振动与冲击

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张欣玮1,2，卢义玉1,2，周哲1,2，汤积仁1,2

振动与冲击. 2016, 35(19): 1-6.

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基于涡运动理论，采用固-液两相大涡模拟方法模拟了淹没磨料射流的涡量场，分析了涡旋扩散机理与卷吸特性以及磨料随涡运动在射流中的混合分布规律。流场剪切层中涡旋呈对称分布，沿轴线方向涡量呈指数衰减，衰减到最小值两侧涡旋混合成紊流混合区，而等速核内涡量几乎为零。相比于纯水射流，磨料的存在使得射流涡运动减弱，涡旋扩散角减小约50%，等速核增长约30%，减少了能量耗散。磨料在射流束内部时，受涡旋影响，趋向分布于高应变率、低涡量区，在涡旋下游侧磨料浓度最高。同时模拟研究了磨料参数对涡量场的影响规律，结果表明：磨料参数基本不影响扩散角（14.1-15.1°）、等速核长度，卷吸能力随磨料浓度、粒径、密度的升高均呈现小幅度地降低，磨料密度对其影响程度最大，磨料粒径的影响最不明显。

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复合材料波纹板在剪切载荷下的屈曲特性分析与可靠性优化

郑宇宁 1,邱志平 1，苑凯华 2

振动与冲击. 2016, 35(19): 7-14.

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飞机机翼的墙腹板广泛采用复合材料波纹板结构，该结构在剪切载荷作用下的屈曲可靠性是其设计中必须考虑的因素。基于波纹板等效拉伸和弯曲刚度模型，采用Ritz法和最小势能原理，推导了复合材料波纹板临界剪切屈曲载荷的计算方法；充分考虑复合材料属性及外载荷中存在的不确定性，采用区间向量实现不确定参数的定量化；借助参数顶点法确定屈曲载荷因子的上下界,提出了剪切载荷作用下屈曲可靠性的区间分析方法；利用区间可能度指标刻画剪切屈曲可靠度，建立了含不确定参数的复合材料波纹板区间可靠性优化模型。数值算例表明，本文方法与有限元方法(FEM)相吻合，优化结果验证了所建立的区间可靠性优化模型及算法的有效性。

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车辆多轮随机动载作用下柔性沥青路面的应变分析

陈洋，戴宗宏，陈焕明，刘大维

振动与冲击. 2016, 35(19): 15-19.

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为进行车辆多轮随机动载作用下柔性沥青路面的应变分析，本文采用有限元分析软件ABAQUS建立考虑柔性沥青路面粘弹性的三维有限元模型，仿真计算车辆多轮随机动载作用下柔性沥青路面三个方向的应变响应，分析车辆多轴作用下路面应变时程变化特性，得到路面各点的最大应变。结果表明，在路面某一位置，三种沥青材料组成的沥青各层顶面和下面层底面产生的三个方向的应变大小及变化规律均不相同；沥青上面层顶面和下面层底面无论是路面长度方向还是宽度方向，各点的三个方向的最大应变均不相同，沿路面长度方向，中、后轴车轮荷载产生的应变大于前轴车轮荷载产生的应变，且横向应变大于纵向和垂向应变。研究结果可为柔性沥青路面结构设计与路面寿命分析及预测提供参考依据。

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周期性附加单腔赫姆霍兹共鸣器一维管路声带隙耦合分析

曹晓丰，郁殿龙，刘江伟，温激鸿

振动与冲击. 2016, 35(19): 20-25.

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声子晶体带隙特性可以抑制声波的传播，为减振降噪提供了一条新的途径。本文采用理论与数值方法研究了周期性附加单腔赫姆霍兹共鸣器一维管路的声传播特性，分析了局域共振带隙及布拉格带隙的带隙特性。通过调节参数，发现局域共振带隙与布拉格带隙可以产生耦合，可实现低频宽带隔声，进一步分析了不同晶格常数下的带隙宽度及传递损失。研究结果表明可以通过调节参数，使两种机理的带隙发生耦合，有望为拓宽低频声带隙提供一种新方法。

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爆炸作用下围岩稳定性样条小波三维数值模拟

孙惠香1胡平2梁丽娜1刘远飞1康婷1于媛1

振动与冲击. 2016, 35(19): 26-30.

