振动与冲击

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邹慧辉1，陈万祥1,2,郭志昆1，姜猛1，相恒波1

振动与冲击. 2016, 35(13): 1-7.

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为研究钢管活性粉末混凝土（钢管RPC）柱火灾后的抗爆性能。通过4根大比例钢管RPC柱试件的野外爆炸试验，得到了冲击波反射压力和钢管RPC柱的位移、应变时程曲线，分析了不同受火时间和比例距离对火灾后钢管RPC柱抗爆性能的影响。结果表明：钢管RPC柱具有良好的抗爆性能，受火后的钢管RPC柱在爆炸荷载作用下钢管仍能有效约束RPC，但随着受火时间的增加钢管RPC柱的抗爆能力减弱。未受火的钢管RPC柱在比例距离为0.58m/kg1/3的爆炸荷载作用下基本处于弹性状态；受火60min的钢管RPC柱仍具有较好的变形性能和抗剪能力，但当比例距离由0.58m/kg1/3减小到0.48m/kg1/3时，试件出现由弯曲破坏过渡到弯剪破坏的趋势；受火105min的钢管RPC柱变形性能显著下降，在比例距离为0.58m/kg1/3的爆炸荷载作用下跨中处出现明显的塑性铰，跨中最大位移和残余位移分别比受火60min的工况增加0.4倍和1.6倍，说明受火时间对火灾后钢管RPC柱的抗爆性能有较大影响。

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双弯曲管式螺杆型压电作动器

华顺明,孟玉明1，2，楼应侯1，李志强1，2，李加林1，2

振动与冲击. 2016, 35(13): 8-13.

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提出一种基于压电金属复合梁双向弯曲振动的螺杆型作动器，其压电换能器中每一个压电片都工作在Kt模态。首先，以细直梁在空间的一阶弯曲振型为基础确定了作动器结构形式；其次，对定子材料、结构参数与固有频率及端面振幅的关系进行了有限元分析，其中特别讨论了材料的参数E/对一阶固有频率的影响规律；然后，根据分析结果确定了作动器结构尺寸，并试制了样机；最后，测试了样机的主要输出特性。结果表明，作动器的最佳激振频率约为15.8kHz，启停时间在20ms左右；在300V驱动电压下，作动器最大空载速度为1.146mm/s，最大轴向力为2.5N。

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基于L-M算法的神经网络在环境振动分析中消除本底振动的应用

耿传飞1，卢文良1，俞醒2

振动与冲击. 2016, 35(13): 14-19.

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公路、铁路及城市轨道交通引起的环境振动实测数据中含有本底振动的干扰，从时域分析角度提出基于（）算法的神经网络法消除本底振动，阐述了该法的基本原理和实现步骤，采用算法对神经网络进行训练，具有收敛速度快、计算精度高的特点。通过一段交通振动加速度时程与一段本底振动加速度时程叠加合成实测振动加速度时程，分别用神经网络法和其他几种方法对合成的实测振动加速度时程进行本底振动消除计算和对比分析。计算结果表明，神经网络法能更加精确的计算出真实交通振动产生的时程曲线、功率谱密度曲线、1/3倍频程中心频率处振动加速度级和计权振级。

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改进的区间参数结构频响函数迭代解法

范芷若1, 2，姜东1, 2, 3，董萼良1, 2，费庆国1, 2

振动与冲击. 2016, 35(13): 20-25.

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针对区间不确定性系统频响函数求解提出了一种改进的迭代方法。采用区间分析方法描述不确定性结构参数，将频响函数求解转化为区间线性方程组形式，使用定点迭代方法，构造迭代格式；为了解决迭代方法中出现的收敛性问题，结合子区间概念提出改进的迭代方法，计算结构频响函数的区间。以弹簧-质量系统为仿真算例，研究了子区间数目对计算结果的影响。最后，将方法应用于文献中的工程结构，对比研究表明：该方法适用于全频段频响函数分析、具有较高的精度和效率。

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层合板结构声辐射模态传感器分析与测量

吴锦武，原海朋，毛崎波

振动与冲击. 2016, 35(13): 26-30.

