振动与冲击

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陈隽;叶艇;彭怡欣;

. 2014, 33(24): 1-7.

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利用320条实测中国人步行荷载曲线，由振型分解法计算了步行荷载作用下大跨混凝土楼盖竖向振动的10秒加速度均方根反应谱曲线。基于楼盖频率与振动幅值双控原则，对计算反应谱进行了拟合简化，提出了3-20Hz频率范围的设计用楼盖均方根加速度响应计算表达式。进一步讨论了高阶振型、边界条件、计算跨度、行走步幅和阻尼比等要素对反应谱的影响，并给出了对应的修正方法。最后通过与已建大跨楼盖步行激励下实测加速度响应的比较，验证了建议反应谱计算方法的合理性。

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基于动态自学习阈值和趋势滤波的机械故障智能预警方法

张明;冯坤;江志农

. 2014, 33(24): 8-14.

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针对当前机械在线监测系统报警难以实现机械故障早期预警问题，提出一种智能预警方法。基于在线监测系统大量监测数据统计分析，采用动态的自学习阈值算法计算预警阈值，并应用ℓ1趋势滤波技术消除随机误差获取滤波后的趋势。应用动态自学习阈值替代监测系统中的常规报警阈值，比较自学习预警阈值与滤波后的趋势，实现了机械故障早期预警。工程实例表明,该方法能够对机械故障实现早期预警，对预防机械事故的发生有重要的作用。

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危岩破坏激振信号局部和细节信息特征

陈洪凯;杨铭;唐红梅何晓英王智

. 2014, 33(24): 15-18.

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危岩属于一种突发性地质灾害，危岩破坏会突然释放能量，以激振波的形式向邻近危岩块传递，劣化相邻危岩体的稳定性。通过坠落式危岩破坏激振效应模型试验，对采集的激振信号进行小波滤噪处理，选取模型试验第25～35ms共10ms时间段的激振信号，作为分析激振信号局部和细节信息特征的基础数据。分析结果表明，实验条件下分析时段内，危岩破坏激振信号局部信息存在周期性，激振信号在水平方向存在8～9个激振峰，周期1.0～1.4ms，在竖直方向存在3～4个激振峰，周期2.2～3.0ms；测点与激振源之间的距离影响着激振信号的峰值强度，距离越近，峰值强度越大；危岩块之间界面的完整性对激振信号出现频率和峰值强度都有显著影响，激振信号穿过不完整的界面后激振信号主峰存在一定滞后性，实验条件下滞后时间10ms左右；危岩破坏激振信号的局部和细节信息基本都在细节系数中予以体现，尤其是主频率主要位于d3～d7所对应的中频细节信息内。研究成果对于进一步实施危岩破坏激振效应的相似模型试验具有积极意义。

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带悬挑人行道板流线型箱梁涡振性能研究

李春光;陈政清;韩阳

. 2014, 33(24): 19-25.

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为了研究带悬挑人行道板流线型箱梁断面涡振性能，以某大跨悬索桥为工程背景，进行了涡振性能影响因素及气动优化措施的系列节段模型风洞试验。分析了来流攻角、检修轨道等对断面涡振性能的影响，研究移动检修轨道、附加轨道导流板以及底板竖直稳定板等气动措施的制振效果。结果表明此类断面对风攻角较为敏感，随攻角增大涡振性能逐渐变差，同时涡振幅值随阻尼增大呈非线性加速衰减趋势。检修轨道是此种断面形式的涡振敏感构件，检修轨道向箱梁底板中央移动能明显改善涡振性能；轨道附加导流板能进一步的抑制涡振振幅，导流板越宽效果越明显；设置斜腹板导流板对改善本文主梁断面的涡振性能效果不明显。

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基于Simscape的理想地棚阻尼被动实现方法研究

张孝良;聂佳梅;陈　龙

. 2014, 33(24): 26-31.

