振动与冲击

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李火坤1,2, 邓冰梅1, 魏博文1, 黄锦林3, 符晓4

振动与冲击. 2016, 35(10): 1-8.

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坝身泄洪的拱坝振动位移均方差是反映坝体振动强烈程度的重要指标，由于开展拱坝原型振动测试的测点有限，难以全面准确反映拱坝坝体的整体振动响应场分布特性，仅利用有限测点的动位移均方差进行坝体振动安全评价显得不够全面和具体，因此通过有限测点的实测响应反演出整个坝体结构的动位移场具有重要意义。本文以二滩高拱坝为工程实例，对其开展了原型泄洪振动测试，通过布置于坝体上的有限测点的原型实测动位移响应，基于遗传算法和有限元模态分析对该拱坝原型整体动位移场进行了反演，并给出了拱坝原型动位移场反演的具体流程图；反演结果表明，本文仅利用了坝体顶拱拱圈的7个动位移响应测点实测值反演出了整个拱坝在泄洪工况下的动位移场，且反演结果与实测结果较为吻合，本文方法为高拱坝的泄洪振动安全的正确评估提供了新的技术手段。

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岩石类脆性材料动态压剪耦合特性研究

徐松林，周李姜，黄俊宇，章超，胡时胜

振动与冲击. 2016, 35(10): 9-17.

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岩石具有复杂的细微观结构，其宏观力学性能表现出明显的加载路径敏感性和应变率效应。应用基于改进的SHPB装置，对花岗岩、大理岩和砂岩等三类岩石进行了五种倾角的准静态和动态压剪联合加载实验，较系统地讨论了与岩石应力应变关系曲线的拟线性阶段的斜率、破坏强度等有关的加载路径敏感性和应变率效应。结果表明：岩石的法向模量、切向模量和破坏强度都有明显的压剪耦合效应（即加载路径敏感性）和应变率效应；比较而言，法向模量对剪切应力的依赖性强于剪切模量对法向应力的依赖性。基于Drucker-Prager(D-P)准则和考虑压剪耦合效应的修正的D-P准则拟合岩石的动静态破坏面，拟合结果表明：岩石的内粘聚力有一定的应变率效应，内摩擦角的应变率效应不明显；修正的D-P准则可以描述压剪耦合效应。并探讨了大理岩的后继屈服面和岩石应力应变关系的描述问题。此研究提供了一种确定岩石动态强度参数的方法，表明进行压剪联合加载实验研究有助于揭示复杂应力状态下岩石的动静态力学性能。

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离面振动光流分析方法研究

尹爱军1,2 张泉2，戴宗贤3，薛磊2

振动与冲击. 2016, 35(10): 18-23.

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视觉振动检测方法因大范围、非接触等特点，已得到广泛的研究和应用。本文研究了结构离面振动视觉检测的基本原理，建立了检测模型。根据光流法运动估计的基本原理及离面振动视觉检测模型，研究了离面振动光流分析方法，提出了两种离面振动的光流检测模型。最后，对悬臂梁进行了视觉振动检测实验，并与有限元仿真进行了对比，结果表明本文方法无需图像的特征提取，能够有效地识别结构的振动参数。

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基于钢轨振动响应分析的车轮扁疤检测方法研究

史红梅，赵蓉，余祖俊，朱力强

振动与冲击. 2016, 35(10): 24-28.

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车轮扁疤会影响列车运行舒适性并加速车辆、轨道基础设施部件故障。本文提出一种基于钢轨振动响应的车轮扁疤动态检测和识别方法。通过建立车辆轨道垂向耦合模型和车轮扁疤模型，计算车轮扁疤作用下的钢轨动态响应。比较了不同轨道不平顺、不同列车运行速度以及不同扁疤深度条件下，对钢轨振动响应进行Hilbert-Huang变换（HHT）和高阶谱分析两种方法的车轮扁疤识别能力。利用HHT中的Hilbert谱可以定性区分正常车轮与有扁疤车轮，但该方法会受到轨道不平顺大小的影响。而利用高阶谱分析方法能够定量判断扁疤深度，且识别能力不受轨道不平顺大小及运行速度影响。研究结果表明，利用钢轨振动响应结合高阶谱分析可以有效检测和识别车轮扁疤。

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随机冲击情况下考虑认知不确定的多态系统可靠性评估

潘刚，尚朝轩，梁玉英，蔡金燕，孟亚峰

振动与冲击. 2016, 35(10): 29-37.

