振动与冲击

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王佐才;任伟新;邢云斐

. 2014, 33(19): 1-7.

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对于时变与非线性的结构系统，由于结构模态响应信号的瞬时频率并不等同于结构本身的瞬时频率，因此推导了单自由度与多自由度体系在自由振动和受迫振动下模态响应信号的瞬时频率与结构本身瞬时频率的关系，理论结果表明，对于时变的线性结构和弱非线性结构，模态响应的瞬时频率缓慢变化的部分与结构系统的瞬时频率近似相等。通过对一杜芬系统的数值模拟和对一调整索力变化而使其频率变化的斜拉索自由振动实验，验证了理论结果的正确性。对于具有密集模态的时变与非线性的多自由度体系，提出了把解析模式分解方法扩展到时变与非线性结构的模态分解。该方法通过小波变换选取二分时变截止频率，对结构的时变模态响应进行分离，从而实现多自由度结构时变参数识别。最后，对一具有密集模态的两层框架时变系统受白噪声激励和地震激励进行数值模拟，结果表明，提出的方法能有效的分解时变系统的密集模态响应并能较好的识别出结构系统的瞬时频率。

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考虑材料非线性时压电发电悬臂梁的主共振响应分析

郭抗抗;;曹树谦;

. 2014, 33(19): 8-16.

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针对单晶压电悬臂梁发电系统进行了动力学建模及主共振响应分析。首先在考虑压电材料非线性的情况下，利用广义Hamilton原理、Rayleigh-Ritz法、Euler-Bernoulli梁理论等建立了单晶压电悬臂梁发电结构的机电耦合模型；其次利用多尺度法对系统进行了主共振二次近似响应分析，得到了谐振频率附近解的特性与系统参数的关系，揭示了压电材料非线性、外激励参数及负载电阻对系统响应的影响规律；最后通过数值计算验证了解析解的正确性。结论表明，压电材料的非线性特性会导致近似解的共振峰向左偏移，呈现软特性的非线性特征；当激励频率变化时，系统响应存在多解、跳跃等现象，多解区有2个稳定焦点和1个不稳定鞍点；主共振解的真正实现取决于系统的稳定性条件及初始条件的选取；系统存在最佳匹配负载电阻范围，对应系统的发电功率较大。

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汽车驱动轮与从动轮胎面自激振动对比研究

左曙光;张浩鹏;赵愿玲;吴旭东;倪天心

. 2014, 33(19): 17-21.

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为了诠释“汽车轮胎多边形磨损较少发生在驱动轮的轮胎上”这一现象，本文就驱动轮和从动轮的胎面自激振动展开了对比研究。前期研究已经发现胎面自激振动是轮胎多边形磨损的必要条件。本文对驱动轮-悬架-胎面系统进行了理论建模和自激振动的分岔分析，并对比分析了多边形磨损主要影响参数对驱、从动轮胎面自激振动的影响。研究结果表明驱动轮产生的自激振动的车速范围和能量均较小，合理解释了轮胎多边形磨损的特征，研究结果为轮胎多边形磨损机理的研究提供了理论依据。

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不同形式齿廓偏差对直齿轮副振动的影响规律

常乐浩刘更吴立言贺朝霞

. 2014, 33(19): 22-27.

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通过建立齿轮承载接触分析模型，计算了考虑齿面误差分布时齿轮的啮合刚度和综合啮合误差。综合考虑时变啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励的影响，建立了直齿轮副弯扭耦合动力学模型，分析了不同形式齿廓(中凸、中凹、正压力角、负压力角)偏差对系统振动的影响规律。结果表明，中凹齿廓齿轮的振动最大；负压力角偏差齿轮作从动轮时振动仅次于中凹齿廓；在多数载荷条件下，正压力角偏差齿轮的振动要小于负压力角偏差齿轮，中凸齿廓齿轮具有比理想齿廓齿轮更小的振动。研究结果为进一步提出齿轮误差控制原则提供了有效参考。

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弹性结构入水砰击载荷特性三维数值模拟研究

杨衡;孙龙泉;龚小超;姚熊亮

. 2014, 33(19): 28-34.

