振动与冲击

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张新春，祝晓燕，李娜

振动与冲击. 2016, 35(8): 1-7.

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利用显式动力有限元ANSYS/LS-DYNA数值研究了六韧带手性蜂窝结构的面内冲击动力学特性。在保证圆环节点半径不变的前提下，通过改变韧带长度和胞元厚度，首先建立了六韧带手性蜂窝的有限元模型，具体讨论了冲击速度和胞元微结构参数对手性蜂窝材料的面内宏/微观变形行为、密实应变、动态平台应力和比能量吸收能力的影响。研究结果表明，随着冲击速度的增加，六韧带手性蜂窝结构表现为3种宏观变形模态：“> <”型模式、“过渡”模式和“I”型模式。在中、低速冲击载荷下，能够明显观察到拉胀材料在轴向压缩时独特的“颈缩”现象，其主要与韧带绕着圆环中心节点的旋转变形有关。通过引入无量纲“动态敏感因子”，还研究了六韧带手性蜂窝材料的面内动态冲击强化效应。

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水下爆炸应力波在含声学覆盖层结构中的传播规律

陈莹玉1，肖巍2，姚熊亮1，李烨1

振动与冲击. 2016, 35(8): 8-13.

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针对舰船的含声学覆盖层结构，对水下爆炸作用下应力波在该结构中的传播规律进行研究。采用二阶Godunov方法，建立水下爆炸应力波在多层介质中传播的计算模型，并与经典Taylor平板解析解进行对比验证；通过对不同工况下的应力波传播规律分析，获得边界条件、声学覆盖层厚度等参数对其影响规律，可为舰艇抗冲击设计、研究提供参考。

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噪声方差自适应修正的混合系统故障诊断方法

王强 1,2,刘永葆 1,2，贺星 1,2, 刘树勇1

振动与冲击. 2016, 35(8): 14-20.

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针对混合系统故障诊断问题，提出了一种模型噪声方差自适应修正的多模态故障诊断方法。首先，在粒子滤波的框架内将混合系统故障诊断建模为最优状态估计与跟踪问题，利用实时观察信息和各个模态先验的转移概率，估计最优的故障模态，并针对估计结果进行单独的建模分析；接着，根据平滑估计值和当前观测信息之间的相关性，建立噪声方差在线自适应检测机制，对模态噪声方差进行自适应更新，有效克服了模型噪声统计特性时变对滤波精度的影响，提升了算法的鲁棒性。最后，针对多种模态估计跟踪进行了充分的仿真分析，验证了本文方法的有效性和鲁棒性。

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多跨的三种梁的横向自由振动模型

刘向尧，聂宏，魏小辉

振动与冲击. 2016, 35(8): 21-26.

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运用了参数变易法对Timoshenko、Rayleigh和shear梁的横向自由振动模型进行了推导，分析了铰支座、集中质量、转动惯性、拉压弹簧和扭转弹簧的复杂边界条件的情形，进而给出了带有多个复杂边界条件的三种梁的自由振动模型。在其简化的Euler梁下对三个有一定工程实践意义的模型进行了推导，分别是双跨梁、双跨梁带有任意个集中质量和单跨梁带有任意个拉压弹簧的自由振动模型，三个模型的频率方程的结果与已有文献的结果相比具有很好的一致性。并运用Nastran将双跨梁进行了算例分析，结果本文提出的公式计算的一阶频率与有限元方法得出的一阶频率之差小于5%，表明提出的模型是合理可用的。

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大变形复合材料薄板多体系统动力学建模

张炜华刘锦阳

振动与冲击. 2016, 35(8): 27-35.

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本文对大变形复合材料薄板的多体系统动力学建模方法进行研究。基于Kirchhoff假设，法线与中面保持垂直，从格林应变的表达式出发，建立了面内应变和曲率与绝对位置坐标和斜率的关系，在此基础上推导了广义弹性力阵和弹性力阵对广义坐标的导数阵，用绝对节点坐标方法建立了大变形复合材料薄板多体系统的动力学方程，用广义法和和牛顿迭代法求解微分-代数混合方程。对外载荷作用下的复合材料薄板进行数值仿真，通过与ANSYS的仿真结果进行对比，验证了本文建模方法的准确性和快速收敛性。最后，将建模方法应用于复合材料太阳帆板展开机构的数值仿真，分析了不同铺层情况下驱动力和约束力的振动特性。

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基于OVMD与SVR的水电机组振动趋势预测

付文龙，周建中，张勇传，郑阳

振动与冲击. 2016, 35(8): 36-40.

