振动与冲击

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彭剑，张改，胡霞，谢献忠

振动与冲击. 2016, 35(24): 1-5.

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应用时滞加速度反馈控制方法研究压电弹性梁主共振响应的减振控制。基于Hamilton原理和时滞加速度闭环反馈控制策略，建立了压电耦合弹性梁的非线性动力学模型。采用多尺度方法，得到了受控梁主共振响应的一阶近似解及稳定性条件，进而给出了响应峰值和临界激励幅值的表达式，并给出算例分析。结果表明：采用时滞加速度反馈控制可以有效减振，其主共振响应受时滞值周期性影响，合理选取控制增益和时滞值，可以避免主共振区及多值不稳定解，提高振动控制效果。

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混凝土单轴动态拉伸强度随机性的统计特性分析

金浏1,2，韩亚强1，杜修力1

振动与冲击. 2016, 35(24): 6-13.

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混凝土拉伸破坏行为是混凝土试件及结构力学行为的重要组成部分，其与加载速率密切关联。针对混凝土材料静、动态拉伸强度的随机性和离散性，本文探讨了骨料分布形式的影响规律。从细观角度出发，假定混凝土是由骨料颗粒、砂浆基质及界面过渡区组成的三相复合材料，考虑各相材料动态加载下力学特性的应变率效应，建立了混凝土动态力学行为研究的细观尺度力学模型与方法。以双边缺口混凝土试件为例，对5组不同应变率下64个具有不同骨料分布形式的混凝土试件的单轴动态拉伸力学行为进行了数值试验。基于概率统计分析理论，对不同应变率下混凝土动态抗拉强度的离散性进行了统计分析，包括均值、方差及分布形式等概率统计特性。研究表明：混凝土动态抗拉强度服从双参数Weibull分布；随着应变率的增大，混凝土抗拉强度离散性逐渐减小。

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非线性弹性地基上悬臂管道的参数振动

李云东1,2 杨翊仁2，文华斌3

振动与冲击. 2016, 35(24): 14-18.

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本文首先建立了非线性弹性地基上悬臂输流管在振荡流作用下的运动方程，应用Galerkin方法将运动控制偏微分方程离散成常微分方程组。采用数值方法着重讨论了平均流速、脉动幅值、脉动频率和地基剪切刚度等参数对系统动力学行为的影响。结果表明：以平均流速为分岔参数系统会出现拟周期运动，然后是周期运动，接着出现混沌运动；以脉动幅值为分岔参数系统发生周期2，周期4，周期8，然后进入混沌运动；以脉动频率为分岔参数系统先发生拟周期运动，然后在二阶次谐波附近发生混沌运动。另外，地基剪切刚度对系统地周期运动和混沌有抑制作用，随着剪切刚度增大，系统从混沌状态演化到周期状态，直至稳态。

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土体-结构非线性耦合系统动力响应并行计算方法研究

王小庆1,2，金先龙1,2，王建炜2

振动与冲击. 2016, 35(24): 19-26.

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针对土体-结构非线性耦合（Soil-Structure Interaction，简称SSI）系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题，提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法，对这四种方法的并行性能进行研究。SSI采用基于对称罚函数的方法处理，系统方程采用显式中心差分有限元方法求解。对典型的SSI工程问题动力响应进行并行数值模拟，并对这四种方法的可扩展性进行分析。结果表明：基于SSI负载均衡的并行计算方法，充分考虑土体和结构耦合负载的均衡，并行效率最优，基于对偶图理论区域分解的方法和递归坐标对分方法效率次之，贪婪法并行效率最低；随核数增加，并行效率下降，需根据实际模型规模合理选择并行计算核数，获得最优的并行计算效益；基于罚函数的显式有限元方法能够较好的解决SSI动力响应问题。

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一种宽频压电能量收集装置的建模与实验研究

刘少刚，程千驹，赵丹，冯立锋

振动与冲击. 2016, 35(24): 27-32.

