振动与冲击

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姜绍飞;林杰

. 2011, 30(6): 1-4.

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为了有效地利用结构健康监测系统冗余、互补、不确定的信息进行健康状况评估，提出了一种将粗集和改进对向传播神经网络(RCPN)有机地结合在一起的损伤识别新方法。它先用粗集进行数据处理以降低数据的不确定性和空间维数，然后用RCPN进行损伤识别。为了验证所提方法的有效性，对1个框架结构的单损伤和多损伤模式进行了识别，并重点研究了噪声、神经网络模型、不同数据处理方法的影响。研究发现，所提方法不仅可以降低数据的空间维数，减少神经网络的训练与检验时间，而且具有较好的损伤识别精度和鲁棒性。

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一种基于振型正交化的元素型模型修正方法

郭杏林;高海洋

. 2011, 30(6): 5-9.

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在振型正交化的一阶增量摄动格式基础上，综合元素型方法的灵活特点与矩阵型方法的公式简洁的优点，提出了内部元素联系矩阵这一概念，保持了刚度矩阵和质量矩阵的物理特性和内部元素的关联性的同时，有效的降低了求解增量方程组的欠定性，而且仅用前几阶试验频率和振型就能有效的修改系统的动力特性。最后分别用前两阶和前三阶试验频率及振型修正一个楼板结构和一个平面框架结构，表明了本方法的有效性和鲁棒性

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全地形车车架挂发动机结构动态特性建模方法

徐中明;余烽;汪先国;邱兆强;史方圆

. 2011, 30(6): 10-14.

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全地形车车架挂发动机的结构动态特性好坏很大程度上决定其整车振动舒适性及可靠性，但目前针对车架弹性挂发动机的有限元建模没有一种简单、有效且通用的方法。通过对多款车架弹性挂发动机结构动态特性的计算和实验分析，提出了全地形车车架弹性挂发动机结构的一种简单且具有通用性的有限元建模方法——把发动机简化为质心、质量、转动惯量与发动机均相同的长方体，并网格化，通过SPRING单元将发动机与建立在车架上的MPC单元连接来模拟车架弹性挂发动机的状态。考虑到全地形车行驶中，发动机弹性悬置件刚度在各种工况下会发生非线性变化，分析了所提建模方法在悬置件刚度变化情况下对车架弹性挂发动机结构动态特性分析结果的影响。结果表明所提出的车架弹性挂发动机有限元建模方法仍然可以保证对其结构动态特性的分析在工程参考要求范围内。该建模方法对于弹性挂发动机全地形车的设计和开发具有简易性和通用性，可在产品设计和改型阶段就能了解车架弹性挂发动机结构的动态特性

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飞机抖振响应数据处理及分析方法

陈帅;杨智春;李斌

. 2011, 30(6): 15-19.

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为了编制抖振疲劳谱、估算抖振疲劳寿命等，必须预先对时域的抖振响应数据进行处理与分析。考虑到抖振响应的随机特性，特别是其显著的分散性，建立了统计模型来对其分析处理。针对同一飞行状态下数据仓中的抖振响应数据，将其划分为若干子数据块，以子数据块中数据统计特征来描述对应子数据块均方根下的响应分布情况，而以对应飞行状态下各子数据块的均方根分布情况来描述该状态下抖振响应的总体分布趋势以及选择其关键响应状态水平。首先，采用威布尔分布假设，运用极大似然估计法对子数据块的数据进行分布参数估计，并给出了分布假设的检验方法；然后，采用“三步进”经验函数来描述抖振响应均方根的分布规律。在本文研究的基础上，根据给出的抖振数据处理与分析结果使用流程，即只需根据确定的几个关键均方根水平，定位到相应的子数据块，再结合子数据块数据的统计模型得到对应飞行状态下的响应分布，就可用于飞机设计与强度校核。由实际飞行试验抖振数据的处理与分析表明，此方法具备一定的合理性

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路旁地下光缆受冲击压路机振动影响的数值分析

苏卫国;蔡锡荣;李晓华

. 2011, 30(6): 20-25.

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冲击压路机施工振动对路旁地下光缆有何影响，尚没有明确的实验及理论定论，制约了冲击压实技术在埋设地下光缆路段的应用。为了解决这个问题，基于实际工程参数，根据有关假设，模拟冲击压实施工多周期加载模式，建立三维有限元模型，利用ANSYS软件对路面附近不同埋深的光缆在冲击压路机施工时受到的振动影响进行数值分析，结果表明冲击压实施工对埋深60cm的光缆影响不大，当光缆的埋设位置由原来位置向路面板方向靠近时，冲击压实施工对光缆产生的影响逐渐变大，在基层底部向上0.1m处和基层底部向上0.14m处Z方向压应力和X方向拉应力分别达到允许值，对光缆造成破坏

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强震作用下大跨斜拉桥伸缩缝处碰撞效应的影响研究

邓育林;彭天波;李建中

. 2011, 30(6): 26-30.

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大跨斜拉桥一般采用飘浮体系或者弹性约束体系，其在强震作用下梁端会发生很大位移，梁端的过大位移可能会导致主梁与相邻跨引桥的碰撞，使整个结构丧失整体性。本文针对强震作用下大跨斜拉桥伸缩缝处的碰撞现象，以一座典型大跨斜拉桥为例，建立了考虑引桥墩柱、塔柱弹塑性的空间非线性碰撞模型，采用非线性时程法研究了大跨斜拉桥伸缩缝处相邻跨梁体碰撞对桥梁结构地震反应的影响。研究结果表明：由于大跨桥梁结构主、引桥结构体系不同，在强震作用下主引桥相邻梁体易发生碰撞，碰撞不仅会产生很大的撞击力，而且使引桥地震力需求、引桥梁端位移、主引桥相对位移及引桥梁体搭接长度需求有较大增长，极易造成引桥的落梁或者破坏；而碰撞效应对主桥的地震需求影响较

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磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析

马新娜;杨绍普;刘晓星;葛占胜

. 2011, 30(6): 31-35.

