态响应更为敏感。所得分析结论可以对开展舰船设备抗冲击计算分析以及新型舰船设备的抗冲击设计提供一定的参考。
  • 代煜;孙和义;李慧鹏;唐文彦
    . 2009, 28(2): 51-55.
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    摘要:利用脊上连续小波变换系数的幅度和相位,从结构系统的自由衰减响应中辨识了弱非线性阻尼和刚度。提出了一种检测小波脊的新方法以消除连续小波变换幅度极值的频移。为了抑制边界效应,提出利用最小二乘拟合误差选择小波函数参数的优化算法。使用数值仿真和实验检验了辨识方法的精度。实验装置是一台高精度转动惯量测试仪。结果表明提出的方法能够准确的辨识结构中的弱非线性阻尼及刚度参数。
  • 刘世忠 任万敏
    . 2009, 28(2): 56-59.
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    摘要:以一V形连续刚构梁拱组合桥为研究对象,介绍了V形桥墩连续刚构梁拱组合桥的设计构思,采用自编SMAD有限元计算程序,重点分析了墩身尺寸及边界条件对整个结构的影响。通过优化计算巧妙的解决了收缩、徐变次内力和预应力、温度次内力对结构的不利影响;本桥系梁与拱肋的横向刚度比为1926:1,通过在主梁主要收缩徐变完成后成拱以及对吊杆进行二次调索的施工方法有效解决了刚性系杆柔性拱的横向稳定问题;三维地震反应结果表明桥梁上部各部位的地震力不是该桥的控制内力,说明本桥设计构造具有良好的抗震性能。内力分析方法与结论对同类型桥梁设计施工具有参考价值。
  • 王雄江;秦仙蓉;顾明
    . 2009, 28(2): 60-63.
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    摘 要: 气动导数识别目前在识别算法、试验技术等方面均有诸多进展,但有关气动导数之间的关系则很少涉及。本文在国内外文献中总结气动导数之间关系的理论依据的基础上,根据Theodorsen薄机翼理论推导出了以无量纲折减频率为参量的气动导数之间的关系,在紊流风场中完成了薄平板节段模型的风洞试验,采用随机子空间法进行气动导数识别,获得相应的气动导数之间的关系。最后,基于前人和笔者的试验结果,定义了气动导数之间关系的适用范围,给出了一些可供有关研究和设计人员参考的有意义的结论。

  • 张志谊 王俊芳 周建鹏 华宏星
    . 2009, 28(2): 64-67.
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    针对频率周期振荡的振动系统讨论自适应控制问题,在频率跟踪的基础上对频率变化的振动响应进行控制,给出相应的估计、滤波与控制方法。首先在子空间辨识原理的基础上,通过测量信号自相关序列的递推运算获得信号频率;然后根据估计频率实时调整带通滤波器的中心频率,使其跟踪信号频率,实现信号分量的跟踪滤波;最后在LMS 方法的基础上构造
    对信号分量进行控制的自适应控制器。文中仿真与实验研究结果表明,基于频率估计和跟踪滤波的自适应方法能够控制系统的振动响应,可取得10-25dB 的振动抑制效果。
  • 刘亚萌;王皓
    . 2009, 28(2): 68-71.
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    研究了拓扑结构优化中的插值技术。针对传统的频率双向渐进优化方法所采取的代数外插方式只能用于规则的矩形单元或长方体单元的情形,根据当前结构的主振型,建立静力平衡方程组,从而计算出边界单元新增加结点的模态位移。这种插值技术可以将双向渐进优化方法推广运用于任意形状的单元。仿真算例表明,该方法有效可行。
  • 王家胜;朱思洪
    . 2009, 28(2): 72-76.
