振动与冲击

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杨果林1，邱明明1，何旭1,2，申权1

振动与冲击. 2016, 35(5): 1-7.

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膨胀土路堑基床病害是铁路工程中亟需解决的关键技术问题。针对新建云桂线膨胀土地段高速铁路工程实际，开展膨胀土路堑基床模型室内激振试验，研究新型防水结构层在干燥、降雨、地下水位上升三种极端服役条件下的动力性能及防水效果，并结合现场实测数据进行了分析。分析结果表明：服役环境对新型基床结构的动力特性影响显著，降雨和地下水位上升均引起基床动应力、速度及加速度不同程度的增加；新型防水结构层可加快基床内部动应力的衰减，动应力沿横向距离近似呈“Z”形分布，在轨道正下方出现峰值，距线路中线5.0m以外受振动影响较小；新型防水结构层能满足的防水、隔水、抗振、减振的要求，对提高铁路线路的平顺性和稳定性具有积极意义。研究成果可为新建云桂膨胀土高速铁路工程建设及同类工程实践提供参考。

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纵-扭复合超声振动加工系统设计及频率简并研究

袁松梅1,2，刘明1,2

振动与冲击. 2016, 35(5): 8-13.

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纵-扭复合超声振动加工技术在硬脆性材料的加工中受到越来越多的重视，针对该种需求，设计了一种纵-扭复合超声振动加工系统，基于有限元方法对该类系统普遍存在的频率简并问题进行了研究。利用数值解析方法设计出超声换能器和超声变幅杆，之后在变幅杆上做出螺旋槽，一部分纵向振动转换为扭转振动；以目标频率附近的纵、扭谐振频率尽量接近为原则，利用有限元软件分析系统的结构参数对纵、扭谐振频率的影响规律，实现频率简并；在此基础上对系统进行模态分析和瞬态动力学分析，结果表明系统可以实现纵-扭复合超声振动，验证了此种频率简并方法的有效性和实用性。

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多普勒畸变声学信号的伪时频分析及其校正

张海滨1，陆思良1，何清波1，孔凡让1

振动与冲击. 2016, 35(5): 14-20.

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位于运动轨迹旁的麦克风采集的运动声源信号存在多普勒畸变现象，这增加了信号分析的难度，特别对于高速列车道旁声学故障诊断工作。为了提高诊断的准确性和可靠性，本文提出了一种新的基于摩尔斯声学理论的多普勒信号伪时频分析，该分析给出了一种伪时频分布，对信号的时间中心和特征频率进行了有效估计，得到的参数用于信号重采样以校正其多普勒畸变，校正信号中能有效提取出信号中包含的故障信息。仿真信号和实验信号的分析结果表明，该方法能够用于提取多普勒畸变信号的参数，并加以校正，在道旁声学故障诊断中有较好的应用前景。

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FRP加固RC连续梁桥抗震性能试验研究

林元铮，田石柱

振动与冲击. 2016, 35(5): 21-26.

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以某钢筋混凝土连续梁桥作为研究对象，对其桥墩进行了塑性铰区的FRP抗震加固，采用混合试验技术研究了该桥梁结构的抗震性能。将连续梁桥结构承担主要地震作用的固定墩作为试验单元，进行真实的物理试验；将桥梁结构其余部分作为计算单元通过有限元软件OpenSees进行模拟，通过OpenFresco混合试验平台集成协调，完成了该连续梁桥的抗震混合试验。最后将试验结果与OpenSees有限元分析结果进行了对比。研究结果表明，FRP抗震加固能够有效改善桥梁的抗震性能；试验结果与有限元分析结果吻合较好。

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工字形钢柱的爆炸作用分布特征与计算研究

杨涛春,3, 陆勇2,李国强1,陈素文1

振动与冲击. 2016, 35(5): 27-38.