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由于环境或其他原因，部件可能受到随机冲击，部件性能退化由正常性能退化和随机冲击两部分构成，对于该类高可靠部件短时间内很难得到足够的性能数据，致使对部件认知存在一定不确定性，无法准确估计系统的可靠性。为实现对系统可靠性的准确估计，假定冲击引起的部件性能损伤分布参数为区间变量，建立基于区间变量的部件性能分布模型，给出了部件状态性能区间连续序列定义和区间状态概率计算方法，对传统的通用生成函数方法进行改进，定义了区间通用生成函数及其运算法则，提出了随机冲击情况下考虑认知不确定的多态系统可靠性评估方法，并以仿真实例进行了验证说明。该方法不仅克服了性能分布信息缺少，无法准确建立状态性能分布模型的不足，且具有很强的通用性和工程应用价值。

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含负电容谐振分流电路的压电声子晶体梁的局域共振带隙与振动衰减

陈良1 杜红军1王刚2 张浩3

振动与冲击. 2016, 35(10): 38-43.

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通过在树脂梁上周期贴敷压电片，并连接由被动电阻-电感(RL)谐振分流电路和负电容(NC)电路串联而成的分流电路，构造了压电声子晶体梁结构。采用传递矩阵法计算了该类型压电声子晶体梁结构的带隙特性，并对电阻、电感和负电容对局域共振带隙的影响进行了深入分析，发现分流电路中的LC电磁振荡回路可产生局域共振带隙，而串联的负电容电路则可增强压电片的机电耦合效率，从而增强带隙衰减范围和衰减幅值。采用振动实验方法对理论分析结果进行了验证，证实串联的负电容对局域共振带隙的增强作用，为局域共振声子晶体的设计提供了新的思路。

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考虑不确定参数的齿轮副非线性动态特性分析

魏莎，韩勤锴，褚福磊

振动与冲击. 2016, 35(10): 44-48.

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为分析系统动力学参数的不确定性对齿轮副动态响应的影响情况，建立含齿侧间隙和时变啮合刚度的齿轮副动力学模型，并运用区间谐波平衡法分析了考虑区间系统参数的齿轮副非线性系统动态响应。区间谐波平衡法主要是将谐波平衡法与Chebyshev区间包含函数相结合，通过该方法对比分析了两种不同阻尼情况下的齿轮系统频域响应情况。结果表明：在弱阻尼(ζ <<1)情况下，系统存在明显的非线性跳跃现象，而且系统频域响应对刚度参数和阻尼参数的波动性不敏感，而对激励参数和齿侧间隙的波动性敏感。而当ζ = 0.1时，系统响应的非线性跳跃现象消失，系统响应幅值降低。刚度参数、载荷参数和齿侧间隙的波动性对所分析区域内的系统响应均有明显影响。阻尼参数的波动性对系统响应的影响则集中于主共振区域。

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内分泌LQR控制策略及其主动悬架减振研究

金耀1 于德介2 陈中祥1 蒋明华1 贺欣1

振动与冲击. 2016, 35(10): 49-54.

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基于生物内分泌系统激素调节机理设计了内分泌智能控制器，结合传统的线性二次型调节器（LQR），提出一种新型复合结构的内分泌LQR控制器。将其应用于汽车主动悬架减振控制，采用ADAMS/View构建麦弗逊汽车悬架模型，以典型的正弦路面输入和随机路面输入作为激励，通过MATLAB与ADAMS联合仿真对比分析了内分泌LQR控制、传统LQR控制及被动悬架的减振效果。研究结果表明，内分泌LQR控制品质优良、对变化的工况参数具较好的适应性,减振效果要优于传统LQR控制。该方法为主动悬架减振提供了一种新的控制方案，同时也为内分泌智能控制策略及其应用提供了新思路。

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一种基于LMS的振动信号相位差自适应无偏估计方法及应用

杨辉跃；涂亚庆；张海涛；李明

振动与冲击. 2016, 35(10): 55-59.