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为拓宽振动压电能量收集装置工作频带宽度，提出一种新型两自由度分段线性能量收集结构，同时为便于未来对该装置进一步的关键参数优化与微小型设计，提出该结构的理论模型并给出解析解结果，通过对实验样机加工与实验平台搭建得到所提出装置发电性能实验结果。对比理论值与实验值表明，所提出装置在第一共振区间与第二共振区间的工作频带宽度分别为2.2Hz与4.5Hz，总频带宽度达到6.7Hz，与相对应两自由度线性系统比较，其拓宽效果达到4.78倍。在误差允许范围内，装置发电性能解析解结果与实验值基本保持一致，所提出装置能够有效拓宽发电工作频带宽度。

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余热排出泵内部不稳定流动数值模拟与实验研究

陆荣袁建平朱钰雯付燕霞周帮伦

振动与冲击. 2016, 35(24): 33-38.

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为了研究余热排出泵在多工况下内部流动特性，基于ANSYS CFX软件，采用SST湍流模型，对模型泵进行三维非定常数值模拟，获得了不同工况下余热排出泵的水力性能、内部流场结构和压力脉动特性，同时展开压力脉动实验研究，并与计算结果进行对比。研究结果表明：大流量（1.2Qd）和设计流量（1.0Qd）工况下，叶轮和导叶内部流动比较稳定，随着流量的减小叶片进口背面附近开始形成失速旋涡，流道内均发生不同程度的流动分离，且沿着流道向出口处发展；叶轮出口压力脉动主频为7fz，受导叶叶片数影响；导叶和蜗壳出口的主频均为5fz，主要由叶频决定；设计流量下各监测点处压力脉动系数幅值最小，越往小流量工况，幅值越大；说明在小流量工况下余热排出泵内部出现了不稳定流动现象。

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基于动力能力谱法的RC结构位移放大系数

陈伟宏1,2, 蒋认2, 崔双双3,吴波3

振动与冲击. 2016, 35(24): 39-44.

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结构位移放大系数是预测结构在某一地震设防水准作用下的最大弹塑性变形，从而指导结构设计的参数。我国现行抗震设计规范尚未引入结构位移放大系数。考虑6、7、8三个设防烈度，设计了3、5、8、10、12层共15个钢筋混凝土框架结构，建立其有限元模型，并采用结构振动台试验对有限元模型进行验证，进而对结构在地震作用下的反应进行分析。采用文中提出的动力能力谱方法，研究按我国抗震设计规范设计的RC框架结构在不同设防水准下的位移放大系数需求值，并与传统静力能力谱法得到的位移放大系数需求值进行对比分析。6、7、8度设防的RC框架结构的位移放大系数需求值在中震作用下分别为0.51~1.91、0.49~1.93、0.56~2.24；在大震作用下分别为1.28~4.82、1.40~4.89、1.37~5.56。中震作用下，按我国抗震设计规范设计的钢筋混凝土框架结构未发生整体屈服，表明我国抗震设计规范比较保守。

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点阵金属夹层结构抗侵彻实验研究

郭锐1 南博华2周昊1刘荣忠1 朱荣3 姜炜4

振动与冲击. 2016, 35(24): 45-50.

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通过弹道冲击实验方法研究了两种点阵金属夹层防护结构的抗弹丸侵彻能力，结合失效破坏模式和吸能效率，综合分析了点阵金属夹层防护结构的抗侵彻机理。实验结果初步表明：球形弹丸侵彻过程中，由于点阵金属结构的塑性大变形和剪切扩孔、陶瓷棒和环氧树脂的断裂破坏以及面板的宏观弯曲变形，使得该型防护结构的抗弹能力得到了大幅度提高。同样侵彻速度条件下，Type II型夹层防护结构的吸收能量较Type I型夹层防护结构高，但它们的单位面密度吸收能量相差不大。研究结果可以为轻质复合装甲的防护设计提供参考。

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不同工况及链速下矿用刮板动力学特性及冲击损伤研究

张强1,2,3 王海舰1 郭桐1 付云飞1

振动与冲击. 2016, 35(24): 51-58.