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爆炸具有高压瞬时的特点，地下结构模拟属于半无限域，应用传统有限元模拟时单元划分较多，计算效率低。样条小波有限元具有良好的数值逼近性，一个单元具有多个节点。推导了三维小波转换矩阵，应用构造了三维区间B样条圆环、扇形小波单元。结合工程实例通过Matlab软件编程，对爆炸作用地下拱形结构围岩稳定性进行了三维数值模拟，模拟结果与现场采集数据基本一致，计算效率高于传统有限元。

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基于概率盒理论的滚动轴承故障信号建模方法

杜奕 1,丁家满 2，刘力强 1

振动与冲击. 2016, 35(19): 31-37.

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为了解决机械故障诊断存在特征提取带来的信息丢失问题和多段平均丢弃数据不确定性的问题，提出了一种基于概率盒理论的机械故障信号建模方法。以滚动轴承故障信号为研究对象，分析原始信号的概率分布类型，获得概率分布类型参数的不确定性区间，提出基于确定概率分布类型的概率盒建模方法。针对故障信号概率分布类型难确定问题，提取原始信号的特征，利用特征信号的有序性，提出基于特征提取的概率盒建模方法，以歪度和峭度特征为例，对比两种特征概率盒的异同点。基于概率盒定义，将原始数据的不确定性直接映射到概率盒的上下界，提出无需验证数据概率分布类型的原始数据概率盒直接建模方法。通过滚动轴承实测数据，对比三种方法的有效性及适用性，与传统特征提取方法对比，证明了方法的有效性。

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剪式悬架座椅等效刚度阻尼的计算与分析

水奕洁1，Subhash Rakheja1，上官文斌1

振动与冲击. 2016, 35(19): 38-44.

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推导了座椅悬架的等效刚度和等效阻尼，建立了座椅-座椅悬架-人体耦合二自由度理论简化模型，计算分析了系统的传递函数。在建立的模型的基础上，讨论了座椅悬架结构的变化对系统响应的影响，讨论了弹簧倾角、阻尼器倾角，以及连杆的长度和倾角对座椅悬架系统等效刚度及其变化、等效阻尼和传递函数的影响。文中所建立的理论模型，可为进行座椅悬架结构的优化设计提供分析模型。

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基于嵌入式谱随机有限元法的转子系统随机不平衡响应特性分析

周生通1，李鸿光2，张龙1，周新建1

振动与冲击. 2016, 35(19): 45-49.

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原始不平衡量在转轴中沿轴线呈任意空间分布，因而实际转子的不平衡量需用分布不平衡量和点不平衡量两种方式共同表达。考虑两种不平衡量的随机性，以随机场和随机变量的方式模拟转子中存在的两类不平衡量，并采用嵌入式谱随机有限元方法建立随机不平衡量下的转子系统不平衡响应随机分析模型。结果显示，提供的随机表征方法能较好地模拟两类转子不平衡量的随机性；不平衡量的随机性影响着转子不平衡响应的变异性，可以发现：（1）共振频率附近的位移响应幅值标准差也较大；（2）位移响应幅值的变异系数受低频段内共振频率的影响较小，但随着共振频率阶次的增高影响也逐渐增大；（3）位移响应相位角的标准差变化情况与位移幅值的变异系数变化情况是基本类似的。

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考虑电机控制策略影响的电动车动力总成振动分析

于蓬1,2 章桐1,2,3 余瑶1,2 郭荣1,2

振动与冲击. 2016, 35(19): 50-57.

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针对电动车动力总成存在的结构振动问题，提出机-电-磁-控一体的仿真方法，并在此基础上进行控制策略优化。首先，搭建综合考虑电机控制策略、电机电磁作用及详细机械结构的动力总成模型，体现所研究对象机电一体化的特点；然后进行电机电流、电磁力及总成振动响应的仿真与试验，验证所提多物理场仿真方法的正确性；最后从控制策略优化角度，而非机械结构改变角度，对系统进行了优化。结果表明，基于预测模型控制的直接转矩控制策略，与原有的基于最大转矩电流比的控制策略相比，更有利于降低电动车动力总成表面的振动响应。研究结果可为电动车动力传动系统的匹配、集成以及整体性能的提升提供参考。

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考虑液化场地流变效应的地下结构侧向作用力研究

左熹 1,2，周恩全 3，任艳 2

振动与冲击. 2016, 35(19): 58-62.