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利用压电高分子材料聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，简称 PVDF）设计一种阵列式传感器来测量复合材料层合板结构的声辐射模态幅值。文章以文献[1]中声辐射模态传感器设计理论作为基础，进一步分析了声辐射模态传感器的测量精度影响因素，即粘贴位置和粘贴方向等。利用了声辐射模态传感器对层合板结构的固有频率、声辐射模态幅值以及声功率的进行测试分析。并对实验数据与理论仿真结果进行了分析。

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一种适于计算舰载激光引偏干扰系统安全引偏距离的冲击因子

张爽，张晓晖，孙春生

振动与冲击. 2016, 35(13): 31-35.

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舰载激光引偏系统的安全引偏距离可以采用冲击因子破坏标准计算，但传统的冲击因子破坏标准在计算安全引偏距离时存在一些不足。本文引入舰船的尺度、外形和排水量等参数对破坏标准中冲击因子的计算方法进行了改进，使之具有更加广泛的适用范围，然后在改进的冲击因子破坏标准基础上，计算了多种激光制导武器相对于不同类型舰船的安全引偏距离，分析了相关因素对安全引偏距离的影响，对舰载激光引偏干扰系统引偏距离的选择具有一定的参考意义。

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深埋圆形隧洞非饱和土-衬砌结构系统的动力特性

刘洪波1，刘洁 1，闻敏杰2

振动与冲击. 2016, 35(13): 36-41.

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采用解析方法在频率域内研究了深埋圆形隧洞非饱和土-衬砌结构系统的动力特性。基于Bishop非饱和土有效应力原理和单相流固结理论，建立了单相流条件下非饱和土的运动方程。通过位移势函数解耦，得到了非饱和土在简谐荷载作用下的动力响应解答。将衬砌结构视为均匀弹性介质，基于弹性理论，得到了简谐荷载作用下圆柱形衬砌结构的稳态形式解答。利用土体与衬砌界面的连续性条件和衬砌结构内边界上的边界条件，确定了表达式的待定系数。在此基础上，考察了饱和度、吸力折减系数、衬砌厚度等参数对非饱和土响应幅值的影响。结果表明：随着衬砌厚度的增加，系统响应幅值逐渐减小；饱和度和吸力折减系数对孔隙水压力幅值的影响较大，而对径向位移和环向应力幅值的影响较小。

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双向水平地震下7度区框架结构的“强柱弱梁”措施

杨红1, 2，任小军3，白绍良1, 2

振动与冲击. 2016, 35(13): 42-50.

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结合汶川地震中钢筋混凝土框架结构的塑性铰普遍出现在柱端的震害现象，重点研究了“强柱弱梁”措施和“超烈度”对结构抗震形态的影响。按中国规范分别设计7度0.1g区和0.15g区三级抗震规则空间框架，并采用逐渐增大的“强柱弱梁”措施，对两类7度区框架各形成5个算例结构。在OpenSees平台上，计算框架在双向水平地震作用下的非线性反应。结果表明，抗震规范GB50011-2001给出的三级抗震的“强柱弱梁”措施取值明显偏低，在罕遇地震作用下7度0.1g区框架塑性铰数量少、基本为柱铰，7度0.15g区框架塑性铰数量较多、梁铰少。抗震规范GB50011-2010提高柱端弯矩增大系数取值后，结构的塑性铰分布规律基本没有改善。按抗震规范GB50011-2001设计的7度区空间框架在“超烈度”地震波作用下的塑性铰特征是塑性铰普遍出现在柱端，与汶川地震的震害现象一致，7度区框架的梁端地震组合弯矩小、现浇板钢筋影响幅度大、“强柱弱梁”措施过低、结构遭遇“超烈度”共同导致了该危险的塑性铰分布特征。

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相位调谐对行星齿轮系统辐射噪声影响的研究

戴麟朱如鹏鲍和云张霖霖曹鑫

振动与冲击. 2016, 35(13): 51-57.