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为研究矿用刮板在不同工况及链速下的动力学特性和冲击损伤，建立26×92规格刮板系统的有限元模型，采用ANSYS Workbench中的瞬态分析模块和显式动力学分析模块对刮板在不同工况和链速下的动力学特性进行了仿真分析，采用 nCode GlypWorks分析刮板启动工况下的冲击损伤，得到刮板在空载平稳运行、满载平稳运行、空载启动和满载启动工况下的力学性能、不同链速对刮板最大等效应力时间历程的影响规律和空载、满载启动冲击载荷对刮板所造成的损伤程度。仿真结果表明，该刮板具有良好的力学性能和抗冲击性能，为研究不同规格刮板的动力学特性及冲击损伤提供了一种通用的研究方法。

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转子偏心下环模制粒机的振动分析与结构优化

沈江飞，武凯，崔先岸，孙宇

振动与冲击. 2016, 35(24): 59-65.

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环模制粒机因其高效率、低能耗等优点广泛应用于饲料、生物质能源等领域，而目前的环模制粒机振动剧烈，尤其是有转子偏心时环模会受到强烈的振动冲击，严重减小环模的使用寿命。因此本文对转子偏心下环模制粒机的振动特性进行了分析并对其主要结构进行优化。基于粉体挤压成型规律以及环模与压辊挤压成型规律，建立了考虑压辊表面正向静摩擦力作用下的环模与压辊之间准确的相互作用力模型，并对压辊与环模有相对位移时其相互作用力的变化规律进行建模和分析。基于多体动力学软件建立了转子偏心下环模制粒机的动力学仿真模型，分析转轴、主轴以及挤压力的振动特性，并对主轴、支撑架以及转轴轴承的结构或位置参数进行分析和优化。研究结果表明：压辊与环模之间相互作用力与相对位移之间近似成线性关系；主轴上转轴支撑段直径应大于直径；主轴直径增大有利于转轴振动幅值减小但是会增大挤压力幅值，将压辊底座通过柔性杆与主轴连接可在减小转轴振动的同时大幅减小挤压力的振动；支撑架的径向刚度应大于1×107N/m,弯矩刚度应大于1×105N.m/deg；转轴轴承间距存在与轴承刚度相关的最优值，且最优轴承间距会随着轴承刚度增大而减小。

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平面弹簧式四永磁体结构动能采集器设计及性能测试

陈仁文，徐栋霞，任龙，夏桦康

振动与冲击. 2016, 35(24): 66-72.

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根据振动学及电磁学理论，建立了采集器工作的物理模型，设计了一种平面弹簧式四永磁体结构振动能量采集装置，对拾振结构和换能结构进行了理论与仿真分析，讨论了采集器后续接口电路的整体设计方案，并对该电路进行了优化仿真，通过实验测试了该装置的性能，验证了其有效性和可靠性。实验结果表明，该采集装置接口电路输出电压可以在0.25s内上升到9V，此时，电压比较电路产生一个触发信号控制模拟开关导通，使设备正常工作，证明该采集器能可靠使用。

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材料物性热效应对统计能量分析参数的影响

张鹏1,2，费庆国1,2，李彦斌1,2，吴邵庆1,2

振动与冲击. 2016, 35(24): 73-78.

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高温环境会引起系统的统计能量分析参数发生变化，原因之一是温度改变了材料物性。为建立计及材料物性热效应的统计能量分析模型，有必要先研究材料物性热效应对统计能量分析参数的影响。针对四周简支的L形折板结构，在一板上施加雨流载荷（rain-on-the-roof），计及材料物性热效应，基于能量流模型分析得到子结构不同温度下对应于特定模态群的载荷的平均输入功率及各子系统的平均振动能量，再基于PIM理论分析得到由内损耗因子、耦合损耗因子与频带中心频率的乘积定义的参数：内损耗系数、耦合损耗系数。研究结果表明：整体模态密度、雨流载荷的平均输入功率与板材面内弹模随温度的变化趋势相反；内损耗系数、耦合损耗系数与板材面内弹模随温度的变化趋势相同。

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航天器刚柔耦合动力学建模及热诱发动力学响应分析

孙述鹏，王伟，段枭

振动与冲击. 2016, 35(24): 79-83.