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为更好地预测水电机组振动趋势，研究提出了一种基于最优变分模态分解（OVMD）与支持向量回归（SVR）的水电机组振动趋势预测模型。首先基于中心频率观察法与残差指标最小化准则确定OVMD的分解参数，采用OVMD将非平稳振动序列分解为一系列模态函数，并对各模态函数分别进行相空间重构，构建状态矩阵，进而得到SVR回归预测模型的输入、输出，再采用交叉验证的网格搜索策略优化各SVR模型的参数，并分别进行回归预测，最后对所有SVR预测结果进行求和，得到原始振动趋势的预测值。研究对某大型混流式水电机组的振动监测数据进行预测试验，并进行对比分析，结果表明该模型可有效预测水电机组振动趋势。

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基于非线性随机最优控制的大跨度斜拉桥地震响应Benchmark问题研究

余友熙1,2，刘中华2，余香林3,4，王守强3

振动与冲击. 2016, 35(8): 41-47.

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大跨度斜拉桥Benchmark问题的振动控制研究是当前国际结构控制研讨会的重要议题之一。以美国Bill Emerson Memorial斜拉桥第二阶段Benchmark模型为研究对象，在非线性随机动力学与控制的拟哈密顿理论体系框架下，运用基于随机平均法和随机动态规划原理的非线性随机最优（NSO）控制策略，对地震作用下的Benchmark模型进行MATLAB仿真分析。将最优控制力和性能评价指标与线性二次型Gauss（LQG）控制的计算结果进行对比，得出非线性随机最优控制策略能够更加有效地抑制斜拉桥的地震响应，提高结构的动力稳定性和抗震能力，具有更好的控制效果，对实际桥梁工程的振动控制具有较强的指导意义和适用价值。

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基于CFD/CSD耦合的结构几何非线性静气动弹性数值方法研究

聂雪媛，黄程德，杨国伟

振动与冲击. 2016, 35(8): 48-53.

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柔性飞行器在气动力作用下会发生大变形，产生结构几何非线性，线性小变形方法难以获得准确的气动弹性分析结果。基于RANs的三维N-S流场控制方程耦合非线性结构静力学方程时域分析方法，用于考虑结构几何非线性的静气动弹性分析。该方法在结构静力学方程求解上采用非线性增量有限元方法进行迭代求解，考虑结构刚度矩阵随结构位形的变化，采用径向基函数方法实现气动/结构界面的数据交换和动网格变形。在建立某型宽体客机复材机翼三维有限元模型的基础上，对其静气动弹性进行了数值仿真，分析了线性结构和考虑结构几何非线性的结构在静气动弹性作用下翼面扭转、展向位移、垂向位移以及升力系数等物理量。算例结果表明，与线性结果相比，非线性结构由于结构几何非线性的影响，在展向和垂向变形上两者存在显著差异。为准确进行柔性结构的气动弹性分析，必须考虑结构几何非线性的影响。

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考虑温度因素的磁流变减振器的优化设计与实验

董小闵1, 于建强1, 杨茂举2

振动与冲击. 2016, 35(8): 54-59.

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磁流变(Magneto-rheological简称MR)减振器在运行过程中，会出现阻尼力随温度升高而下降的现象，为了在不同温度下都能输出足够的阻尼力，在结构设计时考虑温度因素至关重要。为此，本文引入了评价系数，对较高温度下MR减振器是否有能力能够输出足够的阻尼力进行衡量，并与MR减振器的最大阻尼力和动态范围作为优化目标。利用有限元方法获得了工作区域的磁感应强度，并采用响应面法建立二阶预测模型描述了磁感应强度与结构参数之间的非线性关系；结合非支配遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II，NSGA II)对MR减振器的进行了多目标优化设计，根据优化结果制造了磁流变减振器，并进行了试验测试，验证了设计方案的有效性。

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基于本征方程求解复合材料梁几何非线性静力平衡

李园园 1,何欢1，陈国平1，刘庞轮1

振动与冲击. 2016, 35(8): 60-65.