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考虑齿轮啮合相位因素得到相位调谐前后各传动齿轮齿数配比，应用集中质量法建立行星齿轮传动系统的动力学模型，计算齿轮箱轴承支撑动载荷。建立单级行星齿轮传动系统齿轮箱的三维几何模型，将动载荷作为激励施加于齿轮箱轴承支撑处，通过有限元法计算得齿轮箱的模态频率和振动响应。在Virtual.lab中建立齿轮箱的边界元模型并导入齿轮箱振动位移响应作为边界条件，应用直接边界元法计算得到相位调谐前后齿轮箱辐射噪声。对比试验结果表明，相位调谐方法可有效地降低噪声，证明相位调谐方法降噪的可行性。

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冲击载荷作用下锥形截齿磨损的试验和数值模拟研究

张倩倩1，韩振南1，张梦奇2,3，张建广2,3

振动与冲击. 2016, 35(13): 58-65.

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通过试验和离散元数值模拟方法，研究锥形截齿的耐磨性能及其磨损特征对截割载荷的影响。在单齿旋转截割试验台上，以砂岩为试验对象，采用3种不同齿尖材料的锥形截齿进行岩石截割试验，并结合试验后齿尖的磨损面形状建立磨损截齿模型，利用PFC3D进行岩石截割的数值模拟研究。统计结果表明：在截割载荷各分量中，法向力显著高于切向力和侧向力；硬质合金截齿、合金钢截齿及有耐磨涂层的合金钢截齿的质量损失依次为0.07%，0.28%和0.22%，硬质合金耐磨性优势突出，堆焊耐磨涂层对截齿有一定的保护作用；齿尖磨损区域的扩展，使截齿连续过载，加剧磨损；通过离散元方法获得的截割载荷与试验方法测定结果接近。在相同截割条件下，对硬质合金和合金钢齿尖耐磨性能的研究，为截齿的寿命估计提供必要参考。

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加速度基线漂移频域处理方法的对比研究

缪惠全，王闯，李杰

振动与冲击. 2016, 35(13): 66-71.

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针对加速度积分速度和位移中的基线漂移问题，对比研究了三种频域处理方法，即低频截止算法、低频衰减算法和基于滤波器的处理方法，分析了不同处理方法的原理、参数选择和校正效果，指出了不同方法存在的问题，并针对滤波器滤波所导致的数据弥散问题，提出了两种不同的改进方法，具有物理意义明确且操作简单的特点。通过对信号群延时的对比分析表明了该方法的有效性。研究表明，低频截止算法存在频率敏感性问题和信号突然截断所导致的能量泄露问题；低频衰减算法不同参数组合会产生相同的校正效果，参数缺乏明确的物理意义；滤波器尽管设计较为复杂且存在数据弥散问题，但采用本文的改进方法之后能够很好的改善信号的弥散问题，进而通过合理的参数选择能够较好的消除速度和位移基线的漂移问题。

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基于SPH-FEM的超声珩磨空化微射流冲击研究

叶林征，祝锡晶，王建青，郭策

振动与冲击. 2016, 35(13): 72-77.

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为探究超声珩磨中空化微射流对壁面的冲击作用，考虑壁面弹塑性变形、超声场及珩磨压场，采用SPH-FEM耦合方法建立了空化微射流冲击模型并进行了数值仿真分析，随后进行了试验验证，结果表明：微射流冲击过程中形成的侧向射流速度高于微射流冲击速度，最高可达冲击速度的1.6倍，冲击中后期微射流中部粒子反向运动向上凸起；壁面出现直径约8 μm、深约0.173 μm的微型凹坑，且其边缘处有材料塑性隆起，试验中材料表面出现微型凹坑群；冲击区域内由内而外等效应力先升高后降低，射流边缘附近冲击效应最强。从材料去除角度来看，大量微射流冲击对超声珩磨加工起到积极作用。

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基于多级模糊控制的半主动隔震结构减震研究

赵大海1，李永兴1，李宏男2，钱辉3

振动与冲击. 2016, 35(13): 78-84.

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提出了一种基于压电摩擦阻尼器的新型模糊控制器，对其在半主动隔震结构中的减震效果进行研究。该控制器引入多级式模糊控制策略，其中次级模糊控制器以隔震层的速度和位移为输入，以阻尼器的电压为输出；高级模糊控制器以地震动加速度为输入，实时调整次级模糊控制的量化因子及比例因子。为检验多级模糊控制方法的有效性，对一隔震结构进行数值模拟，并与被动控制和普通模糊控制的减震效果进行对比。数值结果表明：该方法能有效地降低隔震结构的基底位移和上部结构的加速度响应，并且对不同强度的地震动具有良好的适应性。

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一种权系数部分更新的变步长自适应多径干扰对消算法

姜冰磊,冯西安

振动与冲击. 2016, 35(13): 85-89.

