振动与冲击

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毛亮 1，王华 1，姜春兰2，李明2

振动与冲击. 2015, 34(13): 1-5.

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研究钨合金球形破片垂直侵彻陶瓷/DFRP复合靶的弹道极限速度v50。首先，利用弹道枪动加载设备，对钨合金球形破片垂直撞击不同厚度比的陶瓷/DFRP复合靶进行了实验研究，获得了弹道极限速度（v50）与复合靶面密度（AD）之间的关系；其次，根据量纲分析和相似理论，研究了钨合金球形破片侵彻陶瓷/DFRP复合靶的模拟律，并建立了弹道极限速度v50的经验关系式。经验关系的预测值与实验结果吻合较好。研究结果对破片式战斗部及轻型装甲防护结构的优化设计都具有十分重要的应用价值。

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跨断层桥梁地震响应分析及合理跨越角度研究

惠迎新1,2，王克海1,2，吴刚1,2，李冲1,2

振动与冲击. 2015, 34(13): 6-11.

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为研究跨断层桥梁地震响应规律及合理跨越断层角度，以一座跨走滑断层的连续梁桥为研究对象，采用混合模拟法合成了该桥的地面运动时程曲线，基于多点激励位移输入模型，采用非线性时程法对其地震响应规律进行了分析，并以桥梁轴向与断层交角θ为研究参数分析了其对结构地震响应的影响，得到了θ对结构地震响应的影响规律和变化曲线。计算结果表明：跨断层桥梁桥墩扭矩设计值较大，桥墩横向弯矩随断层距的减小而增加；其位移响应以主梁纵横向大位移、面内扭转变形、支座和桥墩残余位移为主要特征，具有较大的落梁破坏风险；当桥梁垂直跨越断层时（θ=90°），桥墩受力合理性和经济性最优，断层错动产生的顺桥向位移分量最小，落梁风险相对较低。研究成果可为该类桥梁的抗震设计与桥位布置提供参考和依据。

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超高速撞击压力容器后壁损伤实验及建模研究

盖芳芳 1，才源 2，郝俊才 1，乔牧 1

振动与冲击. 2015, 34(13): 12-17.

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采用地面模拟撞击实验与理论分析相结合的手段，对球形弹丸超高速正撞击圆柱形充气压力容器后壁损伤问题进行研究。首先应用二级轻气炮进行压力容器超高速撞击实验，获得了容器后壁损伤特性；然后基于线弹性断裂力学、弹性力学理论，在弹丸不同破碎模式下，将碎片云及气体冲击波对容器后壁的作用简化为局部均布冲击载荷对固支圆板的作用，建立了容器后壁损伤预报模型，并通过与实验结果的比较，验证了模型的有效性。确定了在碎片云与气体冲击波作用下容器后壁产生穿孔和裂纹的临界条件及尺寸；并在考虑容器壁曲率影响的条件下，获得了容器后壁发生灾难性破坏的临界条件。

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基于时域谱单元的功能梯度材料结构波传播分析

徐超，王腾

振动与冲击. 2015, 34(13): 18-23.

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考虑功能梯度材料结构宏观材料属性的连续空间变化，推导了一种任意四边形形状的Gauss-Lobatto-Legendre时域谱单元。分别采用均匀化模型、分层离散模型和连续材料模型三种建模方法描述材料的梯度变化特性。研究了二维功能梯度结构在中心冲击载荷下的波动力学响应，将数值模拟结果与文献理论解进行了对比，验证了单元的有效性，研究了高频导波在二维功能梯度材料结构中的传播特性。计算结果表明：均匀化模型无法准确描述功能梯度材料结构中的波场行为；采用分层离散模型计算的波响应幅值、相位和相速度均与采用连续材料模型计算的结果有差异，采用连续材料模型能更好模拟功能材料宏观材料性质空间连续变化的特征。功能梯度材料中对称模式纵波、反对称模式横波的相速度频散现象不明显，对称模式横波的相速度频散明显。

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基于辨识路面的矿用自卸车平顺性优化

朱一帆1 谷正气1,2 张沙1

振动与冲击. 2015, 34(13): 24-30.