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为研究工字形钢柱上的爆炸荷载特征，明确在不同爆炸条件下工字形钢柱的破坏形式,通过数值计算和试验数据相结合,在三种不同爆炸类型条件下，对钢柱不同位置测点的冲击波曲线形式进行分析，并对钢柱不同翼缘的爆炸荷载水平及竖向分布形式进行总结，给出工字形钢柱上爆炸作用的确定方法。研究结果表明：当爆炸作用沿钢柱强轴时，荷载在翼缘宽度上可按均匀分布，而随近、中、远爆炸类型的变化，荷载沿钢柱竖向分别呈双曲线、梯形和矩形分布特征，而荷载峰值可按TM5-855中试验数据确定；当爆炸作用沿钢柱弱轴时，荷载在腹板上可按均匀分布，而在翼缘上呈三角形分布特征，荷载峰值可按TM5-855中试验数据值乘以相应的放大系数得到；爆炸荷载对钢柱响应形式影响显著，随着爆炸距离的增大，钢柱由局部破坏向整体破坏转变。

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边界条件对有限长正方形棱柱气动力的影响

王汉封1，2、杨帆1、邹超1

振动与冲击. 2016, 35(5): 39-46.

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通过风洞实验研究了均匀流与湍流边界层中一端固定于壁面、另一端为自由端的有限长正方形棱柱气动力特性。实验模型宽度d = 200mm，高宽比H/d = 5。基于自由流风速U∞与d的雷诺数Red = 0.68×105~5.47 × 105。研究发现，均匀流与湍流边界内有限长正方形柱气动力均不存在明显的雷诺数效应。棱柱局部时均阻力系数、脉动阻力系数和脉动升力系数沿展向存在明显差异。湍流边界层会增大与。且均匀流中脉动风压与气动力的双稳态现象在湍流边界层内基本消失。经POD分析，确定了对称与反对称等两种典型风压分布状态对脉动风压的贡献率。均匀流中，柱体两端附近风压脉动由对称或准对称风压分布所控制；而柱体中部则由反对称风压分布控制。湍流边界层中所有高度风压脉动均由反对称风压分布控制。两种边界条件下，仅反对称形态的POD模态具有明显周期性并对柱体气动力周期性起支配作用。尽管对称风压POD模态在某些位置占支配地位，但其无明显周期性。

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基于Hilbert振动分解和高阶能量算子的行星齿轮箱故障诊断研究

冯志鹏1，秦嗣峰2

振动与冲击. 2016, 35(5): 47-54.

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基于灰信息挖掘的视情维修决策方法研究

周志才，刘东风，石新发

振动与冲击. 2016, 35(5): 55-58.

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针对列装新设备缺乏状态劣化信息和维修阈值难以进行视情维修决策的问题，基于新旧设备故障率变化趋势的一致性，定义改进性系数表示基本故障率的变化不同，得到新型设备的故障率函数，结合回归支持向量机拟合新型设备风险度函数曲线，得到新型设备的维修阈值，进而建立新型设备的视情维修决策模型，最后以船用柴油机监测数据进行了实例验证。结果表明，该方法能有效挖掘旧型柴油机的历史数据信息，充分利用新旧柴油机之间的内在联系，为灰信息条件下新设备的视情维修决策提供了新途径。

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摩擦衬片包角对盘式制动器尖叫影响的仿真分析

张立军1,2，陈前银1,2，刁坤1,2，孟德建1,2，余卓平1,2

振动与冲击. 2016, 35(5): 59-64.

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摩擦衬片包角对制动尖叫具有重要影响。针对某通风盘式制动器，建立有限元复模态模型并通过尖叫台架试验进行了正确性验证。基于该模型针对5种包角水平的摩擦衬片，通过仿真计算分析其对制动尖叫倾向性的影响，并从制动块自由模态特性、盘块间接触压力分布、不稳定模态频率及模态耦合特性角度解释了不同摩擦衬片包角对制动尖叫的影响机制。分析表明：摩擦衬片包角的改变会同时引起制动块结构特性变化和接触压力分布的变化，进而引起不稳定模态数量、频率和模态耦合特性的改变。

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基于变尺度随机共振的冲击信号自适应提取与识别方法

曹衍龙，杨毕玉，杨将新，郑仕谱，周威杰

振动与冲击. 2016, 35(5): 65-69.

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针对不同设备故障会产生不同冲击信号类型的问题，为了克服传统指标不能区分冲击信号类型的不足，本文分析了冲击信号峭度值和近似熵的特性，将两个指标相结合，构造冲击信号特征系数，在此基础上提出了一种基于变尺度随机共振的冲击信号自适应提取与识别方法，实现强噪声环境中弱冲击信号的提取与识别。最后，通过仿真验证该方法的有效性和可行性。

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具有形状记忆合金弹簧支承的转子系统的动力稳定性研究

任勇生，杜成刚，刘养航

振动与冲击. 2016, 35(5): 70-74.

