2014年, 第33卷, 第23期　
刊出日期：2014-12-15

上一期    下一期

• 全选
  |

论文
• Select
  路面板固化翘曲对车辆动荷载和行驶舒适性的影响

  胡昌斌;孙增华

  . 2014, 33(23): 1-8.

  摘要 ( 363 ) PDF全文 ( 381 )   可视化   收藏

  路面板由于施工早龄期阶段显著的板顶干缩和凝固温度作用会形成一个始终向上的固化翘曲，本文基于1/4车辆模型，叠加固化翘曲、环境温度和路面等级对路面随机不平度的共同作用，采用车路动力分析方法研究了固化翘曲对车辆随机动荷载和行驶舒适性的影响。研究表明：固化翘曲对较高平整度等级路面平整度和随机动荷载影响较为显著，主要影响与(板长/车速)相关频率处的路面不平度和车辆随机动荷载参数值。固化翘曲与环境场温度梯度叠加会产生向上或向下翘曲两种情况，面板向上翘曲对路面不平整度和随机动荷载影响较大，向下翘曲则影响很小，但翘曲总体相比路面等级、车辆参数、车速对行车舒适性的影响小。基于本文方法可同理分析三辊轴施工形成的更小尺度面板不平整波影响，分析表明该不平整波激振影响的基频值更高，比面板翘曲影响更显著。建议施工尽量控制面板固化翘曲与环境温度组合温度差在-10℃以下，避免辊轴波的出现。
  
• Select
  双重非对称转子支承系统实体有限元动力分析

  马威猛 ;王建军

  . 2014, 33(23): 9-14.

  摘要 ( 371 ) PDF全文 ( 396 )   可视化   收藏

  研究了同时考虑转子和支承非对称特征的转子支承系统3D有限元建模和振动特性分析方法。首先用ANSYS得到转子在旋转坐标系下的整体质量、刚度和科氏力矩阵；其次利用动静坐标变换关系得到旋转坐标系下的时变支承刚度；最后利用节点编号与矩阵行号的对应关系在整体矩阵中施加约束和时变支承刚度，得到系统的时变系数运动微分方程。基于弗洛凯理论和赫尔无穷行列式方法对方程求解得到系统的频率特性和稳定性。利用文献算例模型对本文所提方法的有效性进行了验证，并对实际工程转子在考虑双重非对称特征时的振动特性进行了分析。
  
• Select
  动态增殖流形学习算法在机械故障诊断中的应用

  宋 涛;汤宝平;邓蕾

  . 2014, 33(23): 15-19.

  摘要 ( 340 ) PDF全文 ( 282 )   可视化   收藏

  针对现有的批量式流形学习算法无法利用已学习的流形结构实现新增样本的快速约简的缺点，提出增殖正交邻域保持嵌入 (Incremental Orthogonal Neighborhood Preserving Embedding，IONPE) 流形学习算法。该算法在正交邻域保持嵌入算法基础上利用分块处理思想实现新增样本子集的动态约简。从原始样本中选取部分重叠点合并至新增样本，对重叠点和新增样本子集不依赖原始样本使用正交邻域保持嵌入(ONPE)进行独立约简获取低维嵌入坐标子集，并基于重叠点坐标差值最小化原则，将新增样本低维嵌入坐标通过旋转平移缩放整合到原样本子集中。齿轮箱故障诊断案例证实了IONPE算法具有良好的增量学习能力，在继承ONPE优良聚类特性的同时有效提高了新增样本约简效率。
  
• Select
  气压液体式磨床在线自动平衡装置结构设计与性能研究

  潘 鑫;吴海琦;高金吉

  . 2014, 33(23): 20-23.

  摘要 ( 378 ) PDF全文 ( 175 )   可视化   收藏

  砂轮不平衡是磨床振动的主要原因。为了在线调整砂轮的平衡状态，提高磨床的磨削精度，介绍一种新型的气压液体式在线自动平衡系统。该平衡系统利用压缩空气驱动平衡液在位置相对的储液腔间进行质量转移，改变平衡盘中的液体分布，进而实现砂轮平衡状态的在线调整。通过对装置平衡性能的分析，认为该类装置具有平衡速度快、平衡能力线性度好的优点。最后经过实验验证，该装置在5500r/min的转速下，将系统不平衡振动从10.2um降至0.37um，振幅下降比例达95%以上。
  
• Select
  玻璃对单层索网动力响应的影响

  闫雁军;余志祥;李晗;张其林

  . 2014, 33(23): 24-29.