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矿用自卸车行驶路况恶劣，路面激励是平顺性研究中的重要因素。结合整车刚柔耦合模型，提出一种利用遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)辨识矿山路面不平度的方法，与标准BP网络相比预测能力得到极大提高，并通过整车道路试验验证了该方法辨识路面的准确性。通过与矿用自卸车常用C级、D级路面平顺性仿真结果对比显示，基于辨识路面的模型仿真精度提高了12.3%。在此基础上，以座椅垂直方向加速度均方根值为目标，将簧载质量和轮胎刚度阻尼作为不确定量，通过建立Kriging近似模型，运用多岛遗传算法对油气悬架和座椅结构参数进行不确定性优化，优化后目标值下降了37.4%，从而达到提高矿用自卸车平顺性能的目的。

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QGA-VPMCD智能诊断模型研究

杨宇，李紫珠，何知义，程军圣

振动与冲击. 2015, 34(13): 31-35.

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针对多变量预测模型模式识别（Variable predictive model-based class discriminate，简称VPMCD）分类方法中只选择了某单一模型的缺陷，提出了一种基于量子遗传算法优化的多变量智能诊断模型（Quantum genetic algorithm - Variable predictive model-based class discriminate，简称QGA-VPMCD）。该模型采用最优权值矩阵来综合考虑各诊断模型对分类结果的影响。即首先通过样本训练来建立多个SVPM（Subordinate variable predictive model,简称SVPM）；然后采用量子遗传优化算法求出各SVPM的权值，从而得到最优权值矩阵；最后用最优权值矩阵加权融合测试样本的SVPM特征变量预测值，得到最佳特征变量预测值，并以预测误差平方和最小为判别函数来识别故障的类型。滚动轴承振动信号的分析结果表明了该模型的有效性。

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覆冰导线非线性舞动系统的奇异性和混沌分析

霍冰 1,2，刘习军 1,2，张素侠 1,2，刘鹏 1,2

振动与冲击. 2015, 34(13): 36-41.

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考虑几何非线性和气动载荷非线性，基于Hamilton原理建立了面内、面外和扭转三自由度耦合的连续动力学模型。借助Galerkin法对连续体模型进行空间离散得到系统的常微分方程。利用平均法解析求得系统的平均方程和分岔方程，建立了分岔参数、开折参数与工程参数的对应关系，并对分岔参数和开折参数进行解耦。根据奇异性理论得到关于工程参数的转迁集空间和各区域的拓扑结构，发现系统存在鞍结分岔点和跳跃现象。就理论解所得不同区域内典型的拓扑结构进行数值模拟，发现了周期解与混沌解的存在，验证了理论解的正确性，同时为工程参数优化提供了一定的理论支撑。

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风电叶片单点疲劳加载试验振动自同步特性研究

张磊安1,2,3 王忠宾2 刘卫生3 黄雪梅1

振动与冲击. 2015, 34(13): 42-47.

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针对风电叶片单点疲劳加载试验过程中的振动自同步现象，基于拉格朗日方程推导出单加载源与风电叶片振动过程中的数学模型，得到振动自同步现象的影响因素，并利用相平面法将其转化为自治系统。利用Matlab/Simulink建立仿真模型对振动自同步过程进行数值仿真，得到不同初始相位差作用下的振动自同步规律。最后搭建了一套风电叶片单点疲劳加载试验系统，以此来检验数学模型与仿真模型的正确性。试验结果表明，在加载源回转驱动频率与叶片固有频率一致前提下，当两者的初始相位差小于时，两者能产生振动自同步现象，表现为叶片振幅最大且稳定；初始相位差为时，两者能产生较弱的振动自同步现象，叶片振幅在波动一段时间后逐渐趋于稳定，但是幅值较小；初始相位差为时，两者不能产生振动自同步，表现为叶片振幅不稳定且出现絮乱。以上结论为后续的疲劳加载试验的控制算法制定提供了理论依据。

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双轮辙激励下多轴重型车辆动载特性仿真分析

刘祥银，陈洋，高攀，刘大维

振动与冲击. 2015, 34(13): 48-52.