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对基于本征梁理论求解复合材料梁的几何非线性大变形屈曲问题进行了研究，根据材料属性利用渐近变分法确定复合材料梁的刚度矩阵，再根据本构方程和平衡方程求得其静力学行为，结果表明：对单层铺层的复合材料梁来说，刚度矩阵的耦合项可以忽略，其变形构型及梁末端的位移及转角的变化趋势与各项同性材料相同；对一个一般的复合材料梁来说，其刚度矩阵的耦合项不可忽略，耦合项对位移和转角的影响与施加在梁上的载荷大小有关，在载荷小于30N，以耦合项50%的变化量为界，当变化量小于50%时，位移和转角的变化趋势与初始时相同，当变化量大于50%时，位移和转角的变化趋势发生很大的改变，但与解耦后的变化趋势相似。

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EMD降噪在高速铁路路基沉降预测中的应用

周俊，马建林，徐华，黄小福

振动与冲击. 2016, 35(8): 66-72.

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高速铁路路基实测沉降曲线通常含有噪声，不宜直接进行曲线拟合。将EMD降噪法引入到沉降预测中，首先对路基沉降观测数据进行滤波降噪，然后将降噪后的沉降曲线作为原始数据进行曲线拟合。结合数学模拟实验和京沪高速铁路典型路基沉降板观测数据，分析了EMD降噪效果和降噪后的沉降预测结果。分析结果表明，EMD降噪很好地消除了混杂在实测沉降曲线中的随机误差和异常的波动成分；降噪后的沉降速率曲线更为平缓，能直观地反映出沉降趋于稳定的时间和过程；降噪后的曲线拟合相关系数高，误差平方和小，沉降预测精确度得到了显著提高且能够满足评估指南的要求。

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地震模拟振动台多向扩展系统

程麦理，李青宁，吴多，毕研超，苗如松

振动与冲击. 2016, 35(8): 73-77.

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为利用单振动台实现大跨度空间结构多维多点激励的振动台试验研究，提出地震模拟振动台改向扩展系统概念。结合曲杆机构改变地震波传递方向的特性，对地震模拟振动台扩展系统进行结构动力分析。根据多点激励理论，考虑上部结构惯性力对子台的作用，推导出子台等效质量的计算公式。在谐波荷载作用下，给出多向扩展系统动力响应的解析式。研究表明，多向扩展系统能有效改变地震波的峰值加速度、相位和传递方向，是一种利用单振动台实现大跨结构多维多点激励试验研究的有效方法。算例结果验证了本文理论的正确性，为振动台多向扩展系统的研制提供理论依据。

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桥梁风障挡风性能的试验研究

李波1,2 张剑1 杨庆山1,2

振动与冲击. 2016, 35(8): 78-82.

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本文通过测速风洞试验，得到了孔隙率、障条宽度对桥梁风障挡风性能的影响规律，并对桥梁风障的模拟方法及其挡风性能评价参数进行了研究。试验结果表明，风障有效挡风高度约为2.0H（H为风障高度），在1.0H范围内，风速降低较多，在1.0H高度处，流场湍流度达到最大。孔隙率对风障挡风性能影响较大，随着孔隙率的增大，风障下游风速增大，湍流度减小。障条宽度对风障挡风性能影响较小，相同孔隙率时，障条宽度对风障下游湍流度的影响可以忽略。按压力等效定义的风速折减系数较好反映了风速的变化规律，能够来用定量评价风障的挡风效果。

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机械密封端面接触状态的声发射监测研究

李晓晖1，傅攀1，曹伟青1，陈侃2

振动与冲击. 2016, 35(8): 83-89.

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有效监测机械密封的端面接触状态有助于对密封失效做出早期预警。针对密封声发射信号难以降噪的问题，提出基于神经网络粒子滤波和最小二乘支持向量机的声发射建模方法。首先通过机械密封的端面膜厚测量，研究声发射能量在密封启动过程中的变化规律；接着利用人工神经网络构建信号的状态空间，再通过粒子滤波算法对状态空间滤波降噪；最后从滤波信号中提取特征，并利用最小二乘支持向量机构建机械密封端面接触状态的检测模型。实验数据证明该方法能有效实现机械密封端面状态的无损检测，具有良好的工业前景。

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基于有限元模拟的人体胸部材料参数对其碰撞响应影响分析

王方 1，韩勇 1，李桂兵 2，杨济匡 3

振动与冲击. 2016, 35(8): 90-96.

