振动与冲击

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沈刚1 朱真才1 李翔1 汤裕1 杨寅威1 丛大成2

振动与冲击. 2015, 34(19): 1-7.

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为了解决三轴六自由度电液振动台自由度之间耦合问题，提出一种基于逆模型的前馈补偿器解耦策略。对多轴电液振动台的系统传递函数转化为矩阵型式并进行分析，推导出基于系统逆模型解耦控制方案，利用递推增广最小二乘法(Recursive Extended Least Square, RELS)及零相差跟踪技术(Zero Phase Error Tracking，ZPET)设计出系统逆模型并得到相应的解耦控制器。最后，利用六自由度电液振动台对提出的算法进行实验验证。实验结果表明，解耦后的系统性能得到较大改善，一定程度上降低了耦合信号。

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考虑质量偏心Timoshenko梁的弯-纵耦合固有振动特性研究

王剑1,2，张振果1,2，华宏星1,2

振动与冲击. 2015, 34(19): 8-12.

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针对有限元法等数值方法较难处理的质量偏心梁问题，考虑质心、形心不重合情形下的弯-纵耦合效应，建立了有偏心Timoshenko梁弯-纵耦合振动的数学模型，推导了相应的特征方程。进而给出了若干偏心工况下Timoshenko梁弯-纵耦合振动的解析表达式，并探讨了偏心率和典型边界条件对纵向和弯曲振动固有频率和模态振型的影响规律。分析结果表明，固有频率随着偏心率的增大而减小，且质量偏心对纵向振动的影响较弯曲振动更为明显。

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两级行星齿轮传动非线性啮合力频率耦合

刘辉1,2 蔡仲昌3 项昌乐1,2

振动与冲击. 2015, 34(19): 13-23.

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利用拉格朗日方程推导了两级行星齿轮传动的平移-扭转非线性振动模型，模型考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度及其相位差、综合啮合误差、行星轮位置角时变性以及各行星排级间连接件的弯曲和扭转刚度。从行星排级间连接轴的力与变形耦合关系出发，研究了两个行星排啮合力产生的啮合频率耦合现象。通过数值仿真对不同激励条件下啮合频率耦合的表现形式进行了研究，对不同行星排的动载系数、均载系数、连接轴转矩的动态特性进行了分析，为多级行星齿轮传动系统动力学分析与设计提供指导。

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非均质结构非平稳随机响应的快速算法

陈玉震, 张盛, 陈飙松, 张洪武

振动与冲击. 2015, 34(19): 24-30.

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本文将扩展多尺度有限元法应用于非平稳随机振动时域显式法中，实现了对非均质结构非平稳随机响应的快速精确计算。首先，论文阐述了扩展多尺度有限元法基本原理。其次，探讨了时域显式法在非平稳随机响应分析中的优势。时域显式法基于动力响应显式表达式直接在时域进行随机振动分析，较传统反应谱法，具有良好的计算精度和计算效率。最后，根据两算法的特性和优势提出统一的多尺度算法框架，使其适用于非均质结构非平稳随机响应分析的快速求解。数值算例验证了该算法的高效性和精确性。

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汽车路面噪声多重相干分解方法研究

杨洋1，褚志刚2

振动与冲击. 2015, 34(19): 31-36.

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采用合理有效的分解方法获得各路面噪声源对驾驶员耳旁噪声的贡献，对进行车内声学设计具有重要意义。基于多重相干理论，给出了汽车路面噪声多重相干分解方法的基本流程，并采用设定特征阈值去除小特征值的方法降低病态误差。某轿车的路面噪声分解试验显示：左前轮、左后轮、右前轮、右后轮是该轿车路面噪声的四个独立源，分解结果使驾驶员右耳处合成噪声与实测噪声在20~6400Hz频段内仅平均相差约0.4dB(A)。分解结果正确，为新车型的声学设计开发提供了数据源；多重相干方法简便、易用、有效、可靠，为汽车路面噪声的分解提供了有力工具。

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减压条件下近自由面气泡运动与水冢现象实验研究

崔杰1，崔璞2，周塞北1，姚熊亮2

振动与冲击. 2015, 34(19): 37-42.