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针对振动信号相位差估计问题，提出了一种基于LMS的自适应无偏估计方法。该方法通过一路信号与其正交的三角运算来配准另一路信号，相位差的正切值等于两个配准系数之比；根据均方误差最小原则对配准系数进行迭代更新，从而实现相位差自适应估计；理论推导出噪声引起的估计偏差，并据此对估计结果进行偏差补偿，实现相位差无偏估计，给出了补偿公式和方法流程。实验结果表明：本文方法能准确估计出两路同频振动信号相位差，经偏差补偿后估计精度显著提高；在相位差发生突变时，能进行快速跟踪测量，具有较好动态测量特性；本文方法在变化流量下科氏流量计振动信号相位差估计中的应用，验证了方法的工程实用性。

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一种船舶舷侧外板骨材抗撞性能解析预报模型

孙斌1，胡志强1，王晋1,2

振动与冲击. 2016, 35(10): 60-65.

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以典型的船舶舷侧外板上的骨材为研究对象，运用塑性力学理论及数值仿真技术，分析了舷侧外板上骨材在遭受带有球鼻艏的船舶撞击场景下的变形损伤机理。研究中应用LS_DYNA仿真模拟得到舷侧外板上骨材的变形模态和能量耗散结果，在此基础上建立起骨材塑性变形的几何数学模型。运用塑性力学理论，获得舷侧外板上骨材在变形过程中的能量损耗和平均变形阻力的解析计算公式。研究中应用数值仿真结果进行验证。研究得到的舷侧外板骨材变形损伤的解析计算公式，对船舶舷侧抗撞性结构设计和耐撞性能评估都具有一定的参考价值。

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基于人工鱼群算法的位移型阻尼器位置和参数的优化方法

闫维明，杲晓龙，谢志强,彭凌云

振动与冲击. 2016, 35(10): 66-72.

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对耗能减震结构中，阻尼器参数和位置决定着结构的减震效果。基于人工鱼群算法提出一种针对位移型阻尼器优化设计的人工鱼群优化模型，模型面向以有限元模型表示的多维多自由度实际结构，对各层位移型阻尼器的位置和参数进行优化。针对结构中添加位移型阻尼器会使结构层剪力增大的问题，提出一种同时考虑结构各楼层层间位移角、各楼层加速度和层剪力变化的优化目标函数，同时利用均方根的形式更加有效的反应各响应在地震波峰值段的变化特性。结构减震控制优化设计时可根据结构的不同设计需求修正目标函数的加权系数。最后，通过数值算例验证本文优化模型的有效性。

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基于模型试验的软夹层地基与刚性地基上隔震结构体系耗能特性分析

于旭1,2 庄海洋2, 朱超2

振动与冲击. 2016, 35(10): 73-82.

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基于能量分析法提出了考虑土-结构动力相互作用（SSI效应）的隔震结构体系能量反应平衡方程，通过对软夹层地基和刚性地基上隔震结构体系振动台模型试验的耗能分析，研究了软夹层地基和刚性地基上隔震结构体系的耗能特性。研究结果表明：本文提出的土-隔震结构动力相互作用体系能量反应平衡方程能够有效地反映土-隔震结构动力相互作用体系各部分的能量反应。由于SSI效应的影响，软夹层地基上隔震结构隔震层的滞回变形耗能比、动能能量比和阻尼耗能比与刚性地基时耗能反应明显不同，大震时SSI效应影响更为显著，表现为隔震结构的动能能量比和阻尼耗能比增大，而隔震层的滞回变形耗能比降低，降低幅度与输入地震动的特性相关。软夹层地基上隔震结构的动能能量比与隔震层转动效应的强弱密切相关，阻尼耗能比与隔震结构体系的阻尼比相关。

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框架结构瞬态波动响应及自振频率的回传射线矩阵法分析

陈进浩1，余云燕2

振动与冲击. 2016, 35(10): 83-90.

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基于回传射线矩阵法，通过节点的力平衡和位移协调条件及局部坐标系下单元两端位移之间的关系，建立方波脉冲激振力作用下铰接T形框架的回传射线矩阵。在此基础上分析了弹性波在框架中的传播特征，探讨了单元交界点处的反射波、入射波与透射波的波形特征。以回传射线矩阵法为基础，求解此框架的自振频率，并与有限元法求出的结果进行比较，结果表明，二者之间的结果非常接近，以此证明了该方法的有效性。

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双腔液固混合介质隔振器刚度阻尼特性分析

李方硕，陈前，周俊辉

振动与冲击. 2016, 35(10): 91-95.