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针对带大型太阳能帆板的航天器，使用蜂窝板对太阳能帆板进行建模，利用哈密顿原理建立了航天器刚柔耦合动力学方程，分析了刚柔耦合非线性项及系统参数对航天器固有特性和热诱发动力学响应的影响。结果表明，系统频率随中心刚体转动惯量减小而升高，存在特定的蜂窝芯层与蜂窝板厚度比值，使系统频率最高；系统刚柔耦合非线性项不影响热诱发动力学响应中的准静态位移分量，但会使热诱发振动分量的振幅增大，振动频率发生偏移；当系统热特征时间常数的倒数和系统基频接近时，热诱发振动幅值最大。研究结果对航天器参数设计提供了理论指导。

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基于二维高速摄影系统的面内碰撞实验研究

晏芳，邓小伟，余征跃，洪嘉振

振动与冲击. 2016, 35(24): 84-87.

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以圆柱杆-圆盘为实验对象，进行面内对心正碰实验。研究利用激光测振仪（LDV）、应变片以及二维高速摄影系统准确测量碰撞实验的动态响应的方法，并综合对比其优缺点。实验结果显示，激光测振仪和应变片分别能准确测量单点的速度和应变响应；二维高速摄影系统能测量全场的速度和应变响应，进而对接触碰撞的应变变化过程进行观察，这也验证了数字图像相关（DIC）技术在低速碰撞领域的适用性。但在碰撞分离后，碰撞激发圆盘自由振动所引起的离面位移，会导致二维高速摄影系统所测的应变和速度产生较明显的虚假振荡。

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分数阶PID控制对单自由度线性振子的影响

牛江川，申永军，杨绍普，李素娟

振动与冲击. 2016, 35(24): 88-95.

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研究了基于速度反馈分数阶PID控制的单自由度线性振子的自由振动，利用平均法得到了系统的近似解析解。研究发现分数阶PID控制的比例环节以等效线性阻尼的形式影响系统的振幅，积分环节以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响系统的动力学特性，微分环节以等效线性阻尼和等效线性负刚度的形式影响系统的动力学特性。对近似解析解和数值解进行了比较，二者吻合良好，验证了求解过程和近似解析解的正确性。通过系统响应的性能指标分析了分数阶PID控制的比例系数、积分环节系数、微分环节系数以及分数阶阶次变化时，对系统控制性能的影响。最后，通过单自由度1/4车辆悬架模型的控制实例，证实了基于速度反馈分数阶PID控制的优越性。

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地铁列车出、进站加、减速的轴向激励引起出平面振动

张谦，陈文化

振动与冲击. 2016, 35(24): 96-101.

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地铁列车出、进站时引起的地层波动较为复杂而丰富，主要由于列车加、减速引起的振动特性非常特殊，尤其是地铁列车轴向激励作用下的出平面波源特性。按照波函数展开法和镜像原理，建立隧道壁上的柱面波表达式，再利用Graf加法公式和贝塞尔函数公式，推导轴向激励作用下的出平面波的振动响应解析解。将轴向激励看作是沿列车行驶方向变化的情况，假定出、进站下不同的激励模式，基于上述理论和假设，重点研究出、进站两种情况的波动差异，分别分析了地铁列车运行加速度和速度、土层模量、隧道尺寸和埋深等因素对振动反应的影响，计算发现出站过程振动更大，列车越靠近停车站，轴向振动越大，且受到参数变化的影响也越明显。

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基于ITD复杂度和PSO-SVM的滚动轴承故障诊断

张小龙，张氢，秦仙蓉，孙远韬

振动与冲击. 2016, 35(24): 102-107.

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针对滚动轴承故障诊断问题，提出了一种基于固有时间尺度分解（ITD）、Lempel-Ziv复杂度特征和粒子群优化支持向量机（PSO-SVM）的故障诊断新方法。首先对滚动轴承的振动信号使用ITD方法进行分解，得到若干个频率由高到低的固有旋转（PR）分量，由于滚动轴承在不同的故障状态下的PR分量Lempel-Ziv复杂度的分布不同，提取各PR分量的Lempel-Ziv复杂度值作为每个样本的特征向量，使用支持向量机（SVM）对轴承振动信号样本进行故障类型的识别，并用粒子群优化（PSO）方法对支持向量机的参数优化以获得较高的识别准确率。对滚动轴承振动信号的实测结果的分析表明：该方法可以实现对滚动轴承快速、准确地诊断，且不受载荷变化的影响。

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线性阻尼隔震与非线性隔震系统近断层地震反应分析

龚微 1，熊世树1,2

振动与冲击. 2016, 35(24): 108-114.