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近场水下爆炸气泡所受较大浮力，将与船体、自由液面等发生耦合，由于边界的复杂性、气泡溃灭受控制参数的敏感性，理论及数值方法较难进行求解；现有实验研究因其生成的气泡尺寸小，导致浮力较小，难以保证与真实的水下爆炸气泡的相似性。为深入探究近场气泡与自由液面相互作用规律，根据水下爆炸气泡相似理论，设计减压条件下气泡动力学实验装置，开展减压条件下气泡动力学实验，得到了计及浮力影响的近自由液面气泡运动形态变化和不同水冢现象。最后，通过大量实验数据总结归纳，得到近自由液面气泡运动周期、射流速度、水冢高度等随距离参数和浮力参数的变化规律，为相关理论与数值的研究提供参考。

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有争议的碰撞恢复系数研究进展

姚文莉1 岳嵘2

振动与冲击. 2015, 34(19): 43-48.

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碰撞恢复系数是研究碰撞问题的重要且颇具争议的参数，对于该参数争议的焦点在于：（1）哪一个碰撞恢复系数的定义更合理；（2）碰撞恢复系数是否只与材料相关；（3）可否表达为其他变量的函数；（4）是否还存在其他更稳定的碰撞过程中的不变量；（5）不同类型的碰撞恢复系数如何应用。文中围绕上述焦点问题，从定义等价性、优劣、研究方法以及应用方式等各个角度进行了回顾，分析了利用碰撞恢复系数来解决碰撞问题中存在的问题，并探讨了今后的研究发展方向。

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Gauss白噪声参激下悬挂轮对系统的随机稳定性研究

张波,曾京,刘伟渭

振动与冲击. 2015, 34(19): 49-56.

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在非线性悬挂轮对系统中加入了Gauss白噪声参激，通过Hamilton系统理论和随机微分方程理论，将系统转化为拟不可积Hamilton系统伊藤随机微分方程组，根据拟不可积Hamilton系统的随机平均法，把该方程组降维为一维扩散的平均伊藤随机微分方程，使原系统的解依概率收敛到一维伊藤扩散过程。通过分析一维扩散奇异边界的性态得到了随机全局稳定性的条件。最后对系统的D分叉和P分叉行为进行了研究，并画出了随机P分叉图和随机极限环图。结果表明，随机项的作用使系统的临界速度发生漂移，随着噪声项强度增大，临界速度显著降低。P分叉后系统表现为最大可能意义上的随机极限环振荡，而D分叉后统表现为概率1意义下不稳定的非极限环随机振荡。

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基于WMRMR的滚动轴承混合域特征选择方法

戴豪民，许爱强，李文峰，孙伟超

振动与冲击. 2015, 34(19): 57-61.

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为充分利用时域、频域以及时频域中的有效特征，提高滚动轴承故障诊断准确率，提出一种混合域特征集构建方法，利用原始信号分别生成时域和频域特征集，通过经验模式分解提取固有模态函数的排列熵和Hilbert谱的奇异值作为时频域特征集，使得混合域特征集比单域特征更能全面准确反映轴承运行状态。针对混合域特征集存在维数过高、特征之间冗余性严重的问题，采用加权最大相关最小冗余的特征选择方法，以支持向量机分类正确率为依据，选取7个有效特征向量。实验结果表明：基于WMRMR的混合域特征选择方法的分类准确率可达98%，能够有效的识别轴承故障信息。

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一种基于CR理论的大柔性机翼非线性气动弹性求解方法

王伟1,周洲1，祝小平2，王睿1

振动与冲击. 2015, 34(19): 62-70.