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研究目的是分析正面冲击载荷条件下，胸腔骨骼结构和软组织结构材料参数的变化对胸部不同碰撞响应参数的影响。采用一个已经建立并验证的人体胸部有限元模型，基于胸腔骨骼和软组织的多个材料参数，进行正面冲击载荷下的胸部碰撞模拟，分别输出主要的胸部响应参数值，并采用标准多项式拟合方法详细对比分析了胸部材料参数发生变化时胸腔的不同响应。结果表明胸腔骨骼和软组织材料参数的变化对正面碰撞载荷下胸部碰撞响应的影响程度各不相同。其中，骨骼和软组织材料参数的变化对胸部碰撞力（Fmax）和胸部变形量（Dmax）的影响显著，肋骨骨折数（NRF）和T12加速度（Gmax-T12）的影响次之，而材料参数的变化对胸部变形速率（Vmax）和T1加速度（Gmax-T1）的影响较小。同时，Fmax, Dmax, Gmax-T12等参数主要受软组织材料参数的影响，而肋骨骨折数（NRF）则更多受到骨骼材料参数变化的影响。

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微磨削与超声振动复合加工技术研究现状与展望

张建华，田富强，张明路，赵岩

振动与冲击. 2016, 35(8): 97-109.

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微细切削技术是传统加工工艺向微观尺度的延伸，在微加工领域具有重要的作用，尤其适用于三维零件及微结构的加工。与其他微细切削技术相比，微细磨削技术具有加工零件棱边精度高、适于硬脆性材料加工等优势，但其存在加工效率低、磨削热量大、微砂轮易磨损等缺陷。已有研究表明，于机械加工辅加超声振动的复合加工技术可有效降低切削力、切削温度，增大脆性材料脆-塑转变临界切削深度，改善加工表面质量等。因而超声振动辅助微磨削技术被认为是一种可有效解决微磨削加工现存缺陷的技术。主要从微磨削技术研究现状、尺寸效应机理研究、脆性材料塑性域去除机理研究、超声振动切削实验研究、超声振动切削断续切削机理研究及微磨削动态有效磨刃密度建模研究六个方面，对微磨削技术及超声振动辅助切削技术相关领域研究进行综述，并探讨超声振动辅助微细磨削技术加工机理研究及未来发展需注重解决的问题。

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地铁车辆段上盖物业车致振动分析

谢伟平1，陈艳明1，姚春桥2

振动与冲击. 2016, 35(8): 110-115.

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为研究地铁列车进出车辆段对上盖物业振动的影响，先结合两个实际工程，对武汉某车辆段和宁波某车辆段内运用库列车振动荷载进行现场实测，并对两车辆段内运用库列车振动荷载进行对比分析，探讨车辆段内运用库列车振动荷载特性。然后改善了基于弱振情况下结构精细化有限元模型构建方法和荷载输入方法，并基于实测数据验证了其合理性。最后建立了武汉某车辆段上盖物业精细化有限元模型，计算分析上盖物业的振动响应。计算结果表明：地铁列车进出车辆段引起上盖建筑物的振动高频成分较丰富，其主频率在40Hz附近，列车振动荷载特性决定了建筑物内振动的频域分布；建筑内楼板跨中各方向振级沿高度方向的变化是不同的，铅垂向Z振级沿楼层的上升呈现先减小后增大的特点，而在水平方向振级总体上呈现随楼层增大而增大的特点。本文的研究成果可为精确预测、分析和评价地铁车辆段上盖物业振动舒适度提供基础。

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基于复合多尺度模糊熵的滚动轴承故障诊断方法

郑近德1 潘海洋1 程军圣2 张俊1

振动与冲击. 2016, 35(8): 116-123.

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为了精确地提取滚动轴承振动信号非线性故障特征，针对多尺度熵（Multi-scale entropy，MSE）中粗粒化方式的不足，提出一种新的衡量时间序列自相似性和复杂性的方法——复合多尺度模糊熵（Composite multi-scale Fuzzy entropy，CMFE）。与MSE相比，CMFE综合同一尺度下多个粗粒化序列的信息，随着尺度因子的增加，熵值变化更加稳定，一致性更好。在此基础上，结合Fisher得分特征选择和支持向量机模式分类，提出了一种新的滚动轴承智能故障诊断方法。将提出的方法应用于滚动轴承实验数据分析，通过对比结果验证了所提出方法的有效性和优越性。

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界面掀起和轴力对组合梁动力弯曲特性的影响

杨骁，李晓伟，汪德江

振动与冲击. 2016, 35(8): 124-131.