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利用质量元件与惯容器之间的振动状态转换现象，提出理想地棚阻尼的被动实现方法，设计了被动地棚阻尼悬架，建立惯容器Simscape模型，采用物理拓扑网络方式构建整车Simscape模型，通过比较传统被动悬架、理想与被动地棚阻尼悬架系统性能，检验理想地棚阻尼被动实现方法的正确性与有效性。结果表明，被动地棚阻尼悬架系统能够抑制车轮共振，使轮胎动载荷均方根值减小30%以上，大幅提高了车辆的行驶安全性，与理想地棚阻尼悬架性能基本一致。

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波动转矩下渐开线直齿轮传动齿廓修形研究

王成;刘辉;项昌乐

. 2014, 33(24): 32-38.

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本文分析了齿轮转速波动和齿面、齿背啮合相位差对啮合点的影响，结合单、双齿啮合和修形边界条件并采用解析法计算啮合刚度，建立了与齿轮实际运动状态和啮合状态相关的非线性啮合刚度模型，该模型可与齿轮非线性动力学方程实时反馈，更加准确地描述了齿轮传动过程中的啮合刚度。建立了考虑间隙、非线性啮合刚度的2自由度单级齿轮传动非线性动力学模型，在波动转矩的作用下，对比研究了齿廓修形参数对齿轮动态特性的影响。研究结果表明：修形量对齿轮动态特性影响显著，存在最优修形量使动载系数达到最小；当修形量超过某临界值齿轮产生单边或双边冲击现象，齿轮动载荷明显增加；外载荷一定，增加修形长度可降低动载系数最小值；波动转矩作用下，齿轮的最大修形量为最小转矩作用下单齿啮合最高点的变形量。

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横风环境中弓网动力学性能分析

李瑞平;周宁;吕青松;张卫华;梅桂明

. 2014, 33(24): 39-44.

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为研究横风对弓网动力学性能的影响，基于AR模型的线性滤波法和Davenport风速谱，构建了受电弓-接触网系统的随机风场，获得了作用于受电弓和接触网的风速时程；建立受电弓/高速列车空气动力学仿真模型，采用计算流体力学方法求解了列车运行速度为300 km•h-1，不同横风速度下的受电弓气动抬升力，从而得到横风平均速度为20 m•s-1时，受电弓气动抬升力时程；采用三维弓网耦合动力学模型，系统分析了横风对弓网动力学的影响规律。研究表明，横风使得受电弓的气动抬升力变大，并与横风速度的平方成正比；受电弓气动抬升力的增加和波动，使得接触压力平均值以及标准差变大；接触网产生的风致振动改变了弓网之间的接触状态，导致接触压力波动范围变大，因此，列车在横风环境中运行时，不仅增大了弓网接触压力从而加剧了受电弓滑板和接触线的磨耗，而且使得接触压力最小值减小以及标准差增大，导致弓网受流质量显著降低。

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大型碟式太阳能钢构机架平均风荷载及绕流特性研究

颜健;彭佑多;龙东平;何轶;马俊;

. 2014, 33(24): 45-53.

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基于Fluent6.3软件平台，选用Reynolds时均的Realizable k-ε湍流模型对复杂碟式机架进行三维定常风场作用的数值模拟。应用带圆柱内域分区的多风向角建模方法，建立满足流场充分发展和网格独立解的计算域模型，模拟得到了45组工况的总风载荷、风压分布及绕流特性等结果。分析风载荷随工况的变化规律，并将载荷曲线同抛物雷达天线风洞试验结果进行定性的对比分析，验证了模拟结果的合理性。采用因次方法探讨了聚光器镜面风载荷占机架总风载荷的比值，给出了典型工况聚光器体型系数分布及各分区载荷极值，进一步分析流场绕流特性揭示了载荷产生的机制，所得结论为碟式光热太阳能整机结构抗风设计提供依据。

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爆炸场压力测试多存少取技术研究

王文廉;张晋文;赵晨阳;张志杰;

. 2014, 33(24): 54-57.

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爆炸场压力信号测试过程中，现场干扰容易引起错误的系统触发导致测试失败。针对分布式存储测试系统，提出一种多存少取的测试技术。大容量的测试数据存储实现长时间的信号记录，可避免误触发引起的失效；标记并提取小容量的有效数据段，可改善数据传输和数据处理效率。设计并研制了一种基于多存少取技术的爆炸场地面压力测试系统，测试节点采样速率1Msps、128Gb数据存储、512kW有效数据段提取，并具有Wi-Fi无线网络覆盖。

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混凝土细观结构动态力学特性CT试验研究

党发宁;雷光宇;丁卫华;李骞

. 2014, 33(24): 58-63.