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将液化流动的土体视为流体，基于流体力学原理，运用矢量法进行液化速度场的分析，并通过矢量符号运算法求解速度场，得出地下结构在液化流动场地中受到侧向作用力的解析表达式，并对解析表达式中的参数进行灵敏度分析。结果表明：在液化土体横向流动时，地下结构所受侧向作用力既包含表面压力引起的压力阻力，又包含剪应力引起的摩擦阻力。侧向作用力主要由惯性力和阻尼力组成，并与流体密度、流体粘度、地下隧道半径及结构振动频率有关。随着流体密度、流体粘度、隧道半径的增大，附加质量和附加阻尼均逐渐增加；在一定范围内，附加质量和附加阻尼对振动频率较为敏感。

关键词：流变效应；液化场地；地下结构；侧向作用力

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表面风压分布对冷却塔风致响应和局部稳定性的影响

徐渊函1，沈国辉1，张坚1，刘显群2，吴建国2

振动与冲击. 2016, 35(19): 63-69.

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针对规范和风洞试验作用下冷却塔的风荷载和风致响应差异进行研究，对比中、英、德三国规范给出的冷却塔平均风压分布系数，以某冷却塔为例比较试验和规范的风荷载差异，建立“塔筒–支柱–环基–桩”的冷却塔一体化有限元模型，进行不同的表面风压分布对冷却塔风致响应和局部稳定性的影响研究。研究表明：风洞试验得到的平均风压分布系数在顶部和底部存在三维流分布；规范和试验风荷载作用下冷却塔各响应的最值情况各有差异，其中对于人字柱和桩基轴力风洞试验的计算结果最大；中、英、德规范计算的局部稳定性系数非常接近，风洞试验结果总体上大于规范结果，其最小值比规范结果大37.8%。

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内爆炸载荷下双层钢管结构的动力响应

刘珍1 李世强2 李鑫2 王志华2 吴桂英1

振动与冲击. 2016, 35(19): 70-74.

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采用实验与数值模拟相结合的方法研究了双层钢管结构在内爆炸载荷作用下的动力响应。考察了内外层钢管的壁厚设置与炸药质量对结构变形失效模式及其抗爆性能的影响。结果表明：与外管壁厚相比，内管壁厚对结构变形失效模式起主导作用，随着炸药质量的增加，内管壁厚对结构变形的影响逐渐减弱；并且内管壁厚的改变显著影响结构的能量分配机制，增加炸药质量时，外管能量耗散增幅大于内管。

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轴向运动梁在轴向载荷作用下的动力学特性研究

陈红永1，李上明2

振动与冲击. 2016, 35(19): 75-80.

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研究了轴向运动Timoshenko梁在轴向载荷作用下的振动特性。首先通过考虑轴向拉压载荷作用，根据Timoshenko梁理论和Hamilton原理建立了梁的横向振动控制微分方程，推导了简支-简支边界条件下的梁的无量纲频率随轴向载荷的变化关系，采用新的无量纲化形式消除了无载荷作用下控制方程的奇异性。通过微分求积法进行数值求解并对结果进行验证，分析结果表明：无载荷作用下，长细比越大，越易达到失稳状态；在相同运动速度下，受压状态时比受拉状态下更易达到失稳；临界速度随着轴向载荷的绝对值的增大而减小。通过研究探索了影响临界速度和临界载荷的因素以及两者的关系，对于轴向受载运动系统设计具有一定指导意义。

关键词：轴向运动Timoshenko梁；轴向载荷；横向振动；微分求积法

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EMD局部积分均值增密插值改进算法及其在转子故障诊断中的应用

蔡艳平1，3 徐光华1，2 李艾华3 王涛3

振动与冲击. 2016, 35(19): 81-87.