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双腔液固混合介质隔振器由波纹管式液固混合介质隔振器和附加腔室通过管道联通构成。建立了联通管道内部液柱的运动方程，推导了隔振器非线性动力学模型。为分析隔振器刚度和阻尼特性，将平方阻尼简化成线性阻尼，得到了简谐激励下隔振系统线性简化模型，并求得了隔振系统刚度和损耗因子的表达式。分析了阀门节流开度、振动幅值、激励频率、主腔室刚度对于系统刚度和损耗因子的影响。结果表明，虽然隔振系统刚度和损耗因子受多种因素影响，但是二者上下限只由两个腔室的等效刚度决定。为检验理论模型，进行了动态特性试验，试验结果和理论结果基本一致，证明了动力学模型的可靠性，试验结果还表明液柱共振会造成刚度特性曲线出现峰值，恶化系统的隔振特性。

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基于果蝇优化算法的自适应随机共振轴承故障信号检测方法

崔伟成，李伟，孟凡磊，刘林密

振动与冲击. 2016, 35(10): 96-100.

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针对传统自适应随机共振系统只能单参数优化，而基于群智能算法的自适应随机共振系统存在优化算法参数选取困难、收敛速度慢的缺陷，提出了基于果蝇优化算法的自适应随机共振方法。该方法以双稳随机共振系统输出信噪比作为果蝇优化算法的味道浓度，结合二次采样技术，自适应选取随机共振系统的结构参数，实现周期信号的特征增强。数据仿真与轴承内圈故障数据分析表明，该方法简单易行，收敛速度快，能有效的检测特征信号，实现轴承故障诊断。

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变转速及齿轮噪源干扰下基于IDMM与EMD的滚动轴承故障诊断方法

赵德尊李建勇程卫东

振动与冲击. 2016, 35(10): 101-107.

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旋转设备中变转速工作模式和齿轮噪源是影响滚动轴承故障诊断的关键性难题，现有的方法虽然取得一定进展，但是对辅助设备的依赖以及方法步骤繁琐等问题依然突出，因此提出了基于峰值啮合倍频（Instantaneous Dominant Meshing Multiply,IDMM)和经验模式分解（Empirical Mode Decomposition,EMD)的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先采用峰值搜索算法从混合信号的时频图中提取齿轮啮合倍频趋势线，将该趋势线等效为轴承转频对混合信号进行等角度重采样；其次对重采样信号进行EMD分解得到本征模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF)之和，计算各IMF分量与重采样信号的互相关系数后根据预设的互相关系数阈值选取合适的IMF分量；最后对选取的IMF分量进行包络谱分析，进而判断轴承是否发生故障。仿真和实测信号分析证明该方法在无转速测量装置的情况下能有效去除齿轮噪声对滚动轴承故障诊断的影响。

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泡沫铝夹芯板加固山区跨泥石流桥墩抗冲结构优化研究

王东坡1，李伟2，何思明3,4，李新坡3,4，吴永3,4

振动与冲击. 2016, 35(10): 108-114.

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在山区跨泥石流桥墩外表面覆盖一层缓冲防护结构可有效减小泥石流冲击危害，达到保护桥墩的目的。为此，将泡沫铝作为一种耗能缓冲材料引入桥墩抗泥石流冲击领域，并将其与钢板组合为复合夹芯结构，采用静力压载试验对五种不同结构形式夹芯板的力学性能进行分析。结果表明：泡沫铝夹芯结构在进入屈服强度后有宽而平的耗能缓冲应力平台，可吸收大量的冲击能量；对比五种夹芯结构的耗能性能，确定未加入竖向钢板的双层泡沫铝夹芯结构为最优化的结构形式。在此基础上开展优化结构在跨泥石流桥墩上的示范应用，工程应用效果显著。

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钢/聚氨酯夹层结构动态压缩力学性能与本构模型研究

沈超明叶仁传田阿利

振动与冲击. 2016, 35(10): 115-119.

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基于霍普金森压杆(SHPB)装置，对高应变率下的钢/聚氨酯夹层结构进行了动态压缩实验，通过不同厚度比的试样比较，建立了夹层结构的动态本构模型。实验结果表明，钢/聚氨酯夹层结构对应变率较为敏感，其屈服强度随应变率的增大而增大，且屈服强度的增幅随应变率的提高会有一定幅度的上升。基于Johnson-Cook模型，考虑厚度比对结果的影响，建立适用于钢/聚氨酯夹层结构的动态本构模型，并通过试验分析，确定了模型参数。利用实测应力应变曲线拟合的方法得到的钢/聚氨酯夹层结构的动态压缩本构模型，能描述不同厚度比的钢/聚氨酯夹层结构在高应变率下的应力应变关系，具有较高的精度。

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磁流变减振器高频硬化特性建模及优化

左曙光，毛钰，吴旭东，蒋维旭，韦锡晋

振动与冲击. 2016, 35(10): 120-125.