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混凝土材料在动载作用下具有与静载不同的特性。本文从实时CT扫描试验出发，以素混凝土圆柱体试样为研究对象，分析了正弦波动压和动拉荷载作用下，混凝土的细观结构变化对动态力学特性中诸如强度、变形和破损形态的影响。通过CT差值图像研究，得出动压荷载作用下混凝土裂纹具有发展迅速，破坏过程短，破坏裂纹多，破坏面积大等特点；通过CT数等密度分割图研究，得出动拉荷载作用下混凝土微裂纹突然合并形成一条主裂纹贯穿试件，试件突然断裂；通过加载过程中CT数变化规律研究，得出动压荷载作用下混凝土的密度经历了一个先增大后减小的过程，试件经历了压密、扩容、裂纹贯通直至最后破坏的过程，而动拉荷载后试件的密度持续减小直至断裂，荷载初期无压密现象。混凝土试件形成单位面积的压、拉裂纹面所需的能量基本相同，形成单位面积的动力裂纹面所需的能量略大于静力裂纹面所需能量。混凝土动压、动拉的应力状态不同，导致其破坏程度不同，所形成的裂纹面积不同，所需的总能量也不同，最终导致测定的强度不同，应力状态不同是动压、动拉强度差异的根本原因。

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爆炸作用下淤泥质软土的热力响应试验研究

朱远武;郑荣跃;刘干斌;魏伟;邓岳保

. 2014, 33(24): 64-70.

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针对宁波海相淤泥质软土开展现场模爆试验，获得了不同装药量和埋深条件下软土的孔隙水压力、冲击压力及温度的时程分布和演化规律，揭示了爆炸作用下软土中渗流、应力和温度的耦合现象。试验结果表明：随着药量增大，超静孔隙水压力峰值增大，爆炸后数分钟内孔隙水压力消散较快，随后变慢。爆炸后，软土中冲击波向弹性波转化存在一个分界压力，这个分界压力与介质性质有关系，尤其是含气量。温度在软土介质中具有一定的传导时间和上升时间，且在软土介质中的上升较空气中慢。最后，利用相关理论开展计算，并与实测结果进行了对比分析。本文可以为沿海软土地区地下人防工程设计及地基压密处理提供参考。

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液体火箭纵向耦合振动建模及其动态特性分析

郝雨徐得元杨琼梁刘锦凡柳征勇唐国安

. 2014, 33(24): 71-76.

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针对液体火箭结构-推进系统的纵向耦合振动问题，建立推进系统各个组件的时域动力学模型，推导出结构-推进耦合系统二阶线性微分方程形式的控制方程。该方法能快速求解得到耦合系统的全部特征值，而且还能在此基础上分析特征值关于蓄压器和泵的物理参数的灵敏度,为液体火箭推进系统的参数优化提供技术手段。

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一种应变式超低频微振动测试台

陈江攀;程伟;夏明一

. 2014, 33(24): 77-81.

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为了测试卫星太阳翼驱动机构低频、超低频区由机电耦合产生的微振动，发明了一种应变式超低频微振动六分量测试台，该测试台低频响应特性好，安装接口灵活。介绍了该测试台的工作原理和动态标定方法，并对该测试台进行了线性度检验、固有频率测试以及动态测试误差检验。通过线性度检验可得：在100N范围内的外力作用下，组成该测试台的八个双孔梁应变式力传感器的线性度相对误差在±3.4%以内；通过固有频率测试可得：该测试台在100Hz内没有固有频率，不会通过结构耦合对被测微振动信号进行调制；通过动态测试误差检验可得：在频域上0-100Hz范围内，该测试台对六个分量动态测试的相对误差在±9.6%以内，同时还可以得出该测试台对三个力分量和三个力矩分量的测试分辨率分别可达到0.01N和0.001N.m。

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利用Lyapunov指数实现超声导波检测的实验研究

武静 ;张伟伟;马宏伟

. 2014, 33(24): 82-87.