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为了研究近断层地震动作用对不同类型隔震系统地震反应的影响规律，对比分析了线性阻尼隔震与非线性隔震系统在不同脉冲周期近断层地震动作用下的地震反应，并提出了近断层地震动作用下隔震系统的改进方案.首先，采用三角函数衰减模型模拟分析近断层地震动作用的速度脉冲特性,根据其脉冲周期分布情况和结构基本周期选取了三条代表性近断层地震波。然后，考虑上部结构非线性，对线性阻尼隔震、非线性隔震和联合隔震的八层钢框架结构进行了地震反应时程分析。结果表明，较非线性隔震，线性阻尼隔震且阻尼比为0.2~0.3时能够满足大震时控制隔震层位移、小震时控制上部结构反应的理想隔震目标，且对不同脉冲周期具有适应性。脉冲周期接近或大于结构共振周期时，改进的联合隔震能进一步提高隔震效果和隔震安全性。

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车辆ISD悬架系统网络综合及性能分析

聂佳梅，张孝良，陈国涛

振动与冲击. 2016, 35(24): 115-119.

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为进一步改善车辆的乘坐舒适性，将惯容器元件应用到车辆被动悬架系统，构建ISD悬架，利用网络综合方法确定ISD悬架结构。以车身加速度均方根值为优化目标，求解出ISD悬架的正实阻抗传递函数，然后用惯容器、弹簧、阻尼元件将之物理实现出来，建立1/4车辆悬架模型。采用多目标优化方法对ISD悬架参数进行优化，在此基础上，分析随机和脉冲激励下ISD悬架系统的综合性能。结果表明，与传统悬架相比，ISD悬架系统具有良好的动态性能，车身加速度均方根值减小了26.83%，1~3 Hz范围内有效抑制了车身垂直振动,改善了车辆在低频段的乘坐舒适性。

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SH波作用下地表软覆盖层中浅埋圆孔的动力分析

赵元博，齐辉，丁晓浩，赵栋栋

振动与冲击. 2016, 35(24): 120-127.

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利用复变函数法和波函数展开法对地表软覆盖层中浅埋圆形孔洞在稳态SH波作用下的动应力集中问题进行了研究并给出了解析解。根据SH波散射时的衰减特性，采用了大圆弧假定的方法，即利用一个半径很大的圆来近似表示地表覆盖层的直线边界，将半空间覆盖层直线边界问题转化为曲面边界问题。首先根据Helmholtz定理预先给出了待求波函数的一般形式解，再根据边界条件并利用复数Fourier-Hankel级数展开的方式把所求问题转化为求解波函数中未知系数的无穷线性代数方程组问题，对该无穷代数方程组截取有限项求得该问题的数值结果。通过算例分析了SH波垂直入射时，覆盖层和半空间介质的波数差异、覆盖层厚度的变化、圆孔埋置深度等因素对地表软覆盖层中浅埋圆形孔洞周边动应力集中系数的影响。

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基于矢量图的力状态映射法辨识参数误差分析

蒋国庆，李家文，唐国金

振动与冲击. 2016, 35(24): 128-131.

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力状态映射法被常用于辨识非线性连接结构的等效动力学参数，该方法需要用到实验仪器测量得到或者经过微分或积分计算得到的激励力、速度、位移、加速度等数据。而往往这些数据的相位会出现失真，这会直接导致通过力状态映射辨识得到的系统参数出现误差。用矢量图法计算得到了单自由度系统在强迫振动和自由振动两种情况下出现测量数据或计算数据小幅度相位失真时的误差计算公式，结果表明这种小幅度相位失真对系统阻尼系数的影响明显大于对系统刚度系数的影响，且当激励力频率等于固有频率时辨识参数的误差最小。

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一种新型GEO卫星在轨捕获机构的设计与分析

黄意新 1，赵阳 1，郭剑 2，田浩 1

振动与冲击. 2016, 35(24): 132-138.