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考虑组合梁界面的法向/切向部分相互作用以及各子梁轴力的二阶效应，利用Hamilton原理得到了位移描述的Euler-Bernoulli组合梁非线性动力弯曲及一阶近似的初边值问题，并应用微分求积法研究了考虑界面法向/切向部分相互作用组合梁的临界荷载和固有频率。在通过与已有解析解和有限元结果对比验证了本文微分求积法正确性和适用性的基础上，进行了参数分析，研究了组合梁界面刚度对组合梁动力特性和稳定性的影响以及轴力对组合梁固有频率的影响。数值结果表明：组合梁的固有频率与临界荷载随界面刚度的增加而增加，并逐步趋于完全作用组合梁的固有频率与临界荷载；当轴向压力逐渐增加并趋于临界载荷时，组合梁的一阶固有频率逐渐减小并趋于零，并且，临界载荷随法向和切向刚度的增加而增加。

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地铁车辆段列车动荷载特性实测研究

何卫1,2，谢伟平2

振动与冲击. 2016, 35(8): 132-137.

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对车辆段内咽喉区、试车线和运用库的地铁列车荷载进行了实测，获得了其时频特性。基于不同线路条件、行车速度下的实测结果，分析了地铁列车荷载特性的主要影响因素。研究结果表明：地铁列车通过时，咽喉区轨枕的铅垂向加速度幅值为10~15m/s2，荷载以高频成分为主，主频段为60~150Hz；试车线轨枕的铅垂向加速度幅值为5~6m/s2，荷载主频段为60~100Hz；运用库的振动量值较小，实测的铅垂向加速度幅值为1~2 cm/s2，荷载的主频段为30~50Hz。对地铁车辆段列车，与行车速度相比，列车荷载振动量值对线路的平顺度更为敏感。

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惯性稳定平台不平衡扰动建模与仿真分析

李明，李洁，张延顺

振动与冲击. 2016, 35(8): 138-142.

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理想情况下，惯性稳定平台的质心会位于其旋转轴上，但是由于加工技术等条件的限制，惯性稳定平台的质心会偏离旋转轴，并且在基座角运动和摩擦等扰动作用下，惯性稳定平台会产生偏转角，偏转角的变化会引起水平和垂直方向上的不平衡力臂变化，形成不平衡扰动。为了分析不平衡扰动对平台性能的影响，在对惯性稳定平台的动力学模型进行简化的基础上，提出通过分析平台偏转角和不平衡力臂的变化规律建立不平衡扰动模型的思想方法，以所建模型为基础，对不平衡扰动的影响进行了定量分析。仿真结果表明，不平衡扰动会使平台的角度输出稳态值超过其稳定精度要求，严重影响惯性稳定平台的稳定性能。

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基于加速度二次协方差矩阵参数变化比法的环境振动下结构损伤识别

王立新1,李雪艳2,姜慧1,朱嘉健1

振动与冲击. 2016, 35(8): 143-147.

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在白噪声环境激励下，结构加速度响应的自相关/互相关函数构成一个新的二次协方差（CoC）矩阵，组成这一协方差矩阵的元素经证明是结构模态参数（频率、振型、阻尼）的函数；与提取模态参数的一般损伤识别方法相比，二次协方差矩阵包含结构振动的更多和更高阶模态信息。本文利用结构损伤前和损伤后的二次协方差（CoC）矩阵参数的变化比，对只基于振动输出的、环境振动下的结构进行损伤识别。对一个七层框架结构模型进行了数值模拟，首先对不同噪声程度、不同损伤位置和程度的损伤结构进行损伤定位，再结合模型修正法，对结构损伤程度进行识别，展示了该方法的有效性。

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基于有效独立-总位移法的水工结构振测传感器优化布置

张建伟，刘轩然，赵瑜，毋淦，刘晓亮

振动与冲击. 2016, 35(8): 148-153.

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为了更好地解决大型水工结构振测传感器优化布置问题，以拉西瓦拱坝为研究对象，针对有效独立法所选测点能量较小的不足，提出基于有效独立-总位移法的传感器优化布置方法。运用模态保证准则、最大奇异值比、Fisher信息矩阵值和总位移幅值等评价方法对有效独立法、有效独立-总位移法和距离系数-有效独立法三种方法进行评价。研究表明，有效独立-总位移法可以使所测得的模态之间正交性、可观性更好，提高剩余测点的应变能，是一种有效实用的传感器优化布置方法。

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基于人工鱼群算法的随机结构AMD控制系统LQR权矩阵优化

王磊谭平李森萍

振动与冲击. 2016, 35(8): 154-158.