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大展弦比大柔性机翼在气动载荷的作用下，产生较大的弹性变形，其惯性特性、刚度特性、动气动弹性特性等亦发生较大改变，常规的线性气动弹性分析方法不再适用。基于Co-rotational(CR)理论，推导了机翼变形后的切线刚度矩阵和质量矩阵，建立了考虑几何非线性效应的大柔性机翼结构动力学模型；耦合改进的ONERA非线性非定常气动力模型，提出了一种适用于大柔性机翼的非线性气动弹性求解方法。采用Newmark直接数值积分法及松耦合技术在时域内对气动弹性运动方程进行求解，对所提出的非线性气动弹性求解方法的正确性和精度进行了验证，并研究了大柔性机翼的极限环颤振特性。研究表明：适用于大柔性机翼完整的非线性气动弹性建模需要考虑机翼结构大变形和非定常气动力动态失速等非线性因素；弯曲变形可降低临界极限环颤振速度的15%以上，而前移弹性轴能够有效的提高临界极限环颤振速度；所提出的非线性气动弹性求解方法具有较好的精度和效率，满足大柔性机翼非线性气动弹性的求解需求。

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高速列车表面压力测试信号的振动干扰分离研究

何洪阳，陈春俊，缪晓郎，何发胜

振动与冲击. 2015, 34(19): 71-75.

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高速列车表面压力测试过程中，压阻式绝压传感器受列车振动冲击激扰，引起传感器输出干扰；同时，车体振动又会引起表面压力变化，导致有用信号与干扰信号难于准确分离。针对现有的经验模态分解（EMD）降噪过程中存在端点效应和模态混叠现象，提出了一种改进的集合经验模态分解（IEEMD），并利用仿真信号进行验证。模型车在单自由度方向振动激励下，运用IEEMD方法对车体表面压力信号进行经验模态分解，再计算各固有模态函数（IMFs）分量自相关函数与原始信号自相关函数的相关性系数，提取振动引起的压力。同时利用CFD计算模型车在同一激励下振动压力，从而分离出振动干扰，并建立振动与振动干扰的回归关系，为准确提取列车表面压力提供理论指导。

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曼型干式煤气柜动力特性分析及风振响应主要贡献模态识别

李正良1，2，刘欣鹏1，晏致涛1，2，焦红伟1，俞登科1

振动与冲击. 2015, 34(19): 76-83.

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曼型干式煤气柜不同于一般空间结构，其动力特性十分复杂，因此作为研究其频域内风振响应的基础，本文首先通过建立精细化有限元模型研究其在不同工况下的动力特性；其次，分别计算背景、共振响应振型能量参与系数，并按降序排列，选取结构风振响应的主要模态。最后，通过选取模态进行频域计算并与传统频域计算方法(完全二次振型叠加，CQC法)对比。结果表明：结构自振频率分布密集；动力特性受活塞位置及内部气压影响较大；背景、共振响应振型能量参与系数能准确反映各阶模态能量对响应总能量的贡献程度；通过振型能量参与系数法确定的主要模态进行频域分析具有计算效率高，计算精度可控的优点。

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管道中连续振动信号衰减模型与传递特性研究

刘均1,2 袁峰1

振动与冲击. 2015, 34(19): 84-90.

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本文借鉴电力线输电理论中的阻抗和传递系数来描述连续压力波动在管道中的传递过程，建立了基于传递矩阵的连续波衰减模型，利用特征阻抗来描述管道本体特征对波动传递的影响，并以此模型为基础，分析了连续波在管道中传递时压力和流量之间的关系、以及管道终端阻抗和倾角对波动传递的影响。通过对模型的仿真计算，得出了在管道中连续波信号传递时，管道内压力波呈驻波分布的结论，同时分析了在不同终端阻抗下波动的分布情况；通过对管道内不同频率信号的衰减情况分析，绘制了管道内信号传递的幅频特性曲线，得出了随着频率的升高，管道内信号呈波动性衰减的结论。最后通过地面验证实验，说明了不同频率信号在相同管道内的传递情况符合仿真分析，为随钻测量过程中通信频率的选取提供了理论支持。

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基于ＡＬＥ方法的盾构对接施工钢环顶伸数值模拟及稳定性分析

王欢欢1,2 杨丽丽3 杨勋1,2 金先龙1,2

振动与冲击. 2015, 34(19): 91-97.

