振动与冲击

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温登哲1，陈予恕1，侯磊1，李忠刚2

振动与冲击. 2015, 34(23): 1-7.

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本文用 Flügge 壳体理论，分析了径向内压对复合材料机匣的弹性稳定性（屈曲特性）的影响，并讨论了几何参数及材料特性对屈曲特性的影响，结果表明，在强度允许的范围内，径向内压的提高有助于提高机匣的抗屈曲能力。进一步应用振型叠加方法，研究了复合材料机匣在径向内压作用下受到径向简谐激励作用时稳态动力响应问题，结果表明，在特定径向简谐激励的作用下，径向位移响应的最大值在激励面和非激励面对应的频率点不同，激励面内出现在第三阶频率点处，而在非激励面内则出现在基频处。

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一种滚动轴承振动信号的数据压缩采集方法

郭俊锋，施建旭，雷春丽，魏兴春

振动与冲击. 2015, 34(23): 8-13.

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针对目前滚动轴承振动信号频带越来越宽，依据传统香农-内奎斯特采样定理进行数据采集时，将会得到巨量振动数据，对存储、传输和处理带来困难的问题，提出了一种滚动轴承振动信号的数据压缩采集方法。首先分析了振动信号在正交字典傅里叶基上的近似稀疏性，即可压缩性；然后融入振动信号在傅里叶基上稀疏性的结构信息，得到其优化的测量矩阵并进行压缩测量；最后基于压缩测量值采用正交匹配追踪算法对原始振动信号进行重构。通过仿真试验，结果表明，该方法既可以得到较高的信号压缩比又有着精确的信号重构性能，在不丢失振动信息的情况下，大大减少了原始振动数据量。

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基于主轴动态响应的车削加工精度可靠性及灵敏度分析

张义民曹辉王昊杨周

振动与冲击. 2015, 34(23): 14-17.

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考虑随机因素的影响，研究主轴受迫振动对车削精度可靠性的影响及随机参数的可靠性灵敏度。车床主轴加工时受到动态切削力作用，使主轴产生受迫振动。利用有限元方法计算主轴振动频率响应。考虑到加工过程切削参数的随机性影响，对切削参数进行随机抽样，计算不同参数条件下的频率响应。采用神经网络训练方法拟合频率响应与随机参数之间的关系式。建立车削加工时主轴受迫振动产生圆柱度误差的可靠性功能函数，并采用一次二阶矩法计算可靠度与随机参数的可靠性灵敏度。

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商用客机撞击储油罐破坏效应的数值模拟

张涛，方秦，吴昊，龚自明

振动与冲击. 2015, 34(23): 18-24.

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为揭示飞机撞击作用下储油罐的损伤破坏机理并为工程防护措施提供参考，建立了精细化的空客A320飞机和10000m3大型储油罐有限元模型，通过LS-DYNA有限元分析软件对不同位置的撞击全过程进行了数值模拟，分析了储油罐和飞机的动力响应和损伤破坏。结果表明：随着撞击高度的增加，储油罐的损伤破坏程度加重，罐体出现明显的“V”字形褶皱变形并被飞机地板穿透；不同位置处撞击力的时程变化趋势相似，但撞击力峰值有明显差别，其中2m高处的撞击力峰值（约9.62×106N）约为11m高处(约7.13×106N)的1.35倍；不同位置处撞击位移差别较大，其中11m高处的撞击位移峰值(约8.35m)约为2m高处（约0.73m）的11倍；罐体变形在燃油重力作用下部分恢复，并且撞击位置越低恢复程度越大，其中2m高处的恢复程度几乎达到70%。

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基于局域均值分解的自适应滤波滚动轴承故障特征提取

张　焱1，汤宝平1，邓　蕾1，颜丙生2

振动与冲击. 2015, 34(23): 25-30.

