2013年, 第32卷, 第17期 
刊出日期:2013-09-15
  

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    论文
  • 林腾蛟;王丹华;冉雄涛;赵俊渝;
    . 2013, 32(17): 1-7.
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    以锥-平行轴-行星多级齿轮传动系统为研究对象,建立了包含时变啮合刚度、啮合阻尼、传递误差、齿侧间隙等因素的18自由度弯-扭-轴耦合非线性动力学模型,采用4-5阶变步长Runge-Kutta法对系统的无量纲动力学微分方程进行求解,研究其耦合非线性振动特性。计算结果表明:随着齿侧间隙的增大,系统响应经倍周期分岔进入混沌运动,且侧隙对系统动态特性的影响随着负载的增大逐渐减小;随着负载的增大,系统响应由混沌经逆倍周期分岔进入单周期响应,齿轮副啮合状态由双边冲击、单边冲击过渡到无冲击状态;当输入转速减小时,混沌区域覆盖的负载范围也随之减小。
  • 王冲;邱志平;吴迪;王晓军
    . 2013, 32(17): 8-13.
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    以工程中普遍存在的结构-声场耦合系统为研究对象,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,基于区间理论建立了含有非概率不确定参数的区间有限元分析方法及区间鲁棒优化模型。首先,利用区间对不确定性参数进行定量化描述,借助泰勒展式提出了求解耦合系统响应范围的区间有限元分析方法。然后,引入鲁棒优化设计的思想,基于区间序关系和区间可能度,分别建立了含区间参数目标函数和约束条件的转换模型,原区间不确定性优化问题就转化为确定性的多目标优化问题。最后通过数值算例,进一步说明了本文所建立鲁棒优化设计模型及算法的有效性。
  • 丁少虎;陈克安;马玺越;张冰瑞
    . 2013, 32(17): 14-18.
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    基于圆柱壳的模态展开技术,利用Green函数法和广义辐射阻抗公式,推导了无限长刚性圆柱障壳上两段有限长弹性圆柱壳的互辐射阻抗计算公式,并对不同的径向速度分布形式进行了数值分析。结果表明:低频时,两段圆柱壳之间的模态互辐射阻抗系数比较大;相同轴向波数( )比不同轴向波数( )的模态互辐射阻抗系数峰值大, 和 的差距越大,模态互辐射阻抗系数越小;增大两圆柱壳之间的间隔或同时增大两圆柱壳的长度,模态互辐射阻抗系数总体上逐渐减小。研究结果为分析多舱段圆柱声场特性奠定基础。
  • 孟庆飞;黄维平
    . 2013, 32(17): 19-23.
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    本文提出了钢悬链式立管与浮式平台整体分析模型,将SCR和浮式平台作为一个系统进行整体分析,基于Cable3D程序开发出整体分析程序,并分别采用耦合法和整体分析方法分析了浮式平台作用下的SCR的运动响应及SCR对平台运动的影响,研究表明,整体分析方法可以很好的反映结构之间的动力效应,立管系统对平台的运动的响应幅值有一定影响。
  • 宫凤强;李夕兵;饶秋华;刘希灵
    . 2013, 32(17): 24-28.
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    根据岩石SHPB试验中应力波在弹性杆和岩样内的透反射规律,给出了利用反射系数和应力波在试样间来回传播最低次数获得应力差相对值的查值表。根据反射系数和具体实验中对应力差相对值的要求,利用该表可以直接查询应力波在岩样内传播达到应力平衡的最小传播次数。在此基础上,通过考察岩石密度、波速与最小传播次数之间的关系,认为岩石的波速对反射系数和岩样最大长度有很明显的影响。研究结果表明,岩石波速和岩样最大长度之间存在二次函数关系式。在对岩石进行SHPB实验前,可以通过测试岩石的波速,并根据二次函数关系式,计算得到岩样所允许的最大长度,为具体试验条件下确定岩石试样尺寸提供了一种参考方法。
  • 田福庆;罗 荣
    . 2013, 32(17): 29-34.