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Base on arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) method, three dimensional finite element model for steel extension in shield machine butting was established. The problem of mesh deformation distortion caused by soil flow deformation was resolved, while tube-soil dynamic coupling process was realized. Resistance change and stress-strain conditions of steel tube during the extension was analyzed. Simulation of steel tube extending under different velocity was processing. Axial and lateral stability of steel tube was researched, mainly considering contact and gravity status. The results provided the reference for the design of shield butting construction.

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四角点固定支承矩形板固有特性研究

李郑发1,2,3，曹登庆2，张迎春1,3

振动与冲击. 2015, 34(19): 98-102.

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四角点固定支承矩形板横向振动固有特性的研究对其实际应用及故障诊断具有重要意义。基于能量守恒原理并结合固定支承点处的约束条件建立四角点固定支承矩形板横向振动的拉格朗日方程。采用幂级数多项式来描述其振型函数，根据Rayleigh-Ritz理论推导出四角点固定支承矩形板的横向振动频率方程；由频率方程给出了不同长/宽比矩形板基频的理论计算结果，并应用该方法获得了四角点简支矩形板的频率方程。对典型算例的理论计算结果和有限元分析结果进行比较和分析，给出便于工程应用求解其基频的近似计算式；通过试验研究表明理论计算结果与有限元分析结果和试验结果具有较好的一致性。

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台风作用下某高层建筑电梯的水平振动响应分析

潘月月1, 李正农1, 张传雄1, 2, 史文海2

振动与冲击. 2015, 34(19): 103-108.

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在台风“海葵”和“潭美”分别影响温州期间，对温州某高层建筑进行现场实测，得到建筑第25层楼板结构和停靠在第25层的电梯加速度数据。同时，采用MATLAB软件进行编程，对结构和电梯的动力响应进行了时域和频域特性分析。结果表明：台风作用下，电梯和结构的加速度响应最大值随着平均风速的增大而增大；结构的风致振动传递给电梯，当电梯的固有频率接近结构的前几阶自振频率时，电梯的整体振动响应将表现为对结构振动响应的放大；10min时距内，电梯在水平方向的加速度响应最大值是同层楼板加速度响应最大值的1~1.78倍。最后，以高层建筑现场实测数据为基础，提出了一种计算电梯水平振动响应的简化计算方法，以期为电梯的安全设计和计算提供参考。

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深水缓波形脐带缆结构响应及参数敏感性分析

宋磊建1，韩芸2，付世晓1，李梨3

振动与冲击. 2015, 34(19): 109-114.

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本文对某采用缓波形布局的深水脐带缆进行静态分析，得到了脐带缆的整体结构响应，包括脐带缆初始线形、有效张力和弯曲曲率的分布特性。同时对脐带缆缓波形布局下的总体布局参数进行了参数敏感性分析，得到了浮子段长度、浮力因子、浮子段起始位置及顶部悬挂角对脐带缆结构响应的影响。这些研究结果可以为深水脐带缆的缓波形布局设计提供参考。

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基于解决汽车加速异响的离合器减振特性的建模及优化

上官文斌1，郑若元1，孙涛1，谢剑云2，王善南2，侯秋丰2

振动与冲击. 2015, 34(19): 115-119.

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为解决汽车加速时驾驶室内的异响，建立了发动机-离合器-变速器-传动系统-整车的三自由度非线性力学模型。由于模型主要用于分析离合器减振特性的分析，将离合器输出轴以后的部件简化为一个等效转动惯量。在发动机输出扭矩的波动下，利用建立的模型，可以求出离合器输入、输出转速的波动，从而得到离合器的扭转振动衰减率。以离合器的振动衰减率最大为优化目标，优化了离合器的扭转刚度和摩擦阻尼，使其扭转振动衰减率得到了较大的增加。对优化前后的离合器进行装车试验，测试了发动机舱的噪声、车内的噪声和变速器支架的振动加速度。结果表明，本文的建立的优化模型和计算得到的优化结果，对改善变速器加速异响具有指导意义。

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通过实验模态分析设计阵列式压电模态传感器

朱峤，毛崎波

振动与冲击. 2015, 34(19): 120-125.

