振动与冲击

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李寿科1，田玉基2，李寿英3，陈政清3，孙洪鑫1

振动与冲击. 2016, 35(18): 1-8.

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对不同开孔位置、开孔率和内部容积的17个屋盖开孔建筑进行了缩尺刚性模型测压试验，分析内外风压的空间分布规律和相关性，采用稳态方法和单开孔内压传递方程分别对平均和脉动内压进行理论估计，拟合了峰值内外压系数比的无量纲设计公式。结果表明：屋盖开孔建筑的内部风压系数相关性和相干性较好，可采用统一的值来描述内压；内外风压系数以正相关为主，相关性大于立墙开孔工况；平均内压设计值可取为0.8倍开孔处外部平均风压，可采用单开孔内压传递方程估计垂直风向的脉动内压，误差小于15%。拟合的脉动内外压系数比和峰值内外压系数比设计公式，可应用于屋盖中心开孔建筑，改进了GINGER方法的精度。

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普通混凝土HJC本构模型参数确定

任根茂1，吴昊1，方秦1，周建伟2，龚自明1

振动与冲击. 2016, 35(18): 9-16.

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Holmquist-Johnson-Cook（HJC）本构模型广泛应用于冲击爆炸作用下混凝土类材料的动态响应分析中。基于已有普通混凝土（单轴抗压强度≤60MPa）的准静态单轴压缩实验、三轴围压实验、一维SHPB实验和一维平面应变Hugoniot冲击压缩实验数据，确定了一组适用于不同强度普通混凝土材料HJC本构模型的强度参数、率效应参数和状态方程参数取值。基于上述确定参数值通过LS-DYNA有限元分析软件，对十五组普通混凝土（单轴抗压强度13.5~58.4MPa）靶体的刚性弹体侵彻贯穿实验进行了数值模拟。通过与实验中弹体侵彻深度，贯穿残余速度以及弹体过载和靶内径向应力时程结果对比，验证了本文所确定模型参数的准确性。

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阻抗分析法在船舶结构动力响应分析中的应用研究

庞福振 1,2，宋红宝 1，缪旭弘1,2，王雪仁 2

振动与冲击. 2016, 35(18): 17-22.

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针对设备动力参数未知，设备基座振动加速度给定情况，提出阻抗分析法解决设备振动激励载荷下的船舶结构动力分析问题。基于理论分析，提出阻抗分析法，实现设备对基座的振动能量采取振动加速度激励作为输入，进而分析结构动力响应；通过舱段结构动力分析验证方法的有效性，并讨论不同加载方式对结构动力响应的影响规律，研究表明，该方法应用于结构声振分析是可行的，且加载方式对结构响应影响较大;在此基础上，将阻抗分析法应用于水下航行器水下声辐射研究，分析水下航行器声场周向分布规律。结果表明激励频率较低时水下航行器水下声场呈对称分布，随着频率提高，其对称性逐渐下降。

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刚柔复合梁压电风能采集器的试验测试与分析

王淑云,沈亚林,阚君武,汪彬,张忠华,严梦加,方江海

振动与冲击. 2016, 35(18): 23-27.

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为满足弱风时微功率传感监测系统的自供电需求，提出一种由压电梁与其端部柔性梁构成的刚柔复合梁风能采集器，介绍了其结构及原理，并进行了理论分析与试验研究。结果表明，柔性梁厚度h2/长度l2、迎风角α及风速v对风能采集器输出电压Vg都有较大影响，各要素合理匹配可有效地提升发电能力。其它条件确定时，Vg与（0~9.45 m•s-1）呈较好的线性关系；存在最佳柔性梁长度和最佳迎风角使输出电压最大（），且随h2增加增加、降低，h2为0.1/0.2/0.3mm时为45/60/150mm、为57.6/39.2/33.6V；h2对影响不大，h2为0.1/0.2/0.3mm时的均为35º左右。

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微细立铣刀动力学分析的 Chebyshev 谱方法

黄意新 1，尹青峰 2，赵阳 1

振动与冲击. 2016, 35(18): 28-33.

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采用 Chebyshev 谱方法对微细立铣刀动力学特性进行研究。考虑刀具剪切变形与转动惯量效应，建立刀具各段均匀或变截面 Timoshenko 梁动力学模型，利用 Chebyshev 方法对动力学方程进行离散，通过动态子结构法综合得到刀具整体动力学模型，编制了刀具动力学特性分析软件。仿真得到了微细立铣刀固有频率及模态振型并与分段阶梯梁方法及有限元方法进行了比较，验证了方法的可行性。研究了刀柄长度、刀颈半锥角及刀头长径比等刀具结构参数对刀具固有频率的影响，算例的数值计算结果表明：当 Chebyshev 多项式阶数大于16时，前四阶计算结果偏差收敛至 0.04% 内，计算精度较高。该方法可用于微细立铣刀参数优化设计。

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铝合金板式节点网壳阻尼特性试验研究

郭小农 1,王丽 1,相阳 1,熊哲 1,赵卫华 2,严勇 2

振动与冲击. 2016, 35(18): 34-39.