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    基于工程热力学和空气动力学理论分别建立了带附加气室空气弹簧系统各元部件的状态方程和动力学方程,为了简化复杂的非线性模型,根据泰勒级数理论,利用小偏差线性化的方法在小振幅的条件下对各方程进行了线性化处理,并推导出了带附加气室空气弹簧动刚度的线性化模型。为了验证线性化模型的精度和分析各参变量对弹簧动刚度的影响关系,以美国Firestone公司生产的 1T15M-2型膜式空气弹簧作为计算对象,分别利用空气弹簧动刚度的非线性和线性化模型计算了弹簧动刚度与各因素之间的动态变化关系,计算结果表明空气弹簧内压、节流孔有效面积、弹簧振动频率以及附加气室容积等因素均会影响弹簧动刚度;动刚度的线性化与非线性模型在各因素影响下的变化曲线基本吻合。
  • 谢平;杜义浩
    . 2009, 28(2): 77-81.
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    针对转子系统运行过程中的非线性、耦合性、非平稳突变性等复杂特征,提出基于信息熵特征提取方法,将转子系统动力分析与参数识别方法有机结合,分析转子典型故障——裂纹、碰摩及裂纹碰摩耦合等不同状态下响应参量的信息熵特征及变化规律,并构建小波神经网络模型实现转子系统故障状态诊断。通过对转子系统实测信号的分析诊断,验证理论方法的有效性。
  • 伍 星;迟毅林;陈 进
    . 2009, 28(2): 82-85,1.
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    在研究数据挖掘技术的基础上,建立了旋转机械故障诊断的特征挖掘模型。针对传统粗糙集归约存在的最佳约简不唯一和约简计算时间长的问题,提出了一种以熵重要度为指标的最佳特征评价方法和一种基于遗传算法的粗糙集特征归约算法。最后,设计并实现了一个专用特征挖掘工具RMFMiner,通过转子故障模拟数据集和UCI机器学习数据库验证了该算法的有效性。
  • 王 滢;吴佰建;李兆霞
    . 2009, 28(2): 86-91.
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    疲劳应力监测是特大跨缆索桥结构健康监测和安全评估的关键环节。研究发现,对于结构健康监测系统采集的海量应变数据,局部时段不能反映出应变的整体特性,且交通载荷和环境载荷在不同类型的大跨缆索桥如斜拉桥和悬索桥结构中产生的响应是不同的。为了对桥梁的实际运营状态和应力水平有总体而全面的认识,需要对采集数据进行统计分析。本文以润扬悬索桥和斜拉桥钢箱梁应变时程数据为基础,分析了半年内两桥疲劳应力谱的特征;拟合了各自的疲劳损伤增量的概率密度函数。研究表明:对半年样本容量的参数估计显示,润扬悬索桥和斜拉桥的相对累积损伤均不拒绝对数正态分布,且前者均值均高于后者。在相同的环境和车辆载荷下,由车辆和变温载荷所引起的总疲劳损伤增量,悬索桥高于斜拉桥,且前者为后者的两倍以上。考虑了噪声影响的应变时程比去除噪声后的应变时程所造成的损伤增量高出一倍。而耦合了引起材料热胀冷缩的温度变形的影响,其应变时程造成的累积损伤增量比不考虑其影响所造成的损伤增量高出30%。因此,需要严格控制随机干扰和温度变形的影响,将真实的动态应变信息加以提取后才能进行大跨缆索桥的疲劳状态评估。
  • 李 武;姚文娟;黄新生;李晓青
    . 2009, 28(2): 92-95.
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    耳膜的病变常常引起传导性耳聋,因此,耳膜的声音传导力学行为已引起人们的关注。耳膜为生理性非均质材料,有限元模拟计算中,需要对不同单元进行材料赋值,由于单元与单元交界处材料性能的突变而引起计算误差。本文基于无网格数值方法分析耳膜,同时将无网格数值方法计算结果和有限元计算结果及实验所得结果相比较,结果表明无网格方法在生理性非均匀介质模拟计算中是可行的,对耳膜振幅模拟是更有效的。
  • 张 强;张 频;张明童
    . 2009, 28(2): 96-98.