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为研究双轮辙激励下多轴重型车辆动载特性，采用有理函数功率谱密度的谐波叠加法模拟双轮辙激励的空间域随机路面，建立刚柔耦合的车辆整车虚拟样机，集成创建一个双轮辙激励的空间域路面车辆行驶动力学模型，仿真计算了车辆各轴两侧轮胎的法向作用力和车轮法向动载系数。结果表明，与单轮辙激励相比，双轮辙激励下得到的车辆各轴两侧车轮法向作用力的大小和变化规律均不相同，而且轮胎法向作用力最大值出现的位置也不同；不同车速下，车辆各轴两侧车轮的法向动载系数大小和变化规律完全不同，车辆前中轴的法向动载系数最小，中后、后轴的法向动载系数最大。研究结果可为精确计算多轴车辆轮胎动载荷，预测路面动态响应提供参考依据。

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集中驱动式纯电动车抖动分析及主被动控制研究

于蓬1,2 章桐1,2,3 王晓华1,2 郭荣1,2

振动与冲击. 2015, 34(13): 53-59.

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以某典型纯电动车为研究对象，对其瞬态抖动问题进行分析与控制。首先，结合驱动系统常啮合的特点，建立考虑电机转子-齿轮传动系统的整车模型，对抖动现象进行机理推导和传递路径分析。然后从动力传动系统入手，建立其简化模型并进行前馈-后馈主动控制仿真和部分试验。在此基础上，从被动控制的角度进行动力总成悬置系统的优化。最后，对主被动综合控制的效果进行了基于整车仿真平台的验证。结果表明，所建整车模型适用于电动车抖动问题的仿真与控制；所用主被动相结合的控制方法，可以改善车身抖动情况、减小悬置点动反力，提高电动车的驾乘舒适性。

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基于RKDG方法的船体板架爆炸冲击响应数值模拟

于福临，郭君，姚熊亮，任少飞

振动与冲击. 2015, 34(13): 60-65.

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基于欧拉流体力学方程组，对方程组分别进行间断迦辽金法空间离散和龙格库塔法时间离散，采用RKDG方法建立数值模型，模拟自由场空中爆炸冲击波载荷特性，并与经验公式对比，对RKDG计算程序进行验证。针对强间断性的空中爆炸冲击波与周围低压空气耦合特性问题，给出了流场密度和压力分布规律。最后编制计算程序，结合大型非线性有限元软件LS-DYNA，模拟板架结构在空中爆炸载荷作用下的变形和响应特征，计算发现：板架沿着T型材出现塑性变形，板格呈现局部隆起的碟形变形区，响应与距离爆心距离成反比。

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基于多尺度正交PCA-LPP流形学习算法的故障特征增强方法

张晓涛，唐力伟，王平，邓士杰

振动与冲击. 2015, 34(13): 66-70.

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针对齿轮箱故障声发射信号特征增强问题，提出一种多尺度正交PCA-LPP非线性流形学习特征增强方法，兼顾PCA的全局方差增大变换特性以及LPP的局部非线性特征保持特性，并通过正交化消除投影分量间的冗余信息，使处理之后的齿轮箱故障信号内含的故障特征得到增强，一方面增强后信号包络谱中的故障谱线清晰明显，另一方面增强后信号以小波包能量熵为特征量，故障类型的辨识率显著提高，可以达到93.75%。

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结合SVM和改进证据理论的多信息融合故障诊断

向阳辉，张干清，庞佑霞

振动与冲击. 2015, 34(13): 71-77.

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为了综合合理利用设备多个方面特征信息来提高故障诊断的准确性，提出一种结合支持向量机(Support vector machine, SVM)和改进证据理论的多信息融合故障诊断方法。该方法通过混淆矩阵获取各SVM局部诊断证据对各故障模式的可靠度，赋予不同的权重系数，并对由各SVM局部诊断硬输出判决矩阵构造出的基本概率分配进行加权处理，从而实现SVM和改进证据理论在多信息融合故障诊断中的有效结合。实验结果表明，各SVM局部诊断证据的加权融合处理能够显著降低各局部诊断间的冲突，所提方法可以有效提高故障诊断的准确率。

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弹带挤进过程身管内壁损伤的数值模拟研究

刘广生1,2，孙河洋2，周伟

振动与冲击. 2015, 34(13): 78-82.