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提出一个具有形状记忆合金（SMA）弹簧支承的旋转轴转子系统的自由振动分析模型。基于Euler-Bernoulli梁理论建立旋转轴的连续分布弹性振动方程，并且考虑旋转轴材料内阻的影响。采用Brinson模型分析SMA螺旋弹簧的受限回复刚度特性。在振型假设的基础上利用虚功原理得到转子系统的特征方程。通过数值计算分析了SMA弹簧的激励温度和初始应变对转子系统的临界转速和失稳阈的影响规律。研究表明，利用SMA弹簧的受限回复特性调节支承刚度可以提高转子系统的临界转速和失稳阈，从而增强转子系统的动力学稳定性。

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基于频响函数辨识鼓筒-轮盘结合部连接参数的选点原则

王洪玉1，秦朝烨1，褚福磊1，刘彦琦2

振动与冲击. 2016, 35(5): 75-81.

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基于频响函数的辨识方法被广泛用于识别结合部动态参数，其中如何选择频响数据是关键问题。本文针对结合部采用弹簧和阻尼器连接的鼓筒-轮盘模型提出了频响数据选取原则和对应于该原则的量化标准。具体选点原则为所选取的局部信噪比最高的频点所对应的模态对连接刚度的综合灵敏度应该最高。为了定量比较不同模态对连接刚度的综合灵敏度，建立了具体的量化指标和标准。理论分析表明本文所提出的频响数据选取原则和量化标准是有效的，具有一定的工程应用价值。

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基于多尺度模型的RC框架撞击倒塌响应数值分析

程小卫1，李易,，陆新征3，闫维明1,2

振动与冲击. 2016, 35(5): 82-88.

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为了在保证计算精度的同时提高撞击荷载作用下RC框架结构连续倒塌分析的计算效率，本文基于有限元软件LS-DYNA，建立了撞击响应分析的多尺度模型。针对该模型分别采用拆除构件法和撞击全过程分析法分析了撞击荷载下框架结构的连续倒塌动力响应。结果表明：拆除构件法在分析撞击作用下结构的连续倒塌时，由于忽略了撞击力及其对周围结构造成的初始损伤、初始位移和初始速度，低估了结构的动力响应，不能合理反映撞击作用下框架结构的破坏模式；多尺度模型能够准确模拟撞击作用下框架结构的动力响应和破坏模式，同时计算时间仅为精细模型的三分之一，满足整体结构系统撞击倒塌分析的需要。

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汽轮机非线性间隙气流激振力作用下含裂纹转子的振动特性研究

瓮雷1,2，杨自春1,2，曹跃云1,2

振动与冲击. 2016, 35(5): 89-95.

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建立了在汽轮机非线性间隙气流激振力作用下裂纹转子-轴承系统的动力学分析模型，并采用数值积分方法研究此类裂纹转子系统的分岔与混沌特性。利用Poincare截面和分岔图的变化分析汽轮机非线性间隙气流激振力和裂纹深度对系统振动响应特性的影响。分析结果表明：汽轮机非线性间隙气流激振力会使得系统的周期性运动状态提前，且混沌区域发生明显的减小；在浅裂纹时，汽轮机非线性间隙气流激振力对系统的响应起主导作用，且在超临界转速区域出现周期8运动；随着裂纹深度的增加，系统运动的混沌区域逐渐减小几乎消失，在超临界转速区域的逆周期运动演变为较长的周期3运动。研究结果可以作为含裂纹转子在汽轮机非线性间隙气流激振力作用下耦合故障发生的典型特征，也可作为此类耦合故障诊断的依据。

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基于叶尖定时技术的叶轮叶片动态监测研究现状

范博楠，张玉波，王海斗，徐滨士

振动与冲击. 2016, 35(5): 96-102.

