振动与冲击

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郭吉丰白洋王剑

. 2013, 32(15): 1-7.

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超声波电机具有低速大力矩、响应快、分辨率高和抗电磁干扰等优点，能直接驱动，使其在机器人、工业仪器仪表、安防等领域有着广阔的应用前景。多自由度是超声波电机研究领域的前沿课题。本文分类探讨了近年来出现的几种多自由度超声电机的结构、机理、性能及其特点，给出了一些具有代表性的实例，总结了多自由度超声波电机的主要研究成果和应用状况，对多自由度超声波电机的今后研究重点和发展方向提出了建议。

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一类静电驱动微结构谐振传感器的吸合不稳定性研究及控制

尚慧琳文永蓬

. 2013, 32(15): 8-13.

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本文以一类静电驱动微结构谐振传感器为研究对象，基于安全域思想研究了系统直流偏置电压和交流激
励电压幅值引起的结构吸合不稳定现象。运用Melnikov函数法得到引起微结构吸合不稳定的系统参数门槛值，且运用四
阶Rung-Kutta方法和点映射方法数值地验证了交流电压幅值对系统的吸合区域的影响规律.结果表明,直流偏置电压的增
大均易引起微结构的吸合效应，而交流电压幅值的增大则会导致微结构的吸合不稳定。通过实施时滞位移反馈控制来抑
制系统的吸合不稳定，数值结果验证了该控制方法的有效性。本文在静电驱动微机电系统的设计领域存在潜在的应用价
值。

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盾构刀盘驱动三级行星齿轮系统固有特性及灵敏度分析

齐寅明;龚宪生;张干清;孙胜苗

. 2013, 32(15): 14-19.

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建立了三级行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型，模型考虑了时变啮合刚度、各级中行星轮位置相角的时变性、啮合综合误差、阻尼等影响因素。基于特征值问题求解了系统结构的固有频率和振型，并将其系统振动模式归为三类：扭转耦合振动模式、平移耦合振动模式、行星轮振动模式。研究了不同振动模式下固有频率对系统参数的灵敏度。研究结果表明，在一些系统参数敏感点处，参数的微小变化不仅导致固有频率灵敏度、模态能量的大幅变化，也将引起能量在各级间发生转移，使得振动特性剧烈变化。

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基于MoG-HMM的齿轮箱状态识别与剩余使用寿命预测研究

张星辉康建设高存明曹端超滕红智

. 2013, 32(15): 20-25.

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提出了基于混合高斯隐马尔可夫模型的齿轮箱状态识别与剩余使用寿命预测新方法。建立了基于聚类评价指标的状态数优化方法，通过计算待识别特征向量的概率值来识别齿轮箱当前状态。在状态识别的基础上，提出了剩余使用寿命计算方法。最后，利用齿轮箱全寿命实验数据进行验证，结果表明，该方法可以有效的识别齿轮箱状态并实现了剩余使用寿命预测，平均预测正确率为90.94%，为齿轮箱的健康管理提供了科学依据。

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漂浮特性对风力发电机振动影响

金鑫;钟翔;何玉林;杜静;李奇敏

. 2013, 32(15): 26-31.

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本文在前期研究工作的基础上，将浮式基础波浪载荷计算和系泊系统计算考虑到所已建立的风力发电机分析模型
中，形成漂浮式风力发电机动力学分析模型，进行在风浪下漂浮式风力发电机的动力学分析及振动计算。研究表明：漂浮特性对
风力发电机的振动影响很大，同样条件下漂浮式风力发电机振动情况相对固定式风力发电机幅值变化较大（平均值一样），这意
味着漂浮式风机的疲劳寿命会有较大下降。因此，针对固定风机的设计方法对漂浮式风机要有所修正及完善。

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深海顶张式立管顺流涡激振动响应预报方法

曲雪;薛鸿祥;唐文勇

. 2013, 32(15): 32-36.