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    频谱校正是抑制快速傅立叶变换的栅栏效应和频谱泄漏的有效方法,但是加三角窗的频谱校正尚无文献报导。针对三角窗,给出了两种频率校正方法。第一种方法利用主瓣内的最高和次高谱线,但是需要数值法求解非线性方程。第二种方法利用最高谱线左右两侧两条谱线,它存在显式解。利用单频实正弦的仿真信号对两种算法的频率、幅值和相位等恢复精度进行了考核。结果表明:1)两种方法都显著优于传统的简单谱线近似法;2)负频率的泄漏是影响精度的重要因素。
  • 赵薇;张义民
    . 2009, 28(2): 99-101,.
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    基于Kronecker代数、矩阵微分理论、向量值和矩阵值函数的二阶矩技术、矩阵摄动理论和概率统计方法,实用有效地提出了时域内振动传递路径系统的随机响应分析方法。在考虑传递路径参数,包括质量、阻尼、刚度、位置参数不确定性的条件下,对振动传递路径系统的随机响应问题进行了理论分析和数值计算,给出了系统随机振动响应的一阶矩和二阶矩的一般数学表达式,据此可以考虑工程实际中大量的传递系统中固有的不确定性,以便为解决不确定振动传递路径系统的问题提供有效方便的途径。通过算例表明,该法数值分析结果与Monte Carlo随机模拟结果比较,具有理想的精度。
  • 张冠华;葛耀君
    . 2009, 28(2): 102-106.
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    以某座普通钢筋砼连续箱梁人行天桥为工程背景,通过对其振动特性进行大量实测试验,利用有限元理论对结构整体进行计算,深入分析其大幅度竖向、侧向振动的成因,结合实测数据探讨现行人行桥振动舒适度评价方法所存在的不足之处,评价天桥的舒适程度,为该桥的质量检测与评价提供依据,并提出了人行天桥振动舒适性评价建议。这为今后对该类桥梁的设计、维修加固具有实际参考价值。
  • 刘强; 陈仁文; 刘琳; 王鑫伟
    . 2009, 28(2): 107-110.
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    阐述了FIR和IIR两种滤波器各自的优点和缺点,针对它们的不足之处,结合正交基函数理论,在FIR滤波器的基础上进行了改进。改进后的滤波器兼有FIR和IIR两种滤波器的优点。接着,依据改进后的滤波器,给出了对应的前馈控制算法。最后,对算法进行了仿真分析和实验验证,结果表明,该算法具有很快的收敛特性和良好的稳定性,可以推广至工程应用。
  • 万 泉;蒋 伟 康
    . 2009, 28(2): 111-116.
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    物理学家莫尔斯提出的室内受迫振动简正波理论在数学处理上无懈可击,但是,其声压解全部由简正波组成,无法直接观察到直达声的存在,因此,近些年来受到国内一些学者的置疑:该简正波理论解是包括直达声的全部解,还是不包括直达声的部分解?本文在傅立叶分析和狄拉克函数的基础上,经过严格的数学推导,证明莫尔斯简正波理论关于室内声源的基本假设是正确的,其物理涵义是:室内任意一个声源分布及由室内壁面反射引起的一系列镜像声源组合后可表示为分立简正函数的迭加,回答了国内一些学者对莫尔斯的室内声源基本假设的置疑。此外,在空间域上由简正波解推导出了射线解,证明室内受迫振动简正波理论与镜像原理完全等价。据此,认为简正波理论解是室内稳态声场的完备解。
  • 刘正山;吴志刚
    . 2009, 28(2): 117-120,.
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    提出了一种辨识非线性动力系统模型参数的方法。首先将待辨识参数的导数引入到系统输出误差代价函数中;然后利用离散变分原理导出关于待辨识参数的差分方程,并与系统方程一同求解;最后通过迭代运算使待辨识参数从给定的初值收敛到稳定真值。利用本方法对线性和非线性振动系统的模型参数分别进行了参数识别仿真,数值计算结果证明了方法的有效性。
  • 胡辉;郭源君;郑敏毅
    . 2009, 28(2): 121-123.
