振动与冲击

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冷永刚;田祥友

. 2014, 33(17): 1-5.

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针对机械系统早期微弱故障信号难识别诊断问题，提出一阶线性系统调参广义随机共振的特征提取方法，该方法基于调节一阶线性系统参数，可以得到信噪比取极大值的广义随机共振现象。为得到清晰的特征信号，以可辨识性为优化目标，给出了系统参数、信号频率、采样频率等参数之间的选择关系。滑动轴承试验台上转子轴的早期微弱故障模拟实验，验证了此方法的有效性。

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基于功率法的TMD系统参数优化与减振性能分析

李祥秀;谭平;刘良坤;张颖;闫维明;周福霖;

. 2014, 33(17): 6-11.

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本文建立了结构-TMD体系的功率平衡方程，从功率的角度分析了TMD系统在地震激励下减振效果，并考虑了结构周期与阻尼比的影响。经HHT变换得到地震激励的时频图，解释了有控体系较无控结构在某些时刻各功率放大的原因。推导了结构基底受简谐荷载作用时，主结构的耗能功率公式，以主结构的耗能功率最小为优化目标得到TMD最优频率比及阻尼比，并与以往的四种优化方法进行了对比。结果表明，基于耗能功率最小的优化方法在随机激励下的位移方差及确定地震波作用下的能量及功率响应的大小均介于上述四种优化方法之间，且较无控结构均有大幅度的减小，因此该优化方法具有一定的适应性与可靠性。

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基于Φ75mm SHPB系统的高温混凝土动态力学性能研究

王宇涛;刘殿书;李胜林;江雅勤

. 2014, 33(17): 12-17.

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运用Φ75mm大直径SHPB及高温加热试验系统，对工程中常用的C30、C50、C60和C70四种强度等级的混凝土在不同温度条件下（常温、150℃、300℃、450℃、600℃）进行冲击压缩试验。试验结果表明：四种强度等级的混凝土均表现出明显的温度效应，随着温度的升高，混凝土动态破坏强度不断降低，动态破坏应变不断增大；当温度达到600 ℃时，动态破坏强度已和混凝土强度等级关系不大；同时，在高温下四种强度混凝土均出现塑性流动现象且随着温度的升高越来越明显，韧性越来越强。

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变载工况下钻机动力头传动系统动态特性

王清峰;朱才朝史春宝龙威

. 2014, 33(17): 18-23.

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基于弹性力学和接触力学的有关理论，对煤矿瓦斯抽放水平定向长钻孔千米钻机动力头的聚晶金刚石复合片钻头(PDC钻头)压入切削岩石时的接触特性进行分析，通过计算机编程仿真得到钻机在实际运行过程中的负载并作为钻机动力头齿轮传动系统的外部激励；综合考虑钻机动力头齿轮传动系统中各个齿轮副的时变啮合刚度，各个齿轮副综合啮合误差等引起的内部激励；并考虑各个滚动轴承的支撑刚度以及轴的扭转刚度；采用集中参数法建立钻机动力头齿轮传动系统的耦合动力学模型，并基于数值分析方法求解得到钻机动力头切削砂岩时各个齿轮构件和轴承构件的振动速度响应、振动位移响应以及动态啮合力，对动力头齿轮传动系统的动态响应进行研究，研究结果为钻机动力头传动系统的动态性能优化奠定基础。

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超高层建筑多自由度气弹模型的优势及制作方法

王磊梁枢果邹良浩王述良

. 2014, 33(17): 24-29.