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针对火炮发射过程中内膛的损伤、裂纹萌生和扩展问题，基于HLC细观损伤本构模型建立了相应的损伤力学有限元数值计算方法，将完全隐式应力更新算法与显式有限元计算相结合，通过用户自定义材料子程序VUMAT将损伤模型嵌入到有限元软件ABAQUS/EXPLICIT模块中。对某型火炮多发射击工况下内膛损伤破坏过程进行了数值模拟计算，分析了弹带挤进内膛过程中身管内壁材料性能随射弹发数变化的规律，并与实验进行了对比。结果表明：HLC细观损伤模型可以有效揭示身管内膛复杂的损伤行为并预测破裂缺陷，为火炮身管安全性设计提供有益的参考。

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主轴-刀柄-刀具系统刀尖频响函数的预测方法研究

王二化1 吴波2 胡友民2 王军2 杨叔子2

振动与冲击. 2015, 34(13): 83-88.

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为了获取稳定性Lobe图必需的刀尖频响函数，以考虑转动惯量和剪切变形的Timoshenko梁理论建立主轴、刀柄和刀具模型，并结合传递矩阵法和动柔度耦合子结构分析技术（RCSA），提出了一种新的刀尖频响函数预测方法。和模态叠加法计算结果相比较，可以发现，该方法具有更高的计算精度和效率。这种预测方法有助于快速获取精确的刀尖频响函数，从而能高效地绘制出高精度的稳定性Lobe图，为保证高速切削过程的稳定性打下坚实基础。

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集中驱动式电动车噪声特性分析与试验研究

方源1,2 章桐1,2,3于蓬1,2 陈霏霏1,2 郭荣1,2

振动与冲击. 2015, 34(13): 89-94.

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为了研究电动汽车噪声特性及机理，在分析电动汽车噪声源的基础上进行了整车声振特性台架试验，运用频谱分析、阶次分析和偏相干分析相结合的方法对试验数据进行处理，分析了辅助系统的噪声频域特性，对比了正驱工况和倒拖工况下动力总成振动噪声特性，明确了动力总成噪声对车外噪声的贡献。研究结果为电动汽车整车振动噪声特性优化改善提供了试验支持。

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基于分区交错算法的高层建筑风振数值模拟平台及实例

郑德乾1,2，顾明2，张爱社3

振动与冲击. 2015, 34(13): 95-100.

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基于分区交错算法，通过对商业流体软件Fluent和结构计算软件Ansys的二次开发，搭建了高层建筑风振数值模拟平台。耦合界面上非匹配网格的搜索配对和数据传递，以及流体域的网格更新均采用UDF (user defined functions) 编程实现；流体计算采用大涡模拟方法配合使用流体并行计算技术，以兼顾计算效率和精度，通过UDF和Scheme语言编程实现流体域参数化求解，为确保流体和结构域时间步长一致，流体计算采用子迭代技术；结构计算采用APDL (Ansys parametric design language) 语言参数化编程；采用Visual C++语言编制数值模拟平台主进程实现模块间的相互调用。采用本文方法，对大气紊流边界层风场内方形截面高层建筑的风振气弹响应进行了数值模拟，将计算结果与气弹模型风洞试验和文献数值模拟结果进行了对比；还通过有、无考虑气动弹性时结构位移响应的比较，分析了气动阻尼对结构风振响应的影响。结果表明，本文数值模拟方法可以较精确地求解高层建筑结构的风振气弹响应问题。

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考虑气动加热的翼面结构热模态试验方法研究

刘浩，李晓东，杨文岐，孙侠生

振动与冲击. 2015, 34(13): 101-108.