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提出一种新的基于实验模态分析的阵列式压电模态传感器设计方法。首先利用PVDF阵列进行实验模态分析得到结构的曲率模态，然后直接将曲率模态振型函数在相应测量点的幅值作为加权系数，对结构进行模态滤波，得到各阶模态坐标，并加以实验验证。研究发现，利用本文方法设计阵列式压电模态传感器是可行的，而且该方法不需要进行复杂的数值计算，操作简单，模态滤波效果良好，可以很容易推广到二维复杂结构，具有较好的工程应用前景。

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随机荷载作用下刚性路面动态响应研究

张献民，胡鹏

振动与冲击. 2015, 34(19): 126-130.

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为了研究车辆随机荷载作用下刚性路面的动态响应，基于ANSYS软件，应用1/4车辆模型，得出其在路面不平度激励下的随机荷载，简化了荷载的求解，建立了路面三维有限元模型，讨论了在随机荷载作用下结构层参数对路面动位移幅值及面层层底拉应力幅值的影响规律。结果表明，面层厚度和土基模量对路面动位移幅值影响最大，当面层厚度超过30cm、土基模量超过60MPa时，继续增大以上结构层参数路面动位移幅值不再有明显减少；当土基模量小于60MPa继续减少时，要实现路面动位移幅值的不变，需要增加的面层厚度幅度逐渐变大；面层模量及厚度对面层层底拉应力幅值影响最大

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大型户外独立柱广告牌风致响应及风振系数分析

韩志惠1,2，顾明2

振动与冲击. 2015, 34(19): 131-137.

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基于刚性模型测压风洞试验数据，分析了双面式及三面式独立柱广告牌的风荷载特性，并采用时程分析法对其风振特性进行了研究。结果显示：双面式广告牌的合风力系数平均值和脉动值在0o～15o风向角下分别达到最大值1.46和0.17，而三面式广告牌则在0o风向角下达到最大值1.45和0.16；两者的扭矩系数平均值分别在52.5o、30o风向角达到最大值；双面式广告牌的节点位移响应共振能量由垂直于面板方向的弯曲振型提供，而三面式广告牌的节点位移响应共振能量由平行于面板组成三角形的中线和垂直于中线的弯曲振型提供；两者的钢管梁扭转角响应的共振能量都由扭转振型提供；双面式、三面式广告牌弯曲振动最不利工况为0o风向角，风振系数分别为1.51、1.59；扭转振动最不利工况分别为52.5o风向角、30o风向角，风振系数分别为1.63、2.65。

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大跨度铁路斜拉桥冲击系数的影响因素研究

李永乐1，鲍玉龙1，董世赋1,2，曾永平3，向活跃1

振动与冲击. 2015, 34(19): 138-143.

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为研究列车编组等因素对大跨度铁路斜拉桥冲击系数的影响，针对大跨度铁路斜拉桥车致振动的特点，采用车桥耦合振动的方法，探讨了不同列车运营条件对桥梁局部构件的冲击效应的影响。通过自主研发车桥分析软件BANSYS，分析了大跨度铁路斜拉桥的动力响应，讨论了列车编组、轨道不平顺、行车方向和列车类型等因素对斜拉桥各部件冲击系数的影响。研究表明：进行车桥动力计算和现场动力试验时，应尽量采用与实际列车相同或相似的列车编组；列车行车方向不同时，构件同一位置处冲击系数相差较大。

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螺杆真空泵自平衡螺杆转子优化设计

巫修海1,2，陈文华1，张宝夫2

振动与冲击. 2015, 34(19): 144-149.