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依据小波变换带通滤波特性和相关分析提出一种滚动轴承故障特征提取新方法。针对带通滤波器参数难以快速自适应选取的问题，提出利用局域均值分解(Local Mean Decomposition，LMD)所得乘积函数(production function，PF)的统计特征快速设定滤波器中心频率，通过分析滤波信号小波系数谱改进Shannon熵与滤波器带宽参数间的关系给出滤波器带宽参数优化策略。对仿真信号和内外圈故障轴承信号的分析结果表明，该方法能自适应优化小波滤波器参数，有效提取滚动轴承冲击性故障特征。

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双层结构敷设声学覆盖层的吸声特性研究

张浩1 刘碧龙2 苏正涛1

振动与冲击. 2015, 34(23): 31-36.

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利用改进的传递矩阵模型研究了双层钢结构敷设声学覆盖层的吸声特性。在分层介质传递矩阵模型的基础上，引入界面面积因素，使模型可以定性计算具有内部空腔的覆盖层吸声性能。计算结果表明：对于中间有水层的双层钢结构，仅在外层钢板敷设覆盖层，水层引起的共振将显著降低其低频吸声性能。若同时在内层钢板敷设覆盖层，则可显著提高其低频吸声性能。外层覆盖层对第一阶吸声峰值内下的频段和高频段吸声影响显著，而对第一阶吸声谷值频率附近的吸声性能影响很小。内层覆盖层则能显著提高第一阶吸声谷值频率附近的吸声系数。

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橡胶材料的一种五参数分数导数模型

赵永玲1，侯之超1，黄友剑2，刘建勋1,2

振动与冲击. 2015, 34(23): 37-41.

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通过在分数导数Zener模型中增加Scott-Blair粘壶，建立了一种新的五参数分数导数模型。分析了分数导数算子参数对Cole-Cole曲线形状的影响。基于某隔振橡胶材料的DMA实验，应用温-频等效原理获得了该材料的动态模量和损耗因子的主曲线，并识别了新建模型的全部参数。结果表明，该模型能够比较准确地反映具有对称或非对称Cole-Cole曲线的橡胶材料的动态特性。

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基于PSODACCIW-VPMCD的滚动轴承智能检测方法

刘吉彪1，程军圣2，马利2

振动与冲击. 2015, 34(23): 42-47.

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针对VPMCD中模型选择方法的不合理和小样本多分类时识别率降低的缺陷，结合动态加速常数协同惯性权重的粒子群 (Particle swarm optimization with dynamic accelerating constant and coordinating with inertia weight, WCPSO) 算法的全局优化能力和加权融合理论，提出基于WCPSO-VPMCD的滚动轴承智能检测方法。首先对样本提取特征变量，然后采用WCPSO算法优化诊断融合权值矩阵，最后对滚动轴承的故障类型和工作状态进行分类和识别。实验结果表明，该方法能够有效地应用于滚动轴承的智能检测中。

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弹性约束浅拱的内共振非线性模态

曾有艺易壮鹏

振动与冲击. 2015, 34(23): 48-53.

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动力系统采用弹性约束时自振特性、非线性模态与采用理想边界时存在差异, 约束刚度值将改变各种非线性动力行为产生的参数域, 本文采用多尺度法进行直接摄动构造了一端竖向弹性约束浅拱在发生2:1内共振时的非线性模态。结果表明: 内共振非线性系统存在单模态运动和耦合模态运动; 弹性约束的存在及不同取值将导致不同的非对称线性模态、形函数及内共振激发条件; 不同约束刚度时非线性模态的时空效应呈现不同的动力形态。

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大型地下厂房开挖爆破损伤影响范围及评价研究

陈俊桦 1，张家生1，李新平2

振动与冲击. 2015, 34(23): 54-61.

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针对溪洛渡主厂房浅孔台阶开挖爆破工程，根据C-J爆轰理论和强度统计理论等分别得到炮孔壁上爆炸冲击荷载曲线和考虑压、拉损伤的岩石动力损伤本构关系。在FLAC3D数值软件中应用该爆炸荷载曲线和本构关系，并建立模拟单个垂直炮孔起爆的三维有限差分计算模型，分析岩石爆破动力响应，得到爆破损伤影响范围特性。同时在现场进行了爆破试验、钻孔声波测试和爆破振动速度测试。将现场试验、基于TCK体积拉伸损伤模型的数值计算与考虑压、拉损伤的数值计算的结果对比，验证压、拉损伤数值模型的合理性。研究成果表明，受地表自由面影响，岩石爆破损伤影响范围随深度增加而减小。炮孔顶部损伤影响水平半径最大，且该半径随单孔炸药量增大而显著增大；与最大损伤影响半径对应的水平径向质点峰值振动速度可作为爆破损伤安全判据；相对深度方向，水平径向为爆破损伤的主要扩展方向；数值计算结果较为合理，研究成果可为类似开挖爆破工程提供参考。

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博物馆文物微振疲劳试验与分析研究

马伯涛1，王毅2，杨维国3，葛家琪1，王亚3，王萌3

振动与冲击. 2015, 34(23): 62-67.