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依据双渐进法建立研究弹性结构入水砰击过程中弹性效应的数值方法。在弹性结构入水瞬态砰击过程中，自由液面速度势满足自由液面的非线性条件，并通过考虑结构运动非线性的伯努利方程将流体域控制方程与结构弹性动力响应方程耦合求解，计算结果与试验结果进行了比较分析。结果分析表明，流固耦合效应对弹性结构入水砰击载荷及结构弹性动力响影响不可忽略。圆柱体倾斜入水过程中水平、垂向合力在头部入水和尾部入水时刻出现两个峰值；入水角度对船舶入水砰击安全性至关重要。

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量子BP神经网络的自适应振动信号压缩及应用

王怀光;张培林;李胜;吴定海;周云川

. 2014, 33(19): 35-39.

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针对一维振动信号的压缩特点，提出一种改进的量子BP神经网络（IQBPN）信号压缩方法。本文根据一维振动信号的方差，将信号分为四个部分：平滑区、半平滑区、半边界区和边界区，从而可以选择不同的压缩比来对不同的区域进行压缩，以保持信号的丰富细节，保障压缩的质量。同时，利用量子BP神经网络的计算并行性和算法加速能力，从而提高了神经网络的收敛速度，缩短了压缩时间，为在线实时传输提供了一种新方法。实验证明，与其他方法相比，本文算法在相同的压缩比时，可以提高信噪比，缩短运行时间。

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考虑河流冲刷作用的车桥耦合系统动力分析

李克冰;张楠;方翔宇;田园;夏禾

. 2014, 33(19): 40-47.

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桥墩周围受到河流冲刷后，基础埋深减小，使得基础刚度降低，从而影响桥梁的服役状态。为研究河流冲刷对车桥响应的影响，计算了群桩承台基础的冲刷深度，并利用m法在承台底施加弹簧约束模拟群桩基础等效刚度，进而基于全过程迭代求解车桥耦合动力方程。作为算例，对比了某跨江特大桥桥墩冲刷前后的车桥动力响应与列车运行安全性。对比分析表明：铁路桥梁桥墩位于水流或潮水中时应采用考虑河流冲刷作用的有限元模型进行车桥动力仿真分析。受到河流冲刷之后，全部桥墩承台底面均高于冲刷线，各墩基础等效刚度在冲刷之后都减小，其中水平方向的平移刚度与竖向的抗扭刚度减小最显著；车辆动力响应普遍增大，车体横向加速度变化最显著，部分工况车辆轮重减载率超出规范容许限值，受冲刷之后简支梁跨中横向位移与横向加速度明显增大，影响行车安全。

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管状金属构件裂纹电磁声发射激发特性试验研究

唐力伟;张晓涛;王平

. 2014, 33(19): 48-51.

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针对金属管裂纹的声发射电磁激发特性问题，对电磁声发射原理进行了介绍，从激发电流峰值大小，电极位置，加载电流持续时间与信号特征的关系，以及重复加载效应几个方面进行了详细的试验研究，得到电磁声发射信号与相应加载条件的关系及其变化规律。电磁声发射解决了声发射必须在受载状态下检测缺陷的问题，为火炮身管在非工作状态下的声发射裂纹检测提供了技术手段。

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斜拉桥结构模型修正的子结构方法

周林仁;欧进萍;

. 2014, 33(19): 52-58.

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针对大跨斜拉桥结构提出了一种子结构模型修正方法。根据斜拉桥结构体系特征，从空间上划分几个比较独立的子结构。对包括所有子结构特征信息和待修正参数的整体结构，进行特征信息对参数的灵敏度分析，验证各子结构之间的相对独立性，并确定子结构模型修正的顺序。基于各子结构的特征信息建立目标函数，采用遗传优化算法，依次对各子结构进行模型修正。以某大跨斜拉桥试验室物理模型为研究对象，对该方法进行了数值仿真和试验验证。基于仿真数据的子结构模型修正精准度高，基于实测数据的修正结果能得到与实际情况相符的合理解释。因此，该斜拉桥模型修正的子结构方法切实有效，且易于工程应用。

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PMUCR方法对浮筏系统的全局分析与应用

张树桢陈前

. 2014, 33(19): 59-63.