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利用杜芬方程Lyapunov指数提出了一种敏感的超声导波识别方法，并通过对钢管中导波信号的检测验证了该方法的有效性。首先，对比了输入Hanning窗调制导波信号与纯噪声信号对系统Lyapunov指数的不同影响，给出了利用Lyapunov指数识别弱超声导波信号的基本原理，并确定了检测系统参数。然后，利用压电传感器在3m长的钢管中激发和接受超声导波，并将实测导波信号输入杜芬检测系统。研究结果表明，Lyapunov指数可以有效地识别出回波信号中是否存在导波信号，而对于噪声信号Lyapunov指数表现出一定的免疫力，该方法有助于提高管道微缺陷识别的灵敏度。同时，利用输入含噪声的实测导波信号与输入实测纯噪声信号后的两个最大Lyapunov指数之比定义损伤指标，当缺陷在一定范围之内时，该指标具有单调递减性，可用于评估缺陷大小。应用本方法，可有效的提高导波检测的灵敏度。

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珍珠层复合堆叠材料中弹性波传播特性研究

黄佳;尹进;张盛;陈飙松;张洪武

. 2014, 33(24): 88-94.

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本文通过建立珍珠层复合堆叠材料的拉伸剪切链模型和二维有限元模型，利用多重多级子结构方法研究声子晶体材料带隙特性。结果表明，珍珠层材料是一种具有较低及较宽一阶带隙且多个高频平直带的Bragg型声子晶体，这意味着此材料会导致非常宽的频率衰减区出现，并且其结构与带隙产生机理均不同于局域共振型声子晶体，所以不会出现类Fano干涉现象，更利于实现低频减振的目的。传输特性计算验证了多重多级子结构带隙计算结果的正确性和有效性。进一步研究表明带隙特性主要取决于硬材料（“Brick”）的密度以及软材料（“Mortar”）的弹性模量，珍珠层材料的一阶带隙受到这两个材料参数的耦合作用，适当匹配两种材料参数值可以获得更大的相对带隙，也可以进行带隙调控，为设计新型减振隔振材料提供指导。

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纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座有限元分析

谭平;王斌;金建敏;周福霖

. 2014, 33(24): 95-100.

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利用轻质、低价纤维增强工程塑料板作为加劲层开发出一种新型隔震支座—纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座(FRPB)。利用通用有限元程序ABAQUS建立了无约束型支座、可靠约束型支座三维实体模型。对比探讨了无约束型支座、可靠约束型支座压剪状态下内部橡胶层中水平向应力、竖向应力、剪切应力的大小及分布状态。分别提出了无约束型支座、可靠约束型支座水平承载机理。揭示了翘曲因素对于无约束型支座内部橡胶层应力状态影响的规律，为无约束型支座水平承载力及水平刚度的设计和研究提供了参考。

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轴向受压运动梁横向振动特性的数值分析

陈红永;陈海波;张培强

. 2014, 33(24): 101-105.

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针对Galerkin截断法在计算轴向受载运动梁的固有特性时，低阶频率误差较大的问题，通过引入轴向力作用对试函数进行改进，分析了两端固支和固支-自由边界条件下的Timoshenko运动梁在轴向压力作用下振动特性。结果表明：分析轴向受压运动梁的低阶弹性振动时，轴向力作用不可忽略；改进方法在轴向载荷较大时计算低阶频率有较大改进，而且对于不同边界条件有很好的适应性；轴向压力和运动效应的共同作用更易引起梁的失稳状态。

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摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法研究

王军文;张伟光;李建中

. 2014, 33(24): 106-111.

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本文根据基于性能抗震设计的思想，提出一种摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法。该方法根据桥梁抗震设防水准确定桥墩的损伤水平，并考虑墩底接缝区变形的影响计算桥墩的目标位移；借助非弹性位移谱计算桥墩的位移需求。摇摆式预应力混凝土桥墩在墩底接缝区设置耗能钢筋或外部耗能装置来耗能地震能量，利用无粘结后张拉钢束在接缝处产生的摩擦力提供剪切抗力，合理设计预应力钢束的初张力，使其在地震荷载作用下保持在弹性范围内，保证其良好的复位能力。通过与已有的设计方法相比，评估了所提出的设计方法的可靠性。研究结果表明：与已有的设计方法相比，用本文提出的摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法的设计结果与非线性时程分析结果的相关性更好。

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框架-摇摆墙结构阻尼优化设计方法研究

裴星洙;王佩

. 2014, 33(24): 112-122.