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针对随机结构在平稳随机激励下线性二次最优控制的权参数选取问题，提出了基于人工鱼群算法的随机结构AMD控制系统权矩阵优化设计方法。该方法以结构随机响应和控制力均方值的加权组合为目标函数，考虑了结构和外激励的随机性对于控制效果的影响。其优化结果不仅保证了控制器的控制效果，而且降低了控制效果对于随机参数的敏感性，增强了控制器的鲁棒性。最后结合数值算例，验证了所述方法的有效性和正确性。

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基于PIV技术的磨料水射流中固体磨料粒子速度分布实验研究

章文峰1，2，卢义玉1，2，汤积仁1，2，黄飞1，2

振动与冲击. 2016, 35(8): 159-165.

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为了解决磨料射流磨料速度测试难问题，本文基于PIV技术，结合图像处理与滤波分析技术，提出了一种测量磨料射流磨料速度的非接触式测试方法。该方法能同时得出磨料速度以及磨料在射流中的位置信息。利用该方法对磨料射流进行磨料速度测试实验，实验结果表明：(1)利用该方法能快速地得到磨料射流中磨料速度；(2)利用该方法得到了磨料在喷嘴出口沿射流方向的速度变化规律，即磨料在喷嘴出口速度先增大后减小，存在速度最大处，意味着磨料射流存在最优靶距；(3)利用该方法得到了磨料沿射流径向的速度变化规律，磨料在射流中心速度最大，其速度从射流中心往射流边界方向逐渐减小，呈现出钟形速度分布。

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基于CEEMD分解和Data-SSI算法的斜拉桥模态参数识别

陈永高，钟振宇

振动与冲击. 2016, 35(8): 166-172.

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针对集合经验模态分解算法存在的不足之处，提出了一种基于聚类分析的集合经验模态分解算法（CEEMD），以实现对响应信号的降噪与重构。首先对输入信号进行特征分析以确定加入白噪声的幅值标准差以及EEMD集成次数；其次进行EEMD分解；并对所得本征模态函数（IMF）利用欧式距离进行聚类分析，以检验所得本征模态函数之间是否存在模态混叠现象；然后采用模糊综合评价法计算每个IMF与实测信号之间的模糊相似系数，以便选出有效的IMF分量；再利用主成分分析和帕累托图法对保留下来的有效IMFs进行信号的重构，进而达到对实测信号的有效分解和降噪效果。为了验证该算法能运用于实际桥梁中，本文对某大型斜拉桥进行实例分析，首先对传感器所测响应信号进行重构，然后将其作为数据驱动随机子空间算法的输入，进行模态参数识别，同时为了进一步验证该算法所得结果比现有算法更为精确，对各算法结果进行了对比分析，结论是本文所提算法能对响应信号进行更好的降噪与重构，且所得结果更接近真实值，能运用于实际桥梁的模态参数识别。

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二维晃动自然频率与阻尼比系数的试验识别

王立时、李遇春、张皓

振动与冲击. 2016, 35(8): 173-176.

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液体的晃动模态（自然频率、振型与阻尼比系数）是贮液结构设计以及振动控制的重要参数。在液体晃动的模态试验中，需要激发液面的模态运动，但液面的对称模态运动一般比较难以激发出来，使得对称模态参数（特别是阻尼比系数）难以精确识别。本文采用参数激振的方法对矩形、U形和圆形截面容器进行竖向激振，可容易激发出液体表面的前四阶模态(包括对称模态)运动，撤除激励后液体表面按某一特定的振型作自由衰减振动，通过激光测量液体表面波高的自由衰减曲线，从而精确得到液体晃动的自然频率与对应的阻尼比系数，测得晃动频率与理论频率结果吻合良好，表明本文试验识别方法有效。

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高应变率条件下山西黑花岗岩的动态力学性能研究

姜峰1,2，李子沐1，王宁昌1，郭桦1，徐西鹏1

振动与冲击. 2016, 35(8): 177-182.

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采用分离式Hopkinson压杆试验技术，对山西黑花岗岩进行了一系列不同应变率(315.53s-1~1349.87s-1)的动态压缩试验。试验结果表明：山西黑花岗岩在高应变率条件下，动态抗压强度表现出突变特性：应变率从460.09s-1上升到860.20s-1的时候，山西黑花岗岩的动态抗压强度从272.33MPa提高到371.78MPa；在高应变率条件下，山西黑花岗岩材料的破碎机理为在初始冲击波作用区先产生体积破碎，而后在试样后半部分产生赫兹破碎；山西黑花岗岩在高应变率下的弹塑性变形能随应变率的增大而减小，高应变率条件下材料失效和裂纹扩展消耗更多能量，对应更加严重的材料破碎。

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改进的LMD方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用研究

李琳，张永祥，明廷锋

振动与冲击. 2016, 35(8): 183-186.