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首先简要对比了测力天平、刚性模型测压、强迫振动、气动弹性模型等四种试验手段的特点，然后着重分析了底部弹性支撑的摆式气弹模型和多自由度气弹模型试验结果的差异，分析发现，对超高超柔的方截面建筑而言，摆式模型所得的横风向风致响应在小风速下比多自由度模型略大，而在包含横风向共振风速在内的大风速下则明显大于多自由度模型，其气动阻尼特性、气动刚度特性和表面风压相干性等倾向于使摆式模型出现相对较大的风致响应。究其原因，是因为只模拟一阶模态的摆式模型在反映流固互制气弹效应方面不够真实且不及多自由度模型精细，即参振模态的不同(包括参振模态数量、高阶与低阶平动频率比、扭转与平动频率比)会使振动形式发生改变，进而影响振动时的气弹效应并改变振动位移。在此结论的基础上，提出了多自由度气弹模型改进设计方法，该方法考虑了低阶与高阶频率比、平动与扭转频率比的可调性，同时解决了模型弯剪振型成分的可控制性和阻尼调节等问题，以期为实际项目的多自由度模型制作和相关研究提供便利和参考。

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EPU/EP弹性体的力学及水声吸声性能

孙卫红;刘波;晏欣

. 2014, 33(17): 30-33.

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以二丁基二月桂酸锡（DBTDL）作催化剂、环氧丙醇作封端剂制备了环氧氨酯（EPU）；以自制的丙烯酸丁酯-二乙烯三胺（BA-DETA）为固化剂用浇铸法制备了EPU及环氧氨酯/环氧树脂（EPU/EP）共混物弹性体，并对该系列共混物弹性体的力学性能、动态力学性能和水声声学性能进行了表征，研究结果表明：随着EP用量的增加，EPU/EP共混物的拉伸强度逐渐增大，TDI型环氧氨酯的抗拉强度高于IPDI型环氧氨酯；随着EP含量的增加，TDI型环氧氨酯/环氧-E51(EPU1/E-51)共混物中、高温转变峰增强，杨氏模量变大，两组分相容性变差；EPU1/E-51系列共混物具有良好的水声吸声性能。EPU1/E-51(70/30)弹性体的水声性能最优，其平均吸声系数为0.75，最大吸声系数为0.94。

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基于EMD和神经网络的轮轨故障噪声诊断识别方法研究

江航;尚春阳;高瑞鹏

. 2014, 33(17): 34-38.

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针对轮轨故障噪声信号非平稳性特征，提出了一种基于经验模式分解（Empirical Mode Decomposition，简称EMD）与神经网络的轮轨故障诊断方法。该方法首先对轮轨噪声信号进行经验模式分解，信号分解为若干个基本模式分量（Intrinsic Mode Function，简称IMF）之和，再选取若干个包含主要故障信息的IMF分量，提取各分量的能量与峭度特征，对各分量的峭度特征综合得到多尺度峭度特征，然后将各分量能量特征与多尺度峭度特征作为神经网络的输入来识别轮轨故障的类型。对车轮扁疤、钢轨波浪磨耗和正常状态的分析结果表明，以EMD方法提取特征参数的神经网络诊断方法比以小波包方法提取特征参数的神经网络诊断方法具有更高的故障识别率。该方法能够对轮轨故障类型进行准确、有效地分类识别。

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基于试验和数值模拟确定挖掘机具作用下埋地输气管道的动载荷

姚安林;徐涛龙;李星;曾祥国

. 2014, 33(17): 39-46.

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为确定挖掘机具接触埋地输气管道斗尖产生的载荷，分别对液压反铲挖掘机斗尖静载和冲击两种方式作用于输气管道的动静态响应进行了现场测试。基于动态测试数据，采用ADAMS多体动力学软件，结合STEP函数和Script脚本仿真控制技术，将挖掘机动力传递过程转化为油缸的位移控制和速度控制，获得五齿和单齿接触输气管道极端工况下挖掘机斗尖动载荷时程曲线。最后将载荷时程曲线导入ANSYS/LS-DYNA商业有限元软件中，对管道的动态响应进行了有限元分析，其动态应变响应与现场测试数据吻合较好。试验与计算结果表明：本文提出的基于试验和数值模拟相结合确定挖掘机具斗尖载荷的方法是可行的，研究可为埋地输气管道在挖掘机具作用导致的机械损伤定量评估提供准确可靠的载荷数据。

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水下和空中爆炸时混凝土重力坝动态响应对比分析

张社荣;孔源;王高辉

. 2014, 33(17): 47-54.