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浅水环境中，多径干扰严重影响目标探测的性能，导致虚警概率增加。有效的多径干扰对消算法是浅水环境中目标检测的关键。自适应LMS算法能有效抑制多径干扰，但当干扰持续较长或空间分布范围较大时，需要使用高阶次滤波器，计算量很大，给实际应用带来困难。通过分析浅水环境下多径干扰的形成机理和分布特点，建立其理论模型，并提出阵列模型下的权系数部分更新的变步长自适应多径干扰对消算法。该算法采用权系数的周期性部分更新算法和基于改进Sigmoid函数的变步长算法，较好解决了自适应干扰对消算法中计算量与收敛速度之间的矛盾。理论分析与仿真结果表明，该算法能在有效地降低计算量的同时，仍保持较快的收敛速度，并具有良好的多径干扰对消效果。

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基于有限时间稳定理论的无刷直流电动机混沌振荡控制

汪慕峰1，韦笃取1,2,罗晓曙1，张波2

振动与冲击. 2016, 35(13): 90-93.

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基于有限时间稳定理论和Lyapunov稳定性理论，设计一个非线性控制器，对无刷直流电动机（BLDCM）系统的混沌振荡进行控制。首先理论上证明了该控制策略能使混沌系统在有限时间内稳定到平衡点，然后利用数值仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。研究结果对保证无刷直流电动机的稳定运行具有重要意义。

关键词：有限时间稳定理论，Lyapunov稳定性理论，混沌控制，无刷直流电动机

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碳酸盐岩中爆破振动信号能量局部特征的多重分形分析

钟明寿1，谢全民2，龙源1，方向1，谢兴博1

振动与冲击. 2016, 35(13): 94-98.

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根据多重分形基本理论，建立了基于盒计数法的爆破振动信号多重分形谱模型，并开发了基于C++的多重分形谱分析平台。分别对碳酸盐岩中爆破地震波测试信号开展了单道、多道信号的多重分形分析，实现对爆破振动信号能量局部奇异性的精细化描述。研究成果为更好地在碳酸盐岩中应用化爆震源地震勘探方法勘探油、气资源奠定了重要基础。

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电动车动力总成在机械-电磁激励下的振动分析

于蓬1,2 陈诗阳1,2 章桐1,2,3 郭荣1,2

振动与冲击. 2016, 35(13): 99-105.

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以典型集中驱动式电动车的动力总成为研究对象，首先建立综合考虑驱动电机、传动系统、悬置支架以及冷却水套等影响的刚柔耦合模型，进行模态仿真分析与试验验证；然后分析作用于动力总成的电磁激励和机械激励，提出考虑电机控制策略影响的电磁激励仿真方法；最后进行电磁-机械综合激励作用下的电动车动力总成振动特性仿真与试验验证。结果表明，所提出的机-电-磁-控多物理场仿真方法可以有效的揭示多源动态激励对动力总成振动的影响，为电动车动力总成优化设计奠定理论基础。

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多孔吸声矩形薄板声振特性分析的一种新模型

袁丽芸1，2，向宇1，2，陆静1，2

振动与冲击. 2016, 35(13): 106-113.

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为了弥补现有多孔吸声材料在数值建模以及解析建模上的不足，本文建立了一种全新的多孔材料矩形薄板声振特性分析的半解析模型。利用薄板理论，引入与流体声压相关的薄膜力和力矩分量，由三维的Biot理论本退化导出了二维多孔材料矩形薄板的本构关系和内力—位移关系。然后，结合多孔板的骨架的平衡方程和多孔薄板内部流体的运动方程，通过Fourier变换和无量纲化处理，消去中间变量后建立了频域内多孔矩形薄板的声振控制方程，并写为一阶常微分矩阵形式，可采用高精度的齐次扩容精细积分法进行求解。该模型充分考虑了薄板面内振动与弯曲振动的相互耦合，比现有的解析模型更加接近多孔板的真实振动。同时，采用了一种高精度的齐次扩容精细积分法进行求解，可以在中高频段保证其精确性。文中以两端简支的多孔矩形薄板为例，分析了薄板面内振动与弯曲振动的耦合作用对声振特性的影响。

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直线线路科隆蛋扣件地段钢轨波磨成因的理论研究

崔晓璐1 钱韦吉2 张青1杨宏光1陈光雄1 朱旻昊1

振动与冲击. 2016, 35(13): 114-118.