  摘要 ( 299 ) PDF全文 ( 220 )   可视化   收藏

  为保证玻璃与与索网的协同变形，建立包含玻璃面板、索网、爪件、密封胶的有限元模型，真实反映了单层索网幕墙的传力途径；根据有限元模型，研究玻璃面板对单层索网静力性能和动力特性的影响；在此基础上，考虑索网幕墙周围建筑建立数值风洞，建立流固耦合模型，研究索网玻璃幕墙振动特性；以索网在平均风荷载作用下到达的新平衡位置为基准，采用频域方法计算单层索网风致动力响应。对比分析结果表明：风荷载作用下，索网幕墙主要做受迫振动，振动为窄带过程；玻璃面板有效降低了索网的平均位移和脉动响应。
  
• Select
  形状记忆合金对平板的刚度主动控制及优化布置研究

  王明义;季宏丽;裘进浩;张超

  . 2014, 33(23): 30-36.

  摘要 ( 289 ) PDF全文 ( 301 )   可视化   收藏

  研究了基于形状记忆合金（Shape memory alloys，简称SMA）的平板结构刚度主动控制方法，提出了驱动器在平板上的布置形式。通过建立分析有限元模型并结合试验验证主动控制效果，结果表明利用形状记忆合金产生的回复应力可以显著地改变结构的刚度；通过调节形状记忆合金的驱动温度、含量和布置方式可以有效地控制结构刚度。在此基础上进一步采用遗传优化算法对驱动器布局方式进行优化，优化后的布置方案可实现利用较少的SMA驱动器提高刚度控制效果，为利用形状记忆合金实现对结构的刚度控制提供参考和借鉴。
  
• Select
  分流叶片离心泵非定常流动及动力学特性分析

  张金凤;王文杰;方玉建;叶丽婷;袁寿其

  . 2014, 33(23): 37-41.

  摘要 ( 314 ) PDF全文 ( 279 )   可视化   收藏

  为了研究在流固耦合作用下分流叶片对低比转数离心泵内部非定流动及结构动力特性的影响，以高温熔盐泵为研究对象，采用计算流体力学软件ANSYS CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对有/无分流叶片的两种方案高温熔盐泵，进行了考虑泵内部流场和结构场的相互作用的双向流固耦合求解。对比分析了两种方案对泵非定常流动及结构动力特性的影响，结果表明：流固耦合作用使得各监测点的压力脉动和径向力脉动规律和幅值均发生了明显变化，说明在该类泵的流场模拟中，流固耦合作用较明显，不可忽视；分流叶片的添置减小了流场内压力脉动及径向力脉动幅值；带分流叶片转子的变形量变化梯度、等效应力变化梯度、最大变形量及最大应力值均小于不带分流叶片转子，且带分流叶片转子等效应力随时间的变化也明显小于不带分流叶片转子。即分流叶片的添置不仅有利于提高转子的承载能力，而且还有利于改善转子的变形和受力，从而提高转子的抗疲劳能力。
  
• Select
  量子粒子群结合小波变换识别结构模态参数

  常军;巩文龙

  . 2014, 33(23): 42-46.

  摘要 ( 341 ) PDF全文 ( 246 )   可视化   收藏

  通过对结构响应进行连续小波变换将多自由度模态参数识别转化为多个单自由度模态参数识别。建立小波骨架理论公式与由结构输出信号计算而得的小波骨架之差为目标函数的优化问题，通过搜索包含于小波骨架理论公式中的模态参数的取值而使目标值最小，从而将优化问题转化为模态参数识别问题。量子粒子群算法是一种基于群体智能理论的优化算法。将量子粒子群算法应用到上述方法中一次性识别出结构的频率、阻尼和振型。最后采用数值模拟的简支梁对该方法进行有效性验证。结果表明，量子粒子群算法结合连续小波变换可以有效地识别环境激励下的结构模态参数。
  
• Select
  基于响应传递率的非白随机激励仅输出结构模态参数辨识

  周思达;刘莉;杨武;马志赛

  . 2014, 33(23): 47-52.