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针对深海顶端张紧式立管，基于刚性圆柱体顺流方向受迫振荡实验的水动力信息，采用有限元方法和能量平衡原理，建立了立管顺流涡激振动幅值响应的分析模型。该模型计及了立管横流方向涡激振动对顺流升力放大效应，根据激发力来源不同，分无量纲频率响应区间计算幅值并进行加权模态叠加。预报结果与Chaplin阶梯状来流涡激振动实验测量数据对比，吻合程度较好。

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草帽型大跨空间结构的风压数值模拟与关键参数影响分析

陈怡然;周岱;归洛圣

. 2013, 32(15): 37-40.

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基于计算流体动力学（CFD）和SST k-ε湍流模型，运用FLUENT软件针对草帽型大跨空间结构表面风压及其规律进行数值模拟和分析比较，运用典型算例分析对比模拟结果与既有文献结果，以验证数值模拟的可信性。系统性研究了结构高跨比等关键参数对草帽型空间结构表面不同部位风压分布的影响。

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钢管混凝土框架-RC剪力墙混合结构滞回性能分析

王文达;魏国强;李华伟

. 2013, 32(15): 41-47.

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为了研究带钢管混凝土边柱钢筋混凝土(RC)剪力墙的抗震性能，在其他研究者完成的带钢管混凝土边柱RC剪力墙和普通钢筋混凝土剪力墙滞回性能试验结果的基础上，采用开源非线性分析程序OpenSees平台中的非线性纤维模型对其进行了低周往复试验的数值模拟，通过直接在截面层次定义非线性剪切恢复力的方法来模拟纤维截面的抗剪。计算结果与实测结果总体吻合较好，研究表明：这种考虑剪切效应的纤维模型法能够较好的模拟该类组合剪力墙的抗剪承载力、捏缩效应以及刚度退化，而且运算效率较高。

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滚筒洗衣机瞬态脱水振动的分析与控制

陈海卫张秋菊

. 2013, 32(15): 47-53.

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为控制滚筒洗衣机瞬态脱水振动，建立了带有磁流变阻尼器的滚筒洗衣机平面振动模型；通过数值求解，分析了脱水过程按指数规律启动时，系统最大振幅随加速时间常数的变化；讨论了不同稳态转速下，系统最大振幅平均值随衣物负载质量和阻尼器控制电流的变化，结果表明：磁流变阻尼器控制电流对系统最佳加速时间常数的影响不大，对于1至9Kg的衣物而言，采用0.7的加速时间常数可取得较好的综合控制效果。此外，为综合考虑悬挂系统的瞬态抑振与稳态隔振，提出了一种简单的磁流变阻尼器控制策略：采用短时傅立叶变换追踪盛水桶振动频率，当该频率大于预设的基准频率后，将阻尼器控制电流从最大降为最小以取得较好的隔振效果，最后，通过仿真验证了该策略的有效性。

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深水锚泊线串联浮筒系统的动力特性分析

乔东生 ;闫俊 ;欧进萍;

. 2013, 32(15): 54-58.

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在时域范围内建立深水锚泊线串联浮筒系统的动力分析模型，考虑锚泊线和海床之间的接触作用，基于Morison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载，并利用单根锚泊线由于上部浮体运动而吸收的能量来计算锚泊阻尼。分析串联浮筒系统对锚泊线张力和阻尼的影响特征，进而对串联浮筒的大小和所处位置进行参数敏感性分析。该结果对深水浮式平台锚泊系统设计中如何有效地减小锚泊张力具有实际意义。
关键

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基于ALE方法的钛合金超声振动车削仿真

路冬黄红福吴勇波;冷超群

. 2013, 32(15): 59-62.