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叶轮作为旋转机械的核心部件之一，在复杂恶劣的工况中容易使叶片产生振动，进而引发疲劳断裂等失效形式，因此对叶片振动进行状态监测具有重要意义。非接触式的叶尖定时技术具有同时监测整级叶片的优势，为叶片振动及损伤诊断提供了有效方式。本文从叶尖定时传感、叶片振动及损伤监测等三个方面对国内外研究现状进行综述，总结了当前研究中存在的不足，并就叶尖定时技术及叶片健康监测的发展方向进行了展望。

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高层建筑顶部横梁的风效应

刘慕广, 谢壮宁, 石碧青

振动与冲击. 2016, 35(5): 103-107.

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结合CFD数值方法和风洞试验分析了高层建筑顶部横梁的气动力和风荷载特性。CFD数值结果显示建筑顶部绕流会显著增大横梁处的气流风攻角；横梁气动力的数值计算结果和风洞试验结果均证实横梁为驰振稳定截面；风振分析显示横梁的峰值升力大于峰值阻力，通过进一步分析广义力功率谱密度函数和频率比对峰值升力的影响，证实横梁在50年重现期强风作用下处于涡激共振状态。

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人-桥竖向耦合振动计算方法

谢旭，钟婧如，张鹤，张治成

振动与冲击. 2016, 35(5): 108-114.

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为了分析轻质人行桥的人-桥竖向耦合振动，建立了基于双脚支撑人体计算模型的人-桥耦合振动方程。根据行人在刚性地面行走时的步伐荷载计算结果与文献给出的步伐荷载时程曲线对比，验证了双脚支撑人体计算模型能较好模拟行人的脚步力特性。以一座跨度22.8m、第一阶竖弯自振频率7.23Hz的铝合金人行桥为例，运用Monte Carlo法模拟人群的步行参数，形成不同密度人群过桥的随机工况，并用直接积分法计算了考虑人群-桥竖向耦合振动的铝合金人行桥动力响应。计算结果表明，当人群密度较大时，考虑人桥耦合的人致振动卓越频率趋于分散，其振动响应明显小于不考虑耦合影响的计算结果。

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预制破片对厚壁圆管的横向高速冲击作用研究

朱桂利，李伟兵，王晓鸣,李文彬

振动与冲击. 2016, 35(5): 115-119.

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为了获得厚壁圆管在横向高速冲击下的响应规律，进行了预制破片冲击圆管试验，得到不同冲击速度作用下圆管的响应模态及侵彻深度，并采用LS-DYNA对整个动态变化过程进行了仿真研究，获得了侵彻过程中预制破片的速度变化规律及圆管壁厚和预制破片长径比对极限穿透速度的影响规律。结果表明侵彻深度与冲击速度线性相关；圆管壁厚在7mm-8mm之间时对圆管极限穿透速度影响最大；预制破片长径比低于1.5时，对圆管极限穿透速度有显著影响，但其影响效果随自身的增大而逐渐削弱，当达到3.5左右时极限穿透速度不再变化。

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不同层隔震结构在近断层地震作用下动力响应分析

韩淼张文会朱爱东孙一林李进波

振动与冲击. 2016, 35(5): 120-124.

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选用天然橡胶支座(LNR)与铅芯橡胶支座(LRB)作为两栋8层钢筋混凝土结构的隔震装置，对其分别输入172条近断层地震波，计算隔震层设置在基础或以上每一层时隔震结构的动力响应，分析近断层地震动对不同层隔震结构动力响应的影响。分析结果表明：隔震结构输入能量小于非隔震结构输入能量，LRB隔震结构的输入能量小于LNR隔震结构的输入能量；随着隔震层的上移，隔震支座位移减小，顶层最大加速度增大。近断层地震动特征参数与不同层隔震结构动力响应参数均存在相关性，但相关程度不同。隔震结构设计要根据建筑结构动力响应的需求，同时考虑隔震层位置与地震动特征参数的影响。

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含运动副间隙的涡旋压缩机动平衡仿真研究

黄华军1 张春1 金鑫1 曹垚鑫1

振动与冲击. 2016, 35(5): 125-130.