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    通过引入频谱幅值修正系数改进了通常的谐波小波包变换。改进的谐波小波包变换使得信号分解前后各子带的频谱幅值保持不变,能精确提取相应子带故障调制信号的强度与频率,为机械故障诊断带来了方便。仿真实验和轴承故障诊断实例不仅表明谐波小波包具有一般正交小波包无法比拟的完美的带通滤波性能和极强的微弱特征信号提取能力,而且还表明改进的谐波小波包变换确实使得信号分解前后各子带的频谱幅值保持不变,能精确提取相应子带故障调制信号的强度与频率,有一定的工程应用价值。
  • 高康华 王明洋 宋春明
    . 2013, 32(17): 35-40.
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    基于弹性波理论,研究了轴对称纵波在具有较薄弹性接触层的双层中空柱壳中的传播特性。当接触层厚度远远小于波长时,忽略接触层的惯性运动,根据自由边界和弹性层接触界面条件,导出了轴对称纵向自由波传播的无量纲频散方程,利用数值方法求得频散方程的实数根,并将得到的频散关系与已有文献的计算结果对比,验证了该方法的正确性。通过算例分析了接触层参数对纵波第一模态相速度频散关系及壳体内应力、位移的影响,结果表明:波长越短接触层对频散关系的影响越为显著,同一波数条件下,相速度随着接触层厚度增大而增大;壳体内应力、位移随着接触层单位层厚刚度的增大而减小,但受接触层泊松比变化的影响不大。
  • 刘素娟;齐书浩;张文明
    . 2013, 32(17): 41-45.
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    基于Euler-Bernoulli理论,提出了非线性静电力和压膜阻尼效应下裂纹微悬臂梁的动力学模型与分析方法,研究了耦合作用下裂纹微悬臂梁结构的振动特性。模型中裂纹采用转动弹簧模拟,该模型引起位移一阶导数不连续,不连续度与二阶导数成比例。结果表明,裂纹位置、裂纹开裂程度、非线性静电力以及非线性压膜阻尼效应对裂纹微悬臂梁结构的振动特性都有着较大影响。研究结果可用于微器件的设计、性能改进及健康检测。
  • 卢其进;杨和振
    . 2013, 32(17): 46-51.
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    研究了海上风电三脚架支撑结构的随机性优化分析。与陆上风电相比,海上风电支撑结构成本较大,而支撑结构受到复杂载荷作用,且其海上维修、安装费用较大,在设计中必须要考虑支撑结构在海洋环境下的安全可靠性。因此采用了随机性动力优化设计的方法一方面降低了成本,另一方面充分考虑了海上风电工作过程中由于随机性因素引起的安全性问题。首先考虑了风、浪、流及地震载荷作用,对海上风电支撑结构进行了整体动力分析,确定结构随机性优化的响应约束条件。然后通过实验设计的方法简化设计变量,通过代理模型的方法构造变量与响应之间的数学模型。最后在代理模型基础上采用全局优化算法对海上风电支撑结构进行随机性优化。优化后的三脚架支撑结构在满足强度与刚度设计要求下即节省了一定的成本又提高了结构的可靠性。研究算例表明,所提出的海上风电支撑结构的随机性动力优化分析研究具有可行性。
  • 秦慧斌; 吕 明 王时英
    . 2013, 32(17): 52-58.
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    针对齿轮超声剃珩加工振动系统设计,基于三维弹性动力学方程,利用能量变分原理,提出径向变厚度圆环盘自由振动固有频率和振型的里兹数值求解方法;计算了不同孔径比、厚径比、材料泊松系数、径向线性厚度变化系数的轴对称圆环盘节圆型横向弯曲与径向自由振动的无量纲固有圆频率系数,并绘制了相应的表格曲线,得出了振动频率系数的变化规律。设计加工了不同厚径比钢、铝、铜合金材料的线性变厚度环盘,并利用锤击激励法做了模态实验。通过对圆环盘的Mindlin理论、三维振动里兹数值法、有限单元法、实验模态法的求解结果进行对比分析,分析表明:三维振动里兹数值法求解结果准确,可以作为其他数值求解方法的验证标准;为齿轮动态分析建模或其他非均匀截面圆盘和环盘的振动特性分析提供了一种新的求解分析方法,对齿轮超声振动系统设计具有理论指导和工程应用意义。
  • 杨新文;石广田;张小安
    . 2013, 32(17): 59-63.