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摇摆墙体与主体框架之间存在较大的竖向变形，可于此变形集中部位增设耗能构件，实现保护主体结构的基本损伤机制。本文提出附加阻尼的框架-摇摆墙结构，并基于等效线性化理论初步计算结构仅附加单一类型阻尼器的阻尼置放量，而后通过定义目标函数，确定可使目标函数最小的同时附加粘滞阻尼与金属阻尼的阻尼器布置方式，得到结论如下：（1）于弯剪型结构，当仅考虑结构加速度控制时，可沿结构总高布置粘滞阻尼器，而需综合考虑结构楼层位移、加速度时及层间位移角时，可于结构2/3处下部安装金属阻尼器，与其上部1/3处安装粘滞阻尼器；（2）于剪切型结构，当仅考虑结构层间位移角时，可于结构楼层1/2处下部安装金属阻尼器，与其上部1/2处安装粘滞阻尼器，而需综合考虑结构楼层位移、加速度及层间位移角时，则可于结构1/3处下部安装金属阻尼器，与其上部2/3处安装粘滞阻尼器。

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基于非高斯仿真的风压系数极值计算方法

李寿科;李寿英;陈政清;孙洪鑫

. 2014, 33(24): 123-128.

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以多变量相关非高斯过程仿真方法为基础，发展了一种基于单次采样的多变量非高斯仿真极值计算方法。首先介绍了开孔屋盖的风洞试验概况和多变量相关非高斯过程仿真的基本理论，对屋盖上一组测点风压进行了非高斯仿真，结果表明基于谱修正的多变量相关非高斯过程仿真方法得到的时程在功率谱密度，相干函数，高阶矩三方面与目标值接近，仿真效果较好，然后采用经典极值理论对多次仿真的非高斯时程进行极值计算，将该方法得到的峰值因子与以往常用方法的结果进行比较，结果表明：Davenport峰值因子法高估气流分离区左偏风压的正峰值因子60%，低估负峰值因子43%；Sadek-Simiu峰值因子法低估了高峰度风压的峰值因子50%；而基于单次样本进行仿真的非高斯仿真峰值因子法，其估计的开孔屋盖的峰值因子最为准确，与观察峰值因子总体上最为接近。

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RDX基铝纤维炸药与铝粉炸药水下爆炸性能比较

万晓智马宏昊沈兆武林谋金

. 2014, 33(24): 129-132.

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为了评估含铝炸药的综合性能，将铝粉用铝纤维代替，与RDX均匀混合压制得到铝纤维炸药，分别对铝纤维炸药、铝粉炸药、RDX进行水下爆炸实验，测量70cm、90cm、120cm、150cm处冲击波压力时程，获得三种炸药在不同位置处的冲击波压力峰值、冲量、比冲击波能、气泡脉动周期、比气泡能等参数，研究表明：在压力时程的有效持续时间内，铝纤维反应速率低于铝粉，铝纤维破碎消耗部分能量，导致铝纤维炸药的压力峰值、冲量、比冲击波能低于铝粉炸药。铝纤维的比表面积小，未被氧化的铝含量比铝粉高，且第一次气泡脉动周期较长，使得铝纤维与铝粉参加反应的程度相当，铝纤维炸药的比气泡能略高于铝粉炸药，使得铝纤维炸药的总能量与铝粉炸药相当。

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红外镜头跌落冲击仿真及缓冲包装方法选择研究

张云华;李珊;刘冠玉;陈骥;李洪兵

. 2014, 33(24): 133-137.