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采用ALE方法建立了钛合金超声振动车削有限元仿真模型。预测了超声振动车削过程中切削力变化规律，并将模拟获得的切削力平均值与相同条件实验获得的切削力平均值比较，验证了有限元模型的正确性。将超声振动主切削力模拟平均值与普通切削主切削力实验平均值比较，结果表明，采用超声振动辅助手段可以明显降低切削力平均值。预测了超声振动车削一个周期内工件及刀尖温度变化规律，结果表明，刀具切入阶段，工件及刀尖温度迅速升高，当刀具到达运动轨迹最大位移时，工件及刀尖温度达到最大值，随后进入分离阶段，工件及刀尖温度迅速降低。研究了超声振动振幅、频率对切削力及刀尖温度的影响规律，结果表明，随着超声振动振幅及频率的增大切削力有较明显的降低，刀尖温度有小幅降低。

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带加强层框架-核心筒结构中单伸臂桁架刚度比的合理取值

林绍明;周云;邓雪松;吴从晓

. 2013, 32(15): 63-70.

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推导带加强层框架-核心筒结构顶层位移的简化计算公式，提取影响结构顶层位移
的刚度比特征参数：伸臂弯曲刚度比i、伸臂剪切刚度比g、外框架柱弯曲刚度比p。采用
ETABS软件建立一253.2m超高层结构模型，研究水平均布荷载和地震作用下结构的侧移、内力与i、g、p的相互关系。研究结果表明，采用刚度比特征参数i、g、p对结构侧向刚度进行优化是合理可行的，p对结构侧向刚度影响最大，其次是g，最小是i，其中i的取值不宜超过
0.6，g的取值宜控制在0.9～3.5区段之间，p的取值宜控制在1.3～4.6区段之间。

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艇尾实尺桨空化初始航速和高频噪声谱的工程预报

杨琼方王永生余亮琴张明敏

. 2013, 32(15): 71-76.

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为了实现艇尾实尺桨空化初始航速和高频噪声谱的工程预报，采用模型桨空化多相流模拟和实桨高频噪声谱半经验公式预报相结合的方法，预报了SUBOFF潜艇标称伴流下的实尺度7叶大侧斜桨的空化初始航速和高频噪声谱曲线以及特定频率1kHz处的谱源级。空化模拟和空化初生的较高预报精度由E779A桨的空化形态、空化面积和初生空化数的预报给予了校验。半经验公式的适用性由USS212型潜艇和Agosta-80潜艇的螺旋桨噪声预报给予了校验，精度适中。计算结果表明：7叶桨在水深16.8m时空化初始航速为12.8kn，6kn航速下1kHz处谱级为101.7dB，较相同水深下Agosta-80潜艇临界航速高2.6kn、谱级低0.3dB，表明噪声性能更优。较好地建立了艇尾实尺桨空化初始航速和高频噪声谱预报的工程应用方法。

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基于声发射理论的阀门气体内漏量化检测研究

李振林;张海峰;夏广辉

. 2013, 32(15): 77-81.

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本文通过理论分析和实验研究的方法，建立阀门内漏过程中气体体积泄漏率与声发射信号特征参数均方根（）量化关系。利用研制的实验平台对阀门气体内漏进行检测实验，并探讨了泄漏率、阀门类型等参数对声发射信号特征参数均方根的影响。实验表明阀门发生气体泄漏时产生的声发射特征信号参数均方根能有效反应气体体积泄漏率，且声发射检测技术对阀门泄漏率检测误差在10%以内，因此可以利用声发射技术检测阀门是否内漏并估算其泄漏率。

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意大利高速铁路Sesia大桥的动力特性及车桥耦合振动分析

郭薇薇;夏禾;De Roeck Guido

. 2013, 32(15): 82-88.