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    当列车通过钢轨错牙接头时,会产生强烈的冲击并引起冲击噪声。为了探明铁路线上列车通过钢轨错牙接头处产生的轮轨冲击噪声,建立了基于车轮-轨道相互作用的轮轨冲击噪声预测模型,计算分析了钢轨错牙接头激扰下轮轨冲击力和冲击噪声的特性。结果表明:车轮通过钢轨错牙接头时会产生剧烈的冲击力和冲击噪声;迎轮错牙引起的轮轨冲击力峰值比送轮错牙接头要大210.5kN, 而引起的冲击噪声比送轮错牙接头大10~20dB(A)。错牙高度越大其引起的轮轨冲击力和轮轨冲击噪声也越大。钢轨错牙高度增加0.5mm时,轮轨冲击力最大峰值约增大60~90kN,而轮轨冲击噪声在全频段都会增加1~3dB(A),钢轨错牙引起的轮轨冲击力与冲击噪声成正比关系。随着车轮运行速度的增加,其激发的轮轨冲击力相应地增加, P1力变化比P2力明显,车轮速度在100km/h以上钢轨错牙引起的轮轨冲击噪声变化十分显著。
  • 金光远&#;吴亚东;欧阳华;杜朝辉
    . 2013, 32(17): 64-67.
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    对带有周向前弯8.3°和周向后弯8.3°叶片的低压轴流风机,采用近远场动态压力测量技术,实验研究了小流量工况下叶顶泄漏流诱发的间隙噪声近远场声学特性,及周向弯曲叶片对间隙噪声的影响。结果表明:随流量的降低,周向弯曲叶片改变了泄漏流的强弱和迁移速度;在近远场功率谱的整个频域内,存在着由泄漏流诱发的间隙噪声,其具有宽频频率特性,这种低频特性随流量降低幅值逐渐增强,并向更低频段转移,周向前弯叶片向低频段迁移速度最慢;周向弯曲叶片对声学指向性的影响不同,周向前弯叶轮的声压级各个方向变化差异较大,而周向后弯叶轮变化较均匀。
  • 魏德敏 徐牧 李頔
    . 2013, 32(17): 68-73.
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    本文采用改进的AR法和相应自编程序,模拟出索穹顶屋盖结构各节点的脉动风速时程,将流固耦合作用引入结构的动力平衡方程,进行了结构风振响应时程分析。通过结构典型节点处的位移响应和关键构件的内力响应计算结果的分析,给出结构的位移风振系数和内力风振系数,并与结构风振响应频域分析结果加以对比,得到一些有意义的结果和结论。

  • 祝德春; 张 方;姜金辉;张卫民
    . 2013, 32(17): 74-78.
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    对实测振动加速度信号进行分析,采用基于盖尔圆定理的GDE算法识别作用于结构的动态载荷数量;在此基础上,建立结构有限元模型,运用基于正交多项式拟合的动态载荷时域识别方法拟合虚拟激励位置处的当量动态载荷,基于优化理论建立动态载荷位置时域识别的数学模型,计算该模型结果向量的均方根值并将其作为识别动态载荷激励位置的判别依据,提出了动态载荷激励位置识别的均值判别系数法。仿真和试验结果均表明方法正确可行,可用于线弹性系统多个谐波载荷或任意形式时变动态载荷的激励位置识别。
  • 于开平 刘荣贺
    . 2013, 32(17): 79-83.
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    本文针对粒子群优化(PSO)算法极易陷入局部最优的缺陷,提出了一种多族群粒子群优化算法(MRPSO),该算法具有较强的全局搜索能力,能极大地降低搜索陷入局部最优的概率。并将该算法引入到有限元模型修正中,对某型号导弹全弹结构进行了优化修正,修正后结构的固有频率都有了非常明显的改善,证实了MRPSO算法的有效性及工程应用价值。
  • 许琪楼
    . 2013, 32(17): 84-89.