  摘要 ( 459 ) PDF全文 ( 248 )   可视化   收藏

  在对工作状态的航天器等结构进行仅输出模态参数辨识时，激励非白造成了无法剔除谐波引起的虚假模态。为解决此问题，本研究对最新的基于结构响应传递率的模态参数辨识方法进行了改进，提出了一种改进的基于多参考点响应传递率的仅输出模态参数辨识方法。首先，推导了多参考点的结构响应传递率表达式，建立了其左矩阵分式多项式的参数化模型，进而给出了辨识问题的最小二乘估计，利用正则方程Jacobi矩阵的分块性质对最小二乘问题矩阵形式完成了缩减，降低了计算量；然后，通过高维伴随矩阵方法解决了矩阵多项式的特征值求解问题，即多参考多输出的模态参数求解问题，以及通过矩阵伪逆解决了现有方法中载荷工况数与响应点数和参考点数的约束问题；最后，本文通过两个数值算例对所提方法进行了验证，辨识结果表明：辨识方法能够很好的辨识出结构的模态频率、阻尼比和模态振型，且能够很好的避免激励中含有的谐波分量对辨识结果造成的影响，解决了传统仅输出模态参数辨识中激励非白对辨识结果造成的影响问题。
  
• Select
  环形钢丝绳隔振器动态特性建模与参数识别

  王红霞;龚宪生;;刘巍;;潘飞;

  . 2014, 33(23): 53-57.

  摘要 ( 301 ) PDF全文 ( 216 )   可视化   收藏

  设计一种采用独立钢丝绳圈作为弹性阻尼元件的环形钢丝绳隔振器。由于其结构的独特性，该隔振器具有非线性弹性刚度和垂向非对称迟滞动态特性。针对该特性，提出一种改进的归一化Bouc-Wen模型，采用分阶段识别方法进行参数辨识研究，并对提出的模型和参数识别方法进行周期性加载试验验证。结果表明：本文所提出模型以及参数识别方法对于该隔振器垂向非对称迟滞动态特性描述是非常准确有效的，为该隔振器动态设计方法奠定了基础。
  
• Select
  考虑蜗孔尺寸的人耳耳蜗有限元模型研究

  许立富;塔娜;饶柱石;田佳彬

  . 2014, 33(23): 58-62.

  摘要 ( 438 ) PDF全文 ( 384 )   可视化   收藏

  建立人耳耳蜗的二维双向流固耦合有限元模型，包含卵圆窗、圆窗和基底膜等膜性结构，耳蜗管道中充满流体，采用流体-结构双向流固耦合动力学分析方法，在不同蜗孔尺寸时研究声音由卵圆窗传递到基底膜的机制。已有文献设置的蜗孔尺寸与人耳解剖文献中的蜗孔尺寸参数不一致，本文设置了三个不同蜗孔尺寸的耳蜗有限元模型，获得不同蜗孔尺寸对基底膜响应的影响，同时验证了耳蜗的频率选择特性，计算结果与报道的实验数据相一致。结果表明：设置合适的蜗孔尺寸，可以获得与实验数据更接近的结果。
  
• Select
  磁悬浮风力发电机零偏置电流控制策略研究

  王晓;谢振宇;周红凯;

  . 2014, 33(23): 63-67.

  摘要 ( 334 ) PDF全文 ( 202 )   可视化   收藏

  建立了5 自由度磁悬浮轴承支撑的垂直轴风力发电机转子试验系统，研制了零偏置电流模拟控制器，通过试验方法研究了该控制器对系统动态性能的影响。结果表明，零偏置电流控制方式在显著降低磁悬浮轴承电能损耗的同时仍然能够保证垂直轴风力发电机转子系统稳定运行。
  
• Select
  空旷平坦地面非平稳强风湍流特性研究

  张少锋 ;楼文娟;吕中宾;段志勇;黄铭枫

  . 2014, 33(23): 68-73.

  摘要 ( 458 ) PDF全文 ( 361 )   可视化   收藏

  根据1128h的实测强风风速样本，对某空旷平坦地貌下10m高度处的非平稳强风风场湍流特性进行了研究。基于平均风速在基本时距内的平稳性，建立了非平稳强风风场的平稳风速模型和非平稳风速模型，分别计算这两类模型下的各风场湍流特征参数并加以对比。结果表明：55%的实测风速样本具有较强的非平稳性，采用非平稳风速模型更能反映实际风场风速；研究湍流特征参数随平均风速的变化规律，其中湍流强度随风速变化不明显，主要集中在0.16~0.20，大于我国现行荷载规范规定的B类场地10m高度名义湍流度值0.14；阵风因子随平均风速减小，湍流积分尺度则随之增大；相对于其他风速谱，Davenport谱更能准确描述强风风场的能量分布。
  
• Select
  一种基于延迟系数技术的次级通道在线辨识新方法

  浦玉学 张方 姜金辉 徐菁 蒋祺

  . 2014, 33(23): 74-80.