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为研究铝合金板式节点网壳结构阻尼特性，填补现行设计规范对铝合金结构阻尼比取值的空白，对一铝合金板式节点网壳的阻尼比进行了实测。采用锤击法对结构施加动力激励，由拾振器记录结构各点的加速度响应。通过FFT变换得出节点加速度响应频谱，采用半功率带宽法估算结构阻尼比。通过改变锤击力度、拾振器位置、敲击点位置，设计了57种工况，并测出一系列阻尼值；对所得数据进行统计分析，得出铝合金板式节点网壳阻尼比平均值，并建议此类结构阻尼比取为3.3%。运用该阻尼参数建立有限元模型，分析结构动力响应，结果表明：节点加速度响应实测曲线与有限元模型计算得到的响应曲线的峰值、周期和振动衰减规律均吻合较好，证明所测得阻尼值可为铝合金板式节点网壳的动力分析与工程设计提供依据。

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时滞控制下的微梳状驱动器动力学研究

张琪昌，任环，韩建鑫

振动与冲击. 2016, 35(18): 40-45.

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在微梳状驱动器的直、交流两种驱动电压中，加入时滞速度反馈，建立了时滞影响下的微梳状驱动器的单自由度模型。假设驱动器以微小振幅振动，将含速度时滞反馈的静电驱动力进行泰勒近似展开，应用多尺度法得到时滞参数影响下系统的幅频响应方程。驱动频率在共振频率附近时，系统非线性振动随时滞参数改变时发生跳跃现象。不同的直流电压等物理参数状态下的系统振动频率和软硬特性不同，可以通过改变时滞参数控制不同物理参数下的系统的振动的稳定范围和幅值。经过计算并使用数值方法验证了结论，正时滞参数引起系统振动失稳，负时滞参数可使振动幅值跳跃现象消失。

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基于齿轮连杆的新型动力吸振式轮边电驱动系统研究与设计

陈辛波1,2 王叶枫1 王威1 朱剑飞3 孙浩琪1

振动与冲击. 2016, 35(18): 46-51.

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针对分布式电动汽车中簧下质量增大，车辆平顺性和车轮接地性恶化的问题，本文设计了一种新型齿轮连杆式轮边动力吸振器。评估其在多连杆悬架中空间布置的可行性。考虑路面不平度与电机驱动时作用在其壳体上的反力矩，建立系统的动力学模型并推导其振动力学微分方程，利用MATLAB/simulink建立三自由度振动模型，在新欧洲行驶循环(New European Driving Cycle NEDC)工况下得到时域内的系统响应；结合计算结果分析动力吸振器弹簧刚度阻尼对车身加速度、车轮动载荷和电机振动的影响作用，并进行动力吸振器弹簧刚度和阻尼的优化设计；最后将该系统与传统汽车和一般轮毂电机驱动系统对比，分析其改善车辆平顺性和接地性的效果。结果表明，该新型齿轮连杆式轮边动力吸振器可以合理布置在多连杆悬架中，并可以显著改善分布式驱动汽车车辆平顺性和车轮接地性。

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基于优化组合核和Morlet小波核的LSSVM脉动风速预测方法

迟恩楠,李春祥

振动与冲击. 2016, 35(18): 52-57.

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核函数是支持向量机的重要组成部分，直接影响预测模型的结果。根据Mercer定理，推导出了Morlet小波核函数，使其具有局部化、多层次、多分辨的优点。选择具有代表性的径向基（RBF）核函数和多项式（Poly）核函数构建出局部性和全局性相结合的线性组合核函数，使得预测模型保留RBF核函数所赋予的优越学习能力以及Poly核函数所拥有的强泛化能力。进一步，使用粒子群优化（PSO）算法，对惩罚参数、核参数、权重、尺度因子进行寻优，分别建立了基于Morlet小波核和组合核的PSO-LSSVM模型。使用建立的预测模型，对脉动风速进行了预测。通过比较预测性能评价指标，发现基于Morlet小波核和组合核PSO-LSSVM的预测精度优于常用的单核PSO-LSSVM模型。

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机翼颤振的时滞反馈控制研究

罗梦翔，高明周，蔡国平

振动与冲击. 2016, 35(18): 58-61.