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    撤去角点支座代之以角点力得板自由振动分析的基本结构。原结构振形函数表达式由基本结构所固有的基本振形和角点力所激发的附加振形组成,它应满足振动微分方程和板挠度与角点力间的微分关系。为表示板双向振动规律,基本振形在二个坐标轴方向上有各自独立的振形曲线,分别符合相应方向边界所限定的、与微分方程直接关联的变形和受力特征:在支承边界上振幅为零而剪力分布不为零值;在自由边界上振幅不为零而剪力分布为零值;在自由角点处对应的振幅不为零而角点力为零值。附加振形在角点处要满足振幅与角点力的微分关系,在每条边界上要符合边界所限定的振幅与剪力分布的振动特征。文中导出二邻边和对角点支承矩形板,一边支承和一角点或二角点支承矩形板的振形曲线,并计算了不同边长比时板的自振频率。
  • 张小龙 东亚斌 何育民
    . 2013, 32(17): 90-94.
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    自动平衡滚珠用于在线自动平衡转子系统的不平衡并对强迫振动进行控制。目前大多数研究集中在线性转子系统,然而实际的转子系统大多属于非线性系统,特别是滚动轴承支承中出现非线性弹性恢复力。本研究考虑具有非对称的非线性弹性恢复力作用的转子,通过理论解析与数值模拟,研究了两滚珠平衡制振时转子的主共振响应及其稳定性,并对各个转速区域转子和滚珠的振动特性和运动规律进行了分析。证实了平衡滚珠在高速区域对非线性转子系统也具有良好的平衡制振性能。
  • 张宏杰;朱乐东
    . 2013, 32(17): 95-99.
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    1400m钢箱梁斜拉桥更为轻柔化,颤振性能受附加风攻角的影响不容忽视。在对其进行频域颤振分析时,不同的颤振导数识别风洞试验以及不同的颤振分析方法对于附加风攻角的包含程度各不相同,将两者组合使用后导致得到的颤振分析结果也势必存在差异。而在这些结果中哪些分析结果更为合理有待明确。通过对比四种可能情况下得到的颤振分析结果,1400m钢箱梁斜拉桥在附加风攻角的影响下,颤振分析结果体现了下述规律:基于强迫振动节段模型试验得到的颤振导数,采用考虑附加风攻角影响的颤振分析方法,得到的颤振分析结果更为合理;而基于自由悬挂节段模型试验得到的颤振导数,采用不考虑附加风攻角影响的颤振分析方法,得到的颤振分析结果仅部分包含了附加风攻角的影响;其他两种情况下得到的颤振分析结果均不正确。
  • 赵杰;李峰;刘录
    . 2013, 32(17): 100-103.
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    针对高压管线系统振动剧烈的问题,基于压缩机主体无损和最大经济效益的原则,应用优化规划理论和方法,首次建立了管线系统动力特性优化的数学模型,并基于ANSYS平台利用APDL编程进行了优化计算,确定了系统振动的最优控制方案。对控制方案实施前后的振动测试数据进行了对比分析,分析结果说明改造效果良好。
  • 钱华;戴仁德;郝洪伟
    . 2013, 32(17): 104-108.
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    对铁道机车车辆半主动控制减振器控制算法进行了理论研究、仿真及实现,并进行动力学试验验证算法。提出一种根据振动加速度,得到振动速度的瞬时频率与幅值,基于神经网络控制策略,实现半主动减振器控制阻尼参数可调,适用于各种路况、速度等级,满足提速与乘坐舒适度的要求。
  • 齐 辉;赵春香;黄敏
    . 2013, 32(17): 109-112.