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建立了包括钢轨、轨枕、道床、梁体在内的意大利Sesia大桥空间有限元模型，对桥梁的自振特性进行了计算和实测分析。按照轮轨密贴接触假定推导了车-桥系统耦合运动方程组，以德国低干扰谱生成轨道不平顺样本作为激励源，对意大利ETR500Y高速列车通过Sesia大桥引起的桥梁动力响应和桥上车辆的振动响应进行了计算分析，讨论了共振车速的范围并对桥上车辆的运行安全性和平稳性进行了评价。部分计算结果与实测数据进行了对比，吻合较好，从而验证了所建立的模型及分析方法的精度和有效性。结果表明：Sesia大桥结构刚度很大，当列车以288km/h的速度通过时，挠跨比只有1/17510；当列车以340km/h的速度通过时，桥梁的竖向位移出现了一个较为明显的峰值，说明这一速度可能引发结构共振；桥上车辆的各项动力指标响应值均很小，能较好地满足高速行车要求。

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网架结构动力分析的三次样条辛算法

李纬华;王堉;罗恩

. 2013, 32(15): 89-94.

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根据对偶互补的思想，建立了网架结构动力学的相空间非传统Hamilton型变分原理。这种变分原理不仅能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征，而且它的欧拉方程具有辛结构。基于该变分原理，空间域采用有限元法与时间子域采用三次样条函数插值的时间子域法相结合，构造了求解网架结构动力响应的一种辛算法，给出了逐步递推计算格式。数值算例结果表明，这种新方法的稳定性、计算精度和效率都明显高于Wilson-θ法和Newmark-β法。

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风力发电机自适应鲁棒保性能控制器设计

吴忠强;谢建平

. 2013, 32(15): 95-99.

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本文针对变速变桨距风力发电机系统对于风能利用率、动态稳定性要求高的特点，建立了风能转换系统的线性参数变化（LPV）模型，给出了设计一个具有自适应机制的鲁棒保性能控制器的充分条件，进而设计出了一种新的自适应鲁棒保性能控制器。首先，运用自适应方法估计出系统的不确定参数，然后利用参数估计和鲁棒保性能控制方法设计系统的状态反馈控制器，其反馈增益阵是通过求解一组线性矩阵不等式（LMI）的约束而得到，并且满足某二次型性能指标。仿真表明，无论在低风速下还是在高风速下，控制器不仅使系统具有良好的动态特性和鲁棒性，而且使系统具有抑制外界干扰能力。

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多层简单框架结构振动台模型设计

何志坚;王社良

. 2013, 32(15): 100-105.

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考虑振动台的性能参数和振动台试验的可操作性，运用一致相似率，进行一基础滑移隔震五层钢筋混凝土框架结构和屋面附加层的模型设计。采用双层底盘设计，制作模型配筋面积等效，添置尽量多的人工质量。分别采用人工质量模型、忽略重力模型、欠人工质量模型三种方式计算。研究结果表明：配重块的设置是合理的，欠人工质量模型的设计是适当可行的，能降低模型的重力失真效应，把加速度放大系数控制到合理的范围之内，减小噪声影响和试验误差。

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地下爆炸应力波分段有限元正演技术研究

严波;曾新吾

. 2013, 32(15): 106-110.

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为解决地下爆炸应力波跨时间、空间和应变率尺度正演难题，本文提出了一种分段有限元正演技术。该技术将求解区域划分为爆炸震源区和弹性响应区，在爆炸震源区采用动力有限元方法，在弹性响应区采用普通有限元方法，不同段界面之间采用节点位移的连续性为边界条件。本文从理论上说明了分段有限元正演思想的合理性，给出了该技术的具体实施步骤，并通过对比模拟研究验证了分段有限元正演技术在用于模拟爆炸应力波传播方面的正确性和有效性。

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用高阶梁单元计算结构附带集中质量的灵敏度

王栋;马建军

. 2013, 32(15): 111-115.

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采用高阶有限梁单元，研究梁或刚架结构附带集中质量的固有频率及其灵敏度计算问题。通过在节点上增加曲率和曲率的一阶导数两个独立的自由度，可以直接获得频率灵敏度计算所需的基本量。计算结果表明：用高阶梁单元，可以较精确地获得固有频率及其对集中质量位置的灵敏度值。此外，经过比较发现，在单元网格划分比较密集的情形下，采用通常的2节点4自由度梁单元，也能获得比较满意的频率灵敏度计算结果。

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基于HHT方法的煤矿巷道掘进爆破地震波信号分析

宗琦.;汪海波.;徐颖.;傅菊根.