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采用瞬时最优方法对二元机翼颤振的时滞反馈控制进行研究。首先采用Lagrange方法建立机翼系统的颤振动力学模型，其中考虑了机翼俯仰刚度的立方非线性，然后采用瞬时最优控制方法进行了非线性时滞反馈控制律的设计，最后通过数值仿真对控制方法的有效性进行了验证。仿真结果显示，时滞控制律能够有效地抑制机翼的颤振。

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柔性空间机器人基于关节柔性补偿控制器与虚拟力概念的模糊全局滑模控制及振动主动抑制

梁捷 1,2,3,陈力 1,梁频 2

振动与冲击. 2016, 35(18): 62-70.

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空间机器人系统的柔性主要体现在空间机器人的臂杆和连接各臂杆之间的铰关节。由于空间机器人系统结构的复杂性，以往研究人员对同时具有柔性关节和柔性臂的系统关注不够。为此本文讨论了参数不确定情况下柔性关节、柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、运动控制方案设计和以及臂、关节双重柔性振动的分阶主动抑制问题。依据线动量、角动量守恒关系并基于拉格朗日方程、线性扭转弹簧及假设模态法推导了系统动力学模型。以此为基础，针对空间机器人实际应用中各关节铰具有较强柔性的情况，引入了关节柔性补偿控制器并结合奇异摄动技术将整个系统分解成独立时间尺度的电机力矩动力子系统和柔性臂子系统。针对电机力矩动力子系统，设计了力矩微分反馈控制器来抑制关节柔性引起的系统弹性振动。针对柔性臂子系统，提出了一种基于虚拟力概念的自适应模糊全局滑模控制方案，由于运用了虚拟力的概念，从而通过仅设计一个控制输入就可达到既跟踪期望轨迹又抑制柔性臂柔性振动的控制目标。计算机数值仿真对比实验证实了该方法的可靠性和有效性。

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基于有限元法的弓网过渡段处动态性能仿真分析

杨艺，周宁，李瑞平，张卫华

振动与冲击. 2016, 35(18): 71-75.

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针对城市轨道交通铁路中采用的接触网锚段关节、刚柔过渡段及CED125D受电弓结构，基于ANSYS有限元软件，采用广州地铁实际接触网线路的基本参数，建立包含刚性接触网、柔性接触网及刚柔过渡段的接触网模型以及简化为弹簧阻尼机构的CED125D受电弓归算质量模型。通过动力学仿真分析得到反映弓网系统动态性能的接触压力与抬升位移等数据，进而对受电弓在通过锚段关节、刚柔过渡段时的动力学行为及规律进行探讨与研究。最后通过与实测结果比较，可以看出本文建立的弓网系统有限元模型是正确和有效的。

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基于双参数匹配追踪算法的不同孔深爆炸地震波特性研究

周辉，龙源，钟明寿，谢兴博，郭涛

振动与冲击. 2016, 35(18): 76-81.

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利用爆炸地震波信号的非平稳随机特性，对其进行Hilbert变换转换成复数信号，获得爆炸地震波信号瞬时频率和相位双参数。使用双参数匹配追踪（Matching Pursuits）算法分解爆炸地震波信号，有效提高了匹配追踪(MP)算法的扫描效率，降低算法复杂度，较传统过完备匹配追踪算法运算速率明显提高;结合维格纳瑞利分布（Wigner Ville Distribution,WVD）分析了不同孔深的爆炸地震波时频特性，有效消除了WVD交叉干扰项的影响。分析结果表明：在一定深度范围内，孔深增加，爆炸地震波能量增大，但高频能量衰减更严重；当孔深超过一定深度时，爆炸地震波高频能量衰减趋于稳定。

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基于切削动力学及其不确定特性的数控机床结构参数分析优化

黄华，张树有，何再兴，裘乐淼

振动与冲击. 2016, 35(18): 82-90.

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针对传统数控机床结构设计中较少考虑切削动力学及其不确定特性的问题，提出了基于切削动力学约束和不确定因素的影响，根据目标切削深度对结构进行优化设计的方法。分析切削动力学特性，根据颤振频率分布和整机模态实验确定限制切深的关键部件，以其外部轮廓壁厚和内部筋板壁厚为对象，进行参数灵敏度分析以确定设计参数。将最小临界切削深度与目标切削深度的差值转化为结构动柔度的修改量，在质量、静刚度等条件的约束下，通过对局部结构的修改，在保持质量基本不变的情况下，满足了生产率要求的目标切削深度，并以一台数控加工中心的结构优化设计为例进行了验证。

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基于最大功率传输理论的ISD悬架参数匹配方法

陈龙,，杨军，张孝良，沈钰杰

振动与冲击. 2016, 35(18): 91-94.