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包络拟合是EMD算法的一个关键环节，针对EMD包络拟合问题，提出一种基于局部积分均值增密约束三次样条插值的EMD改进算法。该方法利用定比分点法来增密EMD样条插值型值点，利用分段约束三次样条插值来抑制传统EMD包络过冲与欠冲问题，利用内禀模态函数直接筛选方法来减少EMD计算局部均值时的样条插值次数。仿真分析验证了改进算法的有效性，将改进算法应用在转子故障振动信号的实例分析中，结果表明，改进算法提高了EMD的分解精度，更加准确地提取了油膜涡动信号的故障特征。

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考虑温度效应的圆形均布载荷下沥青混凝土场坪的动力响应分析

张震东1，马大为1，杨云2，何强1

振动与冲击. 2016, 35(19): 88-93.

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对粘弹性材料的积分型本构关系进行Laplace积分变换，推导出采用广义Maxwell模型描述的粘弹性算子，并引入“时温等效”原理来反映温度对沥青混凝土力学性能的影响。将直角坐标系下粘弹性问题的动力平衡方程、几何方程以及物理方程进行Laplace变换和二维Fourier变换，建立了多层粘弹性体系的传递关系。在此基础上，根据已知边界条件给出了场坪表面垂向位移的求解方法，并利用Matlab软件编写计算程序。以三层沥青混凝土场坪为例，分析了考虑温度效应的圆形均布动载荷下场坪的动力响应。结果表明，温度越高，场坪下沉量越大，局部弯沉现象越明显，残余变形也愈大。

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夹板木剪力墙的抗侧力性能试验

郑维，陆伟东，刘伟庆，刘杏杏

振动与冲击. 2016, 35(19): 94-100.

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为研究不同构造形式对夹板木剪力墙抗侧力性能的影响，对8片夹板木剪力墙试件进行了水平抗侧力试验，其中1片为单调加载，7片为低周反复加载，试件参数包括墙肢长度、墙骨柱间距、墙面板厚度以及钉间距。根据试验现象和由试验数据对比分析了各试件的破坏模式及抗剪强度、抗侧刚度、变形能力、刚度退化和耗能等性能指标，结果表明，端部墙骨柱在抗拔锚栓顶部的受拉断裂是导致夹板木剪力墙整体破坏的最主要原因；墙面板的厚度决定了边缘墙骨上钉连接的破坏模式，是影响夹板木剪力墙抗侧刚度和极限位移的重要因素；合理减小钉间距能明显提升墙体的强度、刚度及耗能，但不宜小于75/150 mm，否则易造成顶梁板和底梁板的劈裂破坏；墙骨柱间距及墙肢长度的变化则对其抗侧力性能的影响较小。夹板木剪力墙具有优异的抗侧力性能，可应用在更高抗侧力需求的中高层木结构建筑中。

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基于听觉模型和极值点概率密度的断齿故障特征提取方法研究

吴文寿，李允公，王波，李国萌，石悦红

振动与冲击. 2016, 35(19): 101-106.

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齿轮断齿故障的重要特征是啮合过程中在断齿处产生碰撞与冲击。考虑到人耳听觉系统对于突发的瞬态声信号具有本能的反应，为提取断齿故障诱发的瞬态冲击响应成分，提出一种基于听觉模型和信号极值点概率密度的特征提取方法。该方法首先对信号进行GT带通滤波、相位调整及极值点提取，然后计算各极值点的幅值概率密度，通过对其求导判断各滤波通道中是否存在瞬态冲击成分，继而提取与之相关的极值点。同时，由于系统振动时会产生与断齿冲击无关的极值点，为准确提取断齿冲击，根据瞬态信号频带连续性和多频段分布特点，设计了相应的提取方法。经实测信号验证表明，所提方法能准确刻画及提取断齿故障特征，可以在含有多种类型的瞬态冲击响应成分中提取出只由断齿故障所诱发的冲击成分，且提取结果精确度较高。

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基于多层多位置稀疏的滑动轴承AE信号降噪

张峻宁1，张培林1，陈彦龙1，孙也尊2，杨望灿1，

振动与冲击. 2016, 35(19): 107-112.

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滑动轴承的声发射（Acoustic Emission, AE）信号噪声污染严重，限制了K均值奇异值分解（K-means Singular Value Decomposition，K-SVD）字典算法的降噪能力。基于此，本文结合AE信号特点，提出了基于多层多位置稀疏的滑动轴承AE信号降噪算法。首先提出移动标尺策略重构AE信号，使信号获得多层多位置的稀疏特性，解决了K-SVD容易忽略原子间隐藏信息的问题，然后通过灰色B型绝对关联度降低字典原子冗余度，提高字典运算速度。因此，与传统的K-SVD算法相比，该算法具有更好的降噪性能。应用到实例中，该算法成功获得了滑动轴承不同程度摩擦状态的变化，证明了该算法的有效性。

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Spar平台垂荡-纵摇与月池内流体垂向振动的耦合运动研究

刘利琴，邱雨，张永恒，唐友刚

振动与冲击. 2016, 35(19): 113-118.