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为准确反映磁流变减振器(MRD)的高频输出特性，本文基于考虑液体流动惯性和可压缩性的基本磁流变减振器模型，结合高频情况下的MRD内部流动特征，引入流动局部损失成分并考虑磁流变减振器液室内压力分布规律提出了修正的高频模型。为验证模型的准确性，采用动态分层的动网格方法进行了在活塞高频往复运动下磁流变液室内流动情况的计算流体力学（CFD）仿真并获得阻尼力输出。仿真结果表明，本文提出的模型能够反映磁流变减振器的高频动态硬化情况并准确地预测高频特性曲线中峰值对应频率和峰值大小。最后基于修正的理论模型在保证低频使用性能的前提下以改善高频动态硬化为目标对MRD结构参数进行了优化设计，改善了其高频硬化特性，为MRD的应用和设计提供了参考。

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大型冷却塔倒塌致地面振动影响因素

刘敏1，陈兵1，林峰2，闫辉峰2，顾祥林2

振动与冲击. 2016, 35(10): 126-132.

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内陆核电厂中大型冷却塔倒塌可引起地面振动和碎片冲击，危害核设施的安全运行。进行冷却塔倒塌致地面振动及影响因素分析。首先，建立经验证的“冷却塔-土体”数值模型预测地面振动。其次，研究影响地面振动的关键因素，包括塔型、不同偶然荷载引起的倒塌形态、以及场地土性质。结果表明，场地土的软硬是影响振动的最关键因素，倒塌形态和塔型影响次之。最后，基于分析结果给出考虑倒塌致次生灾害的内陆核电厂规划建议，包括冷却塔和核岛的间距确定方法、冷却塔倒塌模式控制、以及土层减振措施。

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薄壁方管结构在爆炸荷载作用下动力响应及破坏模式分析

宋克健，龙源，纪冲，高福银，李兴华

振动与冲击. 2016, 35(10): 133-138.

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采用数值模拟与实验相结合的方法研究了薄壁方管结构在爆炸荷载作用下的动力响应。将壁厚3mm、截面边长为100mm的薄壁方管结构置于200gTNT产生的爆炸场中进行冲击实验，实验表明当装药距离大于等于14cm时，结构仅呈现局部凹陷变形，当装药距离为10cm和12cm时，结构除局部凹陷变形外，还呈现出整体变形模式，同时，方管迎爆面两侧边产生长条状破裂损伤。利用动力有限元程序LS-DYNA及流固耦合算法对薄壁方管变形及破坏过程进行数值模拟，得到了结构关键单元处压力分布、挠度时间曲线等参数。同时分析了结构宽厚比对试件动力响应的影响，结果表明迎爆面变形量随着宽厚比的减小而减小。

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振动参数与梨损伤特性和粘弹性的关系

刘林林，呼和，王羽，宋树鑫，杨晓清，董同力嘎

振动与冲击. 2016, 35(10): 139-144.

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目的研究运输过程中梨因振动引起的损伤以及其粘弹性的变化。方法利用振动台模拟运输条件，用DASP对信号进行采集并进行分析，用质构仪对梨果实进行粘弹性分析，并建立相应的流变模型，进行参数识别。结果梨果实的损伤体积和加速度传递率随振动加速度的增大而增大，随频率的增大而减小；梨果实的蠕变量随振动时间的延长而增大，随振动频率的增大而减小；相同振动加速度下低频对梨果实的运输最为不利，相同振动频率，振动加速度越大，对梨损害越严重。

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滚动轴承复合故障诊断的自适应方法研究

马新娜1 杨绍普2

振动与冲击. 2016, 35(10): 145-150.