. 2013, 32(15): 116-120.

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采用HHT方法和EMD分解对煤矿巷道掘进爆破地震波信号的频谱特征、能量分布进行了研究。结果表明：掘进爆破振动的主振频率在100Hz~250 Hz范围内，而主要能量集中在160~260Hz，在0~160 Hz频带范围内能量小、且分布较为均匀。由于采用微差爆破，与质点振动的幅值相对应，振动的能量主要集中在0.25s~0.31s、0.35s~0.4s两个时间段，瞬时能量存在四个峰值，瞬时能量最大的是崩落眼装药起爆。并结合研究成果，从爆破能量控制的角度提出了降低爆破地震效应的对策。

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钢质圆柱壳在侧向局部冲击荷载下的变形及失效破坏

纪冲;龙源;方向;刘强;高福银

. 2013, 32(15): 121-125.

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基于动力有限元程序LS-DYNA及随动塑性Cowper-Symonds模型，对两端固支钢质薄壁圆柱壳经受半球头弹体侧向局部冲击的非线性动力响应问题进行数值模拟，获得了不同冲击条件下圆柱壳的变形及破坏模态，并研究了弹体在不同周向冲击倾角时壳壁产生穿透性破裂的最小速度（临界破裂速度）。研究表明，圆柱壳破坏模式与弹体冲击倾角θ0、冲击速度V等因素密切相关，将发生局部凹陷、碟形变形及穿透现象，且临界破裂速度随冲击倾角的增大而增大。研究结果可应用于圆柱壳在侧向局部冲击作用下的毁伤预测，从而为圆柱壳结构的安全防护设计提供理论依据。

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考虑内阻尼的梁结构耦合点处近场耗散功率分析

郑国涛;国凤林

. 2013, 32(15): 126-129.

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以考虑结构内阻尼系数的Euler-Bernoulli梁为理论基础，建立了以任意角度耦合的简单三叉梁结构波动方程，根据耦合点处平衡条件和连续性条件得到了在分别给定弯曲波激励和纵向波激励情况下近场波的幅值，由于内阻尼系数的引入，近场项将消耗功率，根据振动波幅和振动功率之间的关系求得到耦合点处近场耗散功率系数，算例研究了内阻尼系数、耦合角度和激励频率对一种特定三叉梁近场耗散功率系数的影响，得到了一些至关重要的结论，对耦合梁结构振动设计有着重要的指导意义。

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玄武岩纤维加固震损砌体结构振动台试验研究

雷真;周德源;张晖;王继兵

. 2013, 32(15): 130-137.

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地震震害调查表明，砌体结构因抗震性能较差，在地震中更易遭受破坏。玄武岩纤维（BFRP）具有良好的物理、力学性能，且价格低廉，但其在震后受损结构加固中却未得到广泛使用。通过对一栋缩尺比为1:4的三层砌体结构模型预震损及其震损后玄武岩纤维加固的两次振动台试验，对比分析了两次模型试验的动力特性、地震反应和损伤破坏情况，旨在验证玄武岩纤维加固震损砌体的有效性。试验结果表明，玄武岩纤维加固法可以改善砌体的脆性，延缓墙体裂缝的发展，提高结构的整体性和整体刚度，改善结构的耗能能力，使震损加固砌体结构达到甚至超过未震损结构的抗震性能，且不改变原结构质量，是一种非常有效的震损砌体结构加固方法。

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基于均生函数周期叠加外推法的EMD端点问题的研究

李钊;周晓军;徐云

. 2013, 32(15): 138-143.