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基于显式动力分析理论，对某款红外镜头及其包装件进行跌落仿真分析，提取镜头整体，大、小镜片在每个时刻的最大应力，在MATLAB中生成曲线，得出在初始时刻，大镜片上的应力大于小镜片上的，而在结束阶段，情况相反，从而引发了设计者对镜片安装处镜筒的壁厚设计的思考；以硬质PU泡沫作为此类红外镜头的缓冲包装，在保护产品抵抗冲击方面，采用局部缓冲优于全面缓冲。并将局部缓冲下大、小镜片中心点Z向加速度峰值与裸机的作比较，发现该缓冲方法对峰值的削弱效果非常明显。最后将局部缓冲包装件放入瓦楞纸箱进行跌落试验，且能通过。这种基于仿真的设计方法为红外产品结构设计及缓冲包装方法的选择提供了一种有效的研究手段。

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三级阀控液压振动台控制策略研究

栾强利;陈章位;贺惠农

. 2014, 33(24): 138-143.

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对三级阀控液压振动台的控制策略进行了系统的研究，设计了应用于大流量液压振动台的一体式控制器。一体式控制器同时实现液压振动台伺服控制及振动控制功能，伺服控制中，针对三级电液伺服阀和伺服油缸提出了一种双PID伺服控制策略，振动控制中，针对液压振动台良好的低频特性设计了基于闭环迭代控制的波形再现控制方法。通过一体式控制器对三级阀控液压振动台进行不同时程、不同频宽的波形再现试验，表明控制器对液压振动台具有很好的波形控制能力，实现液压振动台高精度波形再现。

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基于FastPW和CNC降噪的液压泵振动信号预处理方法

王余奎;李洪儒;叶鹏

. 2014, 33(24): 144-149.

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针对离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)阈值降噪法存在的问题，提出了一种自适应的余弦相邻系数(Cosine Neighboring Coefficients, CNC)降噪法，仿真信号分析结果表明CNC降噪法具有更好的降噪性能。将该方法与振动信号快速预白化(Fast Pre-Whitening, FastPW)技术相结合形成了一种液压泵振动信号预处理新方法：首先采用FastPW算法对液压泵振动信号预白化，去除信号中的谐波分量，得到仅包含冲击分量和白噪声的预白化信号；然后采用CNC降噪法对预白化信号进行自适应降噪。实测信号分析结果表明提出的方法能够很好地消除液压泵振动信号中的谐波分量和噪声成分，且能有效保留信号中的故障分量。

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考虑齿面变摩擦系数的斜齿轮传动变速过程动力学分析

刘长钊秦大同廖映华

. 2014, 33(24): 150-157.

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本文建立了含齿面摩擦的平行轴斜齿圆柱齿轮传动变速过程动力学模型，在建立模型时，接触线的位置和滑动速度是由主动轮转角确定，使用齿轮线位移和角位移作为广义坐标，因此这样的模型可适用于斜齿轮传动系统的变速过程分析，而且在该模型中，齿面摩擦力是用变摩擦系数获得的。选择一对斜齿轮对其加速过程进行数值计算，并与采用定摩擦系数和不考虑摩擦的计算结果在时域和魏格纳分布上进行对比分析，结果发现：摩擦会降低斜齿轮传动系统出现脱啮现象的临界转速，且具有阻尼和激励的双重作用，能改变斜齿轮传动的动力学响应，而且采用变摩擦系数或定摩擦系数所获得的动力学响应也有所不同。

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液压冲击器零位负开口配油法油压脉冲特性研究

胡均平;胡骞

. 2014, 33(24): 158-163.

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针对国内液压冲击器普遍采用零位正开口配油阀而存在的高、低压油互混的问题，探究采用负开口配油时冲击器的动态特性，以寻求配油阀最佳的零位负开口型式。依据液压冲击机构的基本原理，结合流体缝隙流动时流态转变机理，建立动态非线性数学模型，并采用Stateflow模拟频繁换向过程，搭建了液压冲击器Simulink仿真模型，对采用零位负开口配油方式的液压冲击器工作压力和流量特性等进行了研究，并设计实验进行了实测分析，实验所得结论与仿真结果相符。在此过程中又着重分析了不同的零位负开口量对冲击器活塞腔室压力的影响，为液压冲击器零位负开口配油方式的设计提供了参考依据。

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高速平面并联机器人残余振动抑制实验

高名旺张宪民

. 2014, 33(24): 164-168.