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铁路货车滚动轴承检测中多种故障共存的情况普遍存在。针对单通道情况下复合故障难分离和诊断的问题，提出了基于陷波器的自适应复合故障诊断方法。该方法首先对滚动轴承的复合故障振动信号进行经验模态分解（empirical mode decomposition, EMD），根据各个本征模态函数与原始信号的相关系数最大化原则对信号进行重构，进一步通过频谱分析识别出滚动轴承主故障。在此基础上，利用自适应陷波器系统对原始振动信号的主故障信号进行陷波处理。然后再对筛去主故障信息的信号进行次故障诊断。通过仿真和实验分析，结果表明基于陷波器的自适应复合故障诊断方法能在一定程度上满足复合故障信号分离和故障诊断的要求，具有一定的实用性。

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基于定向自适应核分布的滑动轴承油膜失稳信号分析

刘小峰1，罗宏林，罗义林

振动与冲击. 2016, 35(10): 151-156.

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在定向Wigner分布的基础上，提出了定向自适应核时频分布。该方法将用于单通道实信号分析的自适应核分布扩展到复信号，并定义了正交双通道融合复信号的定向自适应核分布。为了验证该方法，利用转子试验台模拟滑动轴承旋转机械的失稳故障以获取数据，分析结果表明该方法不仅能够提取系统在某一截面的周期性振动特征，而且能够揭示转子在指定运动状态时的旋向。与单通道信号的自适应核分布相比，正交双通道融合复信号的定向自适应核分布能更好地抑制交叉项以及具有更高的频率分辨率，此外定向自适应核时频分布与全谱分析结果相吻合，从而验证了该方法的有效性。

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曲线连续梁桥不同减隔震方案对比分析

李正英，蒋林均，李正良

振动与冲击. 2016, 35(10): 157-161.

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采用减隔震装置可有效减小连续梁桥的地震反应。选取一曲线连续梁桥，根据该桥的地震反应特点，分别采用铅芯橡胶支座、粘滞阻尼器、摩擦摆支座三种减隔震装置进行减震控制。通过动力非线性时程分析，对比了三种减震装置的减震效果，发现铅芯橡胶支座和粘滞阻尼器对边墩的墩底切向反力有放大作用，摩擦摆支座对主梁位移有放大作用；三种单一的减震措施难以完全满足该曲线连续梁桥减震控制要求。为此在单一的减震措施基础上进行改进，形成混合减震控制方案。分析表明，改进的混合减震措施可以弥补单一减震措施的不足，取得良好的减震效果。

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基于双树复小波的重叠块阈值降噪方法

吴定海张培林杨望灿齐蕴光

振动与冲击. 2016, 35(10): 162-166.

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针对机械早期故障信号受到强背景噪声影响导致故障特征不明显的问题，提出一种基于双树复小波包的重叠块阈值降噪方法。利用有限冗余双树复小波包变换对信号进行具有平移不变性的稀疏分解，结合双树复小波包变换系数所具有的稀疏集簇和邻域相关性特点，建立重叠块阈值估计模型，通过最小化包含块稀疏模型的适应度函数获得估计信号，分析了重叠块阈值降噪各参数对降噪效果的影响和参数优化原则，仿真与实测信号实验结果表明，本文方法在不同信号和不同噪声水平下均有效地抑制了噪声干扰，提高了信噪比。

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大型液体火箭结构纵横扭振动与推进系统耦合(POGO)稳定性分析

王庆伟1，谭述君2，，吴志刚1,2，杨云飞3，于子文3

振动与冲击. 2016, 35(10): 167-173.

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大型液体火箭结构振动模态空间分布的特征，导致结构横向和扭转振动对传统POGO回路稳定性产生影响。对此，基于改进的Rubin建模方法，建立了结构纵横扭振动与推进系统液路脉动耦合的POGO回路模型。该模型具有非奇异的优点，可以直接应用于频域分析和时域仿真。基于该模型分析了中国某型号液体火箭推进系统的泵增益和蓄压器能量值等重要参数对结构纵向振动以及横向和扭转振动稳定性的影响。研究得出，泵增益的增大不仅使结构纵向第2、4阶模态不稳定也使结构横向第2阶不稳定。通过调节蓄压器能量值，不但可使结构纵向失稳的模态由不稳定变为稳定，也使结构横向失稳的模态由不稳定变为稳定，说明该型号液体火箭的推进系统不仅与结构系统的纵向模态存在耦合作用，也与横向模态存在耦合作用。因此，对于大型液体捆绑火箭，在研究POGO稳定性时分析结构纵横扭振动与推进系统的耦合作用是有必要的。

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基于环境振动测试的框架结构主裙楼动力特性分析

刘佩1,2，连鹏宇1

振动与冲击. 2016, 35(10): 174-179.