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为了研究运动副间隙对涡旋压缩机动平衡的影响，根据涡旋压缩机机构运动副间隙特点，采用非线性等效弹簧阻尼模型和Coulomb摩擦模型建立考虑摩擦作用的运动副间隙接触碰撞模型，并将其嵌入到ADAMS动力学仿真软件中，建立了含运动副间隙的涡旋压缩机动力学模型，针对小轴防自转机构、间隙大小和间隙数目三种情况，进行了动力学仿真。仿真结果表明：小轴防自转机构、间隙大小和间隙数目对涡旋压缩机的动平衡有显著影响，为合理选用轴承游隙提供了参考，并为提高涡旋压缩机的动力特性提供了理论依据。

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利用压电驱动的半球缺群无阀泵试验及其混合泵送性能分析

胡彩旗1, 吴殿亮1, 纪晶1, 胡笑奇2

振动与冲击. 2016, 35(5): 131-139.

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为满足微流量、小流量压电液体混合与输送方面的要求，提出了一种集流体混合与泵送为一体的半球缺群无阀泵，该泵利用半球缺的圆面与球面对流体的阻力不等，配合压电振子的往复振动实现对流体的泵送；同时，利用半球缺群对流体的遮挡、干扰效应产生的湍流和旋涡实现对流体的高效混合。在解析泵的工作原理、振子振动特性、泵理论流量基础上，进行了流量与电压、频率及行数、列数变化的半球缺群的关系试验，获得了泵系统的低频谐振频率为6Hz，并在电压及频率为160V、6Hz时，半球缺群4×3得到了53.2mL/min的泵流量，电压及频率为180V、6Hz时，半球缺群3×3得到了59.4mL/min的泵流量；对半球缺群行数、列数及间距变化对混合效果的影响进行了仿真研究和试验验证，得到了增加行数、列数及间距均能提高不同液体间混合效果的结论，试验及仿真分析的结果验证了半球缺群无阀泵能够较好地实现对流体的混合与泵送。

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基于阶次分析技术的行星齿轮箱非平稳振动信号分析

王况，王科盛，左明健

振动与冲击. 2016, 35(5): 140-145.

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行星齿轮箱启动、停止和负载发生变化时，转速会发生变化并使得行星齿轮箱的振动信号具有明显的非平稳特性。行星齿轮箱复杂的结构特征导致了振动信号的复杂性，使得常规的频谱和解调分析方法难以识别时变工况下的行星齿轮箱故障特征频率。本文在行星齿轮箱故障特征频率的基础上，考虑转速变化特征，总结了行星齿轮箱太阳轮、行星轮及齿圈的故障阶次特征表。通过对行星齿轮箱变转速工况下太阳轮故障实验信号的阶次分析，实现了变转速情况下行星齿轮箱太阳轮故障诊断，并与传统的频域信号分析方法比较，体现了阶次分析技术在行星齿轮箱变工况故障诊断过程中的优势。

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基于SPH算法的脉冲射流破岩应力波效应数值分析

司鹄1,2，薛永志1,2

振动与冲击. 2016, 35(5): 146-152.

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采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法分析脉冲射流破岩的动力学过程，可以很好地避免传统有限元方法（FEM）在处理大变形问题时的网格畸变问题。引入J-H-C模型利用SPH方法建立了脉冲射流破岩的数值计算模型。利用该方法模拟了脉冲射流在破岩过程中应力波的形成、传播及衰减的过程。通过计算分析应力波在时间上和空间上的变化规律，绘出了应力波在传播过程中的波形图，并分析了脉冲射流冲击煤岩的过程中应力波传播的时间及空间特性；另外还发现应力波在不同岩石介质中的传播特性是不同的，对不同岩石的破坏效果也有较大差异，结合岩石材料特性及波的传播特性对计算结果进行了分析解释。数值计算的结果与实际冲击情况相吻合，对脉冲射流破岩的工程应用具有一定的指导意义。

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基于虚拟体的弹炮刚柔耦合动力学优化设计研究

陈世业1，潘玉竹1，王兰志1，魏巍1，原慧敏2

振动与冲击. 2016, 35(5): 153-158.