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在我国地铁线路上发现科隆蛋扣件地段的钢轨波磨不仅发生在小半径曲线区段，而且在直线区段也会出现。基于轮轨摩擦耦合自激振动引起钢轨波磨的观点，本文研究了地铁直线线路上科隆蛋扣件地段的钢轨波磨，建立了轮轨摩擦耦合弹性自激振动模型。采用复特征值法和瞬时动态分析法研究了轮轨系统的运动稳定性和动态特性。计算结果表明在饱和蠕滑力作用下的直线线路科隆蛋扣件地段容易产生40-50mm波长的钢轨波磨。当使用刚度较大的DTVI2扣件代替刚度较小的科隆蛋扣件时，直线线路上的波磨将得到抑制。因此，适当的增加扣件的刚度有助于抑制直线轨道上的钢轨波磨，然而该方法在曲线轨道上并不适用。

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两级定轴齿轮断齿故障的非线性耦合特性研究

王鑫1,2，徐玉秀1,2，武宝林1，李涛涛3

振动与冲击. 2016, 35(13): 119-124.

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为研究两级齿轮传动系统断齿故障的非线性耦合特性，建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙和综合啮合误差等非线性因素的单级及两级齿轮量纲一动力学方程。利用数值方法对建立的非线性微分方程进行求解，获得系统的分岔图、相图及Poincaré截面，对比研究两系统中一级齿轮随激励频率变化的分岔特性及断齿故障下的故障特性。研究结果表明：耦合特性使两级齿轮系统的周期运动区间增加，幅值亦增加，混沌区间缩短并延迟，对混沌起到抑制作用；断齿故障使单级齿轮系统突跳点增加，同时阵发周期运动出现变化，且变化趋势不确定，对于两级齿轮系统仅使阵发周期运动幅值增加。

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基于样本熵与ELM-Adaboost的悬架减振器异响声品质预测

黄海波，李人宪，黄晓蓉，杨明亮，丁渭平

振动与冲击. 2016, 35(13): 125-133.

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车辆悬架减振器异响严重削弱了车内声品质，针对该异响问题设计并开展了不同路况条件下的整车道路试验，对采集到的车内噪声信号分别计算A计权声压级与心理声学客观参量（响度、尖锐度、语音清晰度、抖动度和粗糙度）以提取减振器异响特征信息，并将其与主观评价进行了相关分析。另一方面，再引入小波包分解与样本熵的概念，对减振器异响特征信息进行了有效地提取，同时提出基于Adaboost的极限学习机(ELM)算法，建立了减振器异响声品质预测改进模型，并将其与支持向量机(SVM)、广义神经网络(GRNN)进行对比。研究结果表明：传统的A计权声压与心理声学指标不能有效地用于减振器异响声品质预测而结合小波包样本熵提取的异响特征与ELM-Adaboost算法能有效地对减振器异响声品质进行预测，并且效果优于SVM与GRNN。

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基于变分模态分解和Teager能量算子的滚动轴承故障特征提取

马增强，李亚超, 刘政，谷朝健

振动与冲击. 2016, 35(13): 134-139.

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针对滚动轴承早期故障振动信号信噪比低、故障特征提取困难的问题，提出了基于变分模态分解和能量算子的滚动轴承故障特征提取方法。该方法首先对故障信号进行变模态分解(variational mode decomposition, VMD)，得到若干本征模态分量(intrinsic mode function, IMF)；其次，通过峭度准则选取其中峭度最大的分量进行Teager能量算子解调，得到信号的Teager能量谱。将该方法应用到滚动轴承仿真故障数据和实际数据中，结果表明，该方法提高了信号的分解效率，降低了噪声的影响，能够实现滚动轴承故障的精确诊断，证明了该方法的有效性。

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强迫振动和极限环振动时域响应的高效预测方法研究

刘艳 1，白俊强 1，华俊 2，刘南 1

振动与冲击. 2016, 35(13): 140-147.