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本文考虑半开口月池，研究桁架式Spar平台垂荡、纵摇、月池内流体垂向振动的耦合运动。建立了平台垂荡-纵摇-月池内流体垂向振动的耦合运动方程，推导了月池内流体对平台垂荡和纵摇运动产生的力和力矩。针对三种工况，即不考虑月池开口、月池开孔率为30%和70%，数值计算了耦合系统的运动响应，分析了月池内流体对平台垂荡和纵摇运动的影响，结果表明，月池内流体对平台主体垂荡有抑制作用，且抑制程度与月池开孔面积有关；对于70%的开孔率，平台垂荡响应RAO曲线在月池流体垂向振动固有周期附近出现高频峰值；70%开孔率时，月池内流体的运动远大于30%开孔率的情况；考虑月池开口后，平台的纵摇响应变化较小。最后，分析了耦合参数对平台及月池内流体运动的影响。

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液压双轮铣槽机铣削岩土受力的试验探究

李万莉1，刘祥勇1，姜燕1，刘佳宝1

振动与冲击. 2016, 35(19): 119-124.

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液压双轮铣槽机是当今最先进的地下岩土开挖设备，但在开挖过程中会遇到底层土质的多样性问题，负载的波动对铣槽机的研发、控制使用带来困难。本研究基于国内第一台自主研发的液压双轮铣槽机，通过设计试验过程，提取和分析试验数据，并与理论分析结果对比后发现：铣轮铣削岩土的负载受力呈现周期性变化规律，周期是铣轮旋转一周的时间，但受客观因素的随机性影响，铣轮的切削受力的周期性也具有随机性；铣轮受力受岩土强度、铣轮转速、铣轮正反转的影响，岩土强度越高，切削力越大，切削力的波动性越大；铣轮转速越高，切削力越大，切削力的波动性越大；相同条件下铣轮正向运转时的负载受力要大于反向运转时的负载受力；通过切削受力曲线，可以得出切削力的变化周期、平均切削力的大小、切削力的波动程度，这为液压双轮铣槽机的电液控制系统的设计提供了依据。

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基于多路稀疏自编码的轴承状态动态监测

张绍辉

振动与冲击. 2016, 35(19): 125-131.

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机械系统的运行是一个时变的过程，为了更好的监测系统的健康状况，通常在设备系统的关键部位加装各种传感器，由此产生大量的数据，传统的单一数据或者人为经验指导均无法快速有效的提取其中的状态信息，排除冗余成分的影响，实现对设备运行状态实时有效的判断。为了有效利用设备上的多路传感器信息，并融合这些信息提取描述系统运行状态的有效成分，实现对机械系统的在线监测。提出利用稀疏自编码深度学习模型对各个传感器采集到的数据进行融合，并结合平方预测误差SPE(Square prediction error-SPE) 指标描述设备运行状态，轴承仿真及轴承故障实验证明，采用稀疏自编码与平方预测误差相结合的模型能够有效的监测轴承故障，并对故障部位进行准确定位。

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基于多通道模态分析的输电线路舞动特征识别

万成1,2 严波1,3 吕中宾4,5 魏建林4,5 李清4,5

振动与冲击. 2016, 35(19): 132-137.

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采用随机减量法（RDM）从实测输电线路舞动位移信号中提取非受迫振动信号，将其作为特征系统实现算法（ERA）的输入，实现对舞动频率、振型和阻尼比的识别。利用Matlab编制相应的识别软件，通过梁的振动试验验证了方法和软件的正确性。针对真型试验输电线路六分裂线路段位移时程多通道实测结果，采用获得的参数识别方法和软件，识别得到该线路舞动事件的频率、振动形态以及线路的阻尼比。该方法和软件为实际线路舞动特征参数的识别提供了重要手段。

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基于子带自适应滤波的振动台功率谱复现

张兵1，谢方伟1，张新星2，王存堂1，王雅婷3，韩俊伟4

振动与冲击. 2016, 35(19): 138-142.