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针对局部均值分解（local mean decomposition, LMD）方法存在的端点效应问题，提出一种基于梯度变化的端点效应抑制方法对局部均值分解进行改进，通过仿真对比不同端点抑制方法的效果，证明了该方法的准确性；针对滚动轴承故障振动信号为一系列调制信号的特点，将改进的局部均值分解方法应用于滚动轴承故障诊断中；利用奇异值分解降噪方法降低噪声污染对分解结果的影响；通过实验验证了该方法在滚动轴承故障诊断中的有效性和可行性。

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内嵌倾斜压电柱复合材料板的压电振动特性分析

成建联，刘含文，王越，陈炜

振动与冲击. 2016, 35(8): 187-193.

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针对1-3型内嵌倾斜压电柱复合板结构，建立压电复合板结构的有限元模型，并推导出变形关系和形函数;应用拉格朗日方程，建立了单元结构的运动方程。针对不同倾斜角度压电柱复合板进行有限元仿真分析，研究了复合压电板的正压电特性，并对复合压电板的能量损耗因子进行分析。研究结果表明：在相同压力下，压电柱的倾斜角度对复合板的弯曲模态频率影响较大。随着压电柱体倾斜角度的增大，模态频率降低，弯曲变形增大；同时，倾斜柱体棱长变长，产生电压增大。悬臂板在压力作用下，沿宽度方向产生反对称电势。在压电陶瓷柱的倾角达到57时，损耗因子达到最大。采用内嵌式倾斜压电柱复合板结构，降低了压电板的脆性，保证大尺寸压电板的结构均匀性和应用。

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斜交简支梁桥纵向地震碰撞反应精细化研究

王军文1,2，吴天宇1,2，李少华1,2，李建中3

振动与冲击. 2016, 35(8): 194-200.

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为精细化分析简支斜交桥地震碰撞反应，首先基于Hertzdamp碰撞理论，采用开放式地震模拟软件OpenSees建立能够考虑碰撞过程中摩擦作用的简支斜交桥精细化计算模型；然后从动力特性、动力反应层面验证模型的可靠性；最后采用三维精细化计算模型分析斜度、摩擦对斜交简支梁桥纵向地震碰撞反应的影响。结果表明：梁体与桥台间最大碰撞力的产生位置随着斜度的变化而改变；最大碰撞力的大小不仅与斜度有关，而且与斜交桥梁端与桥台间摩擦系数也存在一定关系；摩擦作用削弱了斜度对梁端锐角处纵向最大位移的影响，大幅度减少上部结构峰值转角，使峰值转角最大值滞后在较大斜度时出现；不考虑摩擦作用会高估锐角处梁端纵向最大位移反应。

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基于经验模式分解的框架结构螺栓松动检测实验研究

周文强，肖黎，屈文忠

振动与冲击. 2016, 35(8): 201-206.

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螺栓松动损伤具有非线性特征，在低、高频激励共同作用下，结构动力响应会出现高频激励与结构固有频率之间的调制现象。利用该调制现象，本文发展了一种基于经验模式分解(EMD)的螺栓松动检测方法，分别对高频正弦和随机激励下结构响应信号进行EMD分解并作功率谱分析，采用EMD分解后含有调制成分的高频固有模式函数(IMF)构造能量损伤指标来识别结构螺栓松动。采用多尺度法进行单自由度非线性模型分析解释高频调制现象，并通过螺栓连接框架结构的振动实验验证了该方法的有效性。结果表明，螺栓松动时，响应信号频域中出现高频激励与固有频率间的调制成分，所构造的能量损伤指标能够有效识别螺栓松动损伤，并且对于初始松动损伤识别更为敏感。

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基于伪随机特征向量的二次修改的结构拓扑重分析

何建军, 陈享姿

振动与冲击. 2016, 35(8): 207-210.

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研究了连续两次修改的结构动力学拓扑重分析问题。基于我们提出的特征向量伪随机初始化方法，独立和耦合质量正交化处理措施，再结合瑞利-里兹分析法，形成了适用于两次修改的增加自由度的结构拓扑大修改的快速动力学重分析方法。该方法减少了两次直接分析所需要的大量计算量，且操作简单，易于实现。数值算例结果表明，对于这类涉及两次修改的拓扑大修改重分析问题，本文所提的方法是十分有效和高精度的。

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一种含间隙解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识

侯雨雷1，张占叶1，李明洋1，汪毅1，曾达幸1，李慧剑2

振动与冲击. 2016, 35(8): 211-218.