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地铁诱发振动对博物馆文物的影响属微振动疲劳损伤，为保证文物安全，开展地铁振动对馆藏文物影响的试验研究与数值分析。进行文物材料静力试验、疲劳试验和相应有限元计算分析，深入分析文物材料的力学性能变化规律、静力及动力效应。研究结果表明：文物材料静力强度介于5MPa~28MPa之间；疲劳试验频率设定于10Hz~20Hz之间，在交变荷载峰值为自身静力强度30%的换算荷载作用下，文物材料能够经受100万次疲劳振动不发生破坏；速度幅值为1mm/s时，在1~80Hz频率范围内，文物模型最大动应力值远小于其疲劳强度，不会发生微振动损伤；频率一定时，速度幅值与文物模型最大动应力值呈线性增加关系，故可以通过限制振动速度幅值来控制文物动应力值，保证博物馆文物的安全。

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基于LifeMod的人枪系统模型连续射击动力学仿真研究

金鑫1 周克栋1 赫雷1 黄雪鹰2 张俊斌2

振动与冲击. 2015, 34(23): 68-71.

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本文基于多刚体动力学软件ADAMS及人体生物力学软件LifeMod，建立了人枪系统三维多刚体动力学模型。通过ADAMS动力学仿真分析，获得人体在连续冲击下的动力学响应。根据试验获得的人体主动态参数，提出了一种在腰部关节添加驱动力的主动态仿真模型。仿真结果表明，采用所提新模型的仿真结果与试验结果一致性良好，反映了射击时人体主动态的真实情况。本文所提模型真实可信，对研究射击时人体在连续冲击下的主动态动力学响应具有重要意义。

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液压系统参数对液压互联悬架动态响应的全局灵敏度分析

周兵，耿元，黄晓婷

振动与冲击. 2015, 34(23): 72-76.

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本文针对半车液压互联悬架防侧倾模型进行频域分析，建立了四自由度机械和液压耦合系统的动力学方程，根据系统的频响函数和路面输入分别得到垂直模态和侧倾模态下的加速度功率谱密度响应。采用Sobol全局灵敏度分析方法计算了液压参数对垂直响应和侧倾响应的灵敏度，并对计算结果进行分析。分析结果表明：与液压缸上下腔连接的阻尼阀的压力泄漏系数对垂直模态响应影响较大；蓄能器参数及与蓄能器连接的阻尼阀的压力泄露系数对侧倾模态响应影响较大。本文的研究可用于对汽车液压互联悬架系统进行平顺性评估以及后续的参数优化。

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利用固有频率异常值分析法检测螺栓拧紧力

缑百勇1,2 陆秋海1 王波1 王世英1

振动与冲击. 2015, 34(23): 77-82.

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为了定量评估螺栓松动损伤程度，依据统计学中的马氏平方距离（Squared Mahalanobis Distance，MD）异常值分析法，研究了综合利用结构前5阶固有频率（称为固有频率矢量）检测螺栓拧紧力的方法。首先测试了不同拧紧力下结构的固有频率；然后计算了各拧紧力工况与紧固工况固有频率矢量间的标准欧几里德距离（Standard Euclidean Distance，SED），利用Matlab拟合了SED与拧紧力之间的关系曲线，据此提出了定量检测螺栓拧紧力的方法；最后对该方法进行了试验验证和应用举例。结果表明，固有频率矢量的SED与拧紧力呈指数关系，而且利用此关系曲线能够比较可靠地评估螺栓松动程度。

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基于SEA的空间光学遥感器冲击响应预测

曹乃亮1,辛宏伟1,李志来1,关英俊2

振动与冲击. 2015, 34(23): 83-87.