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为了提高液压振动台功率谱密度复现的精度和减少功率谱均衡时间，研究了子带自适应滤波系统辨识技术。在分析振动台功率谱均衡原理的基础上，指出液压振动控制系统辨识的精度直接影响到功率谱复现的精度及均衡时间。针对系统辨识技术研究算法的结构，推导出算法迭代公式和收敛条件。同时，为了将信号更好地分解到各个子频带，探讨了一种近似完全重构滤波器组设计方法，近于消除滤波器组的幅值失真和混叠失真。基于液压振动台功率谱复现流程，采用Matlab/Simulink仿真软件进行仿真试验，仿真结果证明了子带自适应滤波算法在液压振动台功率谱复现过程中的有效性。

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预折纹吸能管的多样性可竞争优化设计

周昳鸣12，周才华1，王博1

振动与冲击. 2016, 35(19): 143-147.

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本文对一种新型预折纹吸能管进行了多样性可竞争解DCD（Diverse Competitive Design）对偶优化设计。文中把DCD对偶优化算法与Kriging代理模型相结合，考虑了汽车预折纹吸能管峰值载荷和比吸能，对折纹管的形状进行了参数优化设计。优化结果给出了在这组对偶DCD优化列式下不同折纹管最优设计的构型，性能及变形模式，说明了多样性可竞争解设计在工程中的意义。

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圆钢管混凝土柱-H钢梁内隔板式节点抗连续倒塌机理研究

史艳莉，石晓飞，王文达，王景玄，李华伟

振动与冲击. 2016, 35(19): 148-155.

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为研究圆钢管混凝土柱-H钢梁内隔板式节点抗连续倒塌工作机理，以中柱失效工况下的节点作为研究对象，采用ABAQUS建立了双半跨单柱型梁柱节点模型，在节点柱顶端进行位移加载，得到了节点的承载力曲线、破坏形态以及抗力机制曲线等，在此基础上对影响组合节点抗倒塌承载力的8个关键性参数进行分析，包括钢梁强度、钢管强度、混凝土强度、内隔板强度、柱含钢率、内隔板厚度、内隔板宽度以及跨高比。结果表明，内隔板式节点破坏是从梁机制阶段到悬链线机制阶段再到破坏阶段的发展过程；对节点参数分析可知增大钢梁强度和减小跨高比可显著的提高节点倒塌抗力，增大内隔板的强度、宽度和厚度节点倒塌抗力略有降低，其它参数影响不明显。

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基于加权非局部平均算法的滚动轴承故障诊断

张龙, 胡俊锋, 熊国良

振动与冲击. 2016, 35(19): 156-161.

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非局部平均算法（Non-Local Means，NLM）拥有十分优异的去噪性能，被广泛应用于二维图像信号处理领域，并逐渐应用于一维轴承故障信号检测中。该方法能够利用信号中存在的冗余冲击成分，以包括局部结构的小窗口或邻域为单元，利用局部结构相似性进行加权运算，抑制随机噪声信号，使冲击特征得到增强。但对于强烈背景噪声干扰下的信号，诊断效果不够理想。提出一种基于非局部平均算法的权重包络谱诊断方法，该方法对信号各点进行加权运算，通过权值比对，使信号冲击分量的尖锐特性得到进一步增强。通过与EEMD方案对比，以及实验室轴承故障数据和工程案例分析，验证了该方法在检测轴承局部故障检测中的有效性和优越性。

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空间可展开天线多态结构分析及优化设计

张逸群，杨东武，李申

振动与冲击. 2016, 35(19): 162-167.

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本文针对空间可展开天线从收拢态到展开态的多个工位，进行了动、静力性能分析并将其结构设计问题归纳为一个优化问题。通过主动件相应自由度的约束考虑了展开驱动的影响，从而可以准确获得展开过程不同工位固有频率的变化规律。进而，建立了以可展开天线单元横截面积和索张力为设计变量，以天线结构最低固有频率、频率禁区以及结构强度为约束，以结构重量（或质量）最轻为目标函数的多态结构优化模型。最终求解得到最优的天线结构设计参数。实验及数值分析结果验证了所建立分析模型的准确性和该设计方法的可行性。

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蓄压器膜盒机械刚度对液体火箭POGO振动影响研究

刘锦凡孙丹陈雪巍

振动与冲击. 2016, 35(19): 168-171.