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受热结构的热模态特性试验研究对高超声速飞行器设计校核和飞行安全具有重要的意义。本文建立了一套考虑气动加热影响的结构热模态试验系统，依据气动加热数值计算得到的结构温度场计算了加热温度跟踪控制系统参数，对飞行过程中的瞬态热环境进行模拟，测量了各个加热温区的温度随加热时间的变化，验证了加热温度控制的精确性。将智能PID控制技术与传统相位共振方法相结合，提出了模态频率自动跟踪方法，使传统相位共振方法的应用范围扩展至瞬态热环境下时变结构系统的模态试验领域。设计了一个切尖三角形薄板翼面结构试验件，并采用模态频率自动跟踪方法对该结构进行了热模态试验，获得了结构的前四阶模态频率随加热时间的变化，并与结构有限元数值计算结果进行了比较，试验与计算结果吻合得很好，验证了模态频率自动跟踪方法对热模态测试问题的有效性和准确性。分别通过对瞬态和稳态热环境下结构模态频率试验和计算结果的分析，探讨了气动加热产生的结构瞬态温度场对模态频率影响的机理，解释了模态频率随加热时间变化趋势的内在原因。

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抗震规范中隔震装置的地震风险分析

熊焱1,吴迪2,3, 崔杰2

振动与冲击. 2015, 34(13): 109-114.

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目前关于基础隔震结构抗震性能评价的研究主要针对隔震层以上的上部结构，对于隔震装置的地震风险分析仍有待完善。本文以隔震层水平位移与隔震装置尺寸（支座的有效直径）的比值作为结构需求，借鉴《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）所规定的隔震支座的水平位移限值作为划分标准，初步建立结构基础隔震中隔震装置的概率地震需求模型，探索建立其地震风险分析方法。最后，以灾区已建成的一座七层混凝土框架基础隔震结构建筑作为算例，通过所提出的模型和方法对其隔震装置进行地震风险分析。

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杏果输送过程中稳定性的数值模拟与试验研究

罗建清?1, 王春耀1

振动与冲击. 2015, 34(13): 115-120.

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研究杏果在实际定向输送过程中的定向机理，构造满足实际工程条件的欧拉动力学方程，为杏果定向、切分装置的设计优化提供必要的设计依据。应用李雅普诺夫稳定性原理对杏果动力学方程进行稳定性判定，借助于Matlab数学分析软件对杏果物理模型进行数值模拟仿真，运动仿真及试验结果表明杏果随机进入输送系统后逐渐实现绕杏果最大主惯性轴（横径）方向作滚动，并趋于稳定，定向效果良好。运动仿真模拟和试验数据相符，验证了杏果定向理论的正确。

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基于双目立体视觉与数字散斑图像相关的全场振动测量

陈忠1,2, 陈教豆2

振动与冲击. 2015, 34(13): 121-126.

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本文研究了基于三维数字散斑图像相关方法（3D-DSCM）的三维全场振动测量相关问题。该方法通过双目高速摄像机连续采集散斑动态变形图像，结合数字散斑相关方法对目标点进行相关匹配，可得到随时间变化的物体离面振动位移信息。本文通过正弦激励稳态响应的比对实验、各参数（相关函数、子区大小、形函数）选择对测量结果的影响的实验研究。研究结果表明50Hz稳态激励下的所测振动幅值相对误差小于3.5%、幅频曲线相关系数高于98%；相关函数、子区大小、形函数的选择都对计算的精度具有很大的影响。

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水平振动荷载作用下桩基动力特性

韩红霞1,2，崔武文3，李雨润2

振动与冲击. 2015, 34(13): 127-132.

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根据波动力学的基本方程和无限平面内圆孔辐射应力混合边值问题的计算理论，利用傅立叶展开法，求解出在水平简谐荷载作用下，考虑桩与周围土体部分脱开的物理现象时桩周土的动刚度和动阻尼。之后将其应用到Novak的无限薄层理论中，得到了在水平简谐荷载作用下单桩的动刚度、动阻尼以及桩的水平振动幅值随频率的变化曲线。分析可知，在水平振动荷载作用下，桩的水平动刚度较小，水平位移起主导作用；考虑了桩与周围土体局部分离的物理现象后，计算出的桩顶水平振动幅值和频率比较稳定，其结果更接近于试验值；计算时，土体的剪切模量采用由静态试验法测得的桩顶土剪切模量，计算结果与试验值更接近。

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柴油机双层隔振非线性系统主动隔振研究

肖斌1，高超1，张艾萍1，刘志刚2

振动与冲击. 2015, 34(13): 133-139.