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为了开发能适应恶劣工况、高效节能和安全运行的螺杆真空泵，设计了一种自平衡的内部压缩螺杆转子模型。使用借助Hermite插值理论导出圆柱变螺距螺旋线的参数方程，构建了变螺距设计参数、尾部压缩级数与螺旋角度的变量关系式，建立了自平衡螺杆转子优化设计模型。通过计算，优化转子质量轴向分布，无需在螺杆转子两端和齿顶减重而达到良好的自身动平衡，动平衡试验证明了设计模型的可靠性，为螺杆真空泵的动平衡研究提供了参考依据。

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基于Exp-ln模型与广义粘弹性理论的橡胶本构模型及其应用研究

仲健林，任杰，马大为

振动与冲击. 2015, 34(19): 150-156.

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提出了一种描述橡胶材料不同应变率下力学响应的粘超弹本构模型。首先，利用Instron实验机和SHTB实验装置，开展橡胶材料单轴拉伸实验；其次，结合Exp-ln超弹性本构模型和广义粘弹性方法，建立了橡胶材料粘超弹本构模型；再次，推导本构模型三维增量格式，编写了用户子程序(VUMAT)，验证了本构模型的一维和三维有效性；最后，建立橡胶底座冲击附加载荷计算数值模型，并将冲击附加载荷实验与数值仿真进行对比验证。结果表明：单轴拉伸实验与数值解吻合较好，冲击附加载荷实验值与仿真值误差约为7%，验证了粘超弹本构模型的正确性。

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基于MIMO信号降噪的模态参数识别研究

包兴先1,熊丛博2，李翠琳3，田玉芹4

振动与冲击. 2015, 34(19): 157-162.

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发展了一种基于多输入多输出（MIMO）信号降噪的模态参数识别方法。首先对实测的MIMO脉冲响应数据构建block-Hankel矩阵，然后通过模型阶次指标确定矩阵的秩，进而基于结构矩阵低秩逼近（SLRA）计算得到降噪后的信号，最后通过多参考点复指数法（PRCE）识别结构的模态参数。数值算例和模型实验结果表明，该方法对实测MIMO信号有很好的降噪作用，识别效果较好。

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转子热致振动现象的瞬态响应特性研究

徐宁 1,2 刘占生 1 董延阳 1 杨帆 1 王庆超 1

振动与冲击. 2015, 34(19): 163-170.

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针对燃气轮机转子在启停暂态及变工况下的振动过大问题，建立了转子瞬态动力学特性理论分析模型，基于转子热变形现象将转子热变形等效为弯曲激励力，分析了转子在热变形激励下快速启动过程的瞬态响应特性、热变形与不平衡耦合激励下的转子在不同启动过程中的瞬态动力学特性，以及热变形随启动过程衰减的转子瞬态动力学特性，研究成果为燃气轮机转子热致振动特性研究提供理论依据与基础。

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复式类正方格子声子晶体薄板的带隙研究

赵浩江，刘荣强，郭宏伟，史创

振动与冲击. 2015, 34(19): 171-174.

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将一种复式类正方格子引入声子晶体薄板，其基元包含5个圆形散射体。利用平面波展开法研究了其纵向振动带隙结构，发现通过改变基元内不同位置处散射体的半径比及填充率，可以调节声子晶体带隙的宽度和位置。通过与相同填充率下的正方格子和Bathroom格子对比发现，复式类正方格子在合适的半径比之下可以获得更宽的带隙。

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低质量比圆形四立柱涡激运动特性研究

谷家扬，陶延武，渠基顺，吴介

振动与冲击. 2015, 34(19): 175-180.