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为了研究火炮系统结构参数对弹丸膛内运动和炮口扰动的影响，通过引入虚拟体，提出了一种充分反映弹炮间相互作用的火炮动力学建模方法，推导了含虚拟体项的自行火炮刚柔耦合动力学方程；同时，以某型履带式自行火炮为例，引入多目标优化算法，建立了以弹丸和炮口初始扰动为目标函数的火炮系统多目标优化设计模型，获得了在相同射击条件下试验测试数据和仿真计算结果的对比曲线，以及结构参数的优化结果。分析表明，采用该方法建立的模型能较真实地反映火炮系统的动态响应特性和弹丸的膛内运动规律，且在考虑弹丸与柔性身管接触碰撞的前提下实现了弹丸和火炮运动的多目标优化设计，可以为自行火炮的发射动力学研究提供一定参考。

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受集中力质量在受分布力弦上移动时的振动响应分析

黄彪1，朱小龙2，毛勇建1

振动与冲击. 2016, 35(5): 159-162.

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针对受集中力质量在受分布力弦上移动时的振动响应问题，发展了一种半解析求解方法。首先根据力学模型建立了振动方程，然后利用傅里叶变换得到了方程的矩阵形式，并采用Newmark方法编程进行了数值求解。同时为验证方法的正确性，针对特定条件下的振动方程推导了解析解。最后通过半解析求解结果与解析解和文献的对比分析，验证了本文方法的正确性。

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车辆传动系道路负载模拟系统

李文礼1 石晓辉1邹喜红1郭栋1余勇2易鹏2

振动与冲击. 2016, 35(5): 163-167.

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为了考核传汽车动系疲劳耐久性，利用汽车传动系道路模拟试验系统在室内重现车辆在真实道路上的行驶扭矩载荷谱。对载荷谱数据进行频谱分析，确定负载模拟系统载荷谱频带宽度。为了提高负载模拟控制系统对目标载荷曲线的跟随精度，设计了一种滑模变结构技术和迭代学习控制技术相结合的控制器，迭代学习控制通过重复执行同一任务来减少跟随误差，使系统输出尽可能逼近理想值，结合滑模变结构控制响应快，对参数变化及扰动不敏感的优点提高了模拟系统的鲁棒性。滑模迭代学习控制方法在学习10次后其控制精度（4.7%）比使用常规PID控制（8.3%）提高了3.6%，迭代后载荷响应误差可控制在5%以内，能够满足室内耐久性试验的要求。

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离心泵作透平流体诱发外场噪声特性及贡献分析

董亮1 代翠2 孔繁余1 付磊3 夏斌1

振动与冲击. 2016, 35(5): 168-174.

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以某离心泵作透平为研究对象，对流体诱发的外场噪声特性进行了数值计算和试验研究。在典型流量下，采用雷诺时均方法获取壁面偶极子声源，并利用FEM/AML方法求解出叶轮和壳体偶极子源作用的流动噪声，基于声振耦合法计算出流体激励结构振动产生的外场流激噪声，分析不同性质噪声源的频谱特性，同时评估外场声源在各个频段下的贡献量。借助模态试验对透平壳体结构的模态参数进行了识别。结果表明，计算与试验振型近似，固有频率平均相对误差小于4.60%。结构的影响使得外场五阶叶频处声压最高，二阶叶频处次之。壳体偶极子作用的流激噪声对外场噪声的贡献最大，其次是壳体偶极子作用的流动噪声，叶轮偶极子作用的流激噪声对外场噪声贡献最小。研究结果为低噪声叶轮机械设计提供了一定的参考。

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自重、渗流及地震耦合作用下人工岛动力稳定性分析

赖杰1,3 郑颖人1,2 李秀地1

振动与冲击. 2016, 35(5): 175-180.

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针对人工岛在自重、渗流、地震等耦合作用下动力稳定性研究较少的现状，以某人工岛边坡为例，首次将强度折减动力分析法引入到人工岛动力稳定性分析中，建立有限元数值分析模型，采用Finn-Byrne和修正Hardin-Drnevich动力本构，对多场耦合作用下人工岛液化范围、受力情况及动力稳定性进行分析。计算表明：1）在设防烈度地震作用下，人工岛能够满足动力稳定性要求，由于海底淤泥层抗剪强度很低，地震下的最终破裂面由抛填块石下部与淤泥层共同组成；2）岛内侧降水，使得海水渗流方向由岛外指向岛内，增加岛外侧土体有效应力，提高其抗液化能力，降低了岛内土体的有效应力，因此地震作用下内侧土体更易液化；3）由于受到周围土体的约束作用，土体局部液化不会产生液化大变形，只有液化土体较多才会产生大变形。研究结果为人工岛动力分析提供参考。

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轴向时变冲击载荷作用下直杆弹性动力屈曲研究

韩大伟，王安稳

振动与冲击. 2016, 35(5): 181-185.