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针对柴油机双层隔振系统，考虑误差通道严重非线性影响动力系统建模、振动分析以及主动控制策略设计、隔振效果，本文在预补偿模型参考自适应逆控制的线性化算法基础上，集成自适应陷波算法，形成自适应复合控制策略。在柴油机双层隔振系统主动隔振试验中，基于Hammerstein型非线性系统解耦及基频广义频响函数分析，建立线性化参考模型及提取误差通道相频特性曲线，分析提出的自适应复合控制策略，结果表明：接近目标非线性系统的线性参考模型，能够获得好的线性化效果和提供精确的误差通道相频特性曲线，并与相频曲线FIR模型拟合一起，决定着自适应复合控制策略的隔振效果；而与系统能量建模结果对比表明，只有通过消除系统非线性来抑制其对谐频振动影响，才能获得最优的系统振动能量级隔振效果。

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耦合板结构的非结构零阶能量有限元分析

周红卫,陈海波,王用岩

振动与冲击. 2015, 34(13): 140-145.

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基于薄板高频振动时三种波场的能量流控制方程，用三角形网格划分板结构，推导了非结构零阶能量有限元的计算格式。并运用该方法计算了L型耦合板和简化的汽车外壳，得到了各波场在空间上的能量密度结果。将计算结果与统计能量法和能量有限元进行了对比,验证了其正确性。计算结果表明，频率很高时面内波能量往往能达到弯曲波能量水平，高频振动仿真时有必要同时考虑三种波场。

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比例损伤结构的两阶段损伤识别研究

赵建华1,张陵1,孙清2

振动与冲击. 2015, 34(13): 146-151.

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为了提高结构的多损伤识别效率，提出了一种先利用归一化条件下的模态应变能变化进行结构损伤定位，然后再利用改进的频率变化法进行损伤定量的两阶段损伤识别方法。该方法首先对损伤前后的单元模态应变能进行归一化处理，提出基于归一化条件下的模态应变能变化率的损伤定位指标并对结构进行准确的损伤定位识别；其次，在确定损伤位置的基础上，建立了只跟损伤单元数目相关的基于比例损伤模型的损伤定量方程，并用最小二乘技术进行损伤程度的求解。为了验证所提方法的有效性，以一个单跨6节平面桁架结构为例进行数值模拟。仿真结果表明，所提方法不但可以准确地识别出结构的损伤位置和程度，而且对测量噪声具有较强的鲁棒性。

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基于新型双足模型的步行荷载分析及其参数研究

王益鹤，杨娜

振动与冲击. 2015, 34(13): 152-157.

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双足模型可模拟人的周期步行问题。基于ISO 5982模型与双足模型，建立了新型双足步行模型。采用Lagrange方程描述步行过程中的运动方程，确定了系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵和荷载向量。研究了人体步行的力学特性及能量变化过程，分析了腿刚度、冲击角和步行速度等参数对地面反力的影响。结果表明：新型双足模型能够模拟包括双足和单足支撑阶段完整连续的步行过程；连续平稳步行中的总能量恒定，各能量随步行过程在重力势能、弹性势能和动能之间转化；腿刚度、冲击角和步行速度对步行特性有较大影响，但腿刚度对步行周期和步长的影响较小。

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基于PCA—SVDD方法的钻头异常钻进识别

刘刚1,刘闯1,夏向阳1,裴重潋1蔡鹏2，赵少伟3

振动与冲击. 2015, 34(13): 158-162.

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为了快速识别钻头异常钻进情况，达到实时监测丛式井防碰需求，根据钻头振动信号的幅值归一化频数统计特征，提出一种基于PCA—SVDD的钻头异常钻进识别模型。提取钻头正常钻进信号的每一帧数据的归一化频数特征，该特征与波形的真实幅值大小无关，适合不同工作情况，将提取的特征应用PCA方法降维处理得到钻头正常钻进的特征向量作为训练样本，建立基于PCA—SVDD的钻头异常钻进诊断模型，通过现场数据检验，证明该方法可以有效、快速地识别钻头异常钻进情况。

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拉线初张力对特高压双柱悬索拉线塔受力性能影响的风洞试验研究

俞登科1，李正良1，施菁华2，晏致涛1，肖正直1

振动与冲击. 2015, 34(13): 163-168.