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以自主提出的一种两转动解耦并联机构为研究对象，阐述机构结构组成，并针对其运动副存在间隙状况，建立含间隙机构动力学模型；基于ADAMS软件进行动力学仿真，并分析在有无运动副间隙、不同间隙和驱动速度下，机构位移、速度、加速度以及运动副接触力的变化；借助Poincare截面映射法对解耦并联机构动力学行为中的混沌现象予以辨识，绘制Poincare映射图，揭示间隙对机构动力学特性的影响。研究结果表明含间隙解耦并联机构存在混沌运动现象，对其更进一步的非线性动力学研究有一定指导意义。

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基于KSLPP与RWKNN的旋转机械故障诊断

王雪冬赵荣珍邓林峰

振动与冲击. 2016, 35(8): 219-223.

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针对旋转机械高维故障特征集识别精度低的问题，提出基于核监督局部保留投影（Kernel Supervised Locality Preserving Projection, KSLPP）与ReliefF特征加权的K近邻（ReliefF Weighted K-Nearest Neighbor, RWKNN）分类器相结合的维数约简故障诊断方法。该方法首先应用KSLPP提取故障特征集中的非线性信息，同时在降维投影过程中充分利用类别信息，使降维后最小化类内散度，最大化类间分离度；随后，将降维后得到的低维敏感特征集输入RWKNN进行模式识别，RWKNN能够突出不同特征对分类的贡献率，强化敏感特征，弱化不相关特征，提升了分类精度和鲁棒性。最后，通过典型转子实验台的故障特征集验证了该方法的有效性。

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基于车桥耦合振动的车辆舒适性分析

王贵春1，李武生2

振动与冲击. 2016, 35(8): 224-230.

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研究车桥耦合振动引起的车辆舒适性问题对合理设计桥梁结构，从而减小车桥耦合振动响应和提高司乘人员的乘坐质量具有重要意义。分别利用有限元法和达郎伯原理建立了大跨度公路斜拉桥三维模型和9个自由度的车辆空间模型。通过位移和力的协调条件将车桥两个子系统耦合起来，求解车桥系统的振动微分方程。基于计算机软件ANSYS中的APDL语言编写了求解振动微分方程迭代计算的命令流，以ISO2631-1―1997标准建立了评价车辆舒适性的方法，并据此分析了主跨为550m的福建长门大桥在多车辆通过时考虑不同车速和车重时的车辆动力响应和车辆舒适性。计算结果表明，随着车速的增加，车辆的动力响应增加，舒适性变差；而随着车重的增加，车辆的动力响应减小，舒适性变好。

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超越离合-单对齿轮副系统的建模及非线性特性研究

王鹏 1,李平康 1，贾智州 1

振动与冲击. 2016, 35(8): 231-238.

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建立了考虑间隙、时变啮合刚度、综合传动误差的超越离合-单对齿轮副系统的非线性动力学模型，并给出评价该系统分岔、振动、载荷以及碰撞特性的综合性能指标。通过对系统分岔与混沌特性的研究，揭示了该系统响应随着激励频率变化时所经历的倍周期分岔、准周期分岔、阵发分岔等几类通向混沌分岔路径共存的复杂分岔路径，体现了超越离合-单对齿轮副系统非线性动力学行为的复杂性态；通过对参数影响趋势的研究，总结了有关超越离合-单对齿轮副系统的一般性动态设计准则。

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车辆磁流变半主动座椅悬架的研制

寇发荣

振动与冲击. 2016, 35(8): 239-244.

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为了提高车辆驾驶员的乘坐舒适性，研制了一种基于磁流变减振器的半主动座椅悬架。分析了磁流变减振器基本原理和力学模型，建立了车辆半主动座椅悬架动力学模型，设计了用于座椅半主动悬架的模糊控制策略，并在正弦激励输入下进行了模糊控制仿真计算，试制了座椅用磁流变减振器物理样机及试验台架系统，开展了磁流变减振器阻尼特性试验和磁流变半主动座椅悬架台架试验研究。结果表明，理论仿真和试验结果基本吻合，磁流变减振器阻尼可控性好，所研制的磁流变半主动座椅悬架明显减小了座椅振动。

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刊出日期：2016-04-15

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