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以单自由度非线性磁流变阻尼器系统为研究对象，通过变换磁流变阻尼器的外加电压，对系统实施半主动开-关控制。在分析系统运动特征基础上，给出了系统的运动微分方程，利用平均法进行分析求解。根据奇异性理论得到系统基的普适开折以及特例情况下的转迁集。并将磁流变阻尼器应用到转向架横向动力系统的振动控制中，分析了系统参数对幅-频特征曲线以及稳定性的影响

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一种可实现不平衡量快速测试的带通滤波器

Zeng Sheng;Ren Yi;Li Chang-pin

. 2011, 30(6): 36-40.

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针对全自动电机转子动平衡机中的不平衡量测试效率问题，设计了八阶有源带通滤波器，将其与二阶有源高通滤波器及窄带跟踪滤波器进行了实验比较。结果表明二阶有源高通滤波器在采样周期数较高时有很好的测试精度，可用于测试精度要求高，但测试效率没有要求的场合；窄带跟踪滤波器的重复精度较差，只能用于一般的平衡测试机；八阶有源带通滤波器具有较高的测试精度、测试重复性和测试效率，达到了日本同类机器的“幅值±3mg、相位±1º和5秒/次的测量时间”的测试水平

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钟差辅助故障卫星检测算法研究

滕云龙;师奕兵;郑植

. 2011, 30(6): 41-43.

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为了提高钟差预测模型辅助故障卫星检测的效果，论文从非线性时间序列的角度对钟差序列进行探讨，提出了基于灰色理论和马尔可夫链的钟差组合预测模型。文章给出了新模型的基本思想和具体实现步骤，然后将基于该模型的钟差预测值引入到接收机中辅助进行检测故障卫星。文末，应用实测数据，验证了新方法的可行性与有效性。本文对故障卫星检测问题的解决提供了新的思路，可以作为提高GPS接收机定位精度以及可靠性等工程应用的参考

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离心场中双自由度振动系统的动频和极化运动性质

刘占芳;张凯;颜世军;冯晓伟

. 2011, 30(6): 44-46.

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双自由度的弹簧-质量振动系统在离心场中存在两阶动频和两阶复模态。振动离心系统的动频关联于旋转系统的转速，并受到离心软化和科氏力的影响。科氏项导致系统出现复模态矢量，质量点形成极化的圆周运动轨迹，反映了旋转系统的运动耦和而非物理阻尼，它不引起系统自由振动的衰减，单一复模态对应的质量点的圆周运动轨迹保持不变

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双树复小波域隐Markov树模型降噪及在机械故障诊断中的应用

苏文胜;王奉涛;朱泓;张志新;李宏坤;郭正刚

. 2011, 30(6): 47-52.

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提出一种基于双树复小波变换的隐Markov树模型的信号降噪方法，并将其成功应用于机械故障诊断中。机械设备的振动信号中不可避免的存在着噪声，使得微弱故障信息的提取一直是故障诊断的难点和热点。双树复小波变换具有近似平移不变性，而隐Markov树模型能有效刻画小波系数间的相关性和非高斯性，两种优势的结合可以获得比常规软、硬阈值小波降噪法和小波域隐Markov树模型降噪法更好的降噪效果。它不仅能有效抑制高斯白噪声，还能够去除异常冲击干扰，仿真信号验证了这一点。对于实际滚动轴承信号，使用该方法同样可以获得满意的结果

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半主动控制与时滞对高速铁道车辆平稳性、稳定性及安全性的影响

廖英英;刘金喜;刘永强;杨绍普

. 2011, 30(6): 53-57.

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分析了半主动控制及时滞对高速铁道车辆运行平稳性、运动稳定性和安全性能的影响。首先利用多体动力学技术建立了62个自由度的高速铁道车辆非线性模型，并在此基础上设计了基于Bouc-Wen立方修正模型的磁流变阻尼器和半主动控制器，最后利用ADAMS+MATLAB联合仿真的方法分析了半主动控制与时滞对铁道车辆动力学性能的影响。结果表明，半主动控制可以有效提高车辆运行平稳性和安全性能，但会在一定程度上降低车辆的运动稳定性。随着时滞量的增加，半主动控制作用下的动力学性能并非逐渐恶化，而是呈波浪形变化，且在100~200 ms和400~500 ms时滞范围内最差。半主动开关控制及其改进型在有无时滞考虑时控制效果不同，这就更加证明了进行时滞分析的必要性

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直升机结构响应主动控制中传感器优选问题研究

陆洋;顾仲权;凌爱民

. 2011, 30(6): 58-61.

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针对直升机结构响应主动振动控制问题，本文提出了一种传感器优选方法，该方法能够在不减少待减振点数目的前提下，减少传感器数目并优化其位置，且保证系统全局减振效果基本不变，从而有效降低了整个控制系统的控制规模。优化过程采用遗传算法进行求解。以Z11直升机为例对该方法的有效性进行了验证。结果分析表明，利用该优选方法，能够得到传感器数目最少，且全局减振效果降低有限的传感器最优布置方案

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基于最小平方距离相关的EMD改进算法及应用

杨庆;陈桂明;薛冬林

. 2011, 30(6): 62-66.

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包络线的拟合是经验模式分解中的关键一步，但由于信号端点处极值的不确定性导致在信号上下包络线拟合过程中存在着严重的端点效应问题；在分析现有解决端点效应问题方法的基础上提出了基于最小平方距离相关的数据端点处包络线拟合方法。该方法在信号内部寻找与端点处信号变化趋势相关度最高的一段波形，并用此段波形的包络线来重新刻画端点处的包络线。仿真和实际信号的分析证明，基于最小平方距离相关的数据端点处包络拟合方法能够有效的抑制端点效应，算法简单并且易于实现

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加肋板自由振动的移动最小二乘无单元分析

彭林欣

. 2011, 30(6): 67-73.