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ISD悬架同时具有刚度、阻尼、惯容特性，与整车的匹配是车辆系统动力学面临的一个新问题。针对这一问题，根据机电相似原理，建立悬架系统的机械网络模型，基于最大功率传输定理，获得了ISD悬架与车辆匹配的一般规律，并通过悬架系统的传统建模方法进行验证，在此基础上，提出了一种ISD悬架参数的匹配方法，结果表明，基于最大功率传输定理的ISD悬架参数匹配方法，可以使悬架在车身偏频处以最大功率吸收来自路面激励产生的振动能量，确保车身吸收的能量最少，从而有针对性地抑制车身偏频处振动，提高车辆的乘坐舒适性。

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FGM中厚圆板轴对称自由振动的打靶法求解

李清禄1，张靖华1，李世荣2

振动与冲击. 2016, 35(18): 95-100.

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研究了由陶瓷和金属两种材料组成的功能梯度材料(FGM)中厚圆板的自由振动问题。基于考虑横向剪切变形中厚板的几何方程、物理方程及平衡方程,建立了以中面转角和横向位移为基本未知量的功能梯度中厚圆板轴对称自由振动问题的控制方程;假定功能梯度中厚圆板的材料性质方向按照幂函数连续变化规律;采用打靶法数值求解所得非线性两点边值问题出，获得了多种边界下功能梯度中厚圆板的无量纲自然频率以及振动模态。讨论了材料梯度指数、板的厚度以及边界条件对自然频率的影响。

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可恢复功能的预应力装配式钢框架动力弹塑性分析

张艳霞1,2，费晨超1，宁广1，李振兴1

振动与冲击. 2016, 35(18): 101-110.

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针对提出的可恢复功能的预应力装配式钢框架结构体系，采用ABAQUS软件对其整体结构进行了模态分析和动力弹塑性分析，并与刚接框架及可恢复功能的预应力钢框架在不同水准地震动下的楼层基底剪力、层间位移角、残余位移角、等效塑性应变以及结构耗能等性能进行对比分析。研究表明：可恢复功能的预应力装配式钢框架在8度多遇、设防地震作用下基本保持弹性，在8度罕遇地震时结构主要依靠阻尼耗能和摩擦阻尼器耗能，非弹性耗能相对较少，减少了主体结构的塑性发展和损伤程度，具有良好的抗震性能和恢复结构功能的能力。可恢复功能的预应力装配式钢框架在层间位移角控制和减少主体结构塑性性能方面优于可恢复功能的预应力钢框架。

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钨合金杆式弹穿甲侵彻开坑阶段绝热剪切失效的数值模拟

王猛杨明川罗荣梅唐恩凌

振动与冲击. 2016, 35(18): 111-116.

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为深入研究钨合金杆式弹芯在穿甲侵彻过程中的失效机制，利用LS-DYNA3D动力学软件对侵彻开坑阶段的塑性变形演化和绝热剪切失效进行数值模拟。侵彻开坑阶段，弹芯头部首先形成蘑菇头，随后在蘑菇头后端帽檐处和最前端鼻尖处分别形成绝热剪切失效。得到剪切带内的等效塑性应变、应力状态和温度变化等特征参量，并分析了剪切失效对弹芯侵彻性能的影响。侵彻开坑阶段虽然时间很短，弹芯的受力状态变化较快，蘑菇头最前端的绝热剪切失效可能造成弹芯侵彻的瞬间停滞而对侵彻性能起消极作用。

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旁通小孔与环形通道并联型轿车磁流变液减振器

郑帅峰1，廖昌荣1，孙凌逸1，吴笃华，张红辉1，董继刚2

振动与冲击. 2016, 35(18): 117-122.

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针对磁流变液减振器体积补偿与活塞换向时阻尼力非圆滑过渡问题，提出一种具有串级环形通道、并联旁通小孔、浮动活塞充气补偿的磁流变液减振器结构。依据磁流变液流变学测试数据确定Biplastic-Bingham本构模型参数；建立阻尼通道内磁流变液准稳态流动微分方程，结合本构模型得到流经活塞流量与上下腔压力差的关系；研究活塞旁通小孔节流、导向环状间隙节流、浮动活塞补偿和各部件间摩擦力共同作用下阻尼力的计算方法；依据国产某型号轿车悬架技术参数，设计制作磁流变液减振器样机，并对样机进行示功特性测试。测试结果表明：减振器示功曲线圆润饱满，各种励磁电流下磁流变阻尼器的理论阻尼值与测试值能较好吻合。

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板式电涡流阻尼器有限元仿真与参数优化

陈政清1，张弘毅1，黄智文1

振动与冲击. 2016, 35(18): 123-127.