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HHT过程存在端点效应问题，针对端点效应的产生机理，并在研究现有端点效应处理方法的基础上，提出了一种基于均生函数周期叠加外推法的端点延拓方法。通过构造信号序列的均生函数延拓矩阵，从中提取优势周期，将各周期叠加并作外延，来对信号端点外的数据进行预测。该方法克服了现有各种极值延拓方法仅参考两端点附近的有限个极值点的缺陷，并且相比其它数据预测延拓方法精度更高、算法简便且计算时间大大缩短。仿真和实例信号证明，该方法能够有效抑制端点效应。

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方口径电磁轨道发射装置导轨及壁板的动力响应

何威白象忠

. 2013, 32(15): 144-148.

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本文将方口径电磁发射装置的导轨及壁板简化为双层弹性基础梁，分别采用Heaviside函数和Dirac函数表示随电枢移动所产生的均布电磁力和电枢作用在导轨上的集中载荷，建立了导轨及壁板的动态响应方程。应用模态正交性及正则化原理，求得了导轨及壁板的位移和应力的解析解。通过算例，分析了给定运动及结构参数的情况下，导轨及壁板的动力响应，并将解析解与采用ANSYS数值分析结果进行了比较，佐证了解析解的可靠性。本文的研究结果可为方口径电磁轨道发射装置的动态特性分析奠定了基础。

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近断层地震方向脉冲效应对高速铁路桥梁弹塑性反应的影响

陈令坤;;张楠;胡超;徐庆元

. 2013, 32(15): 149-155.

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基于PEER-NAG强震数据库，采用ANSYS分析软件、ANSYS-APDL语言和弯矩曲率关系计算程序，以高速铁路多跨简支梁桥为研究对象，建立了近断层脉冲型地震作用下的高速铁路桥梁全桥模型，考虑了轨道不平顺的影响，分析了结构的自振特性，计算了近/远断层地震作用下桥梁的弹塑性地震响应。计算结果表明，近断层方向脉冲型地震作用下的墩底的荷载-变形曲线呈现中间加强的特点，此时需要桥墩有更强的能量释放能力和较好的延性要求，相比远断层地震而言，近断层方向脉冲型地震作用下墩底梁体位移、墩顶位移以及墩底弯矩增大，且导致更大的塑形变形；远断层地震趋向于能量的逐渐释放过程并与较少的滞回环损伤疲劳相联系；由于近断层地震动方向脉冲效应的影响，在一些地震动的某些时段内，对结构破坏起控制作用的因素是速度或位移而不是峰值加速度；由于近断层地震较大的竖向地震动，导致梁体竖向挠度比远断层地震增加较多，《铁路工程抗震设计规范》等取竖向地震为横向的2/3左右，会导致竖向动力响应偏小，建议取竖向地震动的合理范围进行计算较为妥当。

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颗粒碰撞阻尼的时效性研究

李海超;王树林;杜妍辰;李生娟;徐波;蹇敦亮;朱钰方

. 2013, 32(15): 156-160.

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颗粒碰撞阻尼是一种被动式振动控制器，其中颗粒材料在冲击过程中的尺度和形貌变化必然对其减振性能产生重要影响。文中初次探讨了带有中值粒度为35微米的锌颗粒的颗粒碰撞阻尼器在96小时内对正弦激励悬臂梁的阻尼减振的时效性。研究证明，主系统的响应在所考察的时间历程内出现了三次微幅上升，它是锌颗粒材料在冲击作用下结构和能态变化的结果。首先，随着冲击的进程，颗粒的冷焊效应阻碍了冲击器的运动速度，降低了冲击器的动量交换功能。第二，颗粒应变能和层错能的下降降低了系统的不可逆能耗。第三，颗粒的细化使其本身缺陷减少，进一步细化的难度增加，也使得系统内的不可逆能耗不断减小。这是主系统的响应随着振动历程出现了两次阶跃性微幅上升的主要原因。

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基于分段解析法的智能弹簧隔振系统基础激励响应分析

倪德朱如鹏鲍和云胡正根

. 2013, 32(15): 161-167.