  摘要 ( 288 ) PDF全文 ( 172 )   可视化   收藏

  工程中控制目标区域改变、误差传感器位置变化或其他因素会引起的次级通路的实时改变，精确的辨识次级通道传递函数可以有效的提高噪声主动控制效率。本文基于人工延迟系数技术提出一种新的次级通道在线辨识方法，推导出主动控制环节收敛步长和次级通路建模环节收敛步长的调整表达式，从收敛性能和算法计算量两方面跟传统算法进行比较，得出其改进优势。给出新的附加噪声功率控制策略，实现对附加随机噪声功率的调节，在保证系统稳定的情况尽量消除其对残余噪声的影响。最后，进行了算法仿真和噪声主动控制实验，结果表明本文算法具有收敛性好，降噪性能高的特点。
  
• Select
  基于 CAE/CAT/CAO 的齿轮箱轴承结合部等效刚度识别方法

  楼江雷 唐进元

  . 2014, 33(23): 81-86.

  摘要 ( 305 ) PDF全文 ( 176 )   可视化   收藏

  基于CAE/CAT/CAO技术，提出一种有限元模态分析、试验模态分析与Isight集成优化方法相结合的精确识别轴承结合部等效刚度的方法：1）采用Abaqus有限元分析软件建立齿轮箱有限元分析模型，通过spring单元模拟轴承三个方向的等效刚度，并将其作为设计变量；2）基于LMS模态测试分析系统对齿轮箱进行试验模态分析，得到包含轴承结合部信息的各阶固有频率和振型,并以试验模态分析得到的固有频率值作为优化目标值；3）通过Isight软件集成Abaqus对轴承刚度进行寻优，使有限元模态分析的结果与试验模态分析的结果相一致。分析结果表明，该方法综合考虑了齿轮轴、箱体的柔性，具有较高的精度，优化后的齿轮箱有限元模型与试验模型动态性能一致性好。
  
• Select
  矿用防冲方形折纹薄壁构件吸能特性数值分析

  唐治;潘一山;李祁;肖永惠;郑文红;马萧

  . 2014, 33(23): 87-91.

  摘要 ( 307 ) PDF全文 ( 208 )   可视化   收藏

  为有效防治煤矿冲击地压，或在一定程度上减小冲击地压事故造成的损失，提出了一种矿用防冲方形折纹薄壁构件，构件防冲体现在构件被压溃过程中吸收冲击能和压溃空间给煤岩提供了一定的能量释放空间。采用ABAQUS有限元软件模拟了不同壁厚、轴向堆积不同模块个数的构件的吸能特性，并与常规方形薄壁进行了对比分析。结果表明：（1）方形折纹薄壁构件与常规方形薄壁构件相比有较低的压溃峰值载荷，有较高的总吸能和比吸能，防冲性优势明显。（2）减小折纹薄壁构件的壁厚和减小模块长度来增加构件轴向模块个数均能有效降低压溃峰值载荷，但同时也降低了总吸能和比吸能。根据模拟结果，选定了矿用防冲方形折纹薄壁构件尺寸，并进行了实验研究，证明了模拟的准确性。防冲构件与现有支架相结合使用，可使现有支架成为顶梁防冲支架、底梁防冲支架、两帮防冲支架、防冲液压支柱等。
  
• Select
  车辆传动系统非线性平移扭转耦合振动响应灵敏度研究

  黄毅;刘辉;项昌乐;杨志刚

  . 2014, 33(23): 92-99.

  摘要 ( 316 ) PDF全文 ( 239 )   可视化   收藏

  随着对齿轮传动系统动态品质要求的提高，仅固有特性及其灵敏度的分析已经无法满足车辆传动系统动态特性分析的要求，对强迫振动下响应特性的灵敏度研究可为减振设计提供进一步的指导。本文研究非线性动力学响应对轴段扭转刚度、质量点惯量以及轮齿啮合误差的灵敏度。将某车辆传动系统样机作为研究对象，以发动机激励作为输入，建立平移扭转耦合集中参数动力学模型。模型中考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、轮齿制造、安装误差以及质量偏心等非线性因素，通过直接求导法建立灵敏度方程，利用数值求解的方法获得动力学响应对设计参数的相对灵敏度并进一步将其转化成工程中有实际意义的物理量的灵敏度结果，为齿轮传动系统基于动态响应的参数修改、模型修正和参数优化等方面提供理论依据。
  
• Select
  两端剪力薄膜支撑圆柱壳体的点导纳特性

  杨明月;孙玲玲;王晓乐

  . 2014, 33(23): 100-105.

