2011年, 第30卷, 第9期　
刊出日期：2011-09-25

上一期    下一期

• 全选
  |

论文
• Select
  基于时频切片分析的故障诊断方法及应用

  段晨东;高强

  . 2011, 30(9): 1-5.

  摘要 ( 1018 ) PDF全文 ( 892 )   可视化   收藏

  为了提取设备的故障特征，提出了基于时频切片分析的故障特征提取方法。首先采用基于频率切片小波变换分解振动信号，得到信号在全频带的时频分布。在此基础上根据其时频能量分布，选择时间频率切片区间进行细化分析，通过时频分割和信号重构得到选定区间的时频特征，实现了故障特征的分离。这种方法能够有效地获取正确的故障特征信息，在某炼油厂齿轮箱摩擦故障诊断中取得了较好的效果。
• Select
  轮胎多边形磨损的发生机理及其影响因素分析

  李勇;左曙光;杨宪武;吴旭东

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

  摘要 ( 1678 ) PDF全文 ( 1064 )   可视化   收藏

  考虑轮胎接地磨擦的非线性特性，采用由能量法确定的胎面单元侧向刚度计算公式，建立了基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损动力学模型，探讨轮胎多边形磨损现象的发生机理，并通过数值仿真分析了车速、轮胎前束角和垂向载荷对轮胎磨损的影响。结果表明：轮胎多边形磨损为胎面均匀磨损和扰动磨损叠加引起的周向不均匀磨损，是一种典型的非线性自激振动现象，其发生与胎面的侧向振动有关；以李雅普诺夫稳定性理论为基础，指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象；高速、较大的前束角和超载是导致轮胎产生多边形磨损的可能原因。
• Select
  层合薄壁圆柱壳1:1内共振研究

  王延庆;梁力;郭星辉;楼玲娜

  . 2011, 30(9): 10-14.

  摘要 ( 1533 ) PDF全文 ( 483 )   可视化   收藏

  针对一端固定，一端自由的层合薄壁圆柱壳模型，根据Donnell’s非线性简化壳理论建立其非线性振动方程。采用Galerkin方法对非线性振动方程进行离散化，应用平均法对系统包含两个相邻轴向模态的非线性振动响应进行了解析分析，与数值模拟进行了比较，并得到了不同参数对层合薄壁圆柱壳复杂的振动响应的影响。结果表明，1）由于所选的两个相邻轴向模态频率相距较近，能量在两个模态之间相互传递，系统存在1:1内共振现象；2）系统复杂的振动响应受激振力大小和非线性项的影响比较大，而对于阻尼不敏感。
• Select
  基于Gabor重构的发动机振声信号阶次分量瞬时幅值的提取

  金阳;郝志勇;郑旭;景国玺

  . 2011, 30(9): 15-20.

  摘要 ( 1263 ) PDF全文 ( 938 )   可视化   收藏

  从数值试验中总结了高斯窗STFT幅值谱对阶次分量的分隔能力与连续时间域内高斯窗的时间宽度之间的定量关系，并指出STFT幅值谱的阶次切片做为瞬时幅值估计所存在的问题。论述了Gabor阶次波形重构技术有效的前提条件，并基于确立的高斯窗宽与STFT幅值谱对阶次分量的分隔能力之间的关系，提出了一种改进的Gabor阶次波形重构流程，该流程摒弃了试凑分析参数的模式。仿真表明重构的阶次波形经Hilbert变换得到的包络可以做为瞬时幅值的有效估计。
• Select
  基于有限振动信号的某移动天线有限元风荷载动力反应分析

  刘晶波;郭 东;王宗纲;费毕刚;王潜渊

  . 2011, 30(9): 21-25.

  摘要 ( 1361 ) PDF全文 ( 448 )   可视化   收藏

  提出了一种现场实测的有限振动信号与结构有限元模型模拟分析相结合的方法来获得结构（天线）在实际风荷载作用下的动力反应，即首先测试结构在脉动风荷载作用下的有限振动信号，如：加速度时程和频谱曲线，然后通过结构运动方程模拟出脉动风荷载时程并施加到结构有限元模型中，通过有限元计算求出模拟风荷载与实际风荷载之间的修正系数k，最后把修正后的风荷载时程再次施加到有限元模型中进而得出结构在实际脉动风荷载作用下的内力。通过比较，有限元分析结果与试验结果吻合较好，为结构在脉动风荷载作用下的全过程反应分析提供了一种简便方法。
• Select
  基于ASEGMF的旋转机械振动信号降噪方法研究

  张文斌;王鸿钧;滕瑞静;李俊生

  . 2011, 30(9): 26-29.

  摘要 ( 1622 ) PDF全文 ( 620 )   可视化   收藏

  针对实测振动信号易受噪声污染而淹没有用信息的问题，提出一种基于自适应结构元素广义形态滤波(ASEGMF)方法对旋转机械振动信号进行降噪处理。首先，根据待分析信号的性质，选择正弦形结构元素，并定义了结构元素的长度尺度和高度尺度。其次，根据信号局部峰值特征，定义了峰值间隔和峰值高度，结合自适应方法得到了正弦结构元素的长度尺度和高度尺度。最后，采用一小一大自适应结构元素级联而成的广义形态滤波器对振动信号进行降噪处理。该方法克服了以往形态滤波器结构元素尺寸选择的随机性，完全根据信号局部峰值特征自适应地确定结构元素，消除了人为因素的影响。仿真和实例分析结果表明，自适应结构元素广义形态滤波具有更强的降噪性能，非常适合旋转机械故障的在线监测和诊断。
• Select
  基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法在齿轮故障诊断中的应用

  程军圣;李宝庆;杨宇

  . 2011, 30(9): 30-34.