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针对地球静止轨道（GEO）卫星在轨服务需求不断增加，但缺乏专用捕获接口的问题，提出一种 GEO 卫星远地点发动机喷管捕获机构。该机构主要包括三爪式喷管捕获机构、伞状导向缓冲机构及喷管支撑与分离机构。介绍了喷管包络捕获原理，通过对喷管包络捕获过程中运动学关系及碰撞检测问题的分析，给出了喷管无碰撞包络的捕获条件，并提出了减速捕获策略。引入赫兹模型建立了捕获机构接触碰撞动力学模型，采用ADAMS进行了动力学仿真分析。结果表明，在两星接近速度及捕获爪驱动速度满足捕获条件的情况下捕获机构能可靠地捕获目标星喷管，采用减速捕获策略可使捕获时碰撞力峰值减小50%以上。

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轻型客车复合材料板簧模态的预测和分析

史文库1，钱琛1，高博1，柯俊1，李国民2，袁可3

振动与冲击. 2016, 35(24): 139-144.

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为了预测某轻型客车复合材料板簧的模态并预判复合材料板簧的模态是否会与相关激励耦合发生共振，在ABAQUS软件中建立了针对复合材料板簧模态计算问题的有限元模型。对复合材料板簧的有限元模型进行了计算模态分析，根据计算模态分析结果预测了复合材料板簧的模态。对复合材料板簧的样件进行了试验模态分析，通过对比模态预测结果和试验模态分析结果的方法验证了模态预测结果的准确性和有限元模型的正确性。根据复合材料板簧的模态分析结果，设计的复合材料板簧能够避免共振现象的发生。利用经过验证的复合材料板簧有限元模型分析了各设计变量与复合材料板簧一阶模态频率之间的关系。分析结果表明，选用0°铺层角度、较低密度的复合材料和较高的纤维体积含量能够降低复合材料板簧发生共振的可能性。得到的研究结果可显著降低复合材料板簧的研发风险和成本。

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基于自由振动衰减响应的硬涂层材料力学特性参数辨识

孙伟，王茁

振动与冲击. 2016, 35(24): 145-151.

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获得硬涂层材料的储能模量和损耗因子等力学特性参数是硬涂层复合结构建模及减振优化设计的基础。现有的关于硬涂层材料参数辨识研究通常是基于梁形试件和复杂的实验过程。而这里面向悬臂板结构，提出一种仅需测得涂层前后悬臂板的时域共振自由振动衰减响应，来辨识硬涂层材料力学特性参数的方法。首先，确定了由自由振动衰减响应辨识硬涂层储能模量及损耗因子的原理。进一步，给出了获得上述硬涂层材料参数所需的关键参数（包括响应包络线、即时共振频率和阻尼）的辨识方法。再则，描述了硬涂层板有限元建模以及共振频率、模态应变能和参考应变的求解方法。最后以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究，获得了该混合涂层的储能模量及损耗因子。进一步，将获得的硬涂层材料参数代入到有限元分析模型，通过对比试验与有限元计算获得的硬涂层板前6阶共振频率，证明了所辨识的材料参数的合理性。经比较发现，本文辨识获得的硬涂层储能模量及损耗因子随参考应变的变化规律同其他文献基本一致，但本文的结果可直接用于硬涂层板形结构的建模。

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传动间隙对汽车驾驶性的影响规律研究

姜丹娜，黄英，郝东浩

振动与冲击. 2016, 35(24): 152-157.

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汽车驾驶性的提高是汽车品质提升的一个关键因素，间隙是传动系统中必然存在且对驾驶性存在影响的因素，所以研究间隙对驾驶性的影响规律是非常有必要的。通过建立车辆纵向的低频动力学模型仿真典型驾驶性恶劣工况——Tip-in工况来研究间隙对驾驶性的影响规律。包括不同位置和不同大小的间隙对驾驶性的影响，分析在面向控制的建模时对模型的简化需要注意的问题。进一步的研究了当车辆传动系统存在较大间隙时，采用经典的转矩斜率控制的方法来改善驾驶性时出现的问题。并针对这一问题设计了基于冲击最小的闭环控制器，使汽车驾驶性得到了改善。

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轮齿修形对兆瓦级风电齿轮箱NVH性能的影响

刘华朝1,朱才朝1,柏厚义2

振动与冲击. 2016, 35(24): 158-163.