  摘要 ( 398 ) PDF全文 ( 191 )   可视化   收藏

  针对两端剪力薄膜支承各向同性圆柱壳体的动力响应问题，基于多种经典薄壳理论及模态叠加原理，考虑到非径向振动惯性项的贡献，同时计入正余弦模态的响应，推导了圆柱壳体同时受简谐集中力与力矩激励下的力导纳、力矩导纳以及耦合导纳的完整解析表达式。算例表明，圆柱壳体运动方程中的非径向振动惯性项对各阶模态及导纳幅频的预估精度影响显著；耦合导纳实部具有可负性规律，对输入壳体的振动能量起着重要作用。旨在为两端剪力薄膜支承圆柱壳体结构的减振降噪和以其为支承基础的主被动隔振系统的设计提供理论指导。
  
• Select
  采煤机截割部传动系统的动力学仿真

  赵丽娟;兰金宝

  . 2014, 33(23): 106-110.

  摘要 ( 439 ) PDF全文 ( 356 )   可视化   收藏

  基于刚-柔耦合多体接触动力学理论，对采煤机截割部传动系统进行了研究，给出了其模型参数的确定方法。在RecurDyn软件环境中建立了截割部传动系统刚柔耦合多体接触动力学模型，并施加MATLAB计算出的基于实际工况的载荷。在仿真环境下直观动态地描述了齿轮啮合接触过程，计算出了各级齿轮的动态等效应力，并根据仿真结果对齿轮进行了优化。解决了大型机械传动机构进行柔性接触仿真的难题，增加了虚拟样机技术研究的可靠性，揭示了齿轮传动系统的刚度激励与啮合冲击激励引起响应的周期性波动现象。
  
• Select
  基于Timoshenko梁理论的微细立铣刀动力学建模

  方泽平;王西彬;刘志兵;陈明;徐宗伟

  . 2014, 33(23): 111-115.

  摘要 ( 313 ) PDF全文 ( 277 )   可视化   收藏

  应用Timoshenko梁理论综合考虑了微细立铣刀特殊结构及其高转速工况引起的剪切效应和惯性效应，建立了微细立铣刀悬伸部分的动力学模型；分析了所建立的模型的收敛性问题，通过试验验证了模型的准确性，并与欧拉梁理论计算结果和有限元软件仿真结果比较，证明了模型的适用性；利用建立的微细立铣刀动力学模型，研究了微细立铣刀刀头直径、刀头部分长径比和刀颈半锥角等刀具结构参数对刀具固有频率的影响。模型可用于微细立铣刀的参数化设计和优化，改善其动力学特性。
  
• Select
  有阻尼智能弹簧减振系统参数的一种设计方法

  倪德;朱如鹏;付秋菊;鲍和云;陆凤霞

  . 2014, 33(23): 116-121.

  摘要 ( 376 ) PDF全文 ( 310 )   可视化   收藏

  研究简谐激励下有阻尼智能弹簧减振系统参数的一种设计方法，使系统能同时实现阻尼与刚度控制。首先，利用等效线性化方法得到系统频响特性的的解析解。然后，分析了系统参数对幅频特性的影响，得到如下结论：系统无粘性阻尼时，幅频特性曲线簇有一个公共点，有阻尼时公共点消失；影响系统幅频特性的主要参数为质量比、刚度比、阻尼比和控制参数；阻尼比和相对阻尼比影响系统实现完全耦合时所需作动力的大小。最后，根据参数分析的结论，确定系统参数的选用范围，并给出系统参数设计的方法和步骤。
  
• Select
  参数慢变非线性磁流变悬架系统主共振研究

  董小闵 王小龙 古晓科

  . 2014, 33(23): 122-126.

  摘要 ( 333 ) PDF全文 ( 337 )   可视化   收藏

  针对磁流变减振器会随工作温度变化阻尼力发生改变，进而降低磁流变悬架系统性能的问题，基于传热学方程和参数慢变非线性振动理论研究温度变化对磁流变非线性悬架系统的主共振动力学行为的影响。根据传热学理论建立磁流变阻尼器工作区域能量微分方程，用数值方法求出温度变化规律,用改进的Bingham模型计算磁流变阻尼力；建立慢变参数磁流变非线性悬架系统动力学方程，利用平均法求解主共振激励下的动行程稳态幅值响应。研究表明，随着磁流变阻尼器运行时间增加，温度逐渐升高，阻尼器输出阻尼力大幅降低，悬架动行程稳态振幅变化量也越大，导致悬架系统性能偏离设计目标。
  
• Select
  完整岩体对测井频率应力波的滤波特性

  王观石　胡世丽; 李志文 王星光

  . 2014, 33(23): 127-132.