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基于应力波理论，用半解析半数值方法对轴向时变冲击载荷作用下的直杆进行研究，给出了一种利用压应力波前附加约束条件求解轴向时变载荷作用下直杆弹性动力屈曲问题的方法。以三角脉冲载荷作用下的直杆为例，对其临界屈曲长度、初始屈曲模态和动力特征参数进行了求解，探讨了脉冲载荷峰值和载荷持续时间对临界屈曲长度和屈曲模态的影响。总结了三角脉冲载荷作用下直杆弹性动力屈曲的规律，并与阶跃载荷作用下的情况进行对比分析，结果与之前文献研究结果吻合良好。

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层间过渡约束阻尼结构动力响应的分布参数传递函数解

燕碧娟张文军,李占龙,孙大刚

振动与冲击. 2016, 35(5): 186-190.

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针对传统约束阻尼结构振动能耗散有限问题，引入“层间过渡层”设计的概念，提出一种层间过渡约束阻尼结构，采用分布参数传递函数法对该结构进行了动力响应分析。经推导，得到了阻尼结构的各阶损耗因子和频率的解析解，并进行了有限元仿真验证，二者计算结果吻合良好。以悬臂阻尼板为例，探讨了过渡层参数行为对其频响特性的影响，结果表明，在结构振动时，过渡层可将变形传递给阻尼层，起到放大阻尼层的剪切变形作用，从而耗散更多的振动能量；同时还讨论了过渡层的厚度、剪切模量、密度与泊松比对结构固有频率和损耗因子的影响，为进一步优化工作打下了良好基础。

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悬臂梁易损部件在矩形加速度脉冲激励下的动力学响应与有限元分析

卢富德，许晨光，高德，徐锋

振动与冲击. 2016, 35(5): 191-195.

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为分析悬臂梁易损部件在矩形脉冲激励下的振动响应，推导出悬臂梁在悬臂端处动态应力的近似解析解，得到最大应力与矩形脉冲峰值之间的关系，分析结果表明：在速度变化量一定时，最大应力随加速度脉冲幅值的增加而增加，但会无限逼近极限值。最后建立了易损件-质量主体在矩形脉冲激励下的有限元模型，并与解析解进行了对比，发现运用2阶振动模态即可得到精确的悬臂梁的应力响应，所取得的研究成果为具有悬臂梁式易损件在蜂窝纸板缓冲作用下的防护提供理论基础。

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多跨转子系统流体引发自激振动稳定性分析

赵倩，许琦，姚红良，闻邦椿

振动与冲击. 2016, 35(5): 196-200.

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以实际压缩机组多跨转子系统为研究对象，针对由间隙气流激振力引起的失稳问题，进行Alford力作用下多跨转子系统的动力学及稳定性分析。针对该类模型自由度多的特点，采用固定界面模态综合法降维措施与Newmark-β法相结合，提高了求解效率。研究交叉刚度、工作转速等对转子涡动的影响，以及多跨转子系统中Alford力的传递作用；通过以时间历程曲线为稳定性判据，进行不同交叉刚度、阻尼、刚度系数下的稳定性分析。结果表明，交叉刚度的增大会加重转子涡动，降低系统的稳定性；系统阻尼和刚度的增大可提高稳定性；失稳交叉刚度与支承的交叉刚度存在一定关系，当其大于支承最小交叉刚度且接近支承最大交叉刚度时，系统容易失稳。

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双金属复合翅片管振动特性的研究

郭建英1 马腾飞2 刘生宝3 白艳艳4

振动与冲击. 2016, 35(5): 201-206.