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本文采用有限体积法对圆形四立柱涡激运动进行数值模拟。圆形四立柱涡激运动系统简化为两自由度的质量-弹簧-阻尼模型，引入雷诺平均应力模型求解不可压缩粘性Navier-Stokes方程,并结合SST k-w湍流模型对低质量比弹性支撑的圆形四立柱涡激运动进行模拟。将四阶Runge-Kutta代码嵌入用户自定义函数UDF(User Defined Function)中求解四立柱的动力响应，采用动网格技术来实现立柱和流场之间的耦合。研究发现，圆形四立柱涡激运动流向和横向振幅随着折合速度的增大而先增大后减小，并出现幅值跳跃现象，跳跃点在折合速度9.0处。横向振幅最大值出现在折合速度为8.0时，大小为1.99D，远大于流向振幅最大值0.26D。圆形四立柱流向运动平衡位置随折合速度增大并非一直增大，在折合速度9.0时突然下降随后增大。圆形四立柱涡激运动出现了明显的频率锁定现象，锁定区间为5.0-8.0。当系统走过锁定系统后，流向幅值和流向幅值迅速减小。最后本文对不同折合速度下圆形四立柱运动轨迹和尾涡脱落模式进行讨论分析。

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基于方差贡献率的泄流结构多测点动态响应融合方法研究

李火坤1, 刘世立1, 魏博文1，黄锦林2,符晓3

振动与冲击. 2015, 34(19): 181-191.

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泄流结构不同测点的振动信号频率成分和噪声水平不尽相同，通过信息融合，可将多测点振动信号融合为一个能准确、全面反映结构整体振动特性的振动信号。本文针对传统数据融合算法对信号相似度要求高以及固定融合系数的缺陷，提出了基于方差贡献率的结构动态响应数据融合算法，不同时间的融合系数随该点的方差贡献率而变化，根据该时刻信息的相对重要程度动态分配权重系数，实现多测点振动信号的动态融合。通过对数学模拟信号及泄流结构原型观测动态响应数据融合结果表明：本文提出的动态数据融合方法能够挖掘噪声中的微弱信号，使融合后信号能够更加准确、全面的反映结构的整体振动特性；该方法与传统互相关融合算法对比表明，方差贡献率算法能够有效凸显信号中的优势频率成分，保留原信号的结构固有频率成分，具有更强的适用性。

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分层介质冲击响应的SHPB实验研究

王建国1，高全臣1，陆华2，梁书锋1，黄博1，杨卓1

振动与冲击. 2015, 34(19): 192-197.

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借助SHPB实验装置建立了用于分层介质动态性能研究和数据分析的实验方法，通过调整子弹速度进行反复试验，测得由C30混凝土和泡沫混凝土组成的硬-软分层介质在冲击荷载下的应力、应变随时间的变化关系。实验结果显示，硬-软分层介质表现出的塑性性质明显强于硬材料的塑性，在应力、应变增加时，弹性模量逐渐减小，软材料的吸能作用很好的保护了硬材料，说明硬-软分层介质具有很好的抗高速冲击和削波作用。

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随机振动加载条件下焊点形态参数对板级光互连模块对准偏移影响分析

黄春跃1，吴松1，梁颖2，李天明3，郭广阔1，熊国际1，唐文亮1

振动与冲击. 2015, 34(19): 198-202.

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建立了光互连模块有限元分析模型并进行随机振动加载有限元分析，获取了垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL）与耦合元件间的对准偏移；采用水平正交表设计了不同焊点结构参数组合并建立有限元模型，获取了对准偏移数据并进行方差分析。结果表明：在随机振动加载后，光互连模块VCSEL与耦合元件间会产生水平、垂直、轴向的偏移；陶瓷基板焊点高度、VCSEL焊点高度对对准偏移具有高度显著性影响；因素显著性排序由大到小依次为：陶瓷基板焊点高度、VCSEL焊点高度、陶瓷基板焊点体积和VCSEL焊点体积；单因子分析表明VCSEL与耦合元件对准偏移值随陶瓷基板焊点高度增加而增大，随VCSEL焊点高度增加而增大。

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隧道明挖段拉槽爆破时既有隧道结构动力响应特性

邹新宽 1, 张继春1, 潘强1, 葛竟辉2

振动与冲击. 2015, 34(19): 203-207.