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基于移动最小二乘近似，提出一种分析加肋板结构自由振动行为的无网格方法。将加肋板视为平板和肋条的集合，以梁模型来模拟肋条。从板和肋条位移场的移动最小二乘近似出发，先分别建立板和肋条自由振动情况下的势能泛函，再通过引入板和肋条之间的位移协调关系，将两者的势能叠加，建立描述整个加肋板自由振动行为的控制方程。本文方法的无网格特性让肋条可以配置在板上的任意位置，而肋条位置的改变也不会像有限元那样导致板网格的重构，应用于加肋板的优化设计中可极大的减轻分析负担。文末通过算例将本文方法解与ANSYS软件给出的有限元解及现有文献结果比较，验证本文方法的准确性

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不平衡-碰摩-松动耦合故障的转子动力学建模与盲分离研究

曲秀秀;陈果;乔保栋

. 2011, 30(6): 74-77.

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建立了不平衡-碰摩-基础松动耦合故障的转子动力学模型。在模型中，轴承简化为线性弹簧，转子考虑为两端无约束的等截面自由欧拉梁，同时，建立了不平衡、碰摩和松动耦合转子动力学运动方程，运用模态截断法，利用数值积分方法获取转子系统的振动响应。显然，系统响应是多个耦合故障信号的混合，因此借助盲源分离方法进行了转子系统耦合故障信号分离研究，并运用ZT-3型多功能转子试验台进行了实验验证，仿真和实验结果表明了所建立故障动力学模型的正确性以及利用盲分离方法实施耦合故障分离的有效性

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多相关子系统输入中源识别的分析研究

安木金;李舜酩;缪小冬;刘晓伟;杜建建;樊翠连

. 2011, 30(6): 78-82.

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建立了子系统输入单输出系统模型，分析了双子系统输入单输出系统中各级输入之间的相关关系，给出了集合平均的输入关系式。在此基础上推导了多相关子系统输入各级输入之间的相关关系和集合平均输入模型。针对多相关子系统输入单输出系统中输入的源识别问题，分析了子系统各级输入各种相关情况下输入相关矩阵的数值变化以及对输出的影响，通过相干分析得到了判断子系统各级输入对输出贡献量的方法。最后给出了某汽车前后轴垂直平面内振动试验数据的处理结果，验证了理论分析的实用性。理论分析及试验对同类工程问题具有参考价值

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弹性杆纵波弥散效应数值分析

胡秦;韩爱红

. 2011, 30(6): 83-85.

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弹性杆中的纵波弥散效应一直是力学界研究的热点问题之一。本文基于Hamiltonian体系变分原
理和Bridges多辛理论采用数值手段研究了弹性杆中纵波的弥散效应。通过引入正交动量，将用以描述计入
弥散效应的线弹性杆中的纵波运动方程转化为满足多种局部守恒律的标准多辛形式，并构造了相应的中点
多辛离散格式。数值试验结果一方面再现了线弹性杆中纵波传播的弥散效应，另一方面也充分体现了多辛
方法能够长时间地保持纵波的局部能量和局部动量特征这一优点

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列车移动荷载作用下饱和地基的地面振动特性分析

高广运;;李宁;;何俊锋;高盟

. 2011, 30(6): 86-92.

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基于饱和土的Biot波动方程和边界条件，利用Fourier变换和Galerkin法推导出频域内的u-w格式的2.5维有限元方程。把轨道视为饱和地基上的Euler梁，通过沿轨道方向的波数变换将三维空间问题降为平面应变问题。通过解方程首先获得饱和土体频域-波数域的位移解答，然后通过快速Fourier逆变换求得三维时域-空间域内的位移解答。通过计算实例验证了计算模型。建立轨道-地基模型，对饱和地基上列车运行引起的地面振动进行了分析，详细讨论了动力渗透系数、孔隙率、土骨架密度和剪切波速等参数对地面振动传播与衰减的影响规律分析。研究表明；在垂直轨道方向，随着与轨道中心距离增加，加速度幅值和主频迅速衰减；饱和土体动力渗透系数、孔隙率、剪切波速和土骨架密度对地表位移幅值均有较大的影响

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ALE方法模拟爆炸载荷作用下球壳反直观行为

吴桂英;周稳;李鑫

. 2011, 30(6): 93-96.

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本文利用任意拉格朗日与欧拉（ALE）方法，模拟了球壳在爆炸载荷作用下的动力反直观行为，得到了球壳中点位移时程曲线以及最终变形模式等动力响应。在研究中，考虑了材料的应变率效应，并对球壳的矢高和厚度对其反直观行为的影响进行了参数分析。结果表明，只有炸药距球壳距离在特定范围内，球壳才能发生反直观行为；当炸药当量一定时，球壳发生反直观行为的爆心距区域段随球壳矢高增加而减少，矢跨比大于一定值后，将不会发生反直观行为

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移动载荷作用下简支梁的动态响应及裂纹损伤识别研究

赵俊;张伟伟;马宏伟

. 2011, 30(6): 97-103.

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基于小波多分辨率分析的方法，根据移动载荷作用下简支梁动态响应特性，利用梁上一点振动信号对裂纹梁进行损伤识别。移动载荷经过梁上裂纹处时，必然导致梁响应时间历程曲线的奇异性，这种奇异性不能直接被观察到，但是可以通过小波多分辨率分析进行识别。利用有限元Ansys软件的瞬态分析方法进行裂纹梁移动载荷作用下的损伤识别数值模拟，通过梁上某一点挠度、速度和加速度的振动信号，利用小波多分辨率分析有效地识别出单个及多个裂纹，同时扩展到多个同向和相向移动载荷作用下裂纹梁的损伤识别。最后，通过不同小波函数的分析结果比较，寻找更加有效的小波函数。以上的损伤识别方法均在较低的移动载荷速度作用下有效，随着速度的增加，裂纹梁损伤识别的有效性越差

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体外预应力连续梁振动特征的分析与研究

熊学玉;高峰;李阳

. 2011, 30(6): 104-108.