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建立一种基于改进Kriging的KSBRF（Kriging-Surrogate-Based Recurrence Framework）降阶模型（Reduced-Order Model, ROM），用于高效地预测非线性非定常气动力及力矩、极限环振动（Limit Cycle Oscillations, LCO）等。本文首先基于Kriging代理模型建立非线性系统输入-输出关系的循环预测框架。然后对翼型做沉浮/俯仰组合运动时的非线性非定常气动力进行辨识。结果表明：在固定来流马赫数情况下，KSBRF预测结果与CFD计算结果吻合良好，阻力系数及俯仰力矩系数等的平均预测误差均在2.0%以内；在变来流马赫数情况下，升力系数和俯仰力矩系数的平均预测误差在2.5%以内，而阻力系数的预测误差则稍大，但也不超过7.0%。通过研究不同m、n取值对模型精度的影响，得出考虑历史效应有利于提高当前时间步的模型预测精度。除此之外，本文还对NACA64A010翼型的LCO振动形态进行预测，预测结果与CFD计算结果吻合良好，误差均保证均小于5.17%。

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脱胶圆衬砌及其边缘直裂纹对出平面波的散射

南景富1 赵春香1 齐辉2 杨在林2 高国付1 于丽艳1 赵继涛1

振动与冲击. 2016, 35(13): 148-152.

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通过数学物理方法中的Green函数法研究了界面上含有上半圆形脱胶圆形衬砌及其边缘界面直线型裂纹的均匀双相介质全空间对出平面动力的响应。首先，给出了在含有半圆形凸起的圆形衬砌的下半空间和含半圆形凹陷的上半空间在水平分界面上任意一点加载出平面线源波动时在各自区域产生的位移场；再者，给出出平面波任意角度入射时的入射波、反射波、折射波和散射波函数；其次，采用裂纹"切割"方法构造直线型裂纹,并应用边界条件对上下半空间在界面处实施“契合”，建立起问题的定解方程组；最后做为算例讨论分析了裂纹尖端动应力强度因子的数值结果。

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内外激励作用下多自由度齿轮系统的非线性动力学特性

向玲,贾轶,李媛媛,冯晓冉, 高雪媛，邸薇薇

振动与冲击. 2016, 35(13): 153-159.

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采用周期扩大法，建立了齿轮副的六自由度非线性动力学模型，模型考虑了齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、齿面摩擦等非线性因素；对模型中的相关周期项作傅里叶级数展开，并采用数值积分方法研究六自由度齿轮传动系统的运动随转速、支撑刚度的分岔特性。结合poincaré截面图、分岔图、FFT频谱及最大Lyapunov指数图，系统地分析了支撑刚度对齿轮系统的影响。结果发现，随着激励频率的提高，系统经过多次跳跃进入混沌，提高支撑刚度会使系统的跳跃点数目增加，并且使系统的混沌区减小且整体后移，致使系统推迟进入混沌；再者会使系统通向混沌的道路多样化，除了拟周期通道之外，还出现了激变性、阵发性的混沌道路及“周期5—拟周期—锁相—不稳定吸引子—混沌”的非常规混沌道路。另外支撑刚度的提高会使系统的1/2次谐振加强，致使谐振频率下的动态啮合力(DMF)增大，但会使一些混沌区的DMF逐渐减小，并且使啮合轮齿经历“双边冲击—单边冲击—无冲击”的状态变化。

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基于柔性铰链的新型快速伺服刀架设计

孙涛1 李国平1 娄军强1 邱辉1

振动与冲击. 2016, 35(13): 160-166.