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    应用谐波平衡法计算了一个恢复力与因变量成反比的非线性振子的近似频率和近似周期解。与Mickens的方法不同,直接求解了非线性奇异二阶微分方程。一阶和二阶谐波解所对应的非线性恢复力的傅立叶级数展开式的系数容易由相应的积分得到。由二阶谐波平衡法得到的非线性代数方程组很容易用符号运算软件求出。得到的一近似频率与精确频率的百分比误差是12.8%,而二阶近似频率与精确频率的百分比误差小于1.28%。与数值方法给出的“精确”周期解比较,二阶近似解析解要比一阶近似解析解精确得多。高阶谐波平衡法一般需要求解复杂的非线性代数方程组,但是借助于Matlab和Mathematica等符号运算软件,这一困难可以得到一定程度的克服.
  • 骆志高;李举;王祥;范彬彬;郭啸栋
    . 2009, 28(2): 124-127.
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    金属圆锯片属于面积较大的薄板类零件,其在锯切加工过程中普遍存在着严重的振动问题。为提高圆锯片的锯切性能,降低其工作时的振动,在对圆锯片振动分析及其试验模态理论研究和试验分析的基础上,对比两种不同基体结构圆锯片的固有特性,分析其固有频率及振型的变化,推断基体上开减振孔对锯片整体性能,尤其是对圆锯片振动特性的的影响。试验证明,开减振孔锯片可有效降低圆锯片的振动,为圆锯片降低振动的结构设计及基体冲孔的优化设计提供理论指导。
  • 王丰<A title=
    . 2009, 28(2): 128-131.
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    摘要:以往基于损伤性能的抗震设计主要是验算评估方法,而这种方法很难有效把握设计结构在地震作用下的损伤程度,于是提出了直接基于损伤性能目标的抗震设计方法。基于累积耗能参数推导了地震下层间最大位移与层间累积耗能的关系方程,并以Park-Ang 双参数损伤准则为基础建立了结构层间损伤计算公式,将结构最薄弱楼层的预期损伤性能目标作为设计起点进行抗震设计,反推结构的刚度和强度。为满足小震下的使用要求,将小震不坏的承载力控制引入设计程序,并与中震、大震下的损伤控制有机结合起来,从而实现了多性能水准的设计思想。最后通过算例详细说明了该方法的使用程序,并证明了该方法具有一定的准确性。
  • 朱良宽;马广富;胡庆雷
    . 2009, 28(2): 132-136.
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    摘 要:针对挠性航天器姿态机动及主动振动抑制问题,提出一种双回路鲁棒控制方法。首先,采用反步法结合自适应控制技术设计了姿态机动控制器,并基于Lyapunov方法分析了系统的渐近稳定性。其次,为了抑制挠性结构的振动,采用分布式压电智能元件作为敏感器及作动器,设计了应变速率反馈补偿器以增加挠性结构的阻尼,使振动能够很快衰减。仿真结果表明,所提方法在保证完成姿态机动任务的同时,能够有效地抑制挠性附件的振动。

  • 王考;陶俊勇;陈循
    . 2009, 28(2): 137-140.
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    摘要:气动式振动台振动信号的低频能量较低,这限制了该类设备在电子产品可靠性强化试验中的进一步应用。由于商业竞争和技术保密等原因,目前国内对该设备的优化设计与自主研发尚未全面展开。本文以气动式振动台的关键部件——气锤为切入点,在全面掌握气锤产生激励信号机理的基础上,推导了气锤产生激励信号的自谱和低频能量的解析表达式,研究了气锤参数(材料参数和结构参数)对气锤产生的激励信号乃至振动台振动信号低频能量的影响,提出了一种改善气动式振动台低频能量的工程可行途径,这对该类设备的性能改善以及自主研发均具有一定的指导意义。
  • 姜大强;崔立山;郑雁军;蒋小华
    . 2009, 28(2): 141-144.