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    采用复变函数和多极坐标方法研究了在水平界面承受出平面线源荷载时弹性半空间内浅埋圆孔对半圆形凸起的圆柱形弹性夹杂的动力作用。该问题采用先“分区”再“契合”的思想求解,首先,将整个求解区域分割成两部分,其一为含半圆形凹陷和圆孔的弹性半空间,其二为圆柱形弹性夹杂;其次,构造满足含半圆形凹陷半空间水平界面应力自由和圆孔边界应力自由的散射波,构造满足圆形夹杂上半表面应力自由下半表面应力连续条件的驻波和散射波;最后,在两个区域的“公共边界”上实施“契合”,满足公共边界处位移和应力的连续性条件,同时满足圆孔边界应力自由的边界条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组,并就具体算例讨论了圆柱形弹性夹杂周边动应力集中系数的数值结果。结果表明:圆孔的存在对“软”、“硬”夹杂周边动应力集中系数有不同的影响。
  • 王正浩;袁惠群;范改燕;孟庆欣;孙成岩
    . 2013, 32(17): 113-117.
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    应用虚拟激励法,通过计算机数值模拟,分析了悬臂双盘转子系统在轴承回转随机动力激励、转子不平衡随机激励和地面随机地震激励下的随机响应.分析结果表明: 轴承回转随机动力激励对轴承的随机响应影响较大,对圆盘的随机响应影响较小,轴承刚度差应控制在一定的范围内;悬臂端圆盘和非悬臂端轴承的随机振动应该提起更多的关注。
  • 王国新;王招招;王东明
    . 2013, 32(17): 118-122.
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    本文利用美国加州强震观测计划(CSMIP)3个台阵的在23次地震中取得的303条地震记录,系统地研究了地震动相干性在不同深度、不同场地条件、不同地震震中距情况下水平分量和竖向分量的变化规律,并提出了合理的经验相干函数模型。结果表明,综合考虑上述各种影响的相干函数模型能使得分析结果更加完善可靠。
  • 马乾瑛;王社良;朱军强;熊二刚
    . 2013, 32(17): 123-127.
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    针对传统空间网壳结构容易发生动力失稳现象以及不具备自我调节与自我控制的能力,本文提出了基于智能材料对网壳结构动力失稳进行主动控制的思路,推导了动力失稳主动控制的有限元方程,从理论上证明了通过主动控制,可以避开或减小结构动力失稳区域。进行了主动控制优化设计,随着主动杆件的增多,对动力失稳的控制效果增强,结构动力失稳主动控制一般需要基于多点控制;通过网壳结构动力失稳主动控制试验,结构整体的加速度和位移得到了良好的控制效果,使结构中的应力得到合理的重分布,结构的动力特性得到调整,其动力稳定性能得到提高。
  • 祝效华 胡志强
    . 2013, 32(17): 128-132.
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    针对使用减振器后,井下钻具振动并非都能得到明显减缓、因振动引起的钻具断裂事故仍时有发生的工程难题,该文基于虚功原理并利用数值模拟技术,结合牙轮钻头在破岩过程中的力学性能和运动规律,系统地分析了减振器对井下钻具纵向和扭转振动特性的影响。通过分析获得了纵向减振器特征参数(刚度、安装位置和阻尼)对井下钻具纵向振动的影响规律;给出了不同刚度纵向减振器的最优阻尼取值范围;发现纵向减振器对井下钻具的扭转振动和纵向振动具有相似的影响,扭转减振器在减缓上部钻杆振动的同时加剧钻头扭转振动;指出在确定减振器最优特征参数时,应在考虑转速的基础上增加对钻杆和钻头振动特性的关注。本文研究工作为减振器的现场使用和优化设计提供了重要的科学依据。
  • 巫绪涛 谢思发 胡俊
    . 2013, 32(17): 133-137.
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    制备了聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)体积含量0~40%的混凝土试样。利用分离式Hopkinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对其进行了冲击压缩试验,得到了不同应变率下的应力–应变曲线。发现EPS混凝土具有与常规混凝土显著不同的应变率效应。研究了两种EPS粒径,四种EPS含量的EPS混凝土的抗压强度与应力率的关系,并给出了经验公式。定义了能够表征EPS混凝土吸能性能的韧度指数,并研究了上述种类EPS混凝土韧度指数与应力率的关系。随EPS体积增加,其韧度指数大大增加,尤其是对于小粒径EPS混凝土。
  • 梅检民;肖云魁;曾锐利;李枫;任金成
    . 2013, 32(17): 138-144.