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对某未设防震缝的钢筋混凝土框架结构主楼和裙房进行环境振动测试，并对其动力特性进行分析。测点分别布置在主楼左右两个楼梯间、顶层楼板和裙房井字梁大跨楼板上。利用实测加速度数据并通过改进的频域分解法，识别得到了结构的五阶模态参数。识别结果表明：各测试方案得到的识别结果一致，自振频率的变异性较阻尼比的变异性小；前四阶模态由主楼的振动引起，第五阶模态为裙房楼板的一阶竖向振动模态；由于结构的不对称性，识别得到的前三阶振型均带有扭转效应；模态参数识别过程中的可疑模态可能来源于主楼和裙房的动力相互作用。建立了所测结构的有限元模型，得到了五阶自振频率和振型，与识别结果吻合较好；分析了主楼和裙房之间的不同连接方式对整体结构自振频率和振型的影响，结果表明主楼和裙房的固结连接与铰接连接对自振频率基本没有影响，而设置防震缝与否对自振频率影响较大，且振型出现顺序均不会发生变化。

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基于里兹法研究复合材料层合板的动力屈曲问题

李楠 1,韩志军 1，路国运 2

振动与冲击. 2016, 35(10): 180-184.

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考虑应力波效应，引用棣莫弗公式与里兹法结合来研究复合材料板的动力屈曲问题。设板的试函数为含有时间项的三角函数形式，通过对试函数奇偶性的判断得出有效的动力屈曲解。应用棣莫弗公式对控制方程进行化简，通过对化简所得的微分方程解的讨论，得出了应力波反射前复合材料层合板的临界动力屈曲载荷表达式,并探讨了不同铺层角度对于临界动力屈曲的影响。将里兹法获得的屈曲载荷值曲线与分离变量法所得的曲线进行对比,两条曲线几乎完全重合，同时应用ABAQUS有限元软件对不同角度下复合材料层合板进行动力屈曲模拟，将临界屈曲载荷模拟值与里兹法得出的理论值进行对比，二者误差不超过百分之五，说明棣莫弗公式与里兹法结合可有效应用于复合材料板动力屈曲的研究。

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基于压缩耗能假设的粘弹性夹芯梁的横向振动

黄志诚1, 2，秦朝烨1，褚福磊1?

振动与冲击. 2016, 35(10): 185-191.

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建立了一种新的有限元模型用于研究三层粘弹夹芯梁的横向振动。该模型第一层为约束层，中间层为粘弹性层，第三层为基梁层。将约束层和基梁层视作欧拉-伯努利（Euler-Bernoulli）梁，假定粘弹性层承受横向拉压变形。拉压应变来源于约束层和基梁层的横向相对运动，并且粘弹性层的横向位移被假定为约束层和基梁层位移之间的线性插值。为了验证该有限元模型的有效性，将其与实验结果和几种解析模型进行了对比，结果证明该有限元模型对夹芯梁结构固有频率的预测具有良好的精度，但对损耗因子的预测精度上有待提高。

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电压跌落对风力机叶片振动影响分析

尹尧杰，廖明夫，吕品，刘展翅

振动与冲击. 2016, 35(10): 192-201.

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风力机单机容量不断增大，装机容量不断增长，风力机与电网之间的耦合效应越发突出。电网的干扰以及故障会对风力机机械部件产生冲击。为了获得叶片在电网电压跌落时的动态响应，把叶片简化为悬臂梁，用3D Timoshenko梁进行离散化建模，建立了叶片运动的动力学方程，基于某1.5MW风力机低电压穿越测试得到的转速，变桨曲线，获得叶片所受时变载荷的基础上，运用Newmark法对叶片在电压三相对称跌落与不对称跌落下的动态响应进行了计算。结果表明电压的跌落会对叶片产生冲击效应，在叶片拍打方向振动幅值比挥舞方向更大。叶片振动变化的总体特征随着风机载荷和电压跌落的幅值增大而增大的。同等工况和跌落幅度下，三相对称跌落时振动的变化要大于不对称跌落的振动变化。

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紊流空间相关系数对大跨度三塔悬索桥抖振响应的影响

茅建校王浩陶天友徐梓栋李爱群

振动与冲击. 2016, 35(10): 202-206.