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Ayaho Miyamoto推导双折线体外预应力简支梁固有频率、熊学玉等对其给出的公式进行修正和扩充，但其公式仅适用于简支梁。本文以两跨单（双）折线体外预应力梁为例，采用整体分析和拉普拉斯变换方法,研究了体外预应力连续梁的横向振动,推导出了频率方程和振型函数的解析表达式，推导过程适用于各种跨度的连续梁固有频率的计算。实测结果与公式计算误差为-2.8%，吻合较好，有利于指导实际工程

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薄膜结构的动力反应分析

乔磊;谭峰;杨庆山

. 2011, 30(6): 109-113.

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基于动力分析的Newmark法和非线性分析的全Newton-Raphson迭代法，编制程序进行薄膜结构的非线性动力反应分析；利用主应力-主应变判别准则确定褶皱区域并采用修正本构矩阵法考虑局部褶皱引起的物理非线性；通过案例分析总结了薄膜结构振动形态的波动性和非线性特点；分析了马鞍形薄膜结构在风荷载作用下的动力反应，讨论了膜材褶皱对薄膜结构动力反应的影响

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竖向不规则钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估方法

门进杰;;史庆轩;

. 2011, 30(6): 114-119.

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考虑结构在地震作用下不同反应阶段的动力特性，根据结构的振型分析，采用振型反应谱法，建立了结构在不同地震作用水平下的弹塑性需求曲线族，即结构的层间剪力－层间位移需求曲线，结合结构的能力曲线，提出了以楼层为研究对象的层间能力谱法。通过对一个竖向不规则框架结构的抗震性能进行评估，对层间能力谱法的使用方法和应用原理进行了详细的阐述，并与能力谱法果进行了对比，结果表明层间能力谱法可以有效的判别出结构的薄弱层、识别结构各楼层在地震作用下所处的受力状态

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主动围压下岩石的冲击力学性能试验研究

刘军忠;许金余;;吕晓聪;张磊;王泽东

. 2011, 30(6): 120-126.

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利用具有主动围压加载装置的直径为100 mm分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验装置和薄圆形紫铜片作为波形整形器，研究了斜长角闪岩在不同围压等级（0~6 MPa）、不同应变速率（50~170 s-1）下的动态力学性能，并对试验有效性进行了分析。试验结果表明：斜长角闪岩的动态强度增长因子与应变率的对数呈近似线性关系，强度与比能量吸收随应变率的增加而近似线性增加，体现了显著的应变率相关性；在同等级应变率范围内，随着围压的增加，岩石的增强效果与增韧效果逐渐增强；同时发现，在围压作用下，岩石的破坏由拉伸破坏向压剪破坏逐渐过渡和发展。SHPB试验中，近似恒应变率加载时间比例约为69.5 %，能够较好地满足应力均匀分布及近似恒应变率加载要求，表明SHPB试验的有效性和结果的可靠性

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工程爆破引起的振动速度计算经验公式及应用条件探讨

程康;沈伟;陈庄明;武金贵

. 2011, 30(6): 127-129.

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论文分析总结了工程爆破界对于爆破振动速度计算的经验公式。根据相似理论，推导了爆破振动速度计算的公式。研究结果发现，在地形、地质和使用炸药种类不变的情况下，爆破引起的地面振动速度与最大起爆药量Q、爆源距测点的直线距离R、以及爆破作用指数n有关。只有在集中药包、标准抛掷爆破条件下，爆破振动速度的计算公式，才适合于前苏联学者萨道夫斯基提出的经验公式。论文把深孔直列药包，假定为无数个等效集中药包，提出了深孔爆破的振动速度计算公式，并进行了工程实际应用

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面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法

张德满;李舜酩

. 2011, 30(6): 130-133.

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对传统的微穿孔板吸声结构设计方法进行分析，发现其存在近似公式精度不高及相关参数难以确定的问题，这些问题直接导致设计无法进行或得到不符合要求的设计参数。使用泰勒公式将设计过程中的复杂公式近似展开，并对得到的近似公式进行了修正，使其精度得到了提高；对相关公式进行推导，发现微穿孔板吸声结构的半吸收频带宽度与腔深成正比关系，据此，设计时可根据工程中的空间限制条件，首先确定腔深，再计算其他参数，提出了面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法。针对某风机噪声，使用面向工程的设计方法设计了微穿孔板结构参数，得到了满足设计要求的吸声系数曲线。工程应用表明，面向工程的微穿孔板吸声结构设计方法更方便，且更准确

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基于近断层地震LRB桥梁支座屈服力优化

李黎;胡紫东;聂肃非;龙晓鸿;

. 2011, 30(6): 134-138.

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在近断层地震作用下，LRB桥梁的响应较大，为了降低LRB支座相对位移过大给桥梁结构带来的不利影响，对LRB支座的屈服力进行了优化研究。选用了典型的近断层地震波，对具有不同力学特性和支座参数的LRB桥梁进行了考虑隔震支座非线性的地震时程分析。根据LRB桥梁的响应结果，提出了以桥面加速度、墩顶位移、支座相对位移和铅芯直径为变量的LRB桥梁的整体响应函数。通过研究发现，可以优化LRB的屈服力，使得桥梁的整体响应降低，且支座的最优屈服力与桥墩频率相关

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喷丸过程中的能量转化及残余应力分布研究

闫五柱;刘军;温世峰;岳珠峰

. 2011, 30(6): 139-142.