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为了实现板式电涡流阻尼器的精确、高效和优化设计，首先以某一电涡流调谐质量阻尼器为计算模型，验证了采用三维电磁场有限元稳态分析方法计算板式电涡流阻尼器阻尼系数的准确性。然后利用三维磁场有限元稳态分析方法，分析了板式电涡流阻尼器的各设计参数对阻尼比的影响。结果表明，三维磁场有限元稳态分析方法能够准确计算板式电涡流阻尼器的阻尼系数；导体板厚度、导磁钢板厚度、永磁体间距、空气间隙和永磁体的排列方式对板式电涡流阻尼器的阻尼性能影响显著，在设计中应综合考虑。

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挡土墙地震土压力的拟动力分析

王浩1，2，董建华1,2，王永胜1,2，张媛1,2

振动与冲击. 2016, 35(18): 128-133.

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基于均匀土层剪切梁理论建立了边坡水平地震动力运动方程，得到了边坡坡后土体的水平位移和加速度响应。将水平加速度应用到挡土墙地震土压力拟动力分析中，对坡体刚性假定和加速度沿坡高恒定的不足进行了改进，推导出主动、被动土压力的计算公式。结合实际工程分析了墙后填土面倾角、填土内摩擦角、挡墙与填土界面摩擦角对于总土压力大小的影响，并与传统的拟静力法和拟动力法进行了比较，结果表明：地震土压力随着时间呈一种类似正弦或者余弦状波动；随着墙后填土面倾角增大挡土墙地震总主、被土压力的也呈逐渐上升趋势；随填土内摩擦角、以及挡土墙与填土界面摩擦角的增大挡土墙地震总主动土压力逐渐减小，而被动土压力则随之增大。传统的计算方法由于计算值偏小而不安全。

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计及受电弓幅频特性的受电弓参数与吊弦间距匹配研究

姜静，刘志刚，鲁小兵，段甫川，宋洋

振动与冲击. 2016, 35(18): 134-139.

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首先推导了受电弓的稳态幅频特性，结合对接触压力波动原因的分析，得出了受电弓参数与吊弦频率的匹配关系;然后逐一改变受电弓参数，分析受电弓幅频特性，可得受电弓弓头质量和刚度对受电弓幅频特性的影响明显;最后在建立的弓网动态模型中，分别调整受电弓弓头质量和刚度，统计得到接触压力标准差，验证了匹配的效果。研究结果表明，在运行中受电弓通过吊弦间隔的频率若为f ，调整受电弓的参数，使受电弓幅频特性在频率f处有极小值，能有效降低接触压力的波动，有利于改善受流。该匹配关系可为弓网系统设计、选型和评价提供参考。

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多跨等截面波形钢腹板PC连续箱梁桥竖向弯曲振动频率的计算

冀伟1，2，邓露1，刘世忠2，蔺鹏臻2

振动与冲击. 2016, 35(18): 140-146.

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为合理计算多跨（跨度相等）等截面波形钢腹板PC连续箱梁桥的竖向弯曲振动频率，运用能量变分原理、Hamilton原理及力法方程，建立了该类型箱梁在发生自由弯曲振动时考虑箱梁剪力滞效应、波形钢腹板剪切效应及两者耦合效应的频率方程，求解该频率方程获得了多跨等截面波形钢腹板PC连续箱梁桥竖向弯曲振动频率的求解公式，所得计算公式的正确性得到了室内模型试验实测值、已建实桥实测值和三维有限元值的验证，随后分析了箱梁剪力滞效应、波形钢腹板剪切效应、波形钢腹板剪切模量修正、箱梁宽跨比变化以及不同波形形状对等截面波形钢腹板PC连续箱梁竖向弯曲振动频率的影响，所得结论可为同类型桥梁的竖向弯曲振动频率的计算提供参考。

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基于智能手机的无线索力测量方法

赵雪峰1,丁言兵1，韩瑞聪1，喻言2，胡伟通3，官泉华3，毛幸全2，焦栋3，李明楚3，欧进萍1,4

振动与冲击. 2016, 35(18): 147-151.