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为研究拉线初张力对±800kV特高压双柱悬索拉线塔抗风性能产生的影响，分别取拉线初张力为其设计承载力的15%、20%、25%，进行了塔线体系气动弹性模型的风洞试验。试验结果表明：拉线初张力的改变对荷载状态下塔线体系的受力性能影响显著，且对双柱支座反力和拉线拉力的影响呈非线性关系，应对拉线初张力进行优化选取。

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基于DOE和改进模拟退火算法的消声器优化设计

张俊红，朱传峰，毕凤荣，王健，李忠鹏

振动与冲击. 2015, 34(13): 169-175.

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为提高消声器的优化效率，在考虑流速对消声器传递损失数值建模的基础上，采用试验设计（DOE）中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析，结合改进模拟退火算法分别建立消声器在排气噪声峰值频率处传递损失的单目标和多目标优化模型，开展消声器的优化设计研究。研究结果表明：DOE方法能有效辨识出各参数对消声器传递损失贡献度的大小，简化了消声器的优化模型。消声器内气体的平均流速对消声器的优化结果影响较大。单目标优化可使相应峰值频率处的传递损失达到最大值，多目标优化能使全频段整体优化效果较好，优化设计后排气噪声最大降低31.73dB，优于单目标优化结果。本研究为消声器的优化设计提供了新思路。

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被动式恒力缓冲装置的设计与性能研究

张春辉1，汪玉2，杜俭业2，温肇东2

振动与冲击. 2015, 34(13): 176-181.

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船舶设备遭受强冲击作用时，能够承受的加速度和相对位移幅值都很小，采用隔振器和限位器均不能满足抗冲击要求，此时需要特殊的缓冲元件来存储、吸收大量的冲击能量。基于最优抗冲理论，设计了一种被动式恒力缓冲装置，推导了凸轮滑轨机构受力与弹簧变形之间的关系，在此基础上分析了橡胶垫等效线性刚度、阻尼比对恒力缓冲装置缓冲性能的影响，并与等效线性刚度系统进行了对比。研究结果表明，与等效线性刚度系统相比，该装置明显降低被隔离设备的绝对加速度幅值和相对位移幅值，具有良好的抗冲击性能。研究结论为恒力缓冲装置的设计和应用提供了一定的参考。

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高温作用下混凝土动态力学性能时间效应试验研究

李洪超1 刘殿书1 黄永辉2 梁书锋1 李明慧1

振动与冲击. 2015, 34(13): 182-188.

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为研究混凝土的高温动态力学性能，采用ANSYS软件对C60混凝土试件加热过程中的温度场进行计算，以确定不同温度组试件的加热时间。利用SHPB试验装置和加热电阻炉进行高温下不同加热时间的混凝土抗冲击性能试验研究。试验结果表明：C60混凝土表现出明显的温度效应和时间效应，在不同高温下，随着加热温度的升高试件动态抗压强度先增大后减小，峰值应变增大，且在200℃左右动态抗压强度达到最大；在相同高温不同加热时间的条件下，随着加热时间的增加，试件动态抗压强度不断降低，峰值应变增大，弹性模量减小，且在500℃的稳态温度场中，当加热时间>190min时，试件动态抗压强度不再降低趋于稳定。

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立交匝道桥地震响应及合理抗震体系研究

张菊辉1 管仲国2

振动与冲击. 2015, 34(13): 189-194.