  摘要 ( 1186 ) PDF全文 ( 1053 )   可视化   收藏

  针对齿轮启停过程中故障振动信号的调频特性，提出了基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法，并将其应用于齿轮瞬态信号的分析。广义解调时频分析是一种新的时频分析方法，它可以将多分量的信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的单分量信号，每个单分量信号可以是调幅-调频信号，因此非常适合处理多分量的调幅-调频信号。而当齿轮发生故障时，其启停过程中的振动信号就表现为多分量的调幅-调频特征。在基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法中，首先采用广义解调时频分析方法将齿轮瞬态信号分解为若干个单分量信号，然后计算各个分量的瞬时频率，再对其瞬时频率信号进行重采样，最后对重采样信号进行频谱分析得到阶次谱，从而提取齿轮振动信号的故障特征，判断齿轮的工作状态。仿真信号和实验信号的分析结果表明了该方法的有效性。
• Select
  滚动轴承局部损伤的完备预测模型与GID评估

  袁幸;朱永生;洪军;张优云

  . 2011, 30(9): 35-39.

  摘要 ( 1452 ) PDF全文 ( 589 )   可视化   收藏

  现有的轴承局部损伤模型往往忽略了滚动体和支座的影响，因此所得振动特征误差较大。为了解决这个问题，提出了一种新颖的滚动轴承有、无故障完备预测模型，该模型将滚动体-套圈-支座的接触问题考虑为非线性Hertzian接触和多自由度质量-刚度-阻尼系统，进而应用Runge–Kutta数值方法计算了轴承局部损伤下的时、频域响应。最后，针对实际服役轴承系统运行状态的复杂性、不确定性及乏样本的特点，引入灰色关联度（grey incidence degrees）根据预测响应复合特征向量对滚动轴承的不同状态进行了定量评估，实验研究结果表明本文的正确性和有效性。
• Select
  考虑温度相关性的LRB隔震桥梁地震响应分析

  胡紫东;李黎;聂肃非;

  . 2011, 30(9): 40-45.

  摘要 ( 1091 ) PDF全文 ( 718 )   可视化   收藏

  系统的研究了铅芯橡胶隔震支座的温度相关性，以及支座温度相关性对隔震桥梁地震响应的影响。试验温度的变化范围为-40℃至50℃，通过拟静力试验的滞回曲线测定了支座在不同温度下的屈前刚度、屈后刚度和屈服剪力。根据所测得的试验数据，采用回归分析，得出了支座的温度影响相关系数函数。建立了LRB隔震桥梁的力学模型，分析了考虑支座温度相关性对隔震桥梁地震响应的影响。比较了不同温度下支座滞回的计算结果。对比分析了不同温度下，隔震梁桥墩顶剪力、梁位移和梁加速度的计算结果，得出了若不考虑支座的温度效应墩顶剪力和梁加速度会有较大的误差，而温度效应对梁位移影响较小的结论。
• Select
  级间接触耦合的失谐叶盘模态局部化问题研究

  王艾伦;陈金波;

  . 2011, 30(9): 46-49.

  摘要 ( 1378 ) PDF全文 ( 435 )   可视化   收藏

  基于有限元实体建模方法，建立了燃气轮机拉杆转子中两级叶盘系统有限元模型，分析比较了有无级间接触耦合作用下叶盘系统的模态特性，重点研究了轮盘级间接触耦合效应对叶盘系统频率转向特性的影响。研究表明，级间接触耦合作用下出现了叶盘耦合振动的复杂振动形式，振动能量不再局限于单级叶盘；级间耦合作用导致叶盘系统的频率转向特性发生改变，频率转向区内的模态不再高度密集，降低了叶盘系统对失谐的敏感度。建立了叶片刚度失谐的两级叶盘系统有限元模型并进行模态分析，结果显示失谐叶盘系统模态局部化程度较低。
• Select
  基于可控性柱面网壳结构主动控制作动器布置的优化研究

  王社良;田秀婷;代建波;赵祥

  . 2011, 30(9): 50-54.

  摘要 ( 996 ) PDF全文 ( 437 )   可视化   收藏

  利用磁致伸缩材料的磁控特性制作的作动器可以对结构进行主动控制。首先分析了这种作动器的工作原理和设计方法，并通过实验对其进行了输出性能测试。接着在对作动器进行动力学建模的基础上，推导出整个柱面网壳结构的作动控制方程，同时基于作动效率，提出了不依赖于控制方法的位置优化准则，并且在综合考虑控制效果系数、硬件成本和系统复杂性等因素的基础上，初步确定了作动器的数量，然后采用遗传算法，对作动器的布置位置进行了优化。最后利用LQR主动控制算法，对一柱面网壳模型结构进行了主动控制分析。结果表明，通过优化布置的作动器能够有效地减小结构的动力反应，是一种较好的主动控制方法。此外，主动控制模拟结果也验证了应用遗传算法优化此类问题的优越性和可靠性。
• Select
  高速列车荷载作用下铸钢焊接节点的疲劳分析

  王国波;谢伟平;于艳丽

  . 2011, 30(9): 55-58.

  摘要 ( 1426 ) PDF全文 ( 1176 )   可视化   收藏

  钢结构特别是焊接钢结构对动荷载特别敏感。武广客运专线武汉火车站采用了新型的“桥建合一”的结构型式，在长期往复动荷载作用下，上部大跨度钢结构的疲劳寿命令人关注。论文建立了铸钢节点包括焊缝的精细有限元模型，基于热点应力法和Miner线性累积损伤理论，分析了武汉站上部大跨度钢结构10管相贯焊接铸钢节点的疲劳寿命。分析结果表明：列车振动荷载引起的动应力对铸钢节点的疲劳寿命影响不大，满足结构使用寿命100年的要求。分析方法可为国内今后类似结构的疲劳寿命分析提供参考。
• Select
  磁流变智能结构的微粒群优化控制

  郭迎庆;徐赵东;费树岷;陈勇

  . 2011, 30(9): 59-63.