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索力测量是桥梁健康监测的重要测试项目，而传统的索力检测手段一般具有安装布线不便、成本高昂以及需专业人员操作等缺点，为此，为方便现场测量，提高测量效率，本研究提出了一种基于智能手机的索力便携式检测方法。首先，根据频率法的测量原理设计了基于苹果手机系统的Orion CC索力测量软件；其次，将该方法与压电式加速度传感器索力测试方法作对比，测试结果可靠性高；最后，在实桥中应用，可操作性强、数据稳定性好。该基于手机的无线索力测量方法具有易操作、便捷、高效等优点，易于在桥梁结构检测工程中推广。

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改进型节点钢框架整体模型的抗震性能对比分析

张艳霞1,2 王宗洋1 宁广1李佳睿1

振动与冲击. 2016, 35(18): 152-158.

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针对钢框架梁柱加宽型节点、削弱型节点和加宽-削弱型节点，在已经完成了三种改进型梁柱节点试验与有限元分析的基础上，采用ABAQUS有限元软件建立了8层三种改进型节点框架和普通刚接框架模型，对其进行模态和8度罕遇地震作用下的动力时程分析，并详细对比分析四种钢框架的抗震性能。分析结果表明：与刚接框架相比，三种改进型节点框架在8度罕遇地震下实现了节点塑性铰外移，保护了梁端焊缝。与节点削弱型框架相比，节点加宽-削弱型框架有效的控制了结构的层间位移角；与节点加宽型框架相比，节点加宽-削弱型框架对结构基底剪力影响不大，柱脚和节点域塑性应变小于节点加宽型框架，因此具有更为可靠的抗震性能。

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“上帝之杖”天基动能武器毁伤效应评估

李争,刘元雪,胡明,张裕，吴润泽

振动与冲击. 2016, 35(18): 159-164.

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作为未来化战争条件下打击地下深层战略目标的一种重要武器装备，“上帝之杖”天基动能武器对维护国家利益和领土完整意义重大。首先，综合考虑了外界温度、压强、海拔高度、大气密度、飞行速度等因素对弹体在大气层中所受空气阻力的影响，分析计算出“上帝之杖”动能弹的入地速度达3401.7m/s。目前，受到实验技术和方法的限制，只有Gold取得了几组动能弹高速侵彻混凝土靶的实验数据，且最高侵彻速度不足2km/s，对诸如“上帝之杖”这么高侵彻速度的动能弹侵彻混凝土靶的实验研究还是空白。因此，进行了“上帝之杖”动能弹侵彻C60半无限混凝土靶的数值模拟和理论研究。研究结果表明：数值模拟所得的最终侵彻深度(18.9m)与理论计算结果(17.3m)的误差在允许的范围内，混凝土靶的最终开坑直径达7.333倍弹径；不同于刚性弹侵彻过程中侵彻速度持续衰减的特点，“上帝之杖”超高速动能弹侵彻的瞬态高压阶段弹头侵彻速度锐减，动能损失率极高，相应侵彻深度小；稳定侵彻阶段弹头侵彻速度和弹长消蚀速度保持稳定，弹体动能损失率基本不变，侵彻深度却线性增加；当动能弹着靶速度足够大时，最终侵彻深度主要受弹靶材料密度控制，受弹靶强度影响不大，高密度分层防护结构在抗超高速动能弹侵彻领域优势显著。

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具有结构非线性的折叠机翼气动弹性分析

倪迎鸽，侯赤，万小朋，赵美英

振动与冲击. 2016, 35(18): 165-171.

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本文分析了具有铰链间隙的折叠机翼的非线性气动弹性响应。首先采用模态综合法建立了折叠机翼的结构动力学模型，其次基于偶极子非定常空气动力模型，采用最小状态法有理函数近似获得了时域下气动力近似表达式，最后通过Runge-Kutta法获得了时域的气动弹性响应。分析表明：由于铰链处间隙的存在改变了折叠机翼气动弹性性能，使得结构在一定的速度范围内产生极限环运动，但是内外铰链对间隙大小的敏感程度有所不同。通过加入铰链间的摩擦来改善铰链间隙对气动弹性性能的影响，计算表明摩擦能够有效地降低振动幅值，是有益的非线性。

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变工况下角接触球轴承保持架稳定性分析

姚廷强,王立华,刘孝保,黄亚宇

振动与冲击. 2016, 35(18): 172-180.