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由于水和空气的物理属性差异以及与爆炸产物的界面作用效应不同，使得水下和空中爆炸冲击波传播特性及其荷载作用下的大坝结构动态响应存在较大的差异。通过构建混凝土重力坝水下爆炸和空中爆炸的全耦合数值仿真模型，考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程，在对比分析爆炸冲击波在水下和空中传播特性的基础上研究了水下和空中爆炸冲击波对大坝动态响应及损伤程度的影响。研究表明，水下爆炸冲击荷载作用下混凝土重力坝动态响应及损伤程度均较同等炸药量下空中爆炸冲击荷载作用时大；在研究水工大坝抗爆性能时，应重点关注水下爆炸冲击波传播的特性及大坝在水下爆炸荷载作用下的动态响应。

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基于修正滑移刚体模型的挡块抗震强度预测及其应用

徐略勤;;李建中

. 2014, 33(17): 55-61.

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基于挡块脆性斜剪破坏的震害，提出“限制挡块破坏范围”和“提高挡块塑性变形能力”两个预期目标，开展了两个系列试验研究，并通过使挡块发生滑移剪切破坏加以实现。在试验基础上，讨论了采用Bozorgzadeh滑移刚体模型预测挡块强度的适用性。分析表明在混凝土接触面粗糙度不可忽略的情况下，Bozorgzadeh模型的计算结果偏低。引入表征接触面粗糙度的混凝土粘聚力修正项，可拓宽滑移刚体模型的适用范围，结合多种文献的试验数据验证表明修正滑移刚体模型实用可靠。最后，针对滑移剪切破坏的挡块建立了抗震强度预测公式，误差分析表明该公式计算结果精确、可靠；且形式简单，便于挡块的配筋设计，具有很高的工程实用价值。

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分裂导线次档距振荡研究

李黎;王腾飞; 陈元坤

. 2014, 33(17): 62-67.

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基于准定常理论，建立了分裂导线次档距振荡的二维振子模型，推导了振子模型的振动方程。采用稳定性理论对振子模型进数值分析，研究了分裂导线次档距振荡的机理,首先将非线性振动微分方程线性化，然后根据特征值分析判断系统的稳定性。编制了次档距振荡发生临界风速求解的MATLAB程序，并对Hopf动态分岔理论、Hopf静态分岔理论和不同阻尼比下的临界风速进行了研究，并给出了临界风速随频率比变化的关系，最后对次档距振荡的控制给出了建议。

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基于构件的钢筋混凝土核心筒结构地震损伤分析

郑山锁;徐强;杨丰;孙龙飞;杨威

. 2014, 33(17): 68-73.

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为了研究地震作用下钢筋混凝土核心筒结构的损伤，基于低周反复荷载作用下钢筋混凝土剪力墙及连梁的损伤模型，通过加权系数法合理地考虑局部损伤向整体损伤迁移转化的多尺度效应，建立了能够反映构件损伤、楼层损伤以及整体结构损伤三者之间迁移演化规律的钢筋混凝土核心筒地震损伤模型。结合试验结果，对损伤模型的有效性进行了验证，并给出了钢筋混凝土核心筒的损伤状态及相应的损伤指数范围。结果表明，该损伤模型能够较好地描述钢筋混凝土核心筒结构的地震损伤发展过程与程度，研究结果可为该类结构的地震损伤评估以及基于损伤的抗震设计方法的建立提供理论依据。

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基于预插粘性界面单元的Koyna重力坝强震破坏过程分析

徐海滨;杜修力;杨贞军

. 2014, 33(17): 74-79.

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基于粘性裂缝模型理论，在实体单元中嵌入粘性界面单元(Cohesive Interface Elements)，对Koyna重力坝的强震破坏过程进行了二维有限元模拟和分析，并与其它数值方法的结果进行了对比。结果表明，大坝的破坏开裂分布与Koyna大坝实际破坏情况及文献中的模型试验结果基本相符，说明粘性界面单元可以很好地模拟裂缝的断裂和扩展，验证了本文方法的有效性。

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囊式空气弹簧载荷建模与实验研究

成小霞;李宝仁;杨　钢;杜经民

. 2014, 33(17): 80-84.