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为了对空间光学遥感器进行冲击响应预测，提出了一种基于统计能量分析（Statistical Energy Analysis，SEA）原理的新方法；基于稳态SEA推导了瞬态SEA的能量流平衡方程，结合虚拟模态综合与仿真方法（Virtual Mode Synthesis and Simulation，VMSS）和SEA方法进行空间光学遥感器的冲击响应预测；首先根据SEA原理，建立了典型空间光学遥感器的简化SEA模型，采用理论计算和试验测试的方法，得到了该模型各子系统的模态密度、内损耗因子、耦合损耗因子；在火工品附近安装冲击加速度传感器，点火起爆，测得冲击加速度时域曲线，以该测试数据为分析模型的输入，基于SEA方法进行冲击响应分析，得到反射镜子系统、遮光罩子系统、载荷板子系统的冲击响应谱曲线，该曲线与试验数据比对表明，在低频段由于模态密度较低，预测精度较差，在高频段其一致性小于4dB，从而验证了该方法在结构高频冲击响应预测的有效性。

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基于改进PIB搜索法的SPH方法在高速冲击模拟中的应用

肖毅华1，张浩锋1，胡德安2，平学成1

振动与冲击. 2015, 34(23): 88-92.

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SPH方法在高速冲击模拟中具有优势并已得到广泛使用，但其相邻粒子搜索非常耗时，其实际应用受计算效率制约。为了提高计算效率，采用一种改进的Point-In-Box（PIB）搜索法进行相邻粒子搜索。文中利用基于该相邻粒子搜索法的SPH方法，模拟了泰勒杆、平头弹撞击钢板等一系列高速冲击问题。计算结果表明：SPH方法能有效地模拟冲击过程中的大变形、绝热剪切破坏等现象，模拟结果与实验结果符合良好；同时，与传统相邻粒子搜索法相比，应用改进的PIB搜索法使SPH方法的计算效率得到明显提高。

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基于小生境遗传算法的结构频响函数模型确认

邓忠民，陈志国，常振国

振动与冲击. 2015, 34(23): 93-98.

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提出了一种基于小生境进化(种群进化)的模型确认方法，采用模式置信准则(Signature Assurance Criterion, SAC)和模式比例因子(Crossing Signature Scale Factor, CSF)与频响测试约束状态下的固有频率相结合的输出特征作为模型确认的输出响应，以降低输出特征个数并可利用全部频响分析的试验数据。参数修正过程中，采用距离判别方法分析和计算实验与仿真两个数据集之间的统计学差异，并通过逐步迭代、小生境进化达到模型确认的目的。算例仿真结果表明：所提出的基于小生境进化方法可用于结构动力学的频响函数模型确认，相关的频响函数输出特征作为动力学响应输出可以得到较高精度的确认结果。

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高速电主轴块控自适应反演控制

单文桃1，陈小安2

振动与冲击. 2015, 34(23): 99-105.

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针对高速电主轴驱动控制系统的不确定性，强耦合，非线性等难点，提出基于智能RBF调节神经网络的高速电主轴块控自适应反演控制方案。采用李雅普诺夫稳定性理论推导出主轴系统的控制律和参数自适应律，主轴转子转速及磁链跟踪显示出优良的瞬态性能并且能够对附加扭矩干扰以及主轴系统的不确定性具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了此方案的有效性和合理性。

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基于重要杆件失效网架结构连续倒塌动力试验研究

丁北斗1,2, 吕恒林1,2，李贤1,2 周列武1

振动与冲击. 2015, 34(23): 106-114.

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在网架结构模型中，基于杆件轴力与应变能变化响应的杆件重要性评估方法确定初始破坏杆件并引入失效装置，进行了基于杆件失效的结构连续性倒塌试验。在试验过程中，利用动态应变仪、拉线式位移和加速度传感器，获取网架结构模型因初始破坏引发的动态过程总的应变、位移和加速度时程曲线，揭示网架结构连续性倒塌的破坏过程及破坏机制。仿真分析和试验结果表明，支座之间及其相邻腹杆是网架结构关键杆件，其初始破坏失效后，会造成网架结构的连续性倒塌，在实际设计过程中要加强其构件承载力。

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基于隶属度函数模糊弹塑性本构模型的研究

王喜刚1,2，扶名福1

振动与冲击. 2015, 34(23): 115-120.