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建立了基于智能弹簧的无阻尼消极隔振系统模型，将干摩擦引起的非光滑动力系统分段线性化，用接缝法求得系统响应的解析解，并对系统可能存在的粘滑振动响应过程进行了分析。通过数值分析，研究了一组结构参数下，系统在滑移起始频率附近的运动特性随工作频率的变化情况。结果表明，在系统的滑移区域，系统响应曲线有较大的畸变，且具有丰富的运动特性，包含单周期响应、多周期亚谐响应、超谐响应、拟周期响应以及混沌响应；在系统滑移区域外，系统维持粘滞状态，基本弹簧与主动弹簧刚性联接，系统运动状态为多周期与非周期运动；通过调整压电陶瓷作动器的控制电压，智能弹簧隔振系统可实现以刚度和阻尼的组合形式减小振动能量的传递。

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驾驶员座椅半主动空气悬架系统振动特性实验研究

朱思洪朱星星马然诸葛平

. 2013, 32(15): 168-172.

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构建了座椅半主动悬架振动特性测试实验系统，将带附加气室的空气弹簧、比例流量阀及磁流变减振器同时应用于座椅悬架，通过控制比例流量阀输入电压和磁流变减振器输入电流调节座椅悬架系统的刚度和阻尼，对不同参变量下座椅悬架系统的振动特性进行了实验研究。研究结果表明，在共振区，比例阀输入电压和磁流变输入电流的变化对系统位移传递率和加速度均方根值影响较大，而在低频振动区和隔振区影响较小；比例阀电压的增大可以降低系统的共振频率，磁流变电流的增大可以减小系统在共振区的位移传递率和加速度均方根值。

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变长度提升系统钢丝绳纵向振动特性

包继虎张鹏;朱昌明

. 2013, 32(15): 173-177.

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以提升系统中变长度柔性钢丝绳的纵向振动为研究对象，考虑钢丝绳刚性运动与变形运动的相互影响，应用Hamliton原理建立变长度提升系统钢丝绳运动微分方程，同时，利用五次多项式拟合得到的电梯理想运行状态曲线作为运动参数输入，对所建模型进行了算例分析。数值仿真结果表明：本文的方法能较好地反映变长度提升系统钢丝绳的纵向振动特性，推导出的方程为电梯钢丝绳纵向振动特性的进一步分析提供了依据。

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计算多体系统动力学中引入多体系统离散时间传递矩阵法的混合算法研究

高浩鹏;黄映云;赵建华;孙宇鹏

. 2013, 32(15): 178-183.

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以复杂机械系统动力学建模为研究背景，在计算多体动力学和多体系统离散时间传递矩阵法的理论基础上，论述了这两种方法动力学建模与分析的特点；在此基础上，提出了在计算多体动力学中混合多体系统离散时间传递矩阵法的算法，并论述了使用该算法对机械系统进行动力学建模及分析的过程。该算法适合于对复杂机械系统进行动力学建模及分析，并且易于使用计算机应用软件实现。以某典型机械连接结构为算例，通过该算法进行建模与分析，论证了该算法的可行性，也表明该算法的优点。

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基于模糊树的Hammerstein-like模型对超磁致伸缩作动器的建模与控制

张伟;柳萍;刘青松;张臻;毛剑琴;周克敏

. 2013, 32(15): 184-189.

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基于模糊树提出一种带有动态非线性环节的Hammerstein-like建模方法以描述超磁致伸缩作动器的率相关迟滞非线性特性。所提方法能在一定频率范围内建立一个统一模型，使之不仅能较好地描述单一频率输入信号下的迟滞环，也能较好地描述复合频率输入信号下的迟滞环。同时，基于所提Hammerstein-like模型，设计前馈逆补偿+PID反馈控制策略，实现参考输入信号的跟踪实验，实验结果表明，该控制策略能较好地跟踪频率范围为1的参考输入信号，跟踪精度令人满意，满足工程要求。

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典型地震动作用下长周期单自由度体系地震反应分析

王博;白国良;代慧娟

. 2013, 32(15): 190-196.