  摘要 ( 1342 ) PDF全文 ( 810 )   可视化   收藏

  在磁流变智能结构的减震控制中，结构的位移控制和加速度控制是其减震控制的两个重要控制目标，这就使得磁流变智能结构的减震控制成为了一多目标优化控制。为此，本文采用微粒群优化控制算法同时对磁流变智能结构的位移和加速度进行了最优控制分析，实现了磁流变智能结构多目标的优化减震控制。并对一每层各安装一个磁流变阻尼器的五层钢结构分别采用微粒群优化控制算法、ON控制算法和OFF控制算法进行了实例对比分析，结果表明：采用微粒群优化控制可显著地减小结构的位移反应，同时也可一定程度地减小结构的加速度反应。
• Select
  风力机复合材料柔性叶片的颤振分析

  任勇生;杜向红;杨树莲

  . 2011, 30(9): 64-69.

  摘要 ( 1116 ) PDF全文 ( 642 )   可视化   收藏

  将风力机叶片简化为薄壁复合材料封闭截面弯扭耦合变形梁，基于Hamilton原理并结合变分渐进法（VAM），建立风力机叶片的气动弹性力学模型。结构模型包括材料各向异性，截面翘曲，离心载荷，科里奥利加速度，以及预锥角和预扭转角的影响。气动载荷采用叶素动量理论和准定常气动力理论进行描述。将位移按广义坐标进行模态展开，采用Galerkin法导出系统的质量、刚度和阻尼矩阵，采用特征值技术进行叶片颤振性能的数值求解。针对周向反对称刚度配置（CAS）叶片进行数值近似计算，揭示了入流比、预扭转角和纤维铺层角等参数对风力机叶片颤振性能的影响。
• Select
  基于LS-DYNA的大空间柱壳结构爆炸波压力场分析

  高轩能;刘颖;王书鹏

  . 2011, 30(9): 70-75.

  摘要 ( 1633 ) PDF全文 ( 1602 )   可视化   收藏

  基于ANSYS/LS-DYNA，在验证模型及参数选取正确及可靠的基础上，建立了大空间柱壳结构在爆炸作用下的冲击波压力场计算模型。引入本征正交分解（POD）法，解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题，大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱壳结构在爆炸冲击荷载作用下的压力场进行了数值模拟计算与分析，研究了跨度和矢跨比等因素对结构压力场分布的影响。结果表明，计算模型适用于大空间柱壳结构在爆炸作用下的动力响应计算。
• Select
  功能梯度材料梁在后屈曲构型附近的自由振动

  李清禄;李世荣

  . 2011, 30(9): 76-78.

  摘要 ( 1064 ) PDF全文 ( 497 )   可视化   收藏

  基于轴线可伸长杆的几何非线性理论,建立了由陶瓷和金属两种材料组成的功能梯度(FGM)梁在轴向载荷作用下后屈曲横向自由振动的精确模型,采用打靶法数值求解了一端可移简支一端固定的功能梯度梁在后屈曲附近的小振幅自由振动,获得了线性振动的响应,给出了不同梯度指标下FGM梁前三阶固有频率与载荷之间的特征关系曲线.数值结果表明,屈曲前各阶频率随轴向力的增加而降低，而屈曲后轴向力对各阶频率影响不同
• Select
  海洋细长结构参数激励不稳定区的确定方法

  徐万海;吴应湘;钟兴福;何杨;刘培林;冯现洪

  . 2011, 30(9): 79-83.

  摘要 ( 958 ) PDF全文 ( 463 )   可视化   收藏

  分别采用变形参数法，改进的变形参数法及傅立叶分析法确定海洋细长结构参数振动Hill方程的不稳定区，比较三种方法的优缺点，并给出了前三阶不稳定区图像，为张力腿、立管等海洋细长柔性结构的设计提供参考。
• Select
  局部均值分解方法中乘积函数判据问题研究

  张亢;程军圣;杨宇

  . 2011, 30(9): 84-88.

  摘要 ( 1601 ) PDF全文 ( 577 )   可视化   收藏

  针对局部均值分解方法（Local mean decomposition，LMD）的乘积函数（Product function，PF）判据问题，根据乘积函数具有正交性的特点，将正交性判据（Orthogonality criterion，OC）引入了LMD方法。即将每次迭代后的OC值与预先确定的阈值进行比较，以此来确定乘积函数迭代过程的终止点。通过对仿真信号和实际信号的分析，验证了采用正交性判据确定的乘积函数满足正交性要求，反映了信号内含的物理信息，从而实现了对信号正确的分解。
• Select
  基于摩擦自振的轮胎-悬架振动系统仿真分析

  吴旭东;左曙光;雷镭;杨宪武;李勇

  . 2011, 30(9): 89-93.

  摘要 ( 1272 ) PDF全文 ( 352 )   可视化   收藏

  在胎面-路面单自由度模型的基础上，将悬架、轮胎、胎面三者各自的物理特性同时纳入研究范围，运用多刚体系统动力学方法建立起悬架-轮胎-胎面四自由度ADAMS模型。仿真结果表明了当胎面产生剧烈自激振动时，其能量会传递到悬架和轮胎，使得前束角、外倾角和轮胎的垂向跳动都产生频率相同但程度不同的自激振动，证明了理论模型的正确性。并对该四自由度系统进行分岔数值模拟，找出了轮胎胎面产生自激振动的车速区间，为今后进一步的非线性理论研究以及实验研究奠定了理论基础和研究依据。
• Select
  改进式被动电磁阻尼器及其应用

  刘淑莲;郑水英

  . 2011, 30(9): 94-97.