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以囊式空气弹簧为研究对象，在深入分析囊体受力及材料特性的基础上，建立了空气弹簧载荷模型。采用几何图解的方法对该模型进行了仿真计算，并设计实验系统对空气弹簧的特性进行测试。实验和仿真结果有较高的吻合度，验证了模型正确性。研究表明，囊体材料特性对空气弹簧的载荷力尤其是拉伸状态下的输出力有较大影响；模型中通过引入囊体材料特性系数，能够更准确的描述空气弹簧载荷特性。该模型为空气弹簧载荷计算提供一种简单准确的方法。

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基于反射系数测量的粘弹性材料动态力学参数反演方法

陶猛;赵阳

. 2014, 33(17): 85-89.

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提出一种通过测量声学覆盖层的反射系数，并反演粘弹性材料动态力学参数的方法。分别测量圆柱空腔覆盖层在两种不同背衬条件下的反射系数，根据圆柱空腔覆盖层反射系数与其材料动态力学参数之间的解析关系，利用二元非线性方程组求根的牛顿迭代法，求解方程组可以获得粘弹性材料的复纵波声速和复剪切波声速，进而计算复杨氏模量和复泊松比等其它粘弹性动态力学参数。最后，对某种橡胶材料进行了声管测试，并对粘弹性动态力学参数的测量结果进行了分析和讨论。

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基于钻头破岩钻进的下部钻具横向振动特性研究

祝效华胡志强.

. 2014, 33(17): 90-93.

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针对横向振动引起下部钻具失效的问题，基于钻头破岩钻进，并考虑钻具纵横扭耦合以及钻具与井壁随机接触，建立了系统非线性动力学模型，研究了下部钻具横向振动特性。结果表明：在常用的牙轮钻头单扶下部钻具组合钻进过程中，钻头横振表现出较强的随机性，根据贝克休斯公司对钻具振动的量化标准，其强度属于剧烈分区；钻铤横振强度随其与钻头距离增大而近似呈指数递减，并在距钻头约50m以后趋于稳定；钻铤上接的钻杆与近钻头钻铤的横振强度相当；下部钻具横振强度随钻压、转速增大而增大。本文考虑了牙轮钻头破岩钻进与下部钻柱的交互影响，对进一步揭示下部钻具的横振特性以及参数优选具有积极意义。

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基于拉普拉斯权重的低速重载设备声发射信号趋势分析

黎　敏;王晓景;阳建宏

. 2014, 33(17): 94-99.

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利用声发射技术对低速重载设备进行状态监测是目前较为常用的手段之一。但由于声发射信号的特征量众多，且各个特征量对故障的敏感程度不同，因此，在设备状态趋势分析中选择合适的特征量来反映设备的劣化趋势则显得尤为重要。提出了基于拉普拉斯权重的低速重载设备声发射信号趋势分析方法。根据拉普拉斯映射原理，利用样本间的聚类特性，对声发射的各个特征量的重要性进行排序分析，并以此作为权重系数，将原来的多个特征量融合得到一个综合特征ＬＡ。该特征不仅能反映出声发射产生的物理过程，又能突出关键特征量的作用。利用高炉皮带轴承的实测数据进行验证，实验结果表明，新方法能有效地刻画低速重载轴承的劣化趋势，综合特征ＬＡ对轴承的故障严重程度较敏感。

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基于能控性和能观性的基础隔振装置的优化配置

王玉梅

. 2014, 33(17): 100-104.

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本文根据控制理论中的能控性和能观性概念，把基础隔振装置视为对结构施以被动控制力的控制器，从而把隔振装置的位置最优化问题转化为控制器位置的选优问题，构造了一个反映能控性和能观性的位置指数，对位置指数的正则化、相关系数等问题进行了研究，并把上述方法应用到一个benchmark问题实例中，对隔振垫的可能布置点的指数进行了计算，选出了13个最优位置。该方法为土木工程的减隔振最优化问题提供了一个新视角。

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多层介质阻抗匹配对隔爆效果的影响

陈闯;王晓鸣;李文彬;贾方秀;殷婷婷

. 2014, 33(17): 105-110.