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通过单自由度体系典型地震反应分析探讨长周期结构的类共振及瞬态效应问题。远场类谐和地震动与近断层脉冲型地震动是导致长周期结构发生类共振的两类长周期地震动，而目前对此两类地震动特性以及地震反应的对比分析尚不多见。首先，通过卓越频率与能量时间分布系数对比分析，研究了长周期地震动能量时频分布特性，结果表明：两类长周期地震动的能量均集中在较低频段，且远场类谐和地震动的能量集中频段略低于近断层脉冲型地震动；近断层脉冲型地震动与普通地震动的能量在时域内分布较远场类谐和地震动集中。然后，进行了弹性反应谱对比分析，结果表明：在长周期段，远场类谐和地震动与近断层脉冲型地震动的加速度反应、速度反应、位移反应和输入能量均大于普通地震动，且速度反应、位移反应与输入能量的放大程度明显高于加速度反应；远场类谐和地震动的各反应明显大于近断层脉冲型地震动，且衰减更为缓慢。最后，提出瞬态效应的概念，并进行了实际地震动作用下的瞬态效应分析，结果表明：瞬态效应是地震动高频成分的固有属性，但不足以引起长周期结构的瞬态位移破坏。建议在对长周期结构进行抗震设计时，需要重点考虑两类长周期地震动引起的类共振问题，而不需要考虑瞬态效应。

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具有弹性静子的碰摩转子轴承系统非线性动力特性研究

陶海亮;潘波;高庆;谭春青;陈海生

. 2013, 32(15): 197-202.

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建立了非线性油膜力作用下具有弹性静子的转子-轴承系统碰摩故障模型。采用Rugge-Kutta数值积分方法对碰摩故障进行动力学求解，得到系统响应的分岔图。对比研究了有、无碰摩故障情况下系统动力特性，分析了静子质量及碰摩刚度对转子响应的影响。分析结果表明：静子质量越大、碰摩刚度越大，转静子的耦合作用越明显；碰摩刚度较小时，产生的碰摩力较小，即使发生碰摩，对系统的动力特性影响也很小。

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振动冲击对海水润滑塑料轴承时变热弹流润滑的影响

张丽静;王优强

. 2013, 32(15): 203-208.

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建立了冲击载荷作用下综合考虑热效应和时变效应的海水润滑塑料轴承弹流润滑数学模型；利用压力求解的多重网格法，弹性变形的多重网格积分法及温度求解的逐列扫描技术数值模拟了连续冲击载荷作用下海水润滑膜压力及膜厚的分布；对比分析了正弦周期脉冲及三角形周期脉冲作用下的润滑膜中心压力、中心膜厚及最小膜厚随时间变化的特性；讨论了载荷幅值及脉宽对润滑膜特性的影响。数值计算结果表明，压力的变化周期同载荷的一致，膜厚的变化滞后于冲击载荷及压力的变化；随载荷幅值的增大，压力和膜厚的振幅增大，中心压力的对称线下移，相应膜厚的对称线上移；随脉宽的增大，中心压力的最大值变大，最小膜厚的最小值变小。

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基于EMD和分形盒维数的旋转机械耦合故障诊断方法研究

韩东颖李庚时培明

. 2013, 32(15): 209-214.

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针对旋转机械耦合故障的诊断问题，提出一种基于EMD（Empirical Mode Decomposition）和分形盒维数的诊断方法。该方法结合EMD对非线性信号处理的自适应性和分形盒维数能对非线性行为定量描述的特点，先对故障信号进行EMD处理，得到含有故障特征的本征模式函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF)，然后求出各IMF的盒维数，通过盒维数的比较分析进行故障诊断。构造了含有裂纹-碰摩-松动耦合故障的转子-轴承系统动力学模型，用龙格库塔法求出故障模型振动信号。通过对耦合故障信号进行分析，得到耦合故障特征向量，并与传统的边界谱诊断方法比较，证明该方法对旋转机械耦合故障诊断的有效性和优越性。

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刊出日期：2013-08-15

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