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本文建立了喷丸表面强化过程的三维有限元模型，研究了靶材的力学性能及弹丸喷射速度对能量转化率和残余应力分布的影响规律。通过对有限元计算结果的分析发现，杨氏模量与屈服强度之比E/y较大，应变硬化率较低的靶材喷丸效率较高。屈服强度的提高使得最大残余压应力变大，残余压应力场深度变小。应变硬化率和喷丸速度的提高均会使最大残余压应力及其深度变大，同时会使表面残余压应力减小并向拉应力转变。本文的研究结果从能量转化的角度为喷丸强化件材料的选择提供了理论基础

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基于绝对节点坐标法的输流管道非线性动力学分析

蔡逢春;臧峰刚;叶献辉;黄茜

. 2011, 30(6): 143-146.

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基于绝对节点坐标法，建立一种新的一维二节点输流管道单元。应用Irschik提出的适用于含非材料体系统的Lagrange方程推导输流管道单元的运动方程。采用Euler梁来模拟管道，并完全采用非线性Green应变张量和第二Piola Kirchhoff应力张量，没有任何量级近似，也没有假设悬臂输流管道的轴线不可伸长，并考虑材料的泊松效应对流速的影响，因此通过该方法得到的运动方程比传统的通过量级近似得到的输流管道的运动方程更合理。通过数值计算，分析不同边界条件下的输流管道非线性行为，并与经典输流管道运动方程的计算结果比较，结果表明本文中的方法更合理

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基于传递矩阵法分析ACLD圆柱壳振动控制问题的一种完全力电耦合模型

李晓妮;向宇;黄玉盈;袁丽芸;陆静;

. 2011, 30(6): 147-152.

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目前在ACLD薄壳结构的动力学分析中，通常采用一种忽略压电约束层面内电场强度，仅考虑在厚度方向为常量分布的法向电场强度的简化力电耦合模型。文中首先从理论上分析了简化力电耦合模型的局限性，进而提出了一种新的完全力电耦合模型，以此为基础导出了该模型下ACLD圆柱壳的一阶常微分矩阵状态方程，并结合传递矩阵法和齐次扩容精细积分法求解该方程。相对于传统三维模型方法，所建立的新模型和求解方法不仅大幅度简化了计算，而且适用于分析部分覆盖和任意支承条件下ACLD圆柱壳的振动控制问题。最后通过数值算例对完全力电耦合模型和简化力电耦合模型进行了比较，结果表明：简化力电耦合模型仅适用于低频分析；完全力电耦合模型具有更宽的频率适应性

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四边固支功能梯度矩形板的主共振分析

张小广;胡宇达;任兴利

. 2011, 30(6): 153-157.

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针对四边固支约束的陶瓷-金属材料功能梯度矩形板，在给出非均匀材料的应力应变关系及非线性几何方程基础上，应用虚功原理导出了横向简谐激励力作用下功能梯度板的非线性振动偏微分方程。通过位移函数的设定，利用伽辽金积分法推得了相应的达芬型非线性振动方程。应用多尺度法对非线性系统的主共振问题进行解析求解，得到了稳态运动下的幅频响应方程。基于李雅普诺夫稳定性理论，得到了共振下解的稳定性判别条件。作为算例，给出了不同参数下功能梯度矩形板共振的幅频曲线图和动相平面相轨迹图，讨论了不同参数对系统非线性振动特性的影响

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液体火箭发动机涡轮泵转子的新型动平衡方法研究

李斌;张贵田;李锋;黄金平

. 2011, 30(6): 158-161.

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针对液体火箭发动机涡轮泵的运行特点，提出了利用起动过程的不平衡响应信息进行涡轮泵转子模态平衡的两种新方法。方法1将转子的前两阶模态不平衡分别等效为模态不平衡方位角和模态不平衡大小，在前两阶临界区内，通过转子的升速不平衡响应信息识别出对应阶模态不平衡方位角，然后利用各阶模态间的正交关系，添加合理的平衡试重组，通过两次升速起动过程完成转子前两阶模态的平衡；方法2引入了测点模态比的概念，在3圆平衡法的基础上，通过4次升速起动过程，完成了转子前两阶模态的平衡。最后通过模型实验对所提出的两种新型平衡方法进行了验证

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引入信息熵理论的砼结构损伤动力识别新思路

刘国华;吴志根

. 2011, 30(6): 162-171.

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对基于振动特性的混凝土结构损伤识别方法进行综述，提炼出损伤识别指标的敏感性不足、非线性分析困难、适用范围有限、实验验证方法单一、数值模拟不合理等不足。进而在理论和技术的可行性分析基础上，将耗散结构和信息熵理论系统引入到混凝土结构损伤识别领域中，通过构造信息熵指标来反映系统损伤的无序程度，在传感器的布点优化、损伤位置的确定、损伤程度的量化和处理结构损伤上显示出较大的潜力，有望利用信息熵理论来部分解决目前存在的混凝土结构损伤领域的难点，为混凝土结构健康监测系统的建设和运行提供科学依据和技术支撑

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轴压粘弹性圆柱壳在横向扰动下的混沌行为

王建军;韩志军;路国运;张善元

. 2011, 30(6): 172-175.

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基于大挠度薄壳的Donnell-Kármán理论和Kelvin–Voigt粘弹性本构关系，对轴压粘弹性圆柱壳在横向扰动下的混沌行为进行了研究。导出了关于挠度和应力函数的控制方程，借助Galerkin原理将粘弹性圆柱壳的控制方程转化为二阶三次非线性微分动力系统，用Melnikov函数给出了系统发生Smale马蹄型混沌的临界条件。数值计算分析了轴压载荷和粘性阻尼系数对混沌运动的影响。通过分岔图、位移时程曲线、相平面图和Poincaré映射描述了系统的运动行为。研究表明：当轴压载荷与圆柱壳的材料参数满足一定关系时，系统才有可能发生Smale马蹄型混沌；随着轴压载荷的增大，混沌运动区域逐渐减小；随着粘性系数与外阻尼系数比值的增大，混沌运动区域逐渐减小；轴压粘弹性圆柱壳在横向扰动下既会发生定常运动也会发生混沌运动

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免疫支持向量机复合故障诊断方法及试验研究

姜万录;牛慧峰;刘思远

. 2011, 30(6): 176-180.