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在以往的POGO分析中，蓄压器的模型并未考虑膜盒机械刚度。但试验表明，蓄压器金属膜盒具有一定机械刚度，尤其是在受到较大压缩时，机械刚度会很大。较大的机械刚度会降低蓄压器的总柔度，影响蓄压器对POGO的抑制效果。本文基于气液接触面的力平衡条件和流量连续方程，推导了考虑膜盒机械刚度的蓄压器动力学模型。并将新模型应用于某型号火箭的POGO稳定分析，分析了蓄压器膜盒刚度对POGO稳定性的影响。仿真结果表明，考虑膜盒机械刚度的蓄压器动力学模型比传统模型有更高的计算精度。因此在工程实际中考虑膜盒机械刚度的POGO稳定性分析结果更加准确可靠。

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Maxwell阻尼耗能结构非平稳地震响应解析分析

李创第 1,李暾 1，尉宵腾 2，葛新广 1，邹万杰 1

振动与冲击. 2016, 35(19): 172-180.

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对单自由度广义Maxwell和多自由度Maxwell阻尼耗能结构非平稳随机地震响应问题进行了系统研究。首先通过构建单自由度和多自由度耗能结构在原始空间和扩阶空间上的特征值和特征向量的精确对应关系，将耗能结构位移、速度和阻尼器受力的时域响应计算公式用结构原始空间上的特征值和特征向量解析表出；然后针对7种经典均匀调制白噪声地震激励和2种经典均匀调制滤过白噪声地震激励，获得了耗能结构位移、速度和阻尼器受力的非平稳均方响应的解析解，并使耗能结构非平稳响应的解析分析与计算，完全转化为耗能结构在原始空间的特征值和特征向量的解析分析与计算，从而构建了基于耗能结构非扩阶特征值和特征向量分析，获得耗能结构非平稳地震响应解析解的一整套方法。

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新型石膏混凝土复合墙板地震损伤模型研究

祁子洋1,姜南1，王龙1，马少春1

振动与冲击. 2016, 35(19): 181-188.

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在低周反复加载试验的基础上，对新型石膏混凝土复合墙板进行地震损伤模型研究。在具有垂直孔腔的石膏板肋上沿墙高方向隔一定高度设置水平孔腔，灌注混凝土后形成密柱与梁格构形式的新型石膏混凝土复合墙板。进行了四块新型复合材料墙板的低周反复加载试验，得到新型石膏混凝土复合材料墙板试件的破坏特征、滞回特性、承载能力等抗震性能。依据试验特点，在Park模型及其改进模型的基础上，提出一种不依赖于单调加载试验结果的损伤模型，并考虑了墙体开裂的因素。通过试验结果对比表明，该模型能准确描绘试件损伤的发展历程，对新型石膏混凝土复合墙板试件具有较强的适用性，损伤指标对于开裂位移敏感性较低。研究同样表明，文中提出的新模型对于其他类型的混凝土试件仍能给出较合理的损伤指标。

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磁性液体阻尼减振器的实验研究

朱姗姗1,2，李德才1，崔红超1

振动与冲击. 2016, 35(19): 189-193.

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基于二阶浮力原理，本文着重研究了磁性液体阻尼减振器不同壳体内壁、不同端盖锥角对减振器减振性能的影响。通过试验分析得知粗糙内壁的壳体减振性能优于光滑内壁的壳体；在一定范围内，端盖锥角大的减振器减振性能比端盖锥角小的减振器减振性能好。

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肩部和腰部等效作用参数对武器射击稳定性影响作用的仿真分析

阎舜1，王昌明1，何云峰1,郑鹏2

振动与冲击. 2016, 35(19): 194-200.