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    摘要: 本文研究了振动时效对约束态下NiTi形状记忆合金的力学性能与相变行为的影响,用自制的拉伸机测试了振动与未振动NiTi合金在自由加热过程中的回复应变,用万能拉伸实验机测试了NiTi合金的力学性能,用DSC测试了NiTi合金的相变行为。结果表明,随着振动幅度的增加,NiTi合金丝在自由加热过程中输出的两段回复应变减小;随着振动时间的延长,NiTi合金输出的回复力减小,最多约80MPa。DSC结果表明约束态振动后再变行马氏体逆相变温度升高,相变潜热减小,而继承变形马氏体和热诱发马氏体相变潜热增加。所有结果均直接或间接表明,振动时效降低了NiTi形状记忆合金产生的回复力。这可能是由于振动在NiTi合金中产生了微观塑性变形,降低了回复力。
  • 徐万海;曾晓辉;吴应湘;刘家悦
    . 2009, 28(2): 145-150.
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    摘要:把张力腿简化为非线性梁结构,运用Hamilton原理,推导出平面情况下平台本体与张力腿系泊系统的耦合运动方程及边界条件;分析了不同流场条件下,两种不同张力腿模型(非线性梁和无质量弹簧模型)对平台动力响应预测结果的影响;分析结果表明:随着流场条件的不同,采用不同的张力腿简化模型得到的平台动力响应预测结果具有明显的不同。阐明了两种模型所得结果产生差异的原因。
  • 潘孝勇; 柴国钟 上官文斌 徐 驰
    . 2009, 28(2): 151-154.
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    摘 要 本文对基于超弹性-粘弹性模型计算橡胶隔振器动态特性的方法进行了研究。阐述了频域粘弹性理论及材料粘弹性参数的获取方法。使用简单剪切动态实验获得了材料的粘弹性参数,结合原有的超弹性模型参数,建立橡胶的超弹性-粘弹性模型,并将该模型应用于简单剪切试件的动态特性计算,计算与实验的对比结果表明:经过静态误差系数修正后的简单剪切试件动态特性与实验值误差较小,且不受超弹性模型的影响。以一悬架橡胶衬套为例,针对不同衬套的缩径量,对橡胶衬套的静、动态特性进行了计算和比较。文中所述的方法将有助于橡胶减振产品的动态特性预测。



    [1]基金项目:国家自然科学基金资助项目(50575073);汽车安全与节能国家重点实验室开放基金资助项目(KF2006-06)
    第一作者 潘孝勇,男,1980年生,博士生,工程师。
  • 陈进新;;王宇
    . 2009, 28(2): 155-161.
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    摘要:在总结现有磁流变液阻尼器的结构形式和特点的基础上,提出一种可应用于地面小型机械结构或空间微重力环境下减振系统等小阻尼力领域的新型磁流变液阻尼器。对该新型磁流变液阻尼器进行结构设计、液体分析、磁路分析、力学分析、理论结果分析和误差分析,验证了它的有效性,说明它能够应用在小阻尼力领域,拓展了磁流变液阻尼器的应用范围。
  • 张 波 李健君
    . 2009, 28(2): 162-166.
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    将Hankle矩阵与SVD分解相结合对受噪声污染的飞机颤振试验数据进行滤波,以提高颤振模态参数识别的精度,首先对由测量数据构造的Hankle矩阵进行SVD分解,再根据对噪声统计特性的掌握程度,采用两种不同的方法,即基于噪声统计特性的方法和基于奇异值变化曲线突变点的方法,将由含噪的测量数据所构成的Hankel矩阵分成两个互不相关的空间——真实信号空间和噪声空间,最后在真实信号空间中,利用平均的方法重构经过滤波的数据。通过数值仿真和应用于实际的飞机颤振试验数据,对Hankel矩阵取不同维数时对空间划分和滤波效果的影响进行了分析和研究,并验证了该方法是有效和可行的。
  • 姚廷强 迟毅林 黄亚宇 谭阳
    . 2009, 28(2): 167-171.