  摘要 ( 319 ) PDF全文 ( 234 )   可视化   收藏

  不同频率范围内的应力波在岩体的传播过程中，衰减系数对频率的依赖性具有显著差异。通过现场试验研究完整岩体对测井频率范围内应力波的滤波特性，针对常用黏弹性模型在描述衰减系数与频率关系存在不足，在频域上对黏性系数进行非定常处理，建立黏性系数非定常Maxwell模型，采用波形相关系数评价改进模型的滤波效果。研究结果表明，完整岩体总体上表现为低通滤波，在低通滤波范围内具有非等间距带通滤波特性，随传播距离增加，带通数逐渐减小；在吸收频率过渡带，应力波衰减系数随频率变化非常快，黏性系数非定常Maxwell模型能够有效描述应力波在完整岩体中的衰减系数变化规律；吸收频率过渡带的边界频率与传播距离成负指数关系，吸收频率过渡带的陡度参数可以近似认为是常数；随传播距离增加，黏性系数非定常Maxwell模型描述完整岩体的滤波效果明显提高，当传播距离为4.75m时，波形相关系数达到0.89，表明采用改进模型描述完整岩体是有效的。
  
• Select
  基于经验模式分解和主元分析的滚动轴承故障诊断方法研究

  徐卓飞 刘凯 张海燕 王丹 张明龙 吴欣阳

  . 2014, 33(23): 133-139.

  摘要 ( 357 ) PDF全文 ( 348 )   可视化   收藏

  提出了一种融合经验模式分解和多元统计的轴承故障诊断新方法，主要包括基于信号Hilbert-Huang变换的特征提取和对故障特征集的主成分分析：首先运用EMD将振动信号分解成不同特征时间尺度的单分量固有模态函数，采取Hilbert-Huang变换获取分解信号的瞬时频率，计算基本模式分量与瞬时频率的统计特征集；之后对统计特征集进行主成分分析，大幅降低特征向量的维数，获取主元特征集；最后利用支持向量机，完成了对于滚动轴承常见三类故障的分类，并分析了振动信号时域频域的统计特征值与故障模式之间的联系。
  
• Select
  基于S型曲线轨道的桥式起重机最优控制

  欧阳慧珉;张广明;王德明;梅磊;邓歆

  . 2014, 33(23): 140-144.

  摘要 ( 300 ) PDF全文 ( 344 )   可视化   收藏

  本文针对桥式起重机荷载的残留摆动问题，提出一种基于S型曲线的轨道生成法实现残留摆动抑制。首先，导出桥式起重机的简易动力学模型。其次，基于该模型通过数值计算生成同时考虑了最短运输时间和残留摆动的最优S型曲线轨道。最后，比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量摆角的传感器系统情况下准确迅速地操作起重机，从而大大地简化其结构和降低其安装成本。
  
• Select
  列车脱轨后运行姿态模拟

  朱 翔;陆新征;杜永峰;王 强

  . 2014, 33(23): 145-149.

  摘要 ( 377 ) PDF全文 ( 348 )   可视化   收藏

  列车脱轨后撞击站房建筑可能会造成严重后果。而国内外相关研究几乎还是空白。本文采用非线性有限元软件，建立列车、铁轨和地面的有限元模型，通过人为引入障碍物，诱使列车脱轨，分析了脱轨后列车的运行姿态，以及不同地面摩擦系数的影响。研究表明：地面的摩擦系数会影响脱轨后火车的速度和运行时间，脱轨后车厢之间有明显的拉拽碰撞作用，后面车厢会明显挤压前面的车厢，列车呈“蛇形”运动，可能与列车两侧约6.68m范围内的物体发生碰撞。
  
• Select
  侵彻层数全时态相对波峰检测方法研究

  靳鸿; 靳书云; 陈昌鑫; 王燕;

  . 2014, 33(23): 150-154.

  摘要 ( 338 ) PDF全文 ( 168 )   可视化   收藏

  针对多层侵彻如何计算介质层数的问题，提出了一种全时态相对波峰检测算法。该算法主要以时间信息作为层数识别的依据，利用波峰顶点与其之前、之后的数据点差值的极性来初步识别波峰个数，再基于脉宽和峰峰间隔时间信息对波峰计数值进行进一步确认，以提高侵彻层数的计数正确性。经过仿真及靶场试验，该算法对数据处理可行、正确。该算法与现有的绝对阈值比较方法相比，并不完全依赖峰值，充分利用了信号所含有的时间和幅值信息，为侵彻层数计数算法提供了一种新的设计思想。
  
• Select
  基于遗传模拟退火算法的汽车动力总成悬置系统优化设

  严小俊;蒋伟康;曹诚

  . 2014, 33(23): 155-159.