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为了有效提升隔爆结构衰减爆炸冲击波的性能，将45#钢、铝和有机玻璃进行不同组合，设计了顺序波阻抗梯度、逆序波阻抗梯度以及硬软硬三种多层隔爆结构。利用锰铜压阻传感器测压实验和数值计算对多层介质阻抗匹配特性对隔爆效果的影响进行了研究，获得了多层介质的不同组合引起的冲击波在传播过程中各层介质压力，理论分析、数值计算与实验结果吻合较好，并分析了第三层介质能量与冲量的变化规律。从不同方面得到的结果表明：逆序波阻抗梯度的输出冲击波压力最小，其第三层的能量与冲量最小，隔爆效果最佳。

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组合桩锤锤击模型的数值分析

胡均平;吴自龙;李科军

. 2014, 33(17): 111-115.

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为分析一个锤击周期内两个锤头连续锤击时对打桩锤锤击力的影响，将锤头结构设计为由上、下锤头和中间垫层组成的组合桩锤，用不同的集中质量块表示上锤头、下锤头、砧座和桩帽，用不同的并联的弹簧和阻尼器表示中间垫层和锤垫，用弹簧表示桩垫，用阻尼器表示桩，建立了平衡方程。采用量纲分析法推导出了锤击力的数值解，分析了桩锤与垫层的分离情况，比较了组合桩锤各参数和垫层参数对锤击力的影响，并与普通桩锤产生的锤击力进行了比较。结果表明：将锤头设计为组合桩锤结构，使得锤击力波形出现多个峰值，且峰值减小，有效锤击时间加长。

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轻质泡沫混凝土SHPB试验与分析

袁璞;马芹永;张海东

. 2014, 33(17): 116-119.

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为研究轻质泡沫混凝土的冲击动力学性能，结合半导体应变测试技术和入射脉冲整形技术对铝质分离式Hopkinson压杆（SHPB）装置进行改进，解决了泡沫混凝土类多孔介质材料透射信号难采集问题，满足了加载过程中试件内部应力均匀性要求。通过调整冲击气压对密度为220 kg/m3轻质泡沫混凝土实施了不同撞击杆速度下的单轴冲击压缩试验。试验结果表明，泡沫混凝土试件在冲击荷载作用下依次经历线弹性阶段、屈服阶段和孔壁破坏3个阶段，且泡沫混凝土试件平均应变率与撞击杆速度表现出较强的线性相关性。

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基于克隆选择和粒子群混合算法的导墙结构损伤识别

欧阳秋平;何龙军;练继建;陈媛媛;马斌

. 2014, 33(17): 120-126.

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导墙结构长期受到水流和风等交变荷载作用，容易产生结构损伤。由于环境激励输入的未知性以及测试条件和精度的限制，使得环境激励下大型水工结构的损伤诊断遇到了很大困难。基于此，提出了一种利用实数编码克隆选择和粒子群混合算法优化模态频率指标的导墙结构损伤诊断方法。该方法仅需可测性强的低阶模态频率，非常适合于环境激励条件下的大型水工结构的无损动态损伤检测。将该诊断方法应用于某导墙的损伤识别中，证明该方法在算法全局寻优性能和识别准确性上均有较大优势，可尝试在各类水工结构的损伤诊断中推广应用。

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半圆形凸起与沉积谷地相连地形对SH波的散射

吕晓棠;安静波

. 2014, 33(17): 127-131.

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采用复变函数法研究了SH波入射下半圆形凸起与沉积谷地相连地形的地震动情况。整个求解区域分为三部分，在其中分别构造满足各自边界条件的位移解，然后利用复变函数和移动坐标法使之满足相应的“公共边界”的边界条件，从而建立起求解该问题的无穷代数方程组。给出的具体算例表明，入射波波数，入射角，沉积谷地的半径、剪切模量等参数对凸起部分地表位移幅值有显著影响。

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地铁浮置式轨道引起地表振动响应解析预测模型研究

吴宗臻;刘维宁;马龙祥;王文斌

. 2014, 33(17): 132-137.