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为了解决循环加卸载问题，将隶属度函数和模糊截集引入到塑性屈服函数中，并采用米塞斯屈服准则，将屈服函数模糊化，推导得到了模糊弹塑性本构模型。随着隶属度值的变化，该模型的弹塑性界面能连续过渡，且表达式简单，加卸载路径明了；利用该模型对钢桥面板在循环荷载作用下进行了分析，并通过有限单元法得到了数值解；通过分析发现，模糊弹塑性模型通过隶属度的演化能代替硬化规律，能很好地反映循环加卸载过程，是解决循环加卸载作用下弹塑性连续过渡的一种有效途径。

关键词：隶属度函数；米塞斯；弹塑性；钢桥面板；有限单元法

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随机敏感度函数法在非自治非线性系统中的应用

郭空明 1,江俊 2

振动与冲击. 2015, 34(23): 121-124.

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本文研究非自治微分动力系统周期吸引子受弱高斯白噪声扰动后的分布特性。基于频闪映射将微分动力系统离散为映射，通过求解映射系统周期吸引子的随机敏感度函数，构造置信椭圆来刻画随机吸引子的分布情况，从而避免了求解矩阵微分方程的边值问题，只需求解矩阵代数方程即可。研究了Duffing方程随机周期吸引子的分布情况，结果表明置信椭圆与Monte-Carlo模拟取得了很好的一致。最后对Duffing方程的噪声诱导混沌现象进行了定性研究，证明了通过随机敏感度函数可以揭示这类现象的机理。

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基于非线性有限元法的船舶-冰层碰撞结构响应研究

王健伟1，邹早建1,2

振动与冲击. 2015, 34(23): 125-130.

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采用非线性有限元法建立船舶与冰层的三维有限元模型，对船-冰碰撞进行了数值模拟，研究了船舶在不同速度下与不同厚度冰层碰撞的动态结构响应，分析了碰撞冰力的大小、船艏结构的变形损伤和能量变化等特性，得到了船舶初速度、冰层厚度等因素对船-冰碰撞载荷的影响，对分析船舶与冰体碰撞的结构性能具有一定的参考价值。

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螺旋叉指电极式压电圆片换能器的有限元分析与实验比较

肖广军1，潘成亮2，刘永斌1,3，潘巧生1

振动与冲击. 2015, 34(23): 131-135.

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螺旋叉指电极式压电圆片换能器可以产生面内扭转运动，具有结构简单、加工方便、性能可靠等优点，可用于超声马达、光学扫描、粘度测量等领域；但表面螺旋叉指电极间陶瓷材料的极化方向变化复杂，给换能器的机电耦合分析和优化设计带来极大的难度。本文利用坐标变换思想与有限元方法，将压电圆片分割成若干子体，通过极化电场分析确定子体局部坐标系以定义材料参数，从而实现复杂极化情况下压电换能器的耦合仿真分析。利用ANSYS有限元软件，优化仿真分析过程，研究了该压电圆片换能器的静态扭转位移径向分布特性和动态导纳频率响应特性，并与实验结果相比较，证实了该方法的可行性和有效性。

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内圈故障滚动轴承系统周期运动的倍化分岔

王强 1，刘永葆 1,2，徐慧东 3，贺星 1，刘树勇 1

振动与冲击. 2015, 34(23): 136-142.

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本文针对轴承内圈破损故障，建立轴承三自由度分段非光滑的故障模型，研究内圈故障滚动轴承系统周期运动的倍化分岔现象和混沌行为。求出系统的切换矩阵后，将得到的切换矩阵结合光滑系统的 Floquet 理论来分析轴承非光滑系统周期运动发生倍化分岔的条件。通过在碰撞面处建立Poincaré映射，用数值方法进一步揭示轴承系统的周期运动经倍化分岔通向混沌的现象。结果表明，当旋转频率接近临界分岔点时，系统有1个Floquet特征乘子接近-1，系统发生周期倍化分岔，随着旋转频率的增加，系统经历了周期二解的Nermark-Sacker分岔，随后又经历了多周期、混沌等复杂的非线性行为。对该故障轴承系统分岔和混沌的研究，可为大型高速旋转机械的安全稳定运行提供可靠的设计与故障诊断依据，也为实际设计时提供理论指导和技术支持。

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结构尺寸对二级节流阀空化流动特性的影响

刘秀梅1,2,3,贺杰1，龙正1，李文华1，李贝贝1

振动与冲击. 2015, 34(23): 143-148.