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双金属复合翅片管是一种高效传热元件，容易发生流体诱导振动破坏，对其进行振动模态理论分析具有重要的工程指导意义。针对双金属复合翅片管的结构特征，将其简化为串、并联刚度系统，采用组合截面等效弯曲刚度、等效扭转刚度和等效抗拉压刚度，并结合等效质量和等效转动惯量的方法，对其弯曲、扭转和轴向振动模态进行理论解析。为了验证理论分析方法的准确性，对双金属复合翅片管的振动模态进行了实验测试和有限元分析。研究了翅片几何参数对双金属复合翅片管振动频率的影响规律。结果表明，对于矩形翅片形式的钢铝双金属翅片管，其弯曲、扭转和轴向振动频率均随翅片高度和翅片厚度的增大而减小，随翅片间距的增大而增大。

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可恢复功能的装配式预应力钢框架拟动力试验研究

张爱林1,3 张艳霞1,2 赵微2

振动与冲击. 2016, 35(5): 207-215.

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针对高层建筑，提出了腹板摩擦耗能的可恢复功能装配式预应力钢框架结构体系和性能化设计目标。并设计了一个3×5跨4层原型结构，进行了0.75倍缩尺的子结构拟动力加载试验。试验结果表明:装配式预应力钢框架具有良好的开口闭合机制，震后能够自动复位和恢复结构功能。试验结束后，钢绞线索力损失在8%以内，说明钢绞线、锚具性能和钢预应力的施加方法是可靠的。结构实现了“多遇地震无开口、无损伤，设防地震开口耗能且主体结构无损伤、罕遇地震结构损伤很小能正常使用，超罕遇地震主体结构损伤较小且仍能正常使用”的性能化设计目标。

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试件断裂对万吨级多功能结构试验系统隔振层影响的数值分析

李国强1，王鹏2，孙建运2

振动与冲击. 2016, 35(5): 216-221.

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万吨级多功能结构试验系统是中国建筑股份有限公司研制的重型结构试验设备，试验系统的综合功能和加载能力为世界同类设备之最。为减少试验系统对周边办公区域的影响，在设备的基座下面设置了隔振层。本文采用ANSYS瞬态动力学分析方法，针对试件断裂对万吨级多功能结构试验系统隔振层的冲击影响进行了分析，提取了试验系统基座底部边界角点的X、Y、Z方向位移和单个隔振器的Z方向受力时程曲线，对比分析了不同卸载时间对隔振响应的影响，并校核了隔振器的安全性，对模拟试件断裂的卸载时间提出了建议。针对不同隔振器数量布置的隔振层，计算了试件突然断裂时隔振效果的区别，提出了隔振器数量的建议。

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高速旋转薄壁圆柱壳的行波共振特性研究

王宇1，谷月2，李晖3，韩冰1

振动与冲击. 2016, 35(5): 222-227.

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基于传递矩阵法研究了不同边界条件下高速旋转薄壁圆柱壳的行波共振特性。首先，基于Love 壳体理论，考虑离心力、科氏力和惯性力的影响，建立了旋转态薄壁圆柱壳的振动微分方程；然后，引入传递矩阵方法，根据壳体子段间的状态向量表达式，推导了结构的整体传递矩阵；最后，通过高精度的精细积分法进行求解，得到了两端简支、两端固支和固支-自由边界条件下的共振特性。算例结果表明，传递矩阵方法适合于求解高速旋转薄壁圆柱壳的行波共振特性，在三种边界条件下以周向模态的振动为主；在工作转速和1倍频激振力作用下，共振裕度小于10%的共振转速点仅有一个，而在其它倍频激振下的共振转速点不在安全裕值范围内。

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两跨连续斜交梁桥振动台试验研究

许永吉，卓卫东

振动与冲击. 2016, 35(5): 228-233.

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选取了斜交角、配箍率和轴压比等设计参数，对两跨连续斜交梁桥进行结构动力特性分析和单向地震动输入下结构的地震反应分析。以福建省高速公路某座斜交梁桥为工程背景，设计制作了一座1/5缩尺两跨连续混凝土斜交梁桥试验模型，结合振动台模型试验和数值模拟分析，研究斜交梁桥地震响应及震害特点。振动台模型试验结果表明：不同场地类别的地震动及同一场地类别但不同的地震动作用下，结构的加速度响应、位移响应差别较大；在相同斜交角时，轴压比越小，加速度和位移响应越大；当轴压比相同时，斜交角越小，加速度和位移响应越大。从试验可知，在斜交桥设计中，合理选择斜交角对桥梁动力性能有很大的影响。

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2016年, 第35卷, 第5期　
刊出日期：2016-03-15

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