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随着风电齿轮箱技术的快速发展，对动态性能要求越来越高，NVH分析技术对减小风电齿轮箱振动噪声有着重要意义。论文根据某兆瓦级风电齿轮箱传动原理和基本结构特点，考虑行星架、箱体等结构的柔性，通过结合部节点将结构系统与传动系统连接起来，建立风电齿轮箱系统耦合分析模型。基于载荷谱对各级齿轮副进行修形，对比分析修形前后风电齿轮箱的NVH性能，表明修形后齿轮箱的振动加速度幅值、噪声均有一定程度的减小，为风电齿轮箱的NVH优化提供了依据。

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基于能量法的车辆侧翻稳定性动力学研究

黄明亮1，郑敏毅2，张邦基1，张农2，陈盛钊1

振动与冲击. 2016, 35(24): 164-174.

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本文利用能量方法研究车辆的侧翻性能，提出了一种新的车辆侧翻稳定性综合评价方法。建立了复杂非线性十自由度车辆动力学模型，并通过试验验证了模型的正确性。定义了车辆侧翻能量稳定指标：通过计算车辆实时能量储备与车辆侧翻的能量阈值比值得到侧翻能量储备系数，整合车速和转向输入得到车速-转向干扰系数，最终建立一个包含车速、侧倾角速度、侧倾角和轮胎转角等因素的车辆侧翻稳定性综合评价指标。最后在十自由度车辆动力学模型的基础上进行多工况仿真实验，通过与现有评价指标的对比分析，验证了该评价指标的正确性和适用性。

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基于准瞬态发动机模型的车辆传动系统特性分析

吴虎威1,吴光强1,2

振动与冲击. 2016, 35(24): 175-182.

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研究了怠速工况下车辆传动系统动力学特性和机械变速器齿轮敲击建模方法，并通过实车实验验证了研究方法的有效性。首先，利用实车装备的直列四缸四冲程发动机特性参数，建立了考虑动态摩擦扭矩特性的准瞬态发动机模型；其次，利用集中质量建模方法，建立怠速工况下车辆动力传动系统动力学模型，模型中详细建立机械变速器空套齿轮阻滞力矩模型，仿真分析了传动系统各部件的运动特性和齿轮对敲击强度。最后，利用实车怠速工况下的实验结果，验证了准瞬态发动机模型和车辆动力传动系统仿真模型的有效性，研究成果可进一步用于车辆动力传动系统设计开发和变速器齿轮敲击产生机理研究。

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基于主动油气悬架的某重型车平顺性研究

乐文超 1，时岩 2，彭安琪 2，李守成 1

振动与冲击. 2016, 35(24): 183-188.

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油气悬架因其变刚度、变阻尼特性在重型车上得到了广泛的应用，但常规的被动式油气悬架不能根据路面条件进行实时调整以满足整车平顺性的要求。本文在常规油气悬架的基础上提出了一种主动控制方法，首先在AMSEim中建立油气弹簧的数学模型，并通过试验验证模型的正确性，然后建立1/4主动油气悬架的动力学方程，采用fuzzy-pid 算法完成对电液伺服阀的控制，从而实现对主动油气悬架输出力的控制。通过AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真表明，该主动油气悬架的性能明显得到改善，与被动悬架相比降低了车身加速度，提高了车辆的平顺性。

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基于时域流形稀疏重构方法的滚动轴承故障特征增强研究

张文清1,2，何清波1，丁晓喜1，韩杰2，谢明伟2

振动与冲击. 2016, 35(24): 189-195.