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节流阀口的形式以及结构尺寸直接影响节流阀的性能，因此阀口结构形式选择及其设计是很重要的。本文通过数值模拟的方法研究了二级节流口尺寸不同对阀内空化流场、流速以及空化区域的影响。研究结果表明：二级节流阀内上游腔的拐角处、二级节流口中间腔的近壁面区域、阀芯的顶部、节流口下游的近壁面区域存在四个回流区。随着阀口尺寸m、n的改变，阀内回流区位置几乎不变，但是回流区面积大小会发生改变。但是 m=2，n=1时二级节流阀具有较好的抗空蚀特性。本文的研究结果为工程人员设计高性能液压阀提供了一定的理论依据。

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锰结核泵工作对扬矿管道振动影响的研究

唐达生1，李钟1，周知进2，阳宁1

振动与冲击. 2015, 34(23): 149-152.

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为探讨锰结核泵工作对扬矿管道的振动影响，在实验室建立了扬矿管道振动试验系统，进行了扭转和弯曲振动分析，测试了管道振动特性。研究结果表明，泵运行过程中，管道系统作为一动力系统，不仅产生静态力，而且诱发管道振动，动载荷远高于静载荷（振幅放大系数M=6.75），试验得出的频率峰值随泵转速变化与理论分析基本一致。

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低频时变时滞悬架系统的动态输出反馈鲁棒H∞多目标控制

陈长征 1，2，王刚 1，于慎波 1

振动与冲击. 2015, 34(23): 153-160.

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在实际的悬架系统主动控制当中，由于控制器存在时变时滞因素，而低频输入时滞对系统的稳定性及性能有很大影响。针对该问题，综合考虑系统的参数不确定性及执行器的时变时滞因素，使车身加速度在路面干扰下的H∞范数在全频域内达到最小，同时保证控制力的非线性饱和，行驶平顺性，接地性等时域硬约束条件，设计了基于动态输出反馈的鲁棒H∞控制器，并提出一种描述质量不确定性的匹配模型。采用Lyapunov-Krasovskii泛函法，通过引入松弛矩阵给出满足条件的凸组合不等式，减少了设计的保守性，应用LMI技术推导出H∞控制准则。最后，通过数值实例验证了该方法对于参数摄动下的低频时变时滞悬架系统控制性能的有效性。

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基于动力学模型修正的螺纹连接结构建模

王明超?, 杨光, 张卫国,卜忠红，杨晓强，侯军占，高瑜

振动与冲击. 2015, 34(23): 161-165.

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在结构动力学仿真分析中，螺纹连接件的等效处理对分析精度和效率有直接影响。针对目前螺纹连接等效处理模型复杂、精度不足的问题，提出了一种基于动力学模型修正技术、以集中刚度单元替代螺纹连接件的等效建模方法。首先，应用所提出的建模方法，以L形螺钉连接板为对象，建立了螺纹连接系统等效模型。通过模态测试，研究了固有频率随拧紧力矩的变化规律。然后应用动力学模型修正技术，对建立的简化模型中刚度参数进行了修正。修正后的简化模型能够在较大拧紧力矩范围内，将固有频率计算误差控制在2.5%以下，表明所提出的方法是一种高效可行的螺纹连接简化方法。

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基于经典Von Mises应力的多轴等效应力修正方法研究

白春玉齐丕骞牟让科曹明红

振动与冲击. 2015, 34(23): 166-170.