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轻武器立姿射击过程中，射手的控制因素对武器射击稳定性影响明显，为了研究人体肩部和腰部的控制作用对某榴弹发射器射击稳定性的影响，根据武器射击运动的特点和规律，将抵肩射击系统简化为由武器等效质量和躯干等效质量组成的两刚体五自由度人枪作用模型，将人体上肢对武器的控制作用和人体对躯干的控制作用分别简化为肩部和腰部等效弹簧和阻尼器的作用。通过对各等效作用参数的仿真计算，获得相应的武器射击运动曲线。仿真试验结果表明，人体肩部和腰部的不同控制作用对武器射击稳定性具有不同程度的影响，为智能枪架设计中相关人体作用参数的控制提供了理论参考。

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一种新型便携式二维激光测振仪研究

张深逢1，刘杰坤2,3,马修水2，宋云峰1，叶岗1

振动与冲击. 2016, 35(19): 201-205.

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本文介绍了一种新型便携式二维激光测振仪。该激光测振仪基于激光多普勒效应原理，采用激光自混合技术，能够实现对振动物体二维面内振动测量，具有出色的频率和相位响应,满足高精度和高速测量需求。本文介绍了该测振仪的工作原理，针对测振仪实际运用过程中两激光束间夹角易变等问题，提出了一种两激光束间夹角的校正方法，并通过大量的实验数据，证明此校正方法的有效性和准确性。

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基于FEM-SPH耦合的离心机抛填土料冲击行为数值分析

钟卫洲，杨玉明，郝志明，刘显军，邓志方

振动与冲击. 2016, 35(19): 206-212.

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利用有限元（Finite Element Method, FEM）与光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）耦合的方法对离心机抛填土料动力响应进行分析，数值模型中离心机结构部件采用传统拉格朗日单元，土料采用无网格光滑粒子，实现了无粘性土料连续冲击离心机结构行为的数值再现。基于土料以5m/s、10m/s速度分别冲击离心机料斗与土料箱底算例进行分析，获得了离心机抛填结构在土料连续冲击作用下的应力分布和等效冲击载荷；在5m/s速度冲击料斗冲击过程中，最大应力出现在离心机支撑装置横截面处，料斗结构上产生的最大等效应力为292MPa；土料10m/s冲击土料箱计算时，箱体底部铺设的橡胶垫层能降低冲击载荷幅值，实现对土料箱体结构的有效缓冲作用。数值分析结果表明，结合FEM高计算效率特点以及SPH耦合方法易于处理大变形优势，FEM-SPH耦合方法可以实现对土料类离散体冲击大变形行为数值模拟，有助于提高结构动态大变形响应过程模拟的逼真度和置信度。

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基于虚拟样机技术的摊铺机振捣器动力学特性研究

孙健，黄传辉，李付星

振动与冲击. 2016, 35(19): 213-218.

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摊铺机振捣机构工作时，振捣梁的复合运动会对熨平板箱体产生冲击，直接影响了路面的摊铺质量。以9.0m熨平板双振捣机构为研究对象，采用多体机械系统仿真软件ADAMS建立了熨平板振捣器的动力学模型，通过仿真分析，得到了振捣频率、振幅及各段间相位角对振捣梁惯性力和惯性力矩的影响规律。结果表明：主振捣振幅为5mm，副振捣振幅调整为3或6mm时，振捣器产生的惯性力和惯性力矩较小；随着振捣转速的增加，振捣装置的惯性力增加幅度较大，且均匀性变差；各加长段间的相位角调整为60°时，双振捣机构对熨平板框架产生的影响较小。

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平面直升闸门流固耦合振动同步测试模型试验研究

沈春颖 1,2,何士华1，杨婷婷1，王韦2

振动与冲击. 2016, 35(19): 219-224.

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采用三维PIV测速系统和多通道振动数据采集系统，同时监测平面直升闸门在下游淹没出流条件下，水流流场分布及闸门振动参数。结果表明：相同工况下，当闸后旋涡顺水流方向越靠近闸门，此方向的振动位移将达到最大值，峰值比振动位移的均值高出3-4倍，离旋涡中心纵坐标越近的测点，其振动参数的峰值较大。随着闸下水流平均流速与湍动能的增加，对同一测点，闸门振动加速度、速度以及位移的峰值都是沿着水流正方向或水流负方向逐步增加的。闸门底缘附近振动的幅度与闸门开度密切相关，闸门开度达到一定值后，对闸门振动已无较大的影响。试验的结论为探索闸门振动机理提供了依据。

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2016年, 第35卷, 第19期　
刊出日期：2016-09-25

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