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研究了传统分类算法在故障诊断中的不足，融合人工免疫系统中的实值否定选择(RNS)算法和支持向量机(SVM)算法提出了一种复合的故障诊断方法。在新方法中使用RNS算法产生检测器(非己集合)当作故障样本，这些样本再作为SVM算法的输入进行训练，这样就能解决分类算法所面临的训练样本不足的难题。轴向柱塞泵发生故障时，由于滑靴对斜盘冲击产生的振动信号被高频谐振信号调制，通过小波簇包络解调方法将调制信号解调出来，然后对包络信号用小波包分解子带特征能量法进行特征提取。最后用轴向柱塞泵多松靴和配流盘磨损多故障模式样本进行诊断测试，正确率可达90%以上，验证了复合诊断方法的有效性。

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压电耦合悬臂梁的时滞反馈控制及稳定性分析

冯志宏;霍睿;

. 2011, 30(6): 181-184.

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基于加速度时滞闭环反馈控制策略，建立压电耦合柔性悬臂梁的动力学模型，通过运用模态分析和对系统自由振动的平凡解的分析，建立了在考虑压电耦合作用和反馈时滞条件下的系统稳定性条件和分析方法，并给出了具体算例；进一步的算例分析表明，时滞的不合理忽略有可能导致系统响应发散，而合理的时滞量也可用以提高振动控制的效率

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基于位移反馈控制的主动增加时滞补偿方法及其试验验证

刘军龙;代晶辉;张春巍;李芦钰;欧进萍;郝磊

. 2011, 30(6): 185-191.

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时滞是结构振动主动控制系统中普遍存在的现象，时滞不仅会降低控制系统的性能，严重时会造成系统失稳、控制发散。针对此问题，本文研究以下三方面内容：首先基于单自由度系统时滞的稳定性理论分析，确定系统最大允许时滞量的解析解，该阈值可以作为确定何时应用时滞补偿技术的一个评判指标；其次，当作动器实际时滞量大于最大允许时滞量时，常规时滞补偿方法将会失效，提出了基于位移反馈的主动增加时滞的补偿新方法，并定性结合定量详细分析了主动控制算法的参数影响规律；最后，以单层剪切型框架结构为被控对象，进行了多种输入激励下基于位移反馈的主动增加时滞补偿试验验证。大量仿真分析和试验结果表明本文所提方法能够在保证系统稳定性的同时获得一定可观的控制效果

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春季河冰流凌对桥墩撞击作用计算模型的研究

于天来;单思镝;雷俊卿;张元;袁正国

. 2011, 30(6): 192-195.

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采用LS-DYNA显示动力分析软件就流冰对桥墩撞击力的计算机仿真模型进行了研究。提出了河冰的简化本构关系模型；建立了桥墩与流冰接触撞击的有限元分析模型。探讨了接触类型与算法、冰排网格密度、接触区域桥墩网格密度对桥墩撞击力计算结果的影响，并与实测结果进行了对比。得出如下结论：流冰及接触区域的桥墩可采用solid164单元；河冰材料可采用线弹性模型，最大拉应力失效准则；ASTS自动面面接触类型及对称罚函数接触算法就流冰对桥墩撞击力模型是适合的；与桥墩接触的近区冰排单元大小及接触区域桥墩网格密度对撞击力均有较大影响，应注意单元尺寸的合理选择。研究结果为流冰对桥墩撞击力的计算提供了新的方法，对完善流冰撞击力的计算方法具有理论价值及现实意义

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局部均值分解在齿轮故障诊断中的应用研究

何田;林意洲;郜普刚;申永军

. 2011, 30(6): 196-201.

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局部均值分解(Local Mean Decomposition,简称LMD)作为一种新的自适应的时频分析方法，在故障诊断领域开始得到研究。本文利用仿真信号研究了LMD算法的特性，验证了LMD处理描述齿轮故障信号特征的多分量调幅调频信号的有效性；在此基础上将LMD综合应用于断齿、磨损和剥落三种齿轮故障诊断中，并与传统解调方法进行了对比。结果表明，LMD方法可以有效提取故障齿轮的故障特征，消除虚假成分的影响，从而提高了齿轮故障诊断的准确性

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高压气井完井管柱系统的轴向流固耦合振动研究

王宇;樊洪海;张丽萍;杨行;冯广庆

. 2011, 30(6): 202-207.

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目前针对石油完井管柱的研究没有考虑瞬变流诱发的管柱运动，而实际的管柱与管内流体存在相互影响、相互作用。对完井管柱系统流固耦合振动响应进行了初步分析与探索，给出了适用于气井完井管柱流固耦合分析的数学模型，提供了采用特征线法对耦合模型进行解耦以及采用插值方法进行数值求解的具体过程，并以现场数据为例，预测分析了天然气不稳定流动引起的流体压力、管柱应力、管柱振动速度的耦合响应过程。研究结果表明：天然气不稳定流动使管柱处于交变应力状态，并诱发管柱往复运动，这将加剧完井管柱结构的疲劳破坏与磨损破坏。该结果对预防完井管柱先期实效有实际工程意义

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SWATH船在砰击载荷作用下动态响应研究

夏齐强;陈志坚;李科技

. 2011, 30(6): 208-212.

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针对SWATH在波浪中航行时，其湿甲板底部易遭受砰击从而引起船体振动的现象，对SWATH的砰击动态响应和强度进行了研究。利用SWATH在规则波中船波相对运动推导了随空间和时间变化的砰击载荷，采用有限元数值仿真，计算了SWATH湿甲板受砰击载荷作用的动态响应，分析了其位移和应力分布规律；并与静强度法砰击响应进行了比较，对湿甲板强度设计方法进行了探讨，为船舶结构设计提供参考

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强耦合法在膜结构风振流固耦合分析中的程序实现与应用

孙芳锦;殷志祥;顾明

. 2011, 30(6): 213-217.