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针对目前用于非圆精密加工的快速伺服刀架只能提供单向驱动力的问题，设计了一种基于柔性铰链的新型快速伺服刀架。建立了刀具放大结构的力学模型，利用理论力学的知识推导出刀具的放大率、刚度和固有频率解析式，并对实验刀具进行有限元分析。为了验证理论计算和有限元分析结果的准确性，对刀具进行实验测试。测试结果显示，理论计算结果与实验结果的最大误差为14.87％，平均误差为12.635％，有限元分析结果与实验结果的最大误差为6.54％，平均误差为5.925％，表明理论计算和有限元分析的准确性。最后提出了一种快速伺服刀架参数的初选流程，为快速伺服刀架的研究提供一定的理论基础。

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喷管气动力抑制转管武器射击振动的方法研究

李佳圣，廖振强，邱明，聂成跃

振动与冲击. 2016, 35(13): 167-172.

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为了减小转管机枪射击过程中后坐力引起的架座振动以提升武器的射击密集度，提出了一种利用部分膛内火药气体经过喷管外流反推实现抑制射击振动的稳定方案。结合考虑热散失的内弹道方程以及超音速气体流动方程，建立了转管机枪力偶作用式气体稳定装置的气体动力学模型。对安装有力偶式气体稳定装置的三脚架支承转管机枪系统进行了刚柔耦合发射动力学建模和仿真，研究了该装置对抑制转管机枪连发振动和提升射击精度的实际效果，为转管武器连发振动控制提供了新思路。

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考虑高程效应的水下爆破振动衰减拟合模型研究

彭亚雄1,2 吴立1,2 苏莹1,2 李红勇3 李春军3

振动与冲击. 2016, 35(13): 173-178.

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由于水介质的存在，影响爆破振动衰减的因素大幅增加，同时导致了水下爆破监测的困难。因此，水下爆破工程中，传统的萨道夫斯基公式（TSF）已不完全适用。通过引入高程差因子β，得到修正的萨道夫斯基公式（MSF）。分别建立修正公式的线性与非线性拟合模型，并求解K、α、β三个相关参数。结合万州公路长江大桥防撞带水下爆破工程，用线性与非线性拟合模型分别进行计算，并求解出K、α、β及残差平方和RSS。分析结果表明，非线性模型的拟合精度高于线性模型，而且非线性拟合模型能够更好地研究考虑高程效应的水下爆破振动衰减规律。

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基于改进小波包能量的梁式结构损伤识别

刘习军1，商开然1,2，张素侠1，霍冰1，孙良1

振动与冲击. 2016, 35(13): 179-185.

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利用小波包变换技术将结构的节点曲率响应分解到不同模态，选择能量较大的结构单阶模态响应构造损伤指标，使得损伤指标具有较强的噪音鲁棒性和损伤敏感性。通过统计损伤指标超过损伤预警值的次数来识别损伤，进一步降低了环境噪音对识别结果的影响。通过多种不同损伤工况的简支梁数值算例和实验验证了该方法的有效性。结果表明，该方法能够用于工程实际，当响应信号中的噪音在10％以下时，此方法能够准确的识别出较小程度的结构损伤。

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静立人群与板联合系统动力学特性研究

韩慧璇，周叮，刘伟庆

振动与冲击. 2016, 35(13): 186-193.

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采用能量法研究静立人群与板联合系统的动力学特性。使用具有分布质量、阻尼和刚度的非均质弹性直杆模拟静立人体，利用第一类切比雪夫多项式构造板的试函数，结合拉格朗日方程建立人-板联合系统振动微分方程，分析了人-板系统的动力学特征，详细研究了人的位置以及人板质量比对人-板系统动力特性的影响。分析表明：弹性人体模型比附加质量模型更科学合理，人群位于板动力变形较大处时对系统动力特性的影响尤为显著。

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梁板组合结构的中频振动试验与计算分析

张永杰陈璐韦冰峰王喆秦朝红

振动与冲击. 2016, 35(13): 194-200.

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针对梁板组合结构的中频振动问题，在混响实验室中进行某一典型梁板组合结构的声振试验，对试验获取的梁和板的加速度响应进行了分析，基于H-混合模型法建立了有限元-统计能量（FE-SEA）混合模型，通过模态试验对模型进行了验证。对混合模型计算的结果进行了分析，并与试验结果进行了对比。得到了内外声场之间通过板结构进行非共振传递和共振传递的声传递规律。FE-SEA混合模型计算与试验结果吻合，验证了使用H-混合模型方法进行中频振动分析的有效性和可靠性。

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基于振动控制的多楔带附件驱动系统优化

王红云 1，曾祥坤 1，向英 2，赵季勇 3

振动与冲击. 2016, 35(13): 201-205.