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在土层振动传递固有特性的基础上，提出了一种针对地铁浮置式轨道型式引起的地表振动响应的解析预测模型。本模型将地铁环境振动的预测问题转化为计算浮置式轨道作用于基底的频域力群和求解土层振动频响函数的问题，然后通过系统合理简化将两部分进行频域叠加运算得出地表振动响应。采用本模型预测了北京地铁4号线浮置板区间地表振动响应，并与实测数据进行对比分析，结果表明：浮置板区间模型预测和地表实测加速度振动主频均为8~10Hz，且频域幅值相当，变化趋势相符；实测Z振级54.0dB，预测Z振级56.1dB，预测结果较准确。本频域快速预测模型具有预测速度快、预测精度高、可进行频域预测等特点，是现有环评预测方法的有效补充。

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液压衬套集总参数模型动态特性液-固耦合有限元分析

李林; 曾祥坤

. 2014, 33(17): 138-142.

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以车辆底盘系统中应用最为广泛的新型隔振元件——径向型液压衬套为研究对象，采用双向液-固耦合非线性有限元分析技术辨识液压衬套动力学性能分析的集总参数模型中的主要物理参数，并结合集总参数模型和非线性有限元法计算分析了液压衬套的动态特性。计算结果与实验结果及数值预测结果对比分析表明，有限元分析技术在液压衬套集总参数识别及动力学性能分析方面的可行性和准确性。对于液压阻尼特征产品设计优化，有限元技术是一种高效经济的开发手段。

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核主泵小流量工况压力脉动特性

朱荣生;龙云;付强;袁寿其;王秀礼

. 2014, 33(17): 143-149.

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为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律，基于雷诺时均N-S方程和标准 k-ε两方程及SIMPLEC算法，应用CFX软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算，得到泵内部流场和各工况监测点的压力脉动，并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号。结果表明：核主泵内压力脉动明显，叶频在由压力脉动诱发的振动中起主导作用，主要表现为叶轮和导叶间的动静干涉。叶轮导叶流道内的回流造成了小流量工况叶轮和导叶流道及其周向的不稳定压力脉动，回流主要存在于叶轮和导叶进出口位置，因此该区域的压力波动剧烈且周期性差。核主泵的振动，不利于核电站的安全稳定运行，通过对小流量工况的压力脉动分析，对预测核主泵在极端工况下的动态特性和推进核主泵国产化具有十分重要的意义。

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具有初始弯曲的1000MW汽轮机低压转子的振动特征分析

吴文青;谢诞梅;杨毅;胡鹏飞

. 2014, 33(17): 150-153.

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近年来，1000MW超超临界汽轮发电机组在中国得到快速发展。然而，运行经验显示，1000MW超超临界汽轮发电机组普遍存在振动偏大的现象，尤其低压转子两端的振动比较突出。转子振动的原因有很多，质量不平衡和轴系弯曲均会随着转子的每一次旋转周期性地给予转子一个固定的激振力。本文以某1000MW超超临界汽轮机的低压#2转子为例，利用有限元的方法研究其弯曲振动特性，并对质量不平衡和弯轴故障引起的振动特征进行了对比分析。计算结果显示，转子在定速下旋转会出现因质量不平衡或弯曲而产生的涡动，当转子支撑在各向同性轴承上时，无论是激振力是正向或反向涡动，所引起的振动响应均为正进动；而当转子支撑在各向异性轴承上时，无论是激振力是正向或反向涡动，所引起的振动响应均将是为反进动。当交叉刚度呈异向（一个为正，一个为负）时，无论是否存在阻尼，转子将出现不稳定。

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桥墩新型防船撞装置防撞性能研究

姜华;耿波;张锡祥

. 2014, 33(17): 154-160.