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针对高速轻型并联机器人残余振动抑制问题，基于输入整形法，对其残余振动抑制进行实验研究。首先分析了并联机构运动学，建立了机构动力学模型。然后对每个输入轴分别设计一个比例-微分（PD）控制器，建立包含PD控制器的系统动力学模型。最后分别设计了单模态零振动（ZV）、零振动微分（ZVD）整形器和双模态零振动—零振动微分（ZV-ZVD）整形器，建立了并联机器人实验系统。实验结果表明，输入整形器可以抑制并联机器人的残余振动，而双模态整形器振动抑制效果更好。

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半空间内孔边界面裂纹对SH波的动力响应

赵春香;齐辉;杨在林;王蕾蕾

. 2014, 33(24): 169-172.

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采用“镜像”和“剖分—契合”等方法，对SH波作用下半空间孔边界面裂纹的动应力问题进行了研究。首先，采用 “镜像法”，将半空间镜像为全空间，构造出满足边界条件的散射波场；其次，借助“剖分—契合”方法和“裂纹切割”技术，将全空间沿界面分割成两个半空间求解后，再由界面应力位移连续“契合”条件组合成全空间，建立起求解该问题的积分方程组；最后，对界面裂纹端点的动应力强度因子(DSIF)进行数值分析。分析结果表明：适当地避开入射波波数、入射角度及裂纹长度等最不利影响因素的组合，可达到降低裂纹尖端点动应力的目的。

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大型可展开天线与卫星的热致耦合动力学分析

杨癸庚;朱敏波;连培园;高峰;宗亚雳

. 2014, 33(24): 173-178.

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本文以带有大型环形可展开天线的航天器为研究对象，采用有限元法，对大型可展开天线进行了在轨进出阴影区的瞬态温度求解；并基于卫星-天线刚柔耦合动力学模型，将时变温度场等效为时变热载荷加载到天线上，对整星系统的热致耦合动力学响应进行了数值模拟。结果表明，天线进出阴影期间，自身温度梯度主要存在于迎光侧与背光侧之间，并基于此可估算出天线的热响应特征时间；时变热载荷会导致天线结构和卫星姿态发生明显的振动响应，天线结构振动响应主要集中在第一、二阶固有模态上，卫星则会发生低频姿态振荡运动；本文的方法可以合理地预测大型可展开天线系统的热致耦合动力学响应。

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基于气动肌肉和负刚度机构的主、被动宽频隔振研究

刘延斌;韩秀英;马佳佳;尹晨旭

. 2014, 33(24): 179-186.

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为实现简单、可靠、低耗、高效的微振动宽频隔振，基于气动肌肉和负刚度机构构建了一种新型隔振系统，对其主、被动控制进行了研究。首先建立了系统的动力学模型, 在此基础上分析了系统的准零刚度特性，分别运用近似解析方法和数值方法对系统的振动传递率、振动响应以及非线性现象进行了分析。然后结合反演控制设计方法、自适应以及滑模控制技术，制定了系统的低频主动控制策略，运用数值方法对主动控制下的隔振性能进行了分析。结果表明，该系统拓宽了被动控制的低频隔振频带，对5mm以下幅值的激励,隔振频率可降至0.033Hz，而在小于0.033Hz的超低频带，应用主动控制方式可以实现低能耗的高精度隔振，因此二者结合可以实现简单、可靠、低耗、高效的微振动宽频隔振。

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燃油箱油液晃动声的测量技术研究

费翔 ;蒋伟康;朱志勇;杨文华

. 2014, 33(24): 187-191.

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为了排除汽车燃油箱台架实验中台架本身振动信号对油箱晃动噪声的影响，设计了台架测试实验并提出一种信号处理的方法，通过建立多输入、单输出系统模型，进行偏奇异值分析辨识独立声源和典型振动测点，并对振动和噪声信号进行相干分析计算，从噪声信号中分离出油箱燃油晃动噪声时域信号。提出了得到声压级修正曲线的方法，能快速实现燃油箱台架实验噪声评价结果的修正。该信号处理方法能够有效剔除台架实验中其他环境噪声的干扰，得到仅由燃油晃动引起的噪声信号。

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基于盲源分离技术的泄漏音波信号滤波方法分析

刘光晓;孟令雅;刘翠伟;钱昊铖;李玉星

. 2014, 33(24): 192-199.