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复杂变工况条件下旋转机械系统中滚动轴承表现出复杂的动力学特性，更容易产生故障或破坏;考虑间隙碰摩、润滑拖动作用和多体动态接触关系，探索了变工况下球轴承多体接触动力学特性。基于套圈滚道圆环的几何结构方程，建立并实现了运转状态下钢球和套圈的三维接触力学模型和动态接触力的预测搜索算法;考虑钢球和保持架的三维动态间隙碰摩和润滑拖动作用，保持架和引导套圈的等效短滑动轴承的润滑拖动作用，建立球轴承多体接触动力学模型;运用广义-α方法计算分析了变工况下角接触球轴承的动力学特性和保持架运动稳定性，获得变预紧量、变速度、变载荷等工况下球轴承的三维空间运动轨迹、动态作用力、振动加速度及频谱等动力学响应。计算结果表明：内外圈均旋转时，由于启动加速过程中的速度和载荷冲击作用，球轴承存在较大的作用力和振动位移，稳定后的主振频率是自由旋转套圈的转速频率;预紧量的增加，保持架的振动位移仅在内圈受固定径向力作用时明显减小;旋转径向力作用时保持架中心的运动轨迹是近似圆柱面的涡动运动规律。

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不同环境下水泥土动弹性模量的试验研究

陈四利，张精禹，魏星

振动与冲击. 2016, 35(18): 181-185.

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为了研究动力荷载以及地下腐蚀性介质环境对水泥土力学特性的影响，本文通过水泥土的动三轴压缩试验，获取了不同环境下水泥土的动弹性模量参数，分析了不同环境对水泥土动弹性模量影响的关系曲线。试验结果表明，随着硫酸钠腐蚀溶液浓度的增大，水泥土的动弹性模量逐步增大，当浓度达到约0.03mol/L时，水泥土的动弹性模量开始逐步降低；随着腐蚀时间的增加，当硫酸钠溶液浓度较小（小于0.03mol/L）时，水泥土的动弹性模量逐步增大；当硫酸钠溶液浓度较大（大于0.03mol/L）时，水泥土的动弹性模量逐步降低；当溶液浓度较小（小于0.03mol/L）时，硫酸钠环境对水泥土的动弹性模量具有增强效应。而浓度较大（大于0.03mol/L）时，硫酸钠溶液和氯化钠溶液对水泥土均产生腐蚀破坏效应，且硫酸钠溶液腐蚀效应大于氯化钠溶液腐蚀效应；水泥掺入比越大，其动弹性模量越大；围压越大，水泥土的动弹性模量越大。

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大型复杂钢管焊接结构损伤识别新方法

郭俊龙，马立元，李永军，王天辉

振动与冲击. 2016, 35(18): 186-189.

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提出一种将Kriging代理模型和动力指纹方法相结合的大型复杂结构损伤识别两步法。首先建立结构响应与结构损伤参数之间的Kriging代理模型，代替结构原有有限元模型，对结构损伤进行全局识别，确定损伤位置。然后针对损伤结构，通过动力指纹方法，以结构单元模态应变能曲率差为指标，对结构损伤进行局部识别，确定损伤状况。最后，将该两步识别法应用于某导弹发射台模型的损伤识别中，实验结果表明，该方法可应用于工程实际，为大型复杂结构损伤识别提供了一种新思路。

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基于ELMD的样本熵及Boosting-SVM的滚动轴承故障诊断

何志坚1，2,周志雄 1

振动与冲击. 2016, 35(18): 190-195.

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针对滚动轴承非平稳性的振动信号，本文提出了基于总体局域均值分解(Ensemble Local Mean Decomposition, ELMD)的样本熵及Boost-SVM的滚动轴承故障诊断方法。首先，对振动信号进行ELMD分解，获得一系列乘积函数(product function, PF)；其次，根据分解特性提出基于K-L散度的自适应法选取主PF分量，计算主PF分量的样本熵并将其组合成特征向量；最后，将特征向量输入Boosting-SVM分类器进行训练与测试，从而识别滚动轴承的故障类型。实验结果表明，该方法能够有效的诊断出三种状态，且效果较局域均值分解方法好。

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基于机床动态特性的超精密飞切加工表面波纹机理解析

杨旭 1,2，安晨辉 2，孙郅佶 1,2，王振忠 1，彭云峰 1，王健 2

振动与冲击. 2016, 35(18): 196-202.

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采用超精密飞切加工技术可获得软脆性平面光学元件的最终表面，而元件表面微观形貌的加工可控性对于光学元件使用性能有直接影响。首先运用多尺度小波分解方法，对飞切机床的加工表面波纹进行了特征提取，得到了工件表面波纹的频率组成及占比;然后通过对机床主轴系统的有限元分析，结合冲击振动测试，找到了与工件表面波纹对应的模态;最后通过对机床的在线振动测试及加工实验进一步明确了飞切加工表面微波纹的成因。结果表明：表面波纹在17 mm左右的空间周期上存在最大的分量，显著影响光学元件的精度和使用效果，该波纹由主轴系统在间断切削的冲击响应所引起，可以通过改变主轴结构实现波纹频率和幅值的控制。

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基于小波变换的场道脱空BP神经网络预测法研究

刘国光1，武志玮1，刘智勇2，程国勇1

振动与冲击. 2016, 35(18): 203-209.