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基于经典Von Mises应力的等效准则在静力学中具有较好的适用性，但推广到动力学中会出现新的问题，机械的应用该经典等效方法进行多轴振动疲劳损伤计算可能会导致错误的结果。本文总结给出了几种经典Von Mises应力等效的修正方法，使之适用于噪声载荷产生的多轴振动疲劳问题。算例表明，修正后的Von Mises应力响应功率谱的峰值和各应力分量响应功率谱的峰值均在同一频段范围，且均位于结构基频附近，这和结构自身动特性及实际受载情况是相符的，使得修正后的等效应力具有实际的物理意义，且修正后的等效应力满足高斯分布，可在频域范围内应用现有模型解决多轴应力状态下的振动疲劳寿命预估问题。

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基于B-L气动模型的旋转水平风机叶片经典颤振稳定性分析

李迺璐 1,穆安乐2，Mark J. Balas 3

振动与冲击. 2015, 34(23): 171-176.

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研究旋转水平轴风力机叶片周期时变气弹系统的经典颤振稳定性特性。叶片结构采用了具有挥舞和扭转耦合的典型界面振动模型，引入Beddoes-Leishman气动模型为旋转叶片提供低攻角处周期时变的非定常气动力。为了研究颤振边界，利用标量风速和挥舞/扭转固有频率比对所建立的旋转叶片气弹模型进行变型。在此基础上，通过时域响应曲线分析旋转叶片挥舞自由度和扭转自由度气弹稳定性特性，分析了标量速度，叶片刚度，挥舞/扭转固有频率比和结构阻尼的影响，揭示了旋转叶片经典颤振边界的变化规律且其准确性得到验证。

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QAPSO-BP算法及其在水电机组振动故障诊断中的应用

程加堂，段志梅，熊燕

振动与冲击. 2015, 34(23): 177-181.

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针对水电机组振动故障耦合因素多、故障模式复杂等问题，提出了一种基于量子自适应粒子群优化BP神经网络（QAPSO-BP）的故障诊断模型。在QAPSO-BP算法中，利用量子计算中的叠加态特性和概率表达特性，增加了种群的多样性；根据各粒子的位置与速度信息，实现惯性因子的自适应调节；为避免陷入局部最优，在算法中加入变异操作；并以此来训练BP神经网络，实现网络的参数优化，进而构建了机组的振动故障诊断模型。仿真实例表明，与粒子群优化BP网络（PSO-BP）法和BP网络法相比，该算法具有较高的诊断准确度，适用于水电机组振动故障的模式识别。

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基于液压变压器-蓄能器变刚度弹性机构的液压激振方法

吕云嵩

振动与冲击. 2015, 34(23): 182-193.

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提出了一种新的激振方法，即用液压变压器与蓄能器、作动缸组成变刚度弹性机构，该机构连接振体构成液压振动回路。调节变压器的排量可以改变弹性机构的刚度，进而改变振动回路的固有频率和振动特性。由于这种方法不再依赖液压阀控制振动，所以能够避免节流损失。构建了激振回路数学模型，进行了仿真分析，表明该回路的固有频率可通过液压变压器在一定范围内任意调节。

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斜拉索振动信号的包络线稀疏复原算法

徐静妹，叶庆卫，王晓东，周宇

振动与冲击. 2015, 34(23): 187-193.

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经验模态分解算法在故障诊断、信号去噪、趋势预测和趋势消除等很多领域具有广泛的应用价值。信号包络线提取是经验模态分解算法的核心关键技术，直接影响分解结果的效果。目前在信号处理中常用的包络分析法有Hilbert变换、广义检波滤波、三次样条插值法和偏微分方程建模等，但是这些方法存在提取包络线精度不高、端点效应等不足，尤其是端点抖动效应导致很大的包络线提取误差。本文把信号的极值点看成是包络线信号的某一变换域上稀疏采样点，引入了稀疏优化算法对这些极值点进行包络线的稀疏优化复原。首先研究分析包络线的平稳变化特性，以此构建变频的DCT稀疏基；其次求解信号的极值点，以信号的极值点集用于稀疏优化算法的观测值；然后采用正交匹配追踪算法进行包络线的稀疏复原求解；最后对实际斜拉索振动信号进行算法测试和应用，通过与三次样条插值法进行比较分析，结果表明本文的算法不仅可以提高提取信号包络线的精度，而且可以有效的抑制端点效应。

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弹性边界约束田字型耦合板的振动特性研究

张安付，盛美萍，马建刚

振动与冲击. 2015, 34(23): 194-201.