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音波法泄漏检测技术用于输气管道泄漏检测具有灵敏度高、实时性强、定位精度高等优点，但是现阶段受困于信号滤波技术，难以在实际工程中推广应用。文章总结了现阶段主要的时频域滤波方法，重点介绍了具有代表性的小波滤波和维纳滤波的滤波原理，利用实验室采集的泄漏音波信号验证了两种滤波方法的实际滤波效果。并且讨论了基于时域和频域滤波方法的不足，分析了针对某些工况，滤波方法不能取得良好滤波方法的原因。在此基础上，引入了近年来发展迅速的盲源分离技术，阐述了盲源分离的原理，通过分离构造信号说明了盲源分离技术具有更好的适用性和更好的滤波效果，最后利用实验室采集的泄漏音波信号进行了实际分离，表明盲源分离技术具有实际的应用价值。

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基于最大相似性的Lamb波损伤信号分解及试验研究

王建强;;余龙;张宇;刘鎏

. 2014, 33(24): 200-204.

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损伤反射波的准确提取可以使得基于主动Lamb波技术的损伤检测更有效的进行，而边界等结构特征反射波与损伤反射波产生的混叠，是提取损伤反射波的一个重要障碍。针对混叠情况，目前已有的主动Lamb波损伤监测方法大多采用基于参考信号的方法获取损伤散射信号，容易受到结构和环境等外界因素的影响。而由于在传感器接收到的Lamb波信号中，直达波之后时间段内的信号并不是任意波形，而应该是由数个反射波组成的，因此只要得到与目标信号最相似的反射波叠加组合，就可以认为成功解读了该目标信号，即相当于得到了损伤反射波。基于此，提出了一种基于最大相似性的Lamb波损伤信号分解算法。在分析Lamb波传播特性的基础上模拟边界反射波和损伤反射波，然后基于最大相似性原则，通过遗传算法对二者的合成信号的各个参数进行优化，使合成信号与目标信号之间的相似度达到最大。最后，使用Time of Flight（ToF）方法对损伤进行了定位。铝板上的试验结果表明，该方法能够准确的提取出与边界反射波混叠的损伤反射波，从而实现对边界附近损伤的检测。

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罕遇地震隧道动力学洞口段二衬防垮塌抗震配筋技

崔光耀;赵瑞华;刘维东;王明年;林国进

. 2014, 33(24): 205-210.

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为改变隧道洞口段抗震“大震偏弱”的现状，引入了二衬防垮塌单层配筋抗震技术，与传统的双层配筋抗震技术相配合，共同进行隧道动力学洞口段的抗震设防设计。根据公路和铁路隧道现行抗震规范规定，提出了隧道动力学洞口段二衬防垮塌抗震配筋准则，并利用有限差分数值模拟技术研究了防垮塌抗震配筋适用范围，研究结果表明：设防烈度7度情况下，洞口浅埋段采用单层配筋抗震技术，洞口影响过渡段不需采取抗震设防措施；设防烈度8度情况下，洞口浅埋段采用双层配筋抗震技术，洞口影响过渡段采用单层配筋抗震技术；设防烈度9度况下，洞口浅埋段和洞口影响过渡段均采用双层配筋抗震技术进行抗震设防。研究成果对隧道动力学洞口段抗震技术的发展具有重要的意义。

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基于正交多项式法的动力吸振器安装点的等效质量识别

何山;杨志坚;丁康;吴钦杰

. 2014, 33(24): 211-214.

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在动力吸振器的设计过程中，为方便匹配和寻找动力吸振器的最优参数，需要识别主系统在安装点的等效质量来将其简化为单自由度系统。针对传统质量感应法操作复杂、识别精度低的缺点，采用正交多项式法来识别主系统的等效质量，通过仿真与实验相结合验证对比正交多项式法和质量感应法的识别结果。结果表明正交多项式法相对于质量感应法识别精度高，实验结果和仿真结果较好的吻合，且通过实验验证利用正交多项式法匹配的动力吸振器有较优的吸振效果，基本符合不动点理论的最优条件。

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刊出日期：2014-12-25

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