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桥墩防船撞装置通常用于减小船撞力或者拨转船只使其远离桥墩，有效的防撞装置对桥梁和船只安全运行都非常重要。本文采用LSDYNA对一座五跨连续刚构桥采用的新型浮式耗能防船撞装置的防撞性能进行评估。这种新型防船撞装置可以既保护桥墩又可以保护船只，其结构由模块化的FRP套箱组成，套箱内部由八边形FRP柱壳组成，具有初始造价低、施工方便和维修养护成本低等优点。文中介绍了所用FRP材料的强度试验，包括拉伸、压缩、弯曲和剪切，并根据强度试验定义了正交各向异性本构模拟FRP材料。研究表明：该新型防撞装置具有非常好的吸能能力，可以显著减小作用在桥墩和船只上的撞击力。

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有限观测下的结构损伤实时在线诊断

雷鹰周欢

. 2014, 33(17): 161-166.

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根据有限观测的结构动力响应，实时对结构发生损伤的时间、位置与损伤程度进行诊断，是目前土木工程健康监测的一个重要的任务。本文提出一种在对结构加速度部分观测的情况下，对结构刚度发生突变的结构损伤形式进行实时的追踪和诊断的算法。该算法的主要思想是首先基于扩展卡尔曼滤波识别结构刚度参数，然后通过观测加速度和计算预测的加速度误差平方和，对结构刚度发生突变时刻进行判断，再通过优化突变时的结构的刚度参数变化，对损伤位置与损伤程度进行识别。数值模拟和实验的结果都表明了，该方法能够有效地追踪时变参数，并实时诊断出损伤发生的时间、位置和程度。

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基于分数阶微积分的油气悬架建模与试验分析

孙会来金纯张文明李昊田海勇

. 2014, 33(17): 167-172.

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根据油气悬架的多相介质力学特点，引入了分数阶微积分理论，在油气悬架运动微分方程基础上建立其分数阶Bagley-Torvik方程。设计Oustaloup算法低通滤波器进行运算，求得非线性分数阶微分方程数值解。将微分方程中最优阶次的选取转化为单变量最优问题，确立位移差方均值为评价目标进行求解。搭建等比例试验台和建立仿真模型，进行理论、试验、整数阶仿真数据的对比。改变激励频率和振幅观察最优阶次变化及误差变化趋势。结果表明试验油气悬架在激励频率1Hz，振幅5mm下分数阶次取0.912时能更好的反映油气悬架运动特性。最优分数阶次随着激励幅值和频率的增加而减小并最终趋于稳定，在高频振动下分数阶次趋于0.9，在高幅振动下分数阶次为0.86。在多个频率及振幅激励的试验条件下，分数阶结果误差都要小于整数阶结果，论证了分数阶微积分在油气悬架建模上的有效性。

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悬挂式减振系统冲击动力学特性研究

赵笑春;毕凤荣

. 2014, 33(17): 173-178.

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为研究悬挂式减振系统冲击响应特性，建立半正弦脉冲激励下平动和转动耦合的三自由度模型。针对运输过程中偏心情况，推得具有三次非线性的无量纲冲击动力学方程。采用龙格-库塔法数值分析，构建三维冲击谱。讨论质心位置、系统悬挂角、阻尼比、脉冲激励参数对系统冲击响应的影响规律。研究表明：质心位置应尽量靠近系统几何中心，增加阻尼比、降低脉冲激励幅值可明显抑制系统冲击响应。研究结果可为悬挂式减振系统优化设计提供理论基础。

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声发射信号检测中谐振传导杆的设计与试验研究

毛汉颖黄振峰韦花貌毛汉领

. 2014, 33(17): 179-183.

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为了突破条件限制检测微弱声发射信号，常用检测传导杆，但信号有衰减。本文首次提出了采用共振理论设计声发射检测传导杆的方法，设计研制了不同材料、不同谐振长度的谐振传导杆；断铅模拟声发射信号的试验表明，谐振传导杆对声发射信号具有幅值放大和带通滤波功能，其效果与传导杆的材料和结构尺寸有关。

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大型客运码头风荷载特性和风环境分析

李波杨庆山侯亚委陈爱国

. 2014, 33(17): 184-190.