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本文以平面内田字型耦合薄板结构为研究对象，提出了一种计算弹性约束边界条件耦合板振动响应的解析方法。利用耦合部位的平衡条件和连续性条件，建立了耦合板结构的边界耦合方程。使用改进的傅里叶级数作为每个子板的弯曲位移函数，从而使得微分形式的边界耦合方程和各子板的运动方程离散为简单的线性方程组。ANSYS有限元软件仿真验证了本文所建立的理论模型的正确性。利用本文建立的理论模型，分析了边界约束刚度的附带阻尼对耦合板结构振动响应的影响，结果表明：在横向约束刚度较软的情况下，横向约束刚度附带的边界阻尼可以明显削弱低阶共振响应。在求得结构位移的基础上，进一步给出了耦合板结构功率流的表达式，并对耦合板结构内的振动功率流传递特性进行了仿真研究，结果表明：增大边界约束刚度能有效阻碍功率流的在边界处的流动；当外激励频率为低阶共振频率时，功率流更容易从受激板流向与受激板相同材质的接受板。

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地下工程施工爆破围岩损伤分区研究

唐红梅1，周云涛1，廖云平2

振动与冲击. 2015, 34(23): 202-206.

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基于围岩开挖爆破主频率衰减过程定义损伤变量，得到围岩爆破损伤量随爆心距变化的函数关系式；通过围岩爆破损伤量与爆心距函数关系曲线变化规律以及围岩破坏特征总结得出围岩损伤破坏的5个区，分别为：围岩粉碎区、碎裂区、破裂区、后续损伤区（扰动区）和原岩区，并得出对应的分界损伤变量、爆心距以及围岩损伤范围。以龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖工程为例，计算结果表明：龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖引起的岩体损伤量是爆心距的递减函数，损伤范围依次为0.5m、0.59m、3.16m、8.25m，损伤范围依次增大，增长率先增大后减小，如粉碎区到碎裂区增长率为15.3%，碎裂区到破裂区为81.3%，破裂区到后续损伤区为61.7%。围岩损伤在破裂区变化最快，此范围内爆破应力波能量衰减急剧，粉碎区、碎裂区、后续损伤区以及原岩区损伤变量随爆心距缓慢递减。实例表明，此损伤分区计算方法具有一定的可靠性。研究成果对于有效评估地下工程施工围岩损伤特性及分析隧洞开挖优化设计具有积极意义。

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基于CEEMD和排列熵的故障数据小波阈值降噪方法

周涛涛1，2，朱显明1，2，彭伟才1，2，刘彦1，2

振动与冲击. 2015, 34(23): 207-211.

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针对旋转机械故障数据的非平稳性及总体平均经验模态分解方法（CEEMD）舍弃高频分量降噪方法和小波阈值降噪方法存在的不足，提出了基于CEEMD和排列熵的小波阈值降噪方法。运用CEEMD将信号分解为一系列的固有模态函数（IMF）分量，利用排列熵来确定含有噪声成分较多的IMF分量，采用小波阈值降噪方法对含有较多噪声成分的IMF分量进行降噪处理，保留这些分量中的有效信息。仿真分析和实例分析表明，基于CEEMD和排列熵的小波阈值降噪方法效果优于单纯的CEEMD降噪方法和小波阈值降噪方法。

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漫反射式零差正交激光测振仪

刘爱东，于梅

振动与冲击. 2015, 34(23): 212-215.

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漫反射式零差正交激光测振仪是在零差正交激光测振仪的基础上研制的，测量光的传输采用透镜组方式代替传统的直接反射形式，即测量光聚焦在振动物体表面形成漫反射光，通过透镜组汇聚与参考光形成干涉。该测量方法克服了传统零差正交激光测振仪难调整，干涉效果长期稳定差，对实验环境要求高的缺点，在20H4kHz频率范围内实现了0.1m/s2100m/s2的振动激光绝对法测量。同时相比外差激光测振仪，该方法还具有可降低硬件成本的优点。

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2015年, 第34卷, 第23期　
刊出日期：2015-12-15

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