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场道脱空是影响机场运行安全的重要因素之一，为研究场道脱空的无损测试，提出了基于小波变换的场道脱空BP神经网络预测法。通过室内模型试验，对缩尺模拟场道施加冲击荷载并利用小波变换法对采集到的道面竖向加速度时程信号进行功率谱分析、能量谱分析及时间—尺度分析，提取了1500组表征场道不同脱空状况的特征向量用于进行BP神经网络训练和提升预测功能，并在某机场进行了实地测试和现场取芯以验证分析方法的可靠性。结果表明，道面振动信号经小波变换处理后反映了脱空对能量信号传递的耗散作用，在脱空和半脱空区域出现了较明显的结果差异且具有一定规律性。通过室内试验训练的BP神经网络较好地预测了现场试验结果，并能识别轻微脱空引起的信号差异，验证了该方法在评价场道脱空方面的可行性和可靠性。

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破冰船在冰层中连续破冰过程的数值模拟

任奕舟1，邹早建1,2

振动与冲击. 2016, 35(18): 210-213.

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介绍了一种用于模拟破冰船在冰层中连续破冰的冰材料数值模型。通过与冰锥受压实验数据进行对比，对该数值模型进行了验证。将该模型应用于破冰船在无限冰区与冰层碰撞的数值模拟，对破冰船的破冰阻力进行了计算，并将不同船首、不同冰层厚度下计算所得的破冰阻力与经验公式计算结果进行了对比。

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考虑油膜不确定性的滑动轴承—转子系统不平衡量识别

毛文贵1,2 李建华1 刘桂萍2 刘杰2

振动与冲击. 2016, 35(18): 214-221.

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本文针对滑动轴承—转子系统不平衡量识别过程中滑动轴承油膜特性系数的不确定性，提出了考虑油膜不确定性的转子系统不平衡量的识别方法。此方法首先考虑滑动轴承油膜特性系数为不确定因素，基于区间数学理论和一阶泰勒级数展开式的区间法将具有不确定性结构的不平衡量识别问题转化为两类确定性结构的不平衡量识别问题；其次对于确定性结构的不平衡量识别问题根据滑动轴承—转子系统运行时不平衡量是以不平衡力的形式作用于主轴上，提出将不平衡力在时域内用一系列的脉冲函数来表示，利用滑动轴承—转子系统的瞬态响应分析方法来构建正问题，结合正则化方法处理不平衡量识别中的病态问题，获得转子系统不平衡量的上边界和下边界。最后通过一转子实验台检验了不平衡量识别方法的有效性和鲁棒性。

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客货混行条件下神朔重载铁路小半径曲线超高调整方案研究

高亮1, 2，王璞 1, 2，蔡小培1, 2，肖宏1, 2

振动与冲击. 2016, 35(18): 222-228.

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本文针对神朔重载铁路曲线超高设置普遍偏高的情况，以病害发展最为严重的最小400m半径曲线为例对客货混行条件下合理超高取值进行了研究。首先，分别建立了考虑多车效应的重载货车/客运列车-轨道系统精细化动力分析模型，对车辆系统、钩缓装置中细部构件及部件间接触摩擦等作用机制进行了精细模拟，基于Hertz理论及FASTSIM算法进行轮轨接触计算，利用自主研发设备通过现场参数试验进行轨道建模。基于所建模型对既有超高条件下货车、客车通过曲线时动力特性以及超高逐渐降低后的影响规律进行了系统分析，基于理论仿真分析结果结合规范要求并充分考虑实际运营条件，提出将曲线超高下调10mm。为了对超高调整方案进行检验，在神朔铁路现场选取曲线试验段对超高进行调整，并分别在超高调整前后开展了轨道结构动力学试验。试验结果对比表明，试验段超高调整后在一定程度上缓解了货物列车过曲线时过超高的行车状态，内外轨受力变形更为均衡，整体轮轨作用力和动位移水平明显降低，可有效减缓轨道伤损病害的发生发展。研究可有效解决神朔铁路曲线内轨病害严重的问题，也可为重载铁路客货混运条件下曲线超高的合理设计提供新思路。

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刊出日期：2016-09-15

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