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振动信号降噪处理一直是滚动轴承故障诊断中的一个重要的研究内容。本文利用时域流形和匹配追踪的优点，克服两种方法的不足，提出一种优势互补的新方法——时域流形稀疏重构方法。时域流形具有良好的去噪能力，却由于其非线性的处理过程导致振幅信息不能保持。匹配追踪方法的降噪能力与原子本身有关，由于不能保证选取到最能表征信号的原子，故其降噪能力具有局限性。本文提出的方法克服了上述问题。首先通过匹配追踪的方法以时域流形结果为基础从一个过完备字典中找到最匹配的原子，之后以得到的原子与原始信号匹配计算获得重构的稀疏系数，最后通过稀疏系数和得到的原子重构信号，该结果同时具有匹配追踪和时域流形的优点。本文以轴承故障信号分析为例，验证了本方法的有效性。同时和时域流形及匹配追踪方法相比较，结果显示本方法具有明显的优越性。

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基于改进果蝇优化算法的铣削力信号特征选择方法

袁敏,王玫2，潘玉霞3，胡茂芹4

振动与冲击. 2016, 35(24): 196-200.

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特征选择是刀具模式识别的关键问题之一。笔者采用果蝇优化算法（FOA）将铣削力特征选择转换成果蝇寻优过程，得到了一种可用于铣刀磨损状态识别的适应度强的特征选择方法。该方法用力传感器提取铣削力特征，把特征选择过程模拟成果蝇觅食行为，采用Fisher辨别率作为特征寻优标准，将优选后的特征集输入BP神经网络，刀具磨损量为输出。实验证明，该方法易调节，寻优效果好，适应度强，BP神经网络表现好，可以快速有效地在线提取铣削加工过程的特征。

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横摇条件下主机隔振对船舶推进轴系横向振动的影响研究

李燎原，曹贻鹏，张智鹏

振动与冲击. 2016, 35(24): 201-206.

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以典型船舶轴系试验台架为研究对象，基于有限元法，建立了该轴系的有限元模型，并通过试验对模型进行了验证，计算分析了主机隔振条件下轴系的固有特性，并从运动形式的角度出发，将横摇运动等效为重力加速度的变化，作为边界条件，对该模型进行瞬态响应分析。计算结果表明：主机隔振会降低整个系统的固有频率，但对轴段的固有特性没有影响；在横摇条件下，联轴器位置的传递力和位移显著增大，并传递至轴段部分，使轴系的振动更加严重。

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洋山港水下多孔爆破陆地和水底震动实地测试与分析

陈江海1,3，顾文彬1，王振雄1，李宁2，刘建青1，徐景林1

振动与冲击. 2016, 35(24): 207-212.

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为研究水下多孔爆破引起的水底和陆地震动特点，依托洋山港治理工程进行了水下多孔爆破水底和陆地震动测试试验并获得有效震动信号，利用频序小波包分解算法对震动信号进行频带分解和能量分布的对比分析。测试和分析结果表明，相比水底震动，陆地震动持续时间延长，幅值衰减很大，频带更窄，主频更低，并且含有明显的次高频带；三个方向震动能量衰减都在90%以上，而以上下垂直向能量衰减最大，水平垂直于岸的南北向衰减最小；低频带小波包能量衰减最小，高频带小波包能量衰减最大，并且水平平行于岸的东西向和水平垂直于岸的南北向小波包能量衰减呈现振荡特征。

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水下自激吸气式射流装置冲击力时频特性分析

刘新阳，朱安福，高传昌，胡亚州，解克宇

振动与冲击. 2016, 35(24): 213-220.

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利用水下射流循环试验系统对水下自激吸气式射流装置进行了冲击试验，得到了装置吸气和不吸气条件下冲击力时域波形，运用第二代小波变换和Wigner-Ville分布相结合的方法提取了冲击力时频特性，研究了装置吸气和不吸气条件以及不同围压和靶距下冲击力频带能量分布规律。结果表明，存在最优下喷嘴直径使装置的冲击力时域特征参数最佳；装置冲击力能量主要集中在低频带，且围压、靶距和吸气对频带能量比影响较大；吸气对装置冲击力频率成分、能量密度分布和脉冲效果均有明显影响，而围压和靶距只对能量密度分布和脉冲效果影响较大；碰撞体测点压力反映了装置聚能和释能的状态且与冲击力能量密度分布存在着对应关系。

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刊出日期：2016-12-15

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