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通过胞参考点映射法(PMUCR)，进行对称激励条件下高维浮筏隔振系统的全局分析，并对该方法在高维非线性系统中的运用进行讨论。PMUCR方法在使用过程中需要兼顾计算时长、系统特性保持标准和限制映射步数之间的关系，通过改良计算过程中的判断准则，提高计算效率和精度。经计算表明，非线性的浮筏系统具有较为复杂的周期现象，典型的P-1和P-2周期运动分布于相空间中选定的研究区域内，应对多周期现象予以考虑，同时刚性和柔性筏架条件下的系统的动力学特性存在差异。最后通过打靶法对周期运动的稳定性进行判断。

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危岩破坏激振信号频域特征研究

陈洪凯;唐红梅;王智;何晓英

. 2014, 33(19): 64-68.

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危岩破坏激振效应是危岩聚集体连锁破坏的主要影响因素。针对坠落式危岩，进行室内模型试验，对实验结果分析表明，可以采用相干系数分析法判别危岩破坏激振信号质量的有效性，实验量测到的危岩破坏激振信号均处于a3（0～1250Hz）频率带内，采用db8（3层）小波处理方法获得了激振信号小波分解系数时程变化曲线，据此通过Fourier变换，获得其频谱图；危岩破坏激振信号总体呈现衰减趋势，但衰减过程中分别在900Hz、1100Hz和1500Hz频率处出现三个峰值；测点与激振源之间的距离越小，激振加速度越大，且竖直方向的量值均大于水平方向的量值；危岩块之间界面完整性越好，越利于激振信号的传递，竖直方向衰减率高于水平方向衰减率。研究成果对于科学揭示群发性危岩破坏机制具有积极意义。

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基于LMD的多尺度形态学在齿轮故障诊断中的应用

侯高雁;吕勇;肖涵;郝志强

. 2014, 33(19): 69-73.

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数学形态学是一种非线性、非平稳分析方法，具有很强的抑制脉冲干扰的能力，但滤除白噪声的能力却不行。针对这一不足，提出一种基于LMD的多尺度形态学解调方法。该方法是将多分量调频调幅故障信号分解为一系列单分量调频调幅信号（PF），实现对故障信号的降噪处理，同时还可以获得原始信号的全部调制信息。选取能量高的PF分量求和重构，再用多尺度形态学差值滤波器提取出故障信号的频率特征。通过仿真和齿轮故障模拟实验证实了该方法的有效性。

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推进器系统激励下水下航行器结构中功率流分布特性及优化设计研究

刘贵杰闫茹姚永凯李蒙蒙张禹

. 2014, 33(19): 74-80.

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以小型鱼雷式AUV作为研究对象，建立了参数化有限元分析模型，分别采用解析计算方法和nastran有限元分析获得输入功率流变化规律，验证有限元模型的可靠性。后处理得到AUV脊线上特征点在全频域范围内结构声强变化及AUV形体中功率流传播规律，结合PCL语言，得到AUV中功率流等值线分布，前后呼应展现了推进器系统激励下水下机器人中功率流传播特性。最后利用FEM优化平台结合振动功率流思想优化得到AUV壳体尺寸最优解，以蛛网图的形式对比了高低频处结构声强振动幅值与波动范围，印证了此优化思想。

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二维晃动模态的统一Ritz计算格式

李遇春;张皓

. 2014, 33(19): 81-85.

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基于线性势流理论，本文推导了液体二维晃动的特征值方程，对于任意二维容器，通过引入第一Green公式，将矩形截面晃动模态的精确解作为基函数，提出了特征值问题Ritz统一计算格式，避免不同截面(不同的边界条件)需要引入不同基函数的复杂性，使得Ritz方法适用于任意截面内液体的二维晃动模态分析，可同时求解晃动频率与振型。本文方法分别用于求解半顶角为45˚的三角形渠道、半椭圆形截面内液体的晃动频率，本文计算结果与其它解析方法的结果吻合良好，其计算精度完全满足工程要求。

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单筒充气型轿车磁流变液减振器研究

鞠锐;廖昌荣;周治江;唐锐;张登友

. 2014, 33(19): 86-92.