  摘要 ( 276 ) PDF全文 ( 232 )   可视化   收藏

  针对某轿车在发动机低速工况下，动力总成悬置系统隔振效果不足，以悬置系统的固有频率配置和系统的解耦率为综合优化目标，应用遗传模拟退火算法对悬置刚度参数进行了优化设计，优化后的悬置系统固有频率配置更加合理，主要方向的解耦率增大。整车试验结果表明，优化后的悬置系统隔振效果满足了设计要求。
  
• Select
  谐波齿轮传动的含间隙机构的动力学分析

  孙东阳 ;陈国平;王铁成

  . 2014, 33(23): 160-164.

  摘要 ( 413 ) PDF全文 ( 311 )   可视化   收藏

  本文在考虑谐波齿轮柔性的基础上，研究了谐波齿轮传动对间隙机构动力学特性的影响。首先，利用非线性弹簧阻尼模型建立了谐波齿轮传动的含间隙机构的接触碰撞动力学模型。然后，对含间隙曲柄滑块机构进行仿真分析，结果表明谐波齿轮传动和机械部件柔性对间隙碰撞都有缓冲效果，只是机械部件刚度较大时，部件柔性的缓冲效果不明显，而降低机械部件刚度又将导致机械部件在运动过程中产生大变形，影响其机械性能。为谐波齿轮传动在含间隙机构中的应用，提供了理论依据。
  
• Select
  基于S型曲线轨道的旋转起重机残留摆角抑制

  欧阳慧珉;张广明;梅磊;邓歆

  . 2014, 33(23): 165-172.

  摘要 ( 391 ) PDF全文 ( 199 )   可视化   收藏

  旋转起重机被广泛地用于各种场合来运输沉重物体或有害材料，例如建筑工地，工厂，核设施以及港湾等。由于旋臂的旋转运动会使荷载产生一个二维摆角，因此针对此问题提出一种轨道生成的方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的残留消摆控制。首先，导出一个包含离心力项的起重机部分线性模型。其次，基于该模型通过数值计算生成预先考虑了残留摆角的S型曲线轨道。其中各个参数只需通过求解代数方程即可得到，降低了控制器设计的难度。同时该轨道可以应用于常用的工业控制器中从而降低了系统构建成本。最后，比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量摆角的传感器系统情况下准确地操作起重机，从而大大地简化其结构和降低其安装成本。
  
• Select
  钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构非线性地震反应分析

  肖同亮 邱洪兴 陶欣 孙建 陈春超

  . 2014, 33(23): 173-178.

  摘要 ( 395 ) PDF全文 ( 444 )   可视化   收藏

  钢-纤维复合筋是一种耐腐蚀、具有稳定二次刚度等特性的新型结构材料。开展了钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构的非线性地震反应研究工作，由复合筋的应力-应变本构关系出发，利用修正Gauss-Radau积分法推导了杆件单元柔度矩阵，并用于框架结构非线性时程响应分析。参考现行规范设计了一个8度区的普通钢筋混凝土多层框架结构和一个对比钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构，比较了两个结构在相同地震输入下结构自振周期变化率、非线性时程响应和杆端出铰时间和位置等抗震性能指标。结果表明：在多遇和罕遇地震动输入下，配置钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构的最大弹塑性位移与层间转角等指标比普通钢筋的框架结构有所减小；在罕遇水准的地面运动输入下结构自振周期变化率小于RC框架结构，结构刚度退化和损伤程度更小；杆端出铰时间相对更晚、数量更少且更易形成梁铰塑性耗能机制。钢-玄武岩纤维复合筋可充分利用材料的强度，通过合理配置钢筋与玄武岩纤维的比例能够有效控制框架结构的塑性变形、减小结构残余位移，从而减小重力二阶效应对柱的不利影响，改善结构在大震下的性能，确保大震不倒的安全性能目标。
  
• Select
  机械式硫化机开合模过程运动学优化

  翟鹏;王萌;肖加海;张洪洋

  . 2014, 33(23): 179-183.