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    基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了刚柔耦合齿轮三维接触动力学模型和动力学分析新方法。考虑轮齿与轮体间的相对柔性变形,啮合齿对间球-面三维动态接触和齿轮几何参数等因素,通过离散齿廓渐开线获得了齿面的离散接触面,从而建立了齿轮啮合传动动力学模型。通过数值求解与仿真分析,研究了单侧齿面接触、双侧齿面接触和刚柔耦合特性对齿轮啮合传动特性的影响规律,获得了啮合轮齿全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性。研究表明:新方法和动力学模型更真实地模拟了齿轮啮合传动的齿轮柔性变形和接触冲击等振动响应特性。该方法和数值计算结果为齿轮啮合传动和齿轮系统动力学研究提供了理论指导和参考数据。
  • 唐炜 史忠科
    . 2009, 28(2): 172-177.
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    为在大噪声环境下准确辨识飞机颤振模态参数,提出了一种适用于扫频激励的颤振模态参数小波辨识方法。该方法首先采用分数阶傅里叶变换对试飞数据时频滤波,随后由频响函数获得脉冲响应,并运用小波变换从脉冲响应中提取模态参数。该方法即利用了扫频信号在分数阶傅里叶域内的聚焦特性,又借助了Morlet小波的窄带滤波特性,显著降低了辨识过程中噪声的不利影响。讨论了算法性能,给出了适用范围,并采用仿真算例和实测试飞数据予以验证,结果表明该方法在大噪声环境下表现了较高的辨识精度。
  • 蒲大宇 左正兴 冯慧华 刘晓
    . 2009, 28(2): 178-180.
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    室内声学研究证明,在高声压区域布置吸声材料能够有效地抑制低频模式,提高室内的低频声学性能。为进一步提高空气滤清器的消声量,结合该项研究成果,提出通过在空气滤清器模态高声压集中区域布置吸声材料的方法,来实现消声量的增加。采用有限元方法,建立类似于方形箱体的简化空气滤清器模型,得到内部空腔共振模式,发现高声压区域主要集中于腔体角部和棱边,在上述高声压集中区域布置吸声材料,以提高空气滤清器的消声效果,计算结果显示,在中高频传递损失有较大提高,并且优于增加等量滤纸厚度方法。将以上方法用于某型号空滤器设计中,通过空腔的模态分析,发现模态高声压集中区域,并布置吸声材料,传递损失计算结果证明方法合理可行,能够有效地用于实际空气滤清器以提高进气系统消声量。
  • 王素娟 雷正保 赵 建
    . 2009, 28(2): 181-186.
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    为确保汽车碰撞过程平稳性,提高吸能装置的自动化程度,针对螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置,为其增加新的保险杠系统,并采用以单片机为核心的控制系统,通过接收传感器获取的轮速信号,计算碰撞能量大小,据此即可调整吸能装置的吸能能力。这样吸能装置可以在不同速度下具有相应的吸能能力,即实现吸能能力的自动控制。
  • 余本刚 林 翰 孙 瑜 吴远兴 欧军辉
    . 2009, 28(2): 187-190.
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    在应用显式动力学分析工具对微波炉跌落过程进行准确模拟的基础上,对现有微波炉的包装结构进行了设计优化。虚拟实验的结果验证了优化方案的可行性和有效性。优化的结构不仅提供了更好的保护效果,而且还减少了耗材,有效地降低了生产成本。
  • 康晓敏 李贵轩
    . 2009, 28(2): 191-195.
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    根据刨煤机运行的工况,考虑煤给予刨头的刨削阻力为随机变化的量,建立了刨煤机单自由度非线性随机动力学模型,同时考虑了刨链预紧力、多边形效应因素的影响。并以某参数为实例利用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化。研究结果表明随机刨削阻力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化影响较明显,链轮多边形效应则影响较小。本研究为分析刨煤机运行和刨链可靠性提供依据。