  摘要 ( 1298 ) PDF全文 ( 328 )   可视化   收藏

  为了简单可靠的增加转子轴承系统的稳定性，在线消除油膜振荡等故障、抑制振动，提出了一种利用改进的被动式阻尼器在线增加系统阻尼的方法。被动式阻尼器结构类似电磁轴承，当转子旋转时，在转子表面形成电涡流因而产生电磁阻尼，抑制转子振动，但无需闭环控制，采用直流电流工作。增加直流电可以增加阻尼，但是电流增加会使系统的刚度减小，并且也会引起阻力距和阻尼器的发热，为了提高阻尼器的阻尼特性，又要解决刚度减弱问题，在不改变电磁阻尼器结构的和静态电流的基础之上，提出了增加额外电路增加阻尼的新方法，并通过计算选择合适的额外电路元器件的参数，改进后的阻尼器阻尼效果比原始的明显增加。把改进式被动电磁阻尼器用于转子-轴承系统的油膜振荡在线消除，并与原始阻尼器的减振效果比较，实验证明：同样条件下，改进式的被动阻尼器增加外阻尼在线的消除油膜振荡故障、抑制振动效果更好。
• Select
  基于形函数方法快速识别结构动态荷载的试验验证

  张青霞;; 段忠东; &#;ukasz Jankowski

  . 2011, 30(9): 98-102.

  摘要 ( 1234 ) PDF全文 ( 463 )   可视化   收藏

  在动态荷载识别中常常由于矩阵的病态性影响识别的精度，利用有限元理论中的形函数逼近荷载曲线，将识别离散的荷载历程转化为计算有限的形函数权重，从而显著改善反卷积法识别荷载中存在的采样时间长或采样频率高时数值求解困难的问题；并能改善反问题的病态性，提高对噪音的鲁棒性。一个连续梁的数值算例比较验证了该方法在5%的高斯噪声影响下能精确地识别未知荷载。悬臂梁试验中，通过实测的结构动态响应，在移动时间窗内利用荷载形函数方法可以实现激励的在线识别。
• Select
  连续线性混沌隔振装置设计与研究

  陶为俊;浣石;朱石坚;李晓勇

  . 2011, 30(9): 103-106.

  摘要 ( 1035 ) PDF全文 ( 380 )   可视化   收藏

  根据混沌隔振原理设计出连续线性混沌隔振装置，该装置能够产生强非线性，其线性部分、非线性部分与模型几何尺寸相对应，并且两者完全区分开。在实验中两者均易于调节，这大大增加了该装置在工程中的应用前景。并利用数值计算对特定参数下的隔振装置在简谐激励力作用下的运动特性进行分析，分析结果表明该装置能够产生混沌运动，且具有很好的隔离线谱的能力。
• Select
  虚拟调谐阻尼器

  王永刚;刘鸣

  . 2011, 30(9): 107-110.

  摘要 ( 938 ) PDF全文 ( 458 )   可视化   收藏

  根据调谐质量阻尼器的基本原理引进了虚拟调谐阻尼器概念，并介绍了虚拟调谐阻尼器的几个基本问题，包括：虚实对应关系，虚拟调谐阻尼器的参数设计方法，非纯模态测量的影响，模态溢出，位置优化，同时使用多个虚拟调谐阻尼器问题。使用虚拟调谐阻尼器概念不仅可以方便的借助控制技术的设计工具，并可以设计多个虚拟调谐阻尼器，实现对宽带振动的控制。
• Select
  高速永磁电机机组轴系振动研究

  王天煜;王凤翔;方程

  . 2011, 30(9): 111-115.

  摘要 ( 1654 ) PDF全文 ( 578 )   可视化   收藏

  高速电机由于体积小、功率密度大和效率高等优点，符合节能减排经济发展需要，成为电机领域的研究热点之一。在高速旋转机械中，转子振动将逐渐成为制约电机正常运行的瓶颈。因此，研究电机的振动特性对于电机的高速可靠运行是非常必要的。电机转子振动的来源主要包括偏心产生的离心力和不平衡磁拉力，采用有限元及Newmark积分法计算转子在不平衡力作用下非线性不平衡响应，用样机振动实验验证计算方法的正确性，通过机组振动实验分析轴系振动产生的原因。研究表明，电机的振动主要为离心力产生基频振动及由于转子动偏心产生的10倍频不平衡磁拉力的振动；其次是2倍频的振动。根据振动产生的主要原因提出相应减小振动的措施。
• Select
  基于插值矩阵技术与二维空间平滑法的近场相干声源识别研究

  单颖春;刘耀光;刘献栋;何田

  . 2011, 30(9): 116-119.

  摘要 ( 961 ) PDF全文 ( 305 )   可视化   收藏

  在研究插值矩阵技术与二维空间平滑法两种方法的基础上，将两者进行结合，提出了一种对近场相干声源进行识别的方法。首先通过插值矩阵技术把实际阵列接收到的近场信号转换为形式上的远场信号，然后通过二维空间平滑法求出阵列的平滑协方差矩阵，再由平滑协方差矩阵得到给定方向向量对应的信号功率，实现二维相干声源的识别。算例表明，该方法比传统的波束形成能更准确地定位出声源的位置。
• Select
  约束阻尼管动态特性分析方法与应用

  杨琼梁;刘靖华;陈健;唐国安

  . 2011, 30(9): 120-123.

  摘要 ( 1074 ) PDF全文 ( 456 )   可视化   收藏

  建立具有支撑功能的减振约束阻尼管的力学模型，采用解析分析得到该类型阻尼管位移、动刚度和损耗因子等关于各项几何及物理参数的表达式。通过计算发现，阻尼胶填充长度对元件的损耗因子有比较显著的影响，在给定的结构参数条件下，存在最优填充长度。为阻尼管结构设计提供了快速、简便的优化设计方法。
• Select
  不同频率比时立管两向涡激振动及疲劳分析

  唐世振;黄维平;刘建军;邓跃

  . 2011, 30(9): 124-128.

  摘要 ( 978 ) PDF全文 ( 434 )   可视化   收藏

  考虑四种不同频率比(流向荷载频率/横向荷载频率)情况下，立管两向涡激振动的幅值和疲劳的变化。结果表明：较低频率比且低约化速度条件下，流向自由度对横向振动具有一定的抑制作用；当6.3<约化速度<8.0时，考虑顺流向振动时横向振动幅值明显增加。随着频率比的增加，顺流向振动对横向振动的影响逐渐减弱。横向振动对顺流向振动的影响在四种情况下均较为显著，考虑横向振动时顺流向振动幅值急剧增大。两向自由度涡激振动的疲劳在低频率比时明显高于单自由度时的疲劳；顺流向振动疲劳随着频率比的增大受横向振动的影响越来越明显。
• Select
  混合智能故障诊断与预示技术的应用进展

  雷亚国;何正嘉

  . 2011, 30(9): 129-135.