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研究确定拉槽爆破开挖对既有隧道结构的影响特征是制定正确合理控制爆破方案的前提。为此，以雅山隧道明挖段岩体拉槽爆破开挖为背景，利用数值模拟和现场爆破试验研究浅孔拉槽爆破时下部既有隧道结构的振动特性。数值模拟结果表明：在既有隧道上部进行浅孔拉槽爆破时，既有隧道衬砌各质点的竖向振动均明显较水平振动强烈，对爆破振动控制起主要作用；距爆源较近一侧隧道拱肩衬砌的质点竖向振速峰值为最大，且其随单段起爆药量增加而显著增大；既有隧道衬砌上的竖向质点振速峰值与Von-Mises应力间呈明显线性关系，当衬砌振速阈值设定为4.5cm/s时，既有隧道衬砌的动力安全系数为2.0。现场试验结果证明了利用数值模拟方法可有效指导拉槽爆破开挖和爆破振动测试方案的制定，并据实测振动数据回归分析得到了可优化设计拉槽爆破单段起爆药量的计算公式。

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改进多尺度法求解环形极板机电耦合强非线性系统主共振的研究

杨志安1,李熙 2，孟佳佳3

振动与冲击. 2015, 34(19): 208-212.

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研究环形极板机电耦合系统的强非线性问题。按照弹性力学理论建立环形极板机电耦合系统的动力学方程，利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。转化后的振动方程是杜芬-马修方程，有两个外激频率。应用多尺度法求得系统的主共振的幅频响应曲线，分析了不同的系统参数对共振的影响。

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二次方分段双稳系统的随机共振特性及其应用

张金燕，林敏

振动与冲击. 2015, 34(19): 213-217.

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提出了一种二次方分段双稳势函数，建立了该势函数的参数与克莱默斯逃逸率和输出信噪比的解析关系。并从动力学的角度，分析了不同非线性势函数下布朗粒子所受的势场力对增强随机共振效应的影响。数值仿真结果与理论分析结论一致。经对轴承滚动体故障数据的分析表明，该势函数所产生的随机共振能更有效地实现微弱特征检测与早期故障诊断。
　

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超弹性介电型EAP圆柱形驱动器变激励电压下动态响应分析

朱银龙1,王化明2,罗华安2, 3，周宏平1

振动与冲击. 2015, 34(19): 218-223.

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超弹性电活性聚合物(electroactive polymer, EAP)圆柱形驱动器的动态特性是进行合理设计、使用及优化驱动器的重要依据。结合介电型EAP机电耦合方程，构建了驱动器轴向线性运动的动力学方程。通过计算得到驱动器的电压-轴向位移曲线，研究了驱动器在准静态点附近的稳定性。最后，分析了驱动器在施加阶跃和周期电压激励时的动态响应。结果表明，在有效工作范围内驱动器是稳定的，阶跃电压激励使驱动器在准静态点附近产生轴向振动，周期电压使驱动器产生包含自振的拟周期轴向振动。进一步分析表明，阶跃电压激励更易导致驱动器的电击穿失效

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间隙条件下刨煤机刨头接触碰撞动态特性研究

毛君1，张瑜1，刘占胜2，李国平3，陈洪月1，郭辰光1

振动与冲击. 2015, 34(19): 224-229.

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考虑了刨头与滑架之间的水平和竖直间隙，通过点到直线的距离来进行碰撞检验的方法，构造了刨头与滑架接触碰撞判别条件。采用非线性弹簧阻尼接触力模型，建立了间隙条件下的刨头三自由度碰撞振动动力学模型，并采用龙哥库塔法进行数值仿真分析，分析表明间隙条件下刨头与滑架之间产生了单点、两点、三点碰撞；刨头与滑架各接触点的最大碰撞力随着竖直间隙的增大而先增大随后降低，随着水平间隙增大而逐渐增大。采用RecurDyn对刨头动力学模型进行了仿真，其结果与理论分析相吻合。

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刊出日期：2015-10-15

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