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    提出了一种分数阶聚能带时频累加谱方法,快速实现长数据的时频分析,突出目标分量,用于提取变速器急加速过程微弱故障特征。根据变速器输入轴转速信号及传动比确定分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform, FRFT)最佳阶次,对变速器急加速过程振动信号进行最佳阶次FRFT,根据FRFT模值谱确定聚能带,计算分数阶聚能带时频累加谱,通过对比多组正常和故障数据的分数阶聚能带时频累加谱结果和阶比谱结果,验证该方法的有效性。试验结果表明:根据转速信号能快速、准确确定FRFT最佳阶次;选取聚能带内的FRFT结果进行时频分析,计算量小,分辨率高,分数阶聚能带时频累加谱具有聚焦和局部放大的特点, 能很好地突出目标分量,抑噪噪声,是提取变速器急加速过程信号微弱故障特征的有效方法。
  • 周刘彬;杨铁军;张攀;泮江江;刘志刚
    . 2013, 32(17): 145-149.
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    建立了一个坐落在弹性舱段结构上的浮筏隔振系统,采用4个液压作动器和18个BE-400隔振器并联安装在浮筏和舱段结构之间,每个作动器独立地控制自己安装点处的加速度响应。基于滤波x-LMS算法和误差通道离线建模,采用加速度前馈控制对该系统进行了四输入四输出的主动隔振实验研究。实验结果表明:该主动隔振系统能有效地隔离上层浮筏结构向下层舱段结构的振动传递,激励频率处振动衰减量可达7dB~46dB,0~400Hz范围内整体振动衰减量达到3dB~8dB。
  • 李宏坤;郭骋;房世利;丁健
    . 2013, 32(17): 150-154.
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    对某试验用齿轮箱进行了模态贡献量与面板声学贡献量分析,确定齿轮箱运行过程中箱体振动主要贡献模态和噪声辐射面板;结合振速法原理,对箱体表面振动与辐射噪声的关系进行了分析,实现基于有限元方法对箱体进行稳态振动响应求解与主要面板辐射声功率级的计算;将主要贡献模态固有频率和面板辐射声功率级作为目标函数,编制APDL的优化求解程序对齿轮箱箱体实现了减振降噪优化,得到了箱体各壁面的最优壁厚组合.结果表明,该方法具有很好的减振降噪效果,为齿轮箱的优化设计提供了借鉴意义.
  • 薛忠军;王佳妮;;张肖宁
    . 2013, 32(17): 155-160.
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    针对水泥路面板底脱空病害识别率低、缺乏理论依据等问题,本文提出了适用于声振法的Fisher函数判别水泥路面板底脱空的方法。利用短时傅立叶变换克服了傅立叶变换在声音信号时频转换时的缺点,实现了时间和频率的定位功能,提高了分辨率。提出了表征水泥混凝土路面脱空的共振峰频率、共振峰振幅、功率谱面积等声音特征参数,通过大量样本建立了Fisher脱空判别函数,确定了水泥板板底脱空判别标准。在多个实体工程的试验和应用中通过注浆量、定位取芯落差等多种方法,对脱空检测结果进行了验证,结果表明该方法的脱空识别准确率在90%以上,并具有便捷、速度快等优点。
  • 邹喜红;袁冬梅;石晓辉
    . 2013, 32(17): 161-164.
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    AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一。本文针对轿车AMT建立了其道路载荷谱采集方法,通过合理布置传感器,在襄阳汽车试验场采集了AMT及其执行机构振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验,获取了AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号。基于远程参数控制思想,提出了时域和频域误差加权的期望响应信号模拟迭代算法,并对AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号进行了模拟迭代,获取了高精度的模拟迭代响应谱,精确再现了AMT执行机构振动情况,建立了轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法,为室内准确高效考核轿车AMT执行机构振动疲劳可靠性提供了一种行之有效的手段和方法。
  • 葛根 竺致文 许佳
    . 2013, 32(17): 165-170.