  摘要 ( 1553 ) PDF全文 ( 1029 )   可视化   收藏

  为了对大型复杂关键设备进行有效的状态监测和故障诊断，综合运用多种人工智能技术和现代信号处理方法的混合智能故障诊断与预示技术得到国内外学者的高度重视和广泛研究。在研究大量相关文献的基础上，概括了混合智能故障诊断与预示技术的广义内涵；综述了国内外研究现状；分析指出了当前研究中存在的关键问题；针对目前的研究现状和存在问题，最后讨论了混合智能故障诊断与预示技术的发展趋势
• Select
  多轴振动试验控制的整型权函数法

  姜双燕;陈怀海;贺旭东;崔旭利

  . 2011, 30(9): 136-144.

  摘要 ( 821 ) PDF全文 ( 439 )   可视化   收藏

  研究了应用于多轴向多激励随机振动控制的H∞整型控制方法，并且针对在频响函数矩阵病态的频率点处，响应自谱和互谱超出工程预定参考谱目标的情况，分解设计了H∞整型加权矩阵，从而改进频响函数矩阵病态情况，并对系统进行算法解耦。然后用整型矩阵对驱动信号的傅氏谱进行修正，进入控制回路迭代运算。实验验证表明，用文中算法设计整型权函数矩阵并修正驱动信号，可以有效的改善响应自谱和互谱的控制效果，抑制某些频率点处频响函数的不良影响。
• Select
  一类耦合非线性扭振动力系统的稳定性控制

  刘浩然; 朱占龙; 时培明; 侯东晓

  . 2011, 30(9): 140-144.

  摘要 ( 209 ) PDF全文 ( 291 )   可视化   收藏

  考虑一类三质量扭振系统的非线性阻尼力作用，建立含三次非线性耦合项的扭振系统的非线性动力学方程。采用时滞状态反馈对系统加以控制，运用多尺度法对加入时滞反馈的系统进行求解，得到系统在主共振和1：1内共振情形下的平衡解。应用Routh-Hurwitz稳定判据分析系统平衡解在原点处Jacobian行列式的特征方程得到系统稳定的充分必要条件，并通过选取合适时滞参数实现了对耦合系统稳定的良好控制，数值模拟证明了所给条件的正确性。
• Select
  基于模糊控制的高速机车横向半主动控制研究

  周洪涛;杨绍普;朱红霞

  . 2011, 30(9): 145-149.

  摘要 ( 1037 ) PDF全文 ( 911 )   可视化   收藏

  针对基于磁流变阻尼器的高速机车横向半主动悬挂系统，在分析修正的BOUC_WEN力学模型的基础上，提出了基于一般模糊控制的量化因子、比例因子的参数自适应模糊控制策略，并在SIMULINK环境中进行仿真分析，结果表明：与被动控制、一般模糊控制相比，参数自适应模糊控制能明显减小机车横向振动加速度，从而提高机车运行稳定性和乘客舒适性。
• Select
  冰雹冲击复合材料层合板失效模式分析与数值模拟

  刘洋;王富生;岳珠峰

  . 2011, 30(9): 150-154.

  摘要 ( 1013 ) PDF全文 ( 1180 )   可视化   收藏

  针对复合材料层合板结构，建立了冰雹冲击复合材料层合板的有限元模型，在充分考虑冲击过程中冰雹的流体特性下，给出了冰雹和复合材料层合板的材料模型和损伤准则，利用显式有限元分析工具LS-DYNA研究了不同冰雹冲击速度下复合材料层合板的临界破坏速度和破坏形式。结果表明，文中给出的冰雹、复合材料层合板的材料模型和损伤准则能够合理地再现冰雹冲击复合材料板的过程；复合材料层合板(AS4/8552)在冰雹高速冲击下首先发生的是基体开裂，当冰雹速度到达125m/s时，层合板上表面纤维发生断裂，但在整个冰雹冲击过程中层合板没有发生压缩失效
• Select
  三线摆法测定转动惯量的计算原理分析

  吴晓

  . 2011, 30(9): 155-156.

  摘要 ( 1134 ) PDF全文 ( 1071 )   可视化   收藏

  从非线性振动理论出发，采用摄动法及傅立叶级数研究了三线摆的非线性扭转固有振动，利用系数待定法推导出了三线摆非线性扭转固有振动频率的计算公式。通过算例分析讨论验证了该计算公式的计算精度较高，对三线摆测定转动惯量有理论指导意义。
• Select
  饱和地基中二维空沟远场被动隔振研究

  时 刚;高广运

  . 2011, 30(9): 157-162.

  摘要 ( 868 ) PDF全文 ( 336 )   可视化   收藏

  针对饱和地基中二维空沟远场被动隔振问题，首先，基于饱和多孔介质频域边界单元法，建立了以薄层法(TLM)基本解作为动力Green函数的饱和土半解析边界元法，该方法可有效的分析饱和半空间的动力问题，是解决土-结构动力相互作用问题的一种有效工具。在此基础上，推导得到了空沟对Rayleigh波散射的二维边界元方程，对空沟的远场隔振问题进行了详细的参数分析。结果表明：设置空沟能够对地面振动起到较好的隔振作用；当空沟深度小于1个Rayleigh波波长时，提高空沟深度能够有效的提高其隔振效果；而空沟宽度对隔振效果的影响相对较小；饱和地基参数改变对空沟隔振效果影响不大。
• Select
  基于演化相位谱的脉动风速模拟

  阎启;李杰;

  . 2011, 30(9): 163-168.