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以上海嘉闵高架桥为依托，分析了不同曲率半径、地震输入方向对立交匝道桥地震响应的影响，指出小曲率半径下的匝道桥地震响应较为复杂，地震最不利输入方向与墩柱切线、法线方向仍存在20º～30º的偏差，墩底弯矩偏低约10%～20%，大曲率半径下则可简化为直线桥。基于新规范体系，评估了立交匝道桥在两级地震作用下的性能，指出匝道桥较容易满足E1地震下的强度要求，在E2地震下，顺桥向固定墩以及横桥向高墩均会进入屈服，其中矮墩固定墩较容易发生剪切破坏。对直线匝道桥分别采用延性抗震体系与减、隔震体系进行设计，并评估其适用性，指出单独采用任何一种抗震体系都难以满足结构性能要求，建议高墩区采用延性抗震体系，矮墩区采用减隔震体系。

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一种摇摆式钢筋混凝土框架节点刚度取值研究

鲁亮1 刘霞1? 陈俊杰2

振动与冲击. 2015, 34(13): 195-199.

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研究了一种摇摆式钢筋混凝土框架节点刚度的取值方法。首先，建立了摇摆式钢筋混凝土框架的有限元模型并进行了地震模拟振动台试验验证；其次，选择10条地震动曲线，研究9种不同节点相对刚度比情况下结构的动力时程响应分析；最后，利用层间位移放大系数、基底减震系数比较不同地震动作用下结构的峰值层间位移、层间剪力响应。结果表明：节点相对刚度比S取0.01~0.25为宜。

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养护时间对胶结砂相似材料抗压性能的影响

袁璞1,2，徐颖1,2

振动与冲击. 2015, 34(13): 200-204.

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为研究相似材料的合理养护时间、缩短物理相似模型试验周期、加快模型试验进度，对4种不同配比的胶结砂相似材料试件实施3种养护时间下的静态单轴压缩试验，并采用分离式Hopkinson压杆装置进行相应养护时间下的单轴冲击压缩试验。研究表明，随着相似材料中胶结材料水化反应的进行，4种配比胶结砂相似材料的静、动态单轴抗压强度和纵波波速均随养护时间的延长而增加；且7d到14d增长速率较快，14d到21d增长速率较慢，合理的模型材料养护时间为14d。在本次试验应变率条件下，胶结砂相似材料抗压强度动态增长因子和动态峰值应变随养护时间的延长而逐渐降低。砂灰比越小，相似材料中胶结材料越多，其静、动态单轴抗压强度越高，其抗压强度动态增长因子越小。

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基于振动台试验的框支密肋复合墙结构弹塑性有限元分析

何玉阳1，袁泉1

振动与冲击. 2015, 34(13): 205-210.

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本文在框支密肋复合墙结构振动台试验的基础上，采用ABAQUS有限元软件，建立该结构的非线性有限元模型，并对该结构在试验的几种典型工况下的地震反应进行数值模拟计算，选取了具有代表性的振型、自振频率、加速度、层间位移角、结构破坏形态等分析结果，与试验结果进行对比。分析结果表明：数值模拟与振动台模型试验吻合较好，建立的有限元模型能较好的反应框支密肋复合墙结构的基本动力特性，采用有限元模型不仅可以提高建筑结构抗震分析的效率，弥补了振动台试验的不足，也更有助于分析其抗震性能和耗能机制，从而证明了数值模拟的合理性和可靠性，进而得出了结构的动力特性与弹塑性地震响应的基本规律，为今后该结构的工程实践和科学研究提供了基础。

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智能微位移主动隔振控制系统的研究

王常松1，梁森1，韦利明2

振动与冲击. 2015, 34(13): 211-216.

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针对精密加工设备的微位移隔振问题，设计了一种以压电陶瓷为作动器的新型智能微位移主动隔振控制系统，在NI PXI数据采集系统和BK激振器的基础上，搭建了该系统的实验平台，提出将有源噪声控制理论应用到微位移振动的主动控制中，开发了在LabVIEW软件环境下整个系统的数据采集和F-XLMS控制算法的控制程序，分别在正弦、扫频和随机激励信号下进行了微位移主动隔振实验研究，结果表明三种激励信号受控后的振动位移大幅度降低，验证了该系统对微位移主动隔振的有效性，为精密仪器、微纳米设备的微位移智能主动隔振系统设计奠定了基础。

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2015年, 第34卷, 第13期　
刊出日期：2015-07-15

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