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针对传统的双筒型磁流变液减振器底阀容易堵塞和单筒浮动活塞密封困难的问题，作者提出了一种单筒复合节流充气气囊补偿的磁流变液减振器。利用实验数据辨识了磁流变液的Herschel-Bulkley本构模型参数；建立了环形阻尼通道内磁流变液准稳态流动微分方程，利用Herschel-Bulkley本构模型得出了磁流变液速度分布表达式；研究了非牛顿流体环形通道节流、牛顿流体小孔节流和气囊补偿共同作用下的阻尼力计算方法。根据某轿车悬架参数要求，设计制作了磁流变液减振器样机；利用WDTS型油压减振器实验台对其进行了示功特性测试。测试结果表明：在不同电流激励作用下，磁流变液减振器的理论阻尼力值和测试值吻合较好，所提出的分析方法是合理的。

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基于双共振的涡街信号检测方法

郑俊;林敏

. 2014, 33(19): 93-96.

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耦合双稳系统由控制系统和被控系统经非线性方式耦合而成。分析了控制信号作用下耦合双稳系统的双共振特性，提出了基于双共振的随机共振增强方法，并将该方法应用于涡街流量信号的检测。数值仿真和实验结果表明，改变控制信号的频率可在控制系统中产生共振，进而增强被控系统中的随机共振, 系统输出功率谱在特征频率处的谱值显著提高，从而准确检测出噪声背景中的微弱涡街信号。

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高水头闸门止水材料超弹性与粘弹性本构研究

谭显文王正中余小孔

. 2014, 33(19): 97-103.

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首先针对闸门止水橡胶的超弹性能对其数值分析起决定性作用.根据止水橡胶单双轴拉伸和纯剪切实验，得到了其名义应力应变曲线；对通用的橡胶本构模型进行了系统的对比与分析，给出了在实验数据齐全和不全情况下，止水橡胶数值仿真最优本构模型；其次采用不同的橡胶粘弹性本构模型，通过对某超高坝底孔闸门止水有限元计算，得出止水应力松弛失效时间，通过与闸门实际运行资料对比，得出burgers本构模型是最合理的;改变了以往设计阶段采用标准线性固体模型来预测止水失效时间的做法。本研究为止水的生产设计提供了系统的参考,具有较高的理论意义与实用价值。

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摇摆质量增强压电体声波固体波动圆盘微陀螺

张弓;张卫平;许仲兴;汪濙海;成宇翔;唐健;关冉;陈文元

. 2014, 33(19): 104-108.

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本文提出了一种新型的摇动质量增强压电体声波固体波动圆盘微陀螺。该种陀螺，在结构上采用完全对称的圆盘式结构，在原理上，利用压电体声波的简并模态，而且摇动质量又增强体声波驱动和敏感效应，再由柯氏效应，获得输入角速度。文章介绍了结构，原理，同时又利用仿真分析，优化了参数，给出了该陀螺可有效工作在25172.8Hz的体声波二波腹模式下，频率分裂184.6Hz，具有陀螺效应，仿真得到灵敏度为1.81μV/rad/s.最后，利用MEMS技术，对微陀螺进行了实际加工，并得到了样品。

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基于橡胶垫-质量块系统放大效应的子结构振动台试验方法

蔡新江;田石柱;王彬

. 2014, 33(19): 109-115.

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地震作用下高层建筑结构顶层的动力反应过大，会对设备的安全性及人的舒适度产生极大的影响，由于尺度的原因导致上述研究无法直接采用振动台进行试验。首先阐述了一种基于橡胶垫-质量块系统放大效应的子结构振动台试验方法；然后基于matlab进行了一个三自由度体系数值算例，新输入加速度曲线和原输入加速度曲线较为吻合，证实了地震动传递函数的有效性；最后通过小型振动台进行了三种不同地震作用下整体结构模型试验和子结构模型试验，对比后的研究结果表明：两者的顶层加速度反应曲线趋于一致，最大值几乎相同，从而验证了橡胶垫-质量块系统的放大效应和地震动传递函数对于模拟再现高层建筑结构顶层加速度反应的有效性和适用性，可为高层建筑结构抗震试验提供研究参考。

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多间隙弯扭耦合齿轮非线性振动的分岔特性研究

盛冬平朱如鹏陆凤霞靳广虎

. 2014, 33(19): 116-122.