  摘要 ( 840 ) PDF全文 ( 366 )   可视化   收藏

  基于理性分析，提出了一种演化相位谱模型，并由此发展了脉动风速模拟方法。根据湍流中不同频率涡旋的特征速度，提出了相位演化速度这一概念；进而，说明具体的风速时程可由所有初始相位为零的涡旋经过时间 演化而来。通过对实测脉动风速 值的识别和统计，给出了 的概率分布。据此，可以得到演化相位谱的样本，结合Fourier幅值谱，应用逆Fourier变换便可进行脉动风速模拟。本文所建立的演化相位谱模型是对Fourier相位谱的一种理性描述，可用于各种结构抗风计算及可靠度分析的风荷载模拟当中。
• Select
  含裂纹悬臂输流管道颤振分析

  叶献辉;蔡逢春;臧峰刚;张毅雄

  . 2011, 30(9): 169-173.

  摘要 ( 1050 ) PDF全文 ( 422 )   可视化   收藏

  基于适用于含非材料体（non-material volumes）系统的Lagrange方程，采用由无裂纹悬臂梁的模态函数加入分段立方多项式构造的裂纹梁的模态函数，推导出了含裂纹的悬臂输流管道的线性运动方程，最后用Matlab编程进行了数值计算，研究裂纹参数对悬臂输流管道动力特性和颤振特性的影响。结果表明：当固支端附近出现裂纹时，输流管道的颤振临界流速将减小，越靠近固支端，颤振临界流速减小的越多。且随着裂纹深度增加颤振临界流速降低的更加明显。但裂纹离固支端一定位置后时，裂纹的出现将会增大管道的临界流速。另外，裂纹的出现还将导致悬臂输流管道颤振阶数的改变。
• Select
  实验模态综合法若干问题的研究

  宋 攀;董兴建;孟 光

  . 2011, 30(9): 174-177.

  摘要 ( 1359 ) PDF全文 ( 776 )   可视化   收藏

  提出了子结构可补偿高阶截断模态且易与实验模态相结合的剩余动柔度概念，然后采用自由界面模态综合技术，实现子结构综合。通过部分忽略高阶截断模态的动态效应给出了剩余质量和剩余刚度的近似表达式，简化了子结构的实验建模；基于谐波集中力系的等效原理，提出了一种全新的转角动柔度间接测量方法，在一定程度上解决了实验模态综合中的界面对接信息不足问题。克服了将实验模型和有限元分析模型进行模态综合中的技术难题，数值计算和实验验证表明所提方案可行。
• Select
  辐板刚度、阻尼及齿面摩擦对齿轮振动特性的影响

  古成中;吴新跃; 张文群

  . 2011, 30(9): 178-183.

  摘要 ( 876 ) PDF全文 ( 487 )   可视化   收藏

  在考虑齿轮副时变啮合刚度、齿面摩擦、齿侧间隙及辐板刚度和阻尼的情况下，建立了齿轮传动系统的三维非线性动力学模型。根据啮合点位置推导出啮合刚度、齿面摩擦系数与时间的关系，并考虑了齿轮动载荷在各齿轮副之间的实际分配情况。针对强非线性变微分方程组求解困难的问题，提出了利用添加方程组维数的方法将变系数微分方程组转化成常微分方程组，并采用4~5阶自适应变步长的龙格库塔法求解微分方程组的数值解。系统地分析了辐板刚度、阻尼以及齿面摩擦对齿轮副和辐板振动性能的影响，为更深入研究齿轮的阻尼减振提供了理论基础和研究方向。
• Select
  复杂形体超高层钢框架-混凝土核心筒混合结构减震的研究

  李春祥;徐双正;秦季标

  . 2011, 30(9): 184-190.

  摘要 ( 1085 ) PDF全文 ( 429 )   可视化   收藏

  以拟建超高宁夏电视塔(NXTVT)工程为背景，利用SAP2000建立其三维有限元分析模型。超高宁夏电视塔呈现底部小、上部大、中部略呈细腰形的花瓶状复杂形体；而且，楼层的不连续分布导致结构质量和侧向刚度沿竖向分布的不均匀。因此，整体结构形式复杂，对抗震要求高。首先，对结构的动力特性进行分析研究。在此基础上，使用振型分解反应谱法和FNA动力时程法对该结构的地震反应进行多维分析。接着，对安装非线性液体粘滞阻尼器(NFVDs)结构进行动力时程分析，以评价NFVDs对该结构的多维减震性能。通过大量的计算分析与比较，综合出了许多有益的结论与建议，为该实际工程或类似工程的减震设计提供参考依据。
• Select
  基于神经网络的大跨钢结构缺陷损伤的定位研究

  熊仲明;王超;林涛

  . 2011, 30(9): 191-196.

  摘要 ( 1382 ) PDF全文 ( 415 )   可视化   收藏

  大跨钢结构目前被广泛应用于体育馆等大型公共建筑中。但其缺陷损伤位置的确定，至今没有得到很好的解决，这必将影响其使用过程中的安全性。本文利用神经网络技术，以某高校体育场馆的大跨钢结构为工程背景进行模拟损伤定位研究，通过ANSYS计算软件对该大跨钢结构建模分析，得出了该结构在损伤前后的模态参数，并将其结果作为网络的输入参数。为了提高神经网络模型对该结构缺陷损伤判定的收敛速度及诊断精度，在进行损伤识别时，将该大跨结构细分成许多子结构，缩小损伤的范围，同时将高阶频率引入到不同的神经网络训练样本中进行网络训练，检验其对该结构及构件损伤识别的影响。分析结果表明，本文采用神经网络技术对大型复杂结构进行损伤定位是可行的，并通过该方法的改进，将识别精度大大的提高，所得结论为今后进行网络改进，提高网络的准确性、抗干扰性和泛化能力提供了有意义的参考
• Select
  钢筋混凝土高烟囱定向爆破拆除倒塌过程研究

  言志信;叶振辉;刘培林;曹小红;

  . 2011, 30(9): 197-201.