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研究强耦合整体方法在膜结构风振流固耦合效应分析中的程序实现与应用。基于强耦合整体式方程，介绍了采用Fortran语言编写膜结构流固耦合效应计算程序的实现过程，以及程序实现中需要的数值计算方法。对计算程序中的重要求解步骤进行了分析，介绍了相应程序的实现过程。最后将强耦合整体方法计算程序应用于典型膜结构的风振流固耦合计算中，得到了结构在不同风向角下考虑和不考虑耦合效应时的风压系数，其结果与已有风洞试验结果基本一致。同时计算了膜结构的风振响应和周围流场的分布。结果证明提出的强耦合整体方法程序适用于计算膜结构风振中的流固耦合效应，结果正确可靠

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改进的本质非线性吸振器宽频吸振参数域研究

楼京俊;唐斯密;朱石坚;赵存生

. 2011, 30(6): 218-222.

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考虑到工程的实际应用，对本质非线性吸振器进行了改进，建立了带有弱线性刚度项的强非线性吸振器的振动系统的动力学模型。利用谐波平衡法推导了主系统的频响方程组，分析了线性刚度对宽频吸振效果的影响，发现吸振器中带有一定的弱线性刚度反而能提高宽频减振的性能。计算了激励力与吸振器非线性刚度函数的上、下限值以及宽频吸振的参数域，对此类吸振器的工程应用具有较好的指导意义。对比分析了多频激励下不同吸振器的减振效果：在合适的参数域中，改进后的本质非线性吸振器表现出了很好的宽频减振性能

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基于双谱和变精度粗糙集理论的柴油机故障特征自动提取

赵慧敏;梅检民;肖云魁;乔龙;陈祥龙

. 2011, 30(6): 223-228.

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采用双谱对柴油发动机曲轴轴承非稳态振动信号进行了分析，根据双谱对称性，对第一象限的对角线及对角线以下区域划分成若干等分区域，计算每个等分频率面内的双谱平均幅值，作为分析对象特征值，利用变精度粗糙集理论提取与特定故障部位强相关特征参数。分析结果表明：双谱能有效消除曲轴轴承非稳态振动信号中的噪声，变精度粗糙集能提取出与分析对象相关的关键因素，双谱和变精度粗糙集相结合能实现故障特征的自动提取

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钻柱纵向振动分析与应用

王文龙;胡群爱;刘化伟;张伟

. 2011, 30(6): 229-233.

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利用钻柱纵向振动数学模型，分析了钻柱轴向应力振幅分布曲线和钻柱中最大轴向应力幅频曲线的特征以及钻井液粘度、激励位移、减振器位置对钻杆中最大轴向应力振幅的影响。分析表明：钻柱中轴向应力振幅沿纵向呈波状分布，其最大值在钻柱底部或钻杆中；钻杆中的最大轴向应力振幅随转速的变化曲线呈凹坑形，为了保护钻柱，应该选择凹坑中间的转速带；钻杆中的最大轴向应力振幅和钻柱底部的轴向应力振幅随转速的变化趋势并不完全一致，以后者作为判断钻柱是否共振和优选转速的指标不够准确，而应以前者作为该指标；钻杆中的最大轴向应力振幅与激励位移大致成正比；钻井液粘度越高，钻杆中的最大轴向应力振幅越小；减振器位置可以改变钻柱纵振系统的固有频率，从保护钻柱角度考虑，低转速时，减振器应紧靠钻头安装，高转速时，减振器应与钻头保持一定距离；通过优选钻具组合和转速，防止钻柱共振是预防钻具失效的有效措施

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内激励作用下齿轮箱动态响应与振动噪声分析

周建星;刘更;马尚君

. 2011, 30(6): 234-238.

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综合考虑齿轮时变啮合刚度及齿轮误差等内部激励的影响，建立了齿轮箱稳态动响应分析模型。采用模态叠加法进行求解，得到了齿轮箱节点位移动响应时域历程，对激励中各谐波成分对齿轮箱动响应的影响做出了分析。采用声固耦合的方法对齿轮箱噪声辐射进行求解，得到了齿轮箱噪声谱。计算了齿轮箱各板面对声场总声压的贡献度，依据板面贡献度计算结果，提出了模型改进方案，并对各改进方案的降噪效果做出了评估，为齿轮箱的设计提供了理论依据

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一类冲击钻进机械系统的动力学特性

吕小红;朱喜锋

. 2011, 30(6): 239-242.

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建立了一类冲击钻进机械系统的动力学模型，分析了系统周期冲击运动的类型，给出了判定系统发生钻进运动的条件，并采用数值计算的方法分析了系统的动力学行为和系统参数对系统钻进效果的影响。结果表明：擦边分岔处是系统两种截然不同运动的“分界线”，“擦边”运动导致运动转迁为运动或形成复杂的长周期运动或混沌；当激振频率在周期运动的冲击速度峰值附近时，系统具有最大冲击速度和最佳钻进量

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加载频率对悬臂梁振动疲劳特性的影响

王锦丽;李玉龙;胡海涛;薛璞;刘小冬;曾宁;刘元镛

. 2011, 30(6): 243-247.

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研究了加载频率对悬臂梁振动疲劳特性的影响。首先，给三组相同的悬臂梁结构分别施加三种不同频率（悬臂梁的固有频率，略大于固有频率和略小于固有频率）的正弦激励，使其具有相同的初始应力，试验测得应力随循环次数的变化规律；其次，在试验测得应力历程的基础上，计算悬臂梁的疲劳损伤量，研究在相同初始应力下不同加载频率对同一悬臂梁振动疲劳特性的影响；最后，将预估结果与试验测得的固有频率下降量作了对比。结果表明：加载频率对振动疲劳寿命有较大的影响，文中给出的预估结果与试验结果比较吻合

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基于结构易损性理论的网壳失效模式分析初探

朱南海;叶继红

. 2011, 30(6): 248-255.