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采用集中质量法，建立了齿轮-转子-轴承系统的四自由度的弯扭耦合的非线性振动模型，模型考虑了齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、支承间隙以及综合传递误差等非线性因素；推导出系统的量纲一振动微分方程，采用数值积分方法研究多间隙弯扭耦合齿轮传动的运动随转速、齿侧间隙、支承间隙以及阻尼等参数的分岔特性,同时结合Poincaré截面图，全面系统的分析了转速、啮合阻尼、齿侧间隙以及支承间隙等参数对系统分岔特性的影响。结果发现，在一定的齿侧间隙和啮合阻尼下，随着转速的逐渐增加，系统进入混沌的途径包括激变和拟周期分岔，且随着阻尼系数的增加，系统的分岔和混沌运动被抑制，表现为其混沌区域宽度逐渐降低；在一定的转速和啮合阻尼下，而随着齿侧间隙的逐渐增加，系统会从通过激变进入混沌的途径转变成由倍周期分岔途径进入到混沌，且系统在不同的啮合阻尼下最终锁相为混沌、周期四、周期二和周期一运动；在满足一定的转速和啮合阻尼条件下，随着齿侧间隙的增加，系统可通过倍周期分岔进入并锁定为Naimark-sacker分岔。在满足一定的转速、啮合阻尼和齿侧间隙的条件下，随着支承间隙的增加，系统运动进入狭窄的周期五窗口后锁相为周期一运动，且从系统的控制方程和数值解可以发现支承间隙对系统的运动的影响较弱。

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钢套箍钢筋混凝土梁柱节点低周反复加载试验研究

曹晖;雍彪;华建民;李国荣;

. 2014, 33(19): 123-128.

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对于常规钢筋混凝土梁柱节点，经常出现梁纵筋在节点内紧密排列、左右交错而导致混凝土浇筑困难的情况。相交的梁纵筋处于同一标高，往往需要对梁纵筋进行弯折处理。这既给施工带来了不便，又使构件的受力性能受到影响。本文提出一种新型的钢筋混凝土梁柱节点构造方式，即钢套箍钢筋混凝土梁柱节点。按此节点构造方式制作了2个钢筋混凝土梁柱组合体试件，进行低周反复加载试验。分析了其节点区抗剪承载力、破坏特征、滞洄耗能等性能。并采用有限元软件ABAQUS进行了补充分析。结果表明建议的节点构造方式不仅能够极大地方便节点部位的混凝土施工，并且具有良好的承载能力和抗震性能。

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裂纹对弧齿锥齿轮传动系统振动特性影响研究

冯刚;高虹霓;李彦彬;张琳

. 2014, 33(19): 129-133.

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为全面掌握裂纹对弧齿锥齿轮传动系统振动特性影响，用Pro/E软件建立了无裂纹和含裂纹弧齿锥齿轮完整的三维接触模型，并基于有限元分析软件ANSYS对模型进行了仿真模拟与数值计算，得到了啮合刚度的变化规律。借助置于转子上弧齿锥齿轮传动系统8自由度动力学模型，建立了非线性振动方程并使用MATLAB软件的ode45( )函数对其求解，得到了无裂纹和有裂纹两种状态下的系统振动响应。发现裂纹不仅对弧齿锥齿轮传动系统振动大小有影响，而且对系统振动的形式也有影响，甚至会导致系统产生拟周期振动和混沌振动，使系统的有序性降低，工作性能变差。从而得出可以根据振动特性的变化来对弧齿锥齿轮结构的损伤进行故障诊断的结论。

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地震作用下含反倾软弱夹层斜坡的动力变形破坏特征研究

杨峥;许强;刘汉香;王龙

. 2014, 33(19): 134-139.