  摘要 ( 1572 ) PDF全文 ( 1113 )   可视化   收藏

  烟囱爆破拆除无论是拆除高度还是拆除难度都在日益增大。运用动力学原理建立了钢筋混凝土烟囱在爆破后余留支撑部的应力模型，分析了切口中性轴的变化规律和决定因素，提出用冲压系数 来考虑突加载荷的影响。进而采用共用节点分离式模型，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对钢筋混凝土烟囱倒塌过程进行了数值模拟研究。通过对混凝土和钢筋单元应力-时程曲线的分析，指出共用节点分离式模型能够较好地反映钢筋和混凝土两种材料的力学性能差异。
• Select
  基于二阶循环统计量的近场声全息试验研究

  陈志敏;朱海潮;匡贡献

  . 2011, 30(9): 202-206.

  摘要 ( 1409 ) PDF全文 ( 450 )   可视化   收藏

  传统近场声全息技术的重建结果不能准确反映循环平稳声场的调制特性。因此，利用循环自相关函数的解调性能来提取声场的特征循环频率，然后通过循环维纳－辛钦关系来获取循环谱密度，将循环谱密度取代声压谱作为平面近场声全息的声场重建物理量。试验研究表明，此方法可准确提取循环平稳声场的特征频率，重建结果可清晰直观的突出声场的本质特性。
• Select
  基于三阶累积量及自适应滤波时延估计的管道定位方法

  封皓;靳世久;曾周末;安阳; 张溪默

  . 2011, 30(9): 207-210.

  摘要 ( 1385 ) PDF全文 ( 405 )   可视化   收藏

  针对直接互相关被动时延估计法定位管道异常振动事件存在噪声干扰影响定位精度的问题，提出了基于三阶累积量及自适应滤波时延估计的管道异常事件定位方法。该方法对顺、反两路异常振动信号进行三阶自累积量和互累积量估计，抑制高斯相关噪声和对称分布噪声。然后利用自适应滤波时延估计算法对三阶自累积量和互累积量信号的时延进行迭代计算，在不依赖先验知识的情况下抑制非高斯相关噪声。经现场实验证明，该方法可以准确地对管道异常事件进行定位，对噪声具有很好的抑制作用，改善了直接互相关时延估计的性能。相对于直接互相关时延估计方法，相对定位误差由2.7%降低到0.6%，定位一致性提高了三倍，平均定位精度可达14m。
• Select
  双参数冲击荷载作用下弹性压杆的动力屈曲研究

  钟炜辉;郝际平;雷蕾

  . 2011, 30(9): 211-215.

  摘要 ( 1162 ) PDF全文 ( 357 )   可视化   收藏

  作用在实际结构上的冲击荷载往往是相当复杂的，冲击荷载形式对结构动力屈曲有较大影响。对双参数冲击荷载作用下的弹性压杆动力屈曲进行研究，采用等价矩形脉冲对荷载进行简化。分别对理想的和初始几何缺陷的弹性压杆冲击屈曲进行分析和计算，并以两端简支和两端固定轴心压杆冲击屈曲作为算例，初步揭示了冲击荷载形式对轴心压杆动力屈曲的影响规律，获得了有价值的结论。
• Select
  基于高速图像测量技术的缓冲材料缓冲性能的表征

  计宏伟;王怀文

  . 2011, 30(9): 216-220.

  摘要 ( 1336 ) PDF全文 ( 1058 )   可视化   收藏

  有效表征缓冲材料的缓冲特性对于优化设计缓冲包装十分重要。采用动态缓冲系数表征材料的缓冲性能是一种非常有效方法。基于动态压缩实验和高速图像测量技术，测量了发泡聚乙烯缓冲材料冲击过程中的动态应力—应变曲线，由此得到不同应力水平情况下单位体积的动态变形能和动态缓冲系数，从而直接表征了泡沫材料的动态缓冲性能，为缓冲包装设计提供了重要的基础数据。
• Select
  一种基于频响因子的转子系统基础冲击响应计算方法

  谢最伟;贺少华;吴新跃

  . 2011, 30(9): 221-226.

  摘要 ( 1634 ) PDF全文 ( 386 )   可视化   收藏

  考查地震或水下非接触爆炸冲击下旋转机械的动态响应特性，一般从研究转子系统基础冲击响应出发。由于陀螺效应和转子-轴承的交互效应，转子系统运动方程系数矩阵呈非对称性，不能在模态坐标下解耦，无法利用常规模态叠加法求解，所以以往的研究一般采用数值积分如Newmark法等进行迭代求解，但数值积分法相对模态叠加法要耗费较多的计算资源。提出了一种复数域内转子系统冲击响应计算方法，无需坐标解耦但仍可以利用线性叠加法进行响应求解。首先将激励和响应傅立叶展开成复数形式，包括正向旋转项和反向旋转项，根据方程左右两边相同频率前系数相等的事实得到特征方程，将特征方程写成简单矩阵束的本征方程形式，求得矩阵束的本征值和本征向量，将本征向量正规化，进一步得到矩阵束的逆阵，将逆阵元素取名为“频响因子”，将逆阵与激励相乘即可得到频率响应幅值，将所有频率响应成分叠加即可得到系统响应。通过一个工程实例，比较了所提方法与数值积分方法的结果，比较分析表明，所提方法满足工程要求，可以作为转子系统基础冲击响应和瞬态响应计算的一种普适方法。
• Select
  基于超声导波的钢梁结构损伤大小识别研究

  孙凯;孟光;叶林;李富才

  . 2011, 30(9): 227-231.