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结构鲁棒性反应了结构系统抵抗外部环境干扰和内部不确定性因素影响而能保持稳定工作的能力。然而，对于结构鲁棒性评价指标尚未形成统一的理论方法和依据。易损性是鲁棒性的对立面，研究结构易损性可以从另一方面揭示结构缺乏鲁棒性的原因。Blockley等提出的结构易损性理论，通过分析不同初始破坏对结构几何拓扑关系的影响识别其薄弱部位。根据结构的节点连接性能将结构划分成不同层次的结构簇形成结构层级模型，利用结构层级模型找出结构的薄弱单元，从而确定结构内部存在的薄弱部位。本文将该理论应用于网壳结构倒塌模式分析，编制了相应的分析程序，以文献算例验证了分析程序的正确性。而后将易损性理论应用于星型网壳，说明基于易损性理论分析网壳等大跨空间结构倒塌模式的可行性。通过与地震作用下的倒塌模式相比较，表明结构易损性分析基本能够有效反应结构的最薄弱部位。失效模式的评价参数“相对损伤需求 ”和“易损性指数 ”可以科学反应失效模式发生的容易性和造成后果的严重性，即相对损伤需求越小，发生该模式的可能性就越大于其他失效模式；易损性指数越大则表示该失效后果的越不成比例性

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新型形状记忆合金隔震支座设计与分析

陈鑫;李爱群;;左晓宝;丁幼亮;

. 2011, 30(6): 256-260.

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利用形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）的独特性能研制合适的隔震装置是SMA在隔震领域应用的关键之一。本文利用SMA超弹性特性设计了一种超弹性SMA隔震支座；根据该支座构造及其工作原理推导了该支座的理论模型，进而建立了有限元模型，应用理论模型进行数值模拟并与有限元结果进行了对比；数值分析了SMA棒长度、SMA棒半径和SMA棒与水平向夹角等主要参数对SMA支座力学性能的影响。结果表明，本文设计的SMA隔震支座呈现出非线性滞回特性，合理调节支座各参数能够在一定程度改善支座性能

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基于光纤光栅传感器的复合材料层合板冲击能量研究

陆观;梁大开;曾捷;胡兴柳

. 2011, 30(6): 261-264.

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复合材料结构较容易产生结构表面无法探测到的低速冲击损伤。试验利用光纤复合材料结构中布拉格光纤光栅传感器受到低速冲击后光栅中心波长随应力变化这一特性，在恒温下用布拉格光纤光栅传感器对复合材料智能结构受到的低速冲击能量给出判别，并对通过光纤光栅解调仪采集下来的低速冲击信号进行频谱分析。在计算冲击信号所有能量等级的频谱峰值后，给出可以界定能量等级的频谱峰值临界值，利用其来判别低速冲击能量等级。试验表明布拉格光纤光栅传感器可以监测复合材料受到冲击的信号，能够对复合材料结构低速冲击进行能量等级判断研究

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液压源管路系统随机压力脉动可靠性研究

刘伟;刘永寿;姜志峰;岳珠峰

. 2011, 30(6): 265-268.

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将液压源管路系统的压力脉动近似为平稳随机过程。在频响特性的基础上，计算了随机白噪声泵源流量脉动激励下管路终端压力脉动的均方差。分别采用首次超越破坏和疲劳累积破坏准则，对液压源终端管路随工作时间的可靠度变化历程进行了仿真，得到了泵源脉动幅值对管路系统可靠性的影响。结果表明，小于额定压力10%的压力脉动评估方法不能满足液压系统安全性要求。本文提出的基于可靠性的液压管路系统耐随机压力脉动的评估方法，为液压系统的动强度安全性评估和设计提供了新的参考和指导

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球栅阵列无铅焊点随机振动失效研究

刘芳;孟光;王文

. 2011, 30(6): 269-271.

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通过非接触式激光全息激振方法对试件(电路板组件)进行试验模态分析，了解其动态特性；以其第一阶固有频率作为中心频率，分别进行了三种不同加速度功率谱密度幅值的窄带随机振动疲劳试验，并对失效焊点进行金相剖面分析，探究球栅阵列(BGA)无铅焊点在随机振动载荷下的失效机理。结果表明，三种加速度功率谱密度幅值的随机振动试验中BGA无铅焊点的失效机理不尽相同，随着功率谱密度幅值增加，焊点失效位置由靠近电路板(PCB)一侧向靠近封装一侧转变，分别是靠近PCB一侧的焊球体，焊点颈部以及靠近封装一侧的Ni/金属间化合物(IMC)界面处，相应的失效模式由疲劳断裂转为脆性断裂

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模型结构的压电摩擦阻尼减振控制试验研究

赵大海;李宏男

. 2011, 30(6): 272-272.

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在压电摩擦阻尼器力学性能试验的基础上，对一安装有压电摩擦阻尼器的模型结构进行了地震模拟振动台试验研究。利用MATLAB/Simulink软件平台和dSPACE软硬件资源，建立了压电摩擦阻尼结构控制系统的仿真模型，采用快速控制原型技术对模型结构进行了地震反应振动台试验。通过振动台试验验证了地震作用下提出的压电摩擦阻尼器和以速度响应为输入的模糊控制方法调节阻尼器控制力的有效性。试验结果表明，提出的压电摩擦阻尼器能够根据结构的响应实时调整阻尼器的摩擦力，可以有效减小模型结构在地震作用下的位移反应和加速度反应。

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2011年, 第30卷, 第6期　
刊出日期：2011-06-25

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