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采用振动台模型试验，研究了地震作用下含反倾软弱夹层的斜坡的动力变形破坏特征和破坏过程。试验结果表明：（1）地震动作用下斜坡的变形和破坏特征与地震波类型、加载方向、振动强度有关，同时还与斜坡所含软弱夹层的厚度和坡体高程等因素有关。（2）含反倾软弱夹层的斜坡在地震动作用下为“震裂-散体崩落”型破坏，坡面裂缝起主要的控制作用，并且具有沿坡面裂缝呈带状散体崩落的特点。其变形破坏集中在坡体的中上部，这与坡面水平加速度在该部位被显著放大有关。（3）相比薄软弱夹层，厚软弱夹层在震动过程中表现出一定的消能、减震作用。

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气流激振对球轴承涡轮增压器转子动力学特性的影响

黄若;张威力;邢卫东;张烨

. 2014, 33(19): 140-146.

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车用球轴承涡轮增压器气流激振力包括密封流体激振力和叶顶间隙气流激振力。针对某型号车用球轴承涡轮增压器，分别应用Black模型和Alford模型，计算得到密封流体激振力和叶顶间隙气流激振力。将计算结果代入模型进行仿真计算，得到密封流体激振力和叶顶间隙气流激振力对增压器转子系统临界转速、稳定性、不平衡响应的影响规律。分别与临界转速实验结果、与未添加叶顶间隙气流激振力模型计算结果、未添加密封流体激振力和叶顶间隙气流激振力的计算结果进行对比分析，结果表明：密封流体激振力增加系统阻尼，降低球轴承涡轮增压器转子系统的振幅，提升系统的稳定性；气流激振增加系统交叉刚度，降低系统稳态响应振幅。

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一种特殊的布拉格型声子晶体杆振动带隙研究

舒海生;张法;刘少刚;高恩武;李世丹;董立强

. 2014, 33(19): 147-151.

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针对工程中常见的多杆结构的振动抑制问题，将声子晶体具有独特的振动带隙这一理念引入进来，构造了一类布拉格型声子晶体T型杆。在波动方程的基础上，采用传递矩阵法，对声子晶体T型杆的面内和面外振动带隙特性进行了理论推导和数值分析。研究结果表明：弹性波在声子晶体T型杆中传播时会发生波型转化，这种波型转化一方面使得不同波型对应的带隙可以同时发挥振动抑制作用，从而拓展了减振频带；另一方面也使得对于任意方向的振动激扰均能够获得明显的衰减效果。因此，声子晶体T型杆能够很好的满足工程中常见的多维宽频减振需求，是一类良好的减振元件。

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考虑路面不平整度因素的车路耦合振动模型的建立

许海亮;袁勇;屈铁军;唐浚然

. 2014, 33(19): 152-156.

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目前在道路结构相关计算分析中车辆荷载多以静力荷载为主，均未考虑在路面不平整度激励下车路耦合效应的影响。针对这种情况本文在已有车辆模型的基础上，考虑了道路结构振动的影响建立了车路耦合模型。经现场实测数据的验证，该模型能够较好的反映车路作为一个大系统的振动情况，是一个形式简单，计算方便，应用价值较高的模型。利用耦合模型和传统模型进行对比分析，发现车路耦合效应对车辆悬挂系统的振动影响较小；但对车辆非悬挂系统的振动和车路间作用力（中心化）的影响较大。实际算例显示较传统模型，耦合模型下车路间作用力最大幅值增大七倍，因此对于车路共同作用系统下的道路结构振动研究车辆耦合效应是一个重要的考虑因素。

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基于改进多项式响应面的VPMCD方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

杨宇;潘海洋;李杰;程军圣

. 2014, 33(19): 157-163.