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    根据基底的柔性力学特性和上下超磁致伸缩材料(GMM)薄膜镀层,考虑梁的几何非线性后用哈密尔顿变分原理建立了两端简支的层合梁在预屈曲情况下的动力学模型,并求得屈曲的挠度。利用Galerkin方法将运动方程离散为一个常微分参数激励模型以梁中点静态挠度为特征尺度对系统无量纲化。利用结合复规范型理论的待定固有频率法研究了轴向激励幅值对系统固有频率的影响,根据待定固有频率法的结果和时间尺度变化改进了系统同宿轨道的表达式,提高了计算模型在参数激励下发生混沌的阈值的精度。数值模拟的结果证明了此途径的有效性。
  • 赵刚练;姜毅;郝继光;陈余军;龚俊斌
    . 2013, 32(17): 171-176.
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    为了研究含圆柱铰链间隙的多刚体系统动力学计算方法,针对三维圆柱铰链的结构特点,给出了一种改进的接触对确定方法,构造了空间间隙圆柱铰链接触分离切换点的判别方法。法向接触力采用Lankarani与Nikravesh的连续接触力模型计算,切向摩擦力采用修正的Coulomb模型计算,综合考虑接触分离状态建立了统一形式的动力学方程。最后对比间隙铰链机构和理想铰链机构运动,结果表明圆柱铰链间隙在短时间内对其他构件的运动影响很小,但严重增大了铰链内部的碰撞力,长时间运动后机构的位移、速度、加速度与理想铰链偏差变大,但接触摩擦力使圆柱铰链的轴向运动受到抑制。间隙圆柱铰链的研究方法和结果为相关和更复杂的含间隙圆柱铰链机构的运动分析提供了理论参考。
  • 朱德兵;耿嘉楠;黄敏;王宁;王猛
    . 2013, 32(17): 177-182.
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    以一种适合在道碴等一类检波器难安置的场地使用的检波器尾座为例,通过导纳和模态试验分析理论对附加质量和接地刚度对传感器响应性能的影响进行了理论分析,将带尾座检波器应用于野外实地进行测试对比分析,表明了附加质量的和接地刚度对理想频带宽度的影响,试验结果与理论分析具有很好的一致性。证明了该种检波器尾座用于实际生产的可行性,说明了带该类尾座的检波器的本质特征。
  • 杨猛;徐新喜;苏琛;李福生;白松;谭树林
    . 2013, 32(17): 183-188.
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    根据某履带急救车减振系统的结构特点,考虑非线性刚度的影响,建立了包含三次非线性耦合项的减振系统两自由度动力学方程,研究其振动特性。考虑主共振和1:1内共振的情况,采用多尺度法得到了减振系统的平均方程,以减振系统实际参数验证系统平均方程的准确性,分析了减振系统各参数对减振效果的影响;最后应用奇点分析理论研究了减振系统的运动稳定性,为提高减振系统的减振效率提供了理论依据。
  • 贾鹏霄;李恩;梁自泽;强艳辉
    . 2013, 32(17): 189-193.
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    单模态弹性机构的动力学特性表现为长时间的减幅振动特性,针对单模态弹性机构的振动抑制问题,提出了一种PD自适应控制与输入整形相结合的振动控制策略,输入整形器作为前馈控制器作用在反馈回路的前向通道上,通过对输入命令进行整形,在保证参考模型完成指定运动的同时抑制掉弹性机构的残余振动;而对于闭环控制回路,考虑系统模型存在参数不匹配不确定性的影响,在输出反馈控制的基础上,给出了仅利用输出信息进行PD自适应控制器的设计方法,保证跟踪参考模型的输出以获得满意的性能。将该方法应用于桥式起重机的防摆控制中,仿真结果验证了所提方法的有效性。