  摘要 ( 285 ) PDF全文 ( 250 )   可视化   收藏

  针对机械式硫化机在开合模过程中的横梁会产生明显的运动冲击问题进行了运动学分析，提出了基于加速度连续的主导轨曲率变化规律曲线，建立了数学模型，并基于CATIA软件进行了仿真研究及优化设计；将最终确定的优化导轨曲线用CATIA_CAM生成相应加工程序，完成硫化机墙板上横梁导轨的数控成形，实际应用于硫化机的设备大修，降低横梁系统冲击77%以上，基本上消除了原硫化机运行过程的冲击问题。目前硫化机制造企业已用该方法大修设备3台，实际运行于生产现场，取得了较好的效果。
  
• Select
  地震动强度指标与结构地震响应的相关性研究

  李雪红 李晔暄 吴迪 徐秀丽 李枝军

  . 2014, 33(23): 184-189.

  摘要 ( 490 ) PDF全文 ( 791 )   可视化   收藏

  目前结构抗震分析时使用的地震动强度指标较多，各种地震动强度指标的适用性尚未有统一的定论，缺乏系统的分析。采用考察结构最大地震响应与地震动强度指标之间的线性相关性的方法，选取具有代表性的100条原始地震动记录作为输入，基于不同周期的SDOF系统和实际减隔震桥梁，研究各地震动强度指标与结构地震响应的相关性。根据研究结果，将地震动强度指标划分为4类，其中以Sa(T1)为代表的第Ⅰ类强度指标与不同周期结构的相关程度都较高，而以PGA为代表的第Ⅱ类和以PGD为代表的第Ⅲ类强度指标分别对短周期和长周期结构的相关程度较高，以PGV为代表的第Ⅳ类强度指标相对较稳定，建议采用第Ⅰ类强度指标作为衡量地震动强度的指标参数。并通过工程实例进一步论证了对于自振周期已知的结构，地震动的不同强度指标与结构地震响应的相关性不同。
  
• Select
  混凝土重力坝气幕隔震效果研究

  陈 江;熊 峰;

  . 2014, 33(23): 190-194.

  摘要 ( 287 ) PDF全文 ( 213 )   可视化   收藏

  基于气幕隔震控制的气-液-固三相耦合数值模型，在该模型中考虑了坝体混凝土的开裂行为，采用黏弹性人工边界模拟坝基截断边界的辐射阻尼效应，首次完成了混凝土重力坝气幕隔震效果的三维非线性数值模拟。结果表明：气幕可以有效降低坝体上游面的动水压力及坝体加速度反应，从而减小坝体的开裂范围。随着气幕厚度的增大，动水压力和加速度削减越多，削减幅度的提高率递减。采用变厚度气幕能提高利用率，更有效地发挥气幕的隔震效果，本文工况，变厚度气幕对混凝土重力坝动水压力极值的削减幅度约为50%，坝顶加速度峰值的消减幅度超过30%。
  
• Select
  摆线针轮传动线接触弹流润滑分析

  孙章栋 朱才朝 刘怀举 刘明勇 顾宗琳

  . 2014, 33(23): 195-199.

  摘要 ( 348 ) PDF全文 ( 404 )   可视化   收藏

  论文对摆线针轮线接触弹流润滑进行数值分析，得出啮合过程中最小膜厚，与经验公式对比，验证模型的正确性。以摆线轮 处润滑状态作为判断依据，研究载荷、转速和流变指数对摆线针轮传动润滑状态的影响规律。结果表明：随着转速提高，二次压力峰高度降低并向入口区移动，膜厚相应增加；而随着载荷增加，接触区变宽，二次压力峰增加且向出口区移动，膜厚略微减小；流变指数n增加，二次压力峰先增加后减小，最后趋近于Hertz压力，并向出口区移动，膜厚相应减小。讨论了短幅系数k1对润滑的影响，表明在满足设计要求情况下，短幅系数k1减小，有利于提高润滑性能。
  
• Select
  基于小波阈值的高速道岔振动信号降噪

  周祥鑫;王小敏;杨扬;郭进;王平

  . 2014, 33(23): 200-206.

  摘要 ( 338 ) PDF全文 ( 512 )   可视化   收藏

  在高速道岔伤损监测中，道岔振动信号是道岔伤损监测的重要信息来源，鉴于该信号在采集和传输过程中噪声干扰严重，影响伤损识别的准确性，研究了一种基于小波阈值的高速道岔振动信号降噪方法。详细讨论了道岔振动信号降噪过程中小波基、分解层数、阈值准则、阈值函数等参数的选择，并利用频响函数、主元分析和平均马氏距离分析降噪处理对伤损识别的影响。实验结果表明，该方法能有效降低噪声对伤损识别的干扰，为进一步对道岔进行伤损分析创造了良好的条件。