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基于变量预测模型的模式识别（Variable predictive model based class discriminate，简称VPMCD）方法在训练过程中是用多项式响应面（Polynomial Response Surface，简称PRS）法来建立预测模型的，然而PRS法的模型拟合精度不能随训练样本容量的增加而显著提高。针对这一缺陷，将原方法中的PRS方法进行了改进，提出了基于改进多项式响应面（Improved Polynomial Response Surface，简称IPRS）法的VPMCD方法，并将其应用于滚动轴承故障诊断。通过实验，将原方法和改进方法在训练样本容量不同情况下的模式分类精度进行对比，结果表明，相对于原VPMCD方法，改进的VPMCD方法不仅具有更好的模式分类效果，而且其分类精度随训练样本容量的增加提高得更明显。

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一种高效的电主轴系统复频率计算方法

毛文贵; 刘桂萍韩旭郭维祺林禄生

. 2014, 33(19): 164-168.

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本文针对电主轴各向异性轴承—转子系统的特点提出了一种高效的复频率计算方法。该方法用八个动力特性系数代替非线性油膜力，首先对Riccati传递矩阵法进行改进，修改了典型单元的状态向量，采用Riccati分块矩阵递推，直接获得了电主轴系统的特征多项式隐式表达。接着，针对实际工程中只关注系统共振区域中临界转速的现象，先采用幅角原理判定这一共振区域中特征多项式根的个数，再进行求解，求解时就只需求出工程中所关注共振区域内的根，从而提高了求解效率。然后，采用双种群进化策略对电主轴系统特征多项式的根进行求解，该方法避免了传统的抛物线法对初值选取的敏感，可以快速地求得电主轴系统的复频率，且可避免漏根现象。最后，作为算例，对一划分为8个轴段的电主轴系统的复频率作了计算，并与抛物线法进行对比，验证了本文方法的高效性。

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山区峡谷大跨钢桁梁桥抗风特性试验研究

王凯;廖海黎;刘君

. 2014, 33(19): 169-174.

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山区气象条件非常复杂，对跨越山区峡谷的大跨桥梁将产生非常不利的影响，山区大跨桥梁的抗风问题已成为山区大跨桥梁设计中的重要考虑因素。针对桥梁抗风特性，首先介绍了山区峡谷桥梁设计风参数的选取方法和结果，其次介绍了两座钢桁梁桥节段模型风洞试验的过程和结果，然后针对主梁出现的风致振动进行了一系列详细的优化试验，最后对优化试验的各种方案进行对比分析，选择出抗风特性最优的抑振措施，满足了桥梁抗风设计的要求，为以后类似桥梁的设计提供参考和依据。

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自激振荡式旋转冲击钻井工具水力元件性能分析与优化

雷鹏;倪红坚;王瑞和;宋慧芳;王鹏;宋维强;钟强

. 2014, 33(19): 175-180.

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基于提高水力能量的利用效率可有效提高钻速的认识，提出了自激振荡式旋转冲击钻井方法。采用大涡模拟的方法分析了自激振荡式旋转冲击钻井工具水力元件的工作机制。采用正交试验方案设计法，对水力元件的结构参数进行了数值模拟优化，并据优化结果研制了自激振荡式旋转冲击钻井工具。现场试验结果显示，优化后的自激振荡式旋转冲击钻井工具的提速效果明显优于优化前，表明所采用的分析和优化方法正确可行。研究结果为自激振荡式旋转冲击钻井技术的发展提供了依据。

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燃料电池车用离心风机噪声特性试验分析

左曙光;范珈璐;韦开君;吴旭东;倪天心

. 2014, 33(19): 181-186.

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本文基于消声室内台架试验，对某企业研发的燃料电池汽车空辅系统内的离心风机进行了噪声特性分析。通过初步预测离心风机噪声并设计试验方案，测量不同稳态和瞬态工况下离心风机的振动和噪声信号。离心风机的噪声主要表现为由风机叶轮、散热风扇等产生的阶次噪声以及由进气湍流、电磁激励等产生的宽频噪声两类，经过对采集的信号进行频谱分析以及阶次分析，明确了其主要的噪声成分是离心风机的进气噪声、风机叶轮和散热风扇的气动噪声。

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加载速率及其突变对混凝土压缩破坏影响的数值研究

金浏;杜修力

. 2014, 33(19): 187-193.