  摘要 ( 1312 ) PDF全文 ( 699 )   可视化   收藏

  本研究探讨了应用超声导波检测技术在较厚结构中对结构损伤大小识别的可行性。基于优化的激励波形和PZT换能器布局，应用商业有限元软件Abaqus对导波在结构中的传播进行了仿真；同时对无损伤及有损伤的仿真模型进行了实验验证，实验信号与仿真波形具有很好的吻合度。仿真结果表明：随损伤深度或者损伤厚度的增加，损伤反射波波包、透射波波包的到达时间和信号幅值都会随之呈现一定规律的变化，从中提取变化较大的信号特征可用于损伤大小的识别。
• Select
  考虑物料层作用的振动圆锥破碎机动力学分析

  赵月静;秦志英;彭伟

  . 2011, 30(9): 232-236.

  摘要 ( 870 ) PDF全文 ( 361 )   可视化   收藏

  振动圆锥破碎机是实现超细破碎的节能型设备。振动圆锥破碎机待破碎的物料层填充在破碎机的动锥和定锥之间，利用动锥和定锥相对运动来破碎物料，同时物料层对动锥的运动也将产生反作用力。将物料层的作用简化为分段线性的接触力，将振动圆锥破碎机系统的运动简化为只考虑动锥刚体在水平面内运动，利用Lagrange方程，建立系统三自由度水平运动的模型。利用MATLAB软件，采用Runge-Kutta法对振动微分方程组进行数值计算仿真。研究了激振频率对系统动力学性能的影响。结果表明，物料层的作用使得系统刚度变大，固有频率增大；导致系统从单一频率的简谐运动变为了概周期的复杂运动。为进一步实现振动破碎机结构参数的优化奠定了基础。
• Select
  泡沫铝填充多棱管的吸能分析

  程涛;;向宇;李健;余玲

  . 2011, 30(9): 237-242.

  摘要 ( 1402 ) PDF全文 ( 1132 )   可视化   收藏

  通过LS-DYNA模拟分析泡沫铝填充多棱管的准静态过程。以柱壳比（R）作为比较具有不同截面形状的泡沫铝填多棱管的依据。通过比吸能、比力和能量吸收率，实现泡沫铝填充多棱管吸能性能的定量化比较分析。研究发现在具有相同柱壳比的条件下，泡沫铝填充四棱管的比吸能最高；泡沫铝填充八棱管的能量吸收率最高（约78%）；四棱管的吸能量占泡沫铝填充四棱管总吸能量的比例最小（约57%）。不同的几何形状和结构对泡沫铝填充多棱管的吸能性能有着显著的影响。同时，对泡沫铝填充多棱管的变形模式和内在机制也做了初步的分析
• Select
  纤维爆炸索水下爆炸声信号特征的小波分析

  贾虎;沈兆武

  . 2011, 30(9): 243-247.

  摘要 ( 1433 ) PDF全文 ( 542 )   可视化   收藏

  为了研究纤维爆炸索爆炸水声信号特征，在获得水下爆炸压力测试结果的基础上，对其进行了声压级分析，并采用小波变换对水下爆炸信号进行了时频特性分析，讨论了水下爆炸声信号在各频段的能量分布状况。研究结果表明，纤维爆炸索水下爆炸具有很强的声功率，纤维爆炸索水下爆炸声信号能量主要集中在40KHz以内，尤以5KHz以下频带能量最高，如果作为水声干扰源，完全可以覆盖各类水声器材的各工作频段，或许能在水声对抗中发挥重要作用。采用小波分析可以对纤维爆炸索爆炸水声信号特性进行合理研究，达到准确分析信号特征的目的。
• Select
  滑模变结构法实现旋转圆盘混沌振动的控制

  陈帝伊;申滔;马孝义

  . 2011, 30(9): 248-252.

  摘要 ( 825 ) PDF全文 ( 398 )   可视化   收藏

  为了消除旋转圆盘横向混沌振动，克服其对整个系统及工作状况的不利影响，对旋转圆盘横向振动的四维非线性方程进行了复杂动力学特征分析，包括相轨迹图、Lyapunov指数和庞加莱映射图。利用比例积分滑模变结构法，将旋转圆盘从其横向混沌振动的混沌轨道先后控制到任意固定点和周期轨道，并用MATLAB模拟验证其有效性。重点讨论了滑模变结构方法的增益系数对抖振问题、受控系统的过渡过程的时间、峰值和控制器的过渡时间、峰值和稳定后的状态及其上下界的影响。结果为比例积分滑模变结构法的应用和相关机械系统混沌态的有效控制提供了理论依据。
• Select
  矩形薄板在面内随机参数激励下的随机分岔研究

  葛根;王洪礼;许佳

  . 2011, 30(9): 253-258.

  摘要 ( 967 ) PDF全文 ( 620 )   可视化   收藏

  建立了四边简支的矩形薄板在受面内随机激励时的振动模型，并用Galerkin法将该系统化简为二自由度常微分非线性动力学方程组。得出系统的广义能量（Hamilton函数）表达式后，又利用拟不可积Hamilton系统平均理论将方程等价为一个一维的Ito随机扩散过程，并通过计算该系统的最大Lyapunov指数来研究系统的局部随机稳定性，同时利用基于随机扩散过程的奇异边界理论研究了模型的全局稳定性，最后通过稳态概率密度函数的形状变化探讨了系统参数变化对系统随机Hopf分岔的影响。数值模拟结果验证了理论分析的正确性。
• Select
  混凝土泵车臂架系统振动机理的研究

  王斌华;吕彭民

  . 2011, 30(9): 259-259.

  摘要 ( 868 ) PDF全文 ( 1000 )   可视化   收藏

  结合悬臂输液管流固耦合理论，建立泵车臂架结构与混凝土的流固耦合动力学方程，从流固耦合的角度分析混凝土泵车臂架振动问题。通过试验测试获得混凝土脉动流速图以及仿真边界条件。采用Newmark-β法求解动力学方程，仿真分析了混凝土流动为脉动和常速流时臂架振动响应，发现振动位移响应基本吻合，说明脉动流速对臂架结构应力历程影响较小；仿真分析转台振动为零振动时，混凝土脉动和常速流时臂架振动响应，发现泵送油缸导致的车体振动激扰是臂架振动的主要因素，在臂架系统振动研究时应重点考虑。
  关键词：