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采用刚性模型测压风洞试验与CFD数值模拟相结合的方法，对大型客运码头风荷载特性和风环境进行了分析。结果表明，CFD数值模拟得到的码头屋盖风荷载分布与试验结果相吻合，能够用于模拟复杂建筑群的绕流；客运码头建筑物的布置形式对其屋盖风荷载影响较大，降低屋盖下方附属建筑物的高度，可以有效缓解气流在屋盖前缘的分离，减小作用于其上的风荷载。码头风环境分析结果表明，建筑物对气流的干扰作用是引起风加速的主要原因，算例客运码头的风环境问题较为突出。

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基于DTCWT和Laplace小波相关滤波的爆炸复合结构模态参数识别方法

思悦;张周锁;成玮;何正嘉;孔垂青

. 2014, 33(17): 191-196.

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精确提取结构模态参数是爆炸复合结构结合状态识别的重要基础，本文提出一种基于双树复小波变换(DTCWT)和Laplace小波相关滤波相结合的爆炸复合结构模态参数识别方法。利用DTCWT的抗频带混叠特性，对多模态混叠振动响应信号进行模态分离，得到一组单模态分量；将DTCWT与Laplace小波相关滤波提取模态参数法相结合，实现爆炸复合结构的模态参数提取。将该方法应用于爆炸复合管的实验数据，精确提取了其固有频率和阻尼比，精度明显高于直接Laplace小波相关滤波法。将该方法应用于生产线上不同结合状态的爆炸复合管，有效提取了不同状态管道的模态参数。

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温度、应变率对地质聚合物混凝土抗压强度的影响

王志坤;许金余;范建设;苗华东;刘远飞

. 2014, 33(17): 197-202.

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本文采用自主研制的高温SHPB试验系统，对高温条件下地质聚合物混凝土的动态抗压强度进行了试验研究。结果表明：200℃时地质聚合物混凝土的动态抗压强度较常温时有所增长，800℃时强度则急剧下降；应变率随弹速近似线性增长；同一弹速水平下，200-600℃时的应变率与常温接近，800℃时较常温提高明显；高温条件下，由侧向约束引起的附加应力可以忽略不计，试验所测得的动态强度增长因子（DIF）的应变率增强效应反应了材料的本质属性；在30-130 s-1应变率范围内，高温下地质聚合物混凝土的DIF与应变率的对数呈线性关系，且温度越高，应变率效应越明显。

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玻璃纤维增强铝合金层板低速冲击力学特性及低温影响研究

陈勇;庞宝君;郑伟;刘源

. 2014, 33(17): 203-208.

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为研究玻璃纤维增强铝合金层板（FMLs）抗低速冲击力学特性以及受低温处理的影响，采用 2A12 铝合金板和单向 S2-glass/epoxy 预浸料制成 FMLs，通过落锤低速冲击试验设备对其抗低速冲击力学特性进行研究。并采用较高冲击能量对经过 -25℃ 和 0℃ 低温处理 1h 后的 FMLs 进行冲击试验，与未低温处理结果对比研究低温处理对 FMLs 冲击力学特性的影响。结果表明：未低温处理的FMLs在低速冲击条件下，正面铝合金铺层主要发生成坑、环向裂纹以及穿孔等损伤，背面铝合金层则发生鼓包、单向裂纹和花瓣开裂等损伤。峰值冲击载荷随着冲击能量的提高而增大，但当冲击能量达到 FMLs 临界穿透能后峰值冲击载荷基本保持稳定。随着冲击能量的提高，峰值位移逐渐增大，能量回弹系数逐渐减小。另一方面，低温处理可提高 FMLs 抗冲击性能，但会降低 FMLs 中铝合金/复合材料铺层界面粘结效果。处理温度越低，FMLs 峰值冲击载荷越高，峰值位移越小，FMLs 中复合材料和铝合金铺层发生脱胶损伤的面积越大。

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刊出日期：2014-09-15

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