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混凝土动态力学行为具有明显的率相关性，探讨了加载速率及其突变对混凝土压缩破坏模式及宏观力学性能的影响。考虑混凝土细观结构非均质性的影响，从细观角度出发将混凝土看作由骨料、砂浆基质及过渡区界面组成的三相复合材料。采用耦合应变率效应的塑性损伤本构关系模型来描述砂浆基质及界面的动态力学行为；认为骨料不产生断裂破坏，为弹性体。采用Monte Carlo法建立了混凝土二维随机骨料模型，首先对Dilger等混凝土动态压缩试验进行数值模拟，数值与试验结果的良好吻合证明了方法的可行性及细观参数选取的准确性。进而探讨了细观组分应变率效应的影响，对比了混凝土非均质模型与宏观均匀模型的应变率效应，最后分析了软化阶段加载速率突变对混凝土破坏模式及宏观应力-应变关系的影响，并得到了一些有益结论。

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爆胎对牵引火炮行驶性能仿真分析

向飞飞;陈学军;孙华刚;楼红伟

. 2014, 33(19): 194-198.

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为研究内支撑轮胎爆胎对火炮行驶性能的影响，由于安全性实验危险系数大，本文利用虚拟试验的方法来研究牵引火炮行驶过程。利用多体动力学软件建立了火炮行驶模型，模拟其行驶过程，得到了速度对其的影响，并与传统的充气轮胎进行了对比分析。仿真结果表明：内支撑轮胎自身结构合理，应力分布均匀，速度对火炮侧偏性能有着重要影响，较传统充气轮胎的性能有所提高，为内支撑轮胎试验和使用提供了理论数据。在仿真结果的基础上，通过基地试验验证了仿真结果的正确性。

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大跨屋盖结构风致背景响应和共振响应实用组合方法

李玉学; 杨庆山田玉基;向敏;

. 2014, 33(19): 199-205.

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以随机振动理论为基础，推导了大跨屋盖结构风致背景响应及其模态耦合项、共振响应及其模态耦合项以及背景响应和共振响应耦合项的计算公式，提出了考虑耦合效应的脉动风总响应组合方法；在此基础上，引入耦合效应修正系数，并根据结构动力特性与风荷载特性对提出的脉动风总响应组合公式进行了简化分析，得到了相应的实用组合公式，据此可以实现大跨屋盖结构考虑耦合效应的风致背景响应和共振响应实用高效组合。最后，通过国家体育场屋盖主结构风致背景响应和共振响应组合计算对所提方法的有效性进行了验证。

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粘弹性阻尼夹芯板水下声辐射数值计算

胡昊灏;;商德江;

. 2014, 33(19): 206-210.

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通过变分法建立含粘弹性阻尼层复合夹芯板水下振动与声辐射模型，系统位移场采用离散层理论描述，并通过层间位移以及剪切应力连续性建立传递矩阵关系，使得系统运动方程仅与底板位移分量有关，以降低方程维数，提高计算效率。系统运动方程用Rayleigh-Ritz法求解。为验证所给方法的正确性，将计算结果与经典参考文献的计算结果进行对比。通过分析材料参数和几何参数，给出了影响夹芯板声辐射的主要因素，为水下结构噪声被动控制提供参考。

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多孔矩形六面体超声变幅器设计与仿真分析

韩光超; 孙莹孙明李艳云

. 2014, 33(19): 211-217.

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矩形六面体超声变幅器具有丰富的谐振频率有利于实现工件的辅助超声振动，但需要对矩形六面体结构进行优化设计，通过在矩形六面体内设置圆柱形孔使其振动特性满足工件辅助超声振动的要求。采用表观弹性法设计矩形六面体辐射面的基本尺寸，利用有限元方法研究圆柱形孔高度、数量和直径对矩形六面体超声谐振特性和辐射面振幅的影响规律。结果表明，在尺寸为137.3×121.2×40mm的矩形六面体中均匀分布9×9个直径为 7mm的竖直圆柱形通孔时，工作频率为20kHz，可在辐射面中心区域可获得均匀的Z向位移，适合负载工件实现辅助的垂直超声振动。

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2014年, 第33卷, 第19期　
刊出日期：2014-10-15

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