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建立了考虑带弯曲刚度的多楔带附件驱动（Serpentine Belt Accessory Drive，简称SBAD）系统梁耦合振动模型。以某三带轮SBAD系统为对象，计算分析带拉伸刚度、弯曲刚度、带线密度对带段横向振动、带动张力和张紧臂摆角等振动性能的影响；以上述振动性能构建目标函数，以带拉伸刚度、张紧器弹簧刚度和张紧臂长为设计变量对SBAD系统进行优化；最后在以上优化结果的基础上，通过降低带弯曲刚度，进一步改进SBAD系统的振动特性。

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基于无网格法梁结构多裂纹定量识别

罗志钢1，蒋占四1，王衍学1，向家伟2

振动与冲击. 2016, 35(13): 206-211.

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研究基于无网格法的悬臂梁结构多裂纹定量识别方法。通过局部加权残量法将裂纹以虚拟边界融入离散系统方程，建立多裂纹梁结构动力学模型,获得定量识别正问题数据库。结合曲率模态法先找到裂纹位置，再以实测频率作为反问题输入利用粒子群法反演寻优从而定量预测出裂纹的损伤程度。数值仿真表明，该方法前处理简单，适合用来模拟非连续裂纹问题，为结构多裂纹识别提供了新途径。

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大型地震模拟振动台运行对周围场地影响的试验研究

刘必灯郭迅周洋王伟于淼

振动与冲击. 2016, 35(13): 212-218.

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随着地震模拟振动台数量越来越多，其运行对环境的振动影响受到极大关注。通过现场实测和分析，深入探讨了振动台运行对周围场地的振动影响，结果表明：如果将振动台基础简化为单自由度质点-弹簧-阻尼模型，地基土提供弹性力和阻尼，振动台的运行视为施加于基础的动力荷载，由此得到的计算结果与实测基本吻合。通过扫频试验获取了基础振动幅频响应曲线并进而确定了基础自振频率。试验研究结果显示，当振动台台面产生峰值为1.5g加速度时，基础及实验室内地面加速度最大值仅有5gal，不及台面的0.4%；振动从基础向周边场地传播按指数规律衰减，一般不会对周围建筑安全和人员舒适性造成不良影响。

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基于中心流形理论的四轮转向汽车Hopf分岔分析

宋作军

振动与冲击. 2016, 35(13): 219-223.

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以四轮转向汽车（4WS）为研究对象，利用分析力学方法，建立了二自由度动力模型。利用Hurwitz代数判据，对4WS系统Hopf分岔进行了计算，得到分岔点。利用中心流形理论将高维4WS汽车系统降到二维，并通过计算二维分岔稳定性指标的正负判定原系统Hopf分岔的类型。利用Matlab软件对系统进行了仿真。结果表明，4WS汽车在一定的参数组合下出现转向自动摆动的性质，对振动的控制研究具有重要的参考价值。

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爆炸条件下结构超压-冲量曲线简化计算研究

陈俊杰1，高康华1,孙敖2

振动与冲击. 2016, 35(13): 224-232.

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超压-冲量（P-I）曲线可用于快速评估爆炸荷载作用下建筑结构的毁伤效应。基于单自由度等效体系运动方程和结构变形的理想弹塑性模型，在传统能量法基础上考虑阻尼影响，运用图像法计算阻尼耗能，得到了P-I曲线冲量区和准静态区的渐进线方程，在此基础上通过大量计算，得到了P-I曲线动态区的拟合公式。提出的简化计算公式与运用Newmark 法计算结构响应得到的P-I曲线相比较为一致，验证了所提方法的合理性。通过算例表明，随着延性比的增大，P-I图的冲量渐近线和准静态渐近线的值逐渐变小；随着阻尼比的增大，P-I图的冲量渐近线和准静态渐近线的值逐渐变大，且阻尼比对冲量渐近线影响明显。

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刊出日期：2016-06-25

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