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鉴于紊流空间相关系数尚难以准确获取的现状，以泰州长江公路大桥为研究对象，采用谐波合成法模拟了该桥的三维脉动风场，并基于ANSYS平台进行了该桥非线性抖振响应时域分析。在研究过程中，以Davenport相干函数中的无量纲衰减因子λ为控制参数，重点分析了紊流空间相关系数对大跨度三塔悬索桥风致抖振响应的影响。研究结果表明，紊流空间相关系数对桥梁抖振响应影响较大，主梁跨中侧向与扭转位移响应随着衰减因子的增大而减小，竖向抖振位移响应随着衰减因子的增大而略有增加，且不同的衰减因子λ所造成的抖振响应计算值的差值可达50%以上。结论可供大跨度三塔悬索桥的风致抖振研究参考。

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考虑持续时间因素的铁路环境振动影响评价

马蒙1，刘维宁1，王文斌2，姜博龙1

振动与冲击. 2016, 35(10): 207-211.

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振动持续时间是影响人体健康和烦恼程度的重要因素，而国内现有环境振动评价指标不能区分不同列车振动的持续时间。为解决这一问题，提出了列车通过时暴露振级的概念和计算方法。暴露振级综合考虑了振动幅值、频率和持续时间三种因素，可以有效反映敏感目标接收到列车通过的振动能量。给出了确定暴露振级计算时间段的方法，并通过对三条客货混跑线路的环境振动测试，对比分析了地表暴露振级和最大Z振级的衰减。研究表明：（1）由于通过时间长，货运列车的暴露振级明显超过普通客运列车和时速120km/h的动车组；（2）采用暴露振级可以更有效地反映不同类型列车对人体影响的真实情况；（3）采用暴露振级可以更合理地确定环境振动防护距离。

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大型风力发电机组弹性元件隔振性能分析和试验研究

晏红文1 田红旗1钟杰2 吕杏梅2 杨兆忠2，李晓光2

振动与冲击. 2016, 35(10): 212-217.

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针对兆瓦级风力发电机组传动链的复杂性，经过简化，分别建立齿轮箱、弹性元件和机架为系统的单自由度和两自由度振动模型，并根据风机传动链结构的特点，对齿轮箱和弹性元件系统的固有频率和刚度等参数以及传动链结构尺寸和这些参数的相互影响的关系进行分析和研究，提出适合于风机传动链中齿轮箱弹性元件相关参数的基本设计方法；并以齿轮箱为对象在现场进行振动测试，根据齿轮箱结构特点和对应测试数据的相关性两方面对试验结果的合理性进行了详细分析。根据测试结果再分析弹性元件振动特性和隔振效果，验证弹性元件和传动链结构的合理性，为风机设计提供参考。

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一种特殊动力吸振器阻抑结构声传递特性分析

林永水1,2 吴卫国1，甘进1

振动与冲击. 2016, 35(10): 218-224.

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结构声传递控制一直是舰船结构声学设计需要解决的关键问题。动力吸振器是一种重要的波阻技术，具有很好的频段选择性，在舰船的应用日益广泛。针对动力吸振器阻抑板的结构声传递问题，提出了精细的波分析模型和波动力响应矩阵法。将结构离散为多个波导单元和波阻单元，建立附加动力吸振器的结构连接的广义波动力响应平衡方程，推导出波导单元的波动力响应特征矩阵及动力吸振器的附加波动响应特征矩阵，并代入平衡方程求解得到波导单元的振动幅值，从而求得传递效率与损失。数值研究表明动力吸振器在特定频段具有很好的波阻效果，并探讨了动力吸振器设计参数对其波阻特性的影响。研究为动力吸振器的声学设计提供了新的分析方法，在舰船减振降噪中具有重要的理论意义与工程应用价值。

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直臂高空作业车臂架系统振动特性研究

高凌翀，滕儒民，王欣

振动与冲击. 2016, 35(10): 225-230.

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作为一种普遍应用的直臂高空作业车，其臂架为箱型阶梯截面伸缩杆件形式，臂架系统振动特性直接影响结构重量以及作业平台处的振幅，决定着操作的舒适性和安全性。基于弹性体振动理论中的欧拉-伯努利梁弯曲振动方程，建立具有末端质量的变截面阶梯梁弯曲振动方程，得到全伸条件下的臂架系统前三阶固有频率和振型曲线，利用状态空间表述臂架振动方程，在Simulink环境下模拟已知臂架仰角变化条件下的臂头位置的振动特性，并通过实例求解得到了数值计算结果。此项研究为高空作业车的振动控制提供了理论依据。

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刊出日期：2016-05-15

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