振动与冲击

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王朋朋1，牛宝华1，艾永强1，王三民2

振动与冲击. 2016, 35(9): 1-6.

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为了实现卫星的高精度姿态控制，需要对以辐射计为代表的大型回转载荷进行严格的动平衡设计仿真与试验。结合海洋二号卫星研制需求，在产品设计初期开展了针对微波辐射计的动平衡设计仿真，以提供优化产品结构和布局的依据。为了评估空气环境对动平衡配平的影响，进行了辐射计动平衡配平的风阻影响分析。考虑了重力因素、在轨热变形和无重力下轴承径向游隙变化对辐射计动平衡的影响。最终在真空环境下开展了针对辐射计的动平衡试验，以很小的配重质量，实现了微波辐射计的配平。

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无网格FEM-BEM法计算舱室空间声传递函数

刘延善，曾向阳，王海涛

振动与冲击. 2016, 35(9): 7-12.

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对于舱室空间低频声场计算问题，通常采用有限元法(FEM)或者边界元法(BEM)，但是当封闭空间内部存在其他物体，又需要考虑外部激励对内场的影响时，直接采用单一的前述方法不能满足建模计算要求，而且这些基于网格的方法在前处理、光顺化处理等方面都存在不足。针对这些问题，将有限元和边界元法结合，并将其无网格化，这对于封闭环境的声场预测是一种新的尝试。首先推导了无网格FEM-BEM计算模型，对微分方程的离散、形函数构造等细节进行了详细阐述，然后以实际算例对提出的方法进行了验证，结果表明，本文的无网格FEM-BEM方法和SYSNOISE的计算结果保持一致；进一步与实测结果的对比表明，该方法在低频率范围内，各测点平均声压级相对误差在5.26%以内。这说明，该方法不仅适用于复杂问题的计算，同时还具有良好的计算精度。

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混凝土单轴动力压缩CT试验过程定量化分区研究

方建银1，党发宁1，丁卫华1，李晓荣2，王平3

振动与冲击. 2016, 35(9): 13-19.

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为了能定量地研究混凝土动力压缩CT试验过程，将基于模糊集合论的破损演化理论引入到混凝土动力CT试验研究中，基于λ1-λ2截集将混凝土CT扫描图分为孔洞裂纹（P0-λ1）、硬化水泥石(Pλ1-λ2)及骨料(Pλ2-1)，并定义了混凝土的孔隙率、硬化水泥石率和骨料率。研究了动力单轴压缩CT试验过程中混凝土试样各扫描断面P0-λ1、Pλ1-λ2及Pλ2-1随加载的变化规律。研究结果表明：利用本方法实现了对混凝土各组分的定量化分区；可以定量地研究混凝土中P0-λ1、Pλ1-λ2及Pλ2-1随动力加载的具体变化规律；能较好地描述混凝土的受力破坏过程；并能定量地体现出试样破坏过程中应变的局部化。

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双层超弹性铰链展开冲击分析与优化

杨慧，郭宏伟，王岩，刘荣强，陶建国

振动与冲击. 2016, 35(9): 20-27.

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超弹性铰链依靠自身大挠度弹性折叠存储的弹性势能实现弹性展开，集驱动、旋转和锁定于一体。研究了双层超弹性铰链展开冲击性能，提出了降低双层超弹性铰链展开冲击优化方法。为了确保有限元模型的准确性，搭建实验平台对双层超弹性铰链进行动力学展开性能测试，基于实验结果对有限元模型进行修正。采用正交法试验设计建立展开冲击特性代理模型。以展开冲击角度和锁定时间最小为目标函数，采用改进的非支配遗传算法对双层超弹性铰链进行参数化优化设计，得到最优结构尺寸。对最优结构尺寸进行有限元展开分析，误差不大于5.008%，表明代理模型准确性。最优非等厚度与等厚度双层超弹性铰链对比，发现前者冲击角度和锁定时间分别降低52.154%和29.104 %，优化后结构的冲击得到明显改善。通过参数研究发现，展开冲击对外侧带簧厚度较为敏感，锁定时间随带簧厚度增加表现出先减少后增大的趋势。

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横纵激励下几何非线性复合材料层合梁的混沌同步

王龙飞 1，韩志军 1，闫晓鹏 1，路国运 2

振动与冲击. 2016, 35(9): 28-31.

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本文基于里兹—伽辽金法，将考虑几何非线性的一端固支一端夹支复合材料层合梁的控制方程简化为典型的Duffing方程；引入了Duffing-Van Der Pol系统，通过两种系统的分岔图说明了它们共同达到混沌时的参数值；通过广义投影同步法，实现了Duffing系统和Duffing-Van Der Pol系统的精确同步，得到了实现两种系统同步的控制器；分别将两种系统通过Matlab进行了数值仿真，得到了两种系统的同步误差曲线图、二维相图和三维相图，从而验证了混沌同步的准确性。

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基于结构加速度误差最小化的声学预测模型修正

徐中明 1，2，何治桥 2，贺岩松 1，2，张志飞 1，2，夏小均 2

振动与冲击. 2016, 35(9): 32-36.

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针对FEA（有限元分析）声学预测方法，提出了基于结构加速度响应误差最小化的声学预测模型修正方法。以模态迭加法为基础，结合模态应变能模态阻尼识别和频域载荷识别原理，重构了FEA声学预测模型，通过遗传算法优化结构损耗因子，使结构加速度响应计算值与实验值误差最小化，从而识别系统模态阻尼比及激励力，实现对声学预测模型参数的修正。将该方法与传统计算方法预测结果对比，结果表明：该方法可以精确识别系统模态阻尼和激励力，提高模型预测精度。

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轴箱轴承缺陷状态下的高速车辆振动特性分析

刘国云，曾京,罗仁，高浩

振动与冲击. 2016, 35(9): 37-42.

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采用SIMPACK动力学软件，建立了一高速车辆出现轴箱轴承早期缺陷的动力学计算模型，将轴承假设为只有外圈和内圈两者之间的相互作用，轴承中的滚子直接等效成若干个力元，分别考虑了轴承的内、外圈以及滚子表面早期缺陷对车辆垂向振动特性的影响。仿真结果表明：当轴承表面出现早期缺陷时，轴箱振动加速度显著增大，而构架的加速度变化不大；当内外圈以及滚子缺陷尺寸（缺陷宽度和深度）相等时，轴承外圈缺陷对轴箱的加速度幅值影响最大，轴承滚子缺陷对轴箱加速度幅值影响最小；随着早期缺陷宽度的增加，3种轴承缺陷下的轴箱加速度幅值均逐渐变大；轴承早期缺陷能够引起轴箱的高频振动，但对车辆的平稳性影响甚微。

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再生混凝土动态直接拉伸的试验研究

滕骁1，卢玉斌1，陈兴1，于水生2，姜锡权3

振动与冲击. 2016, 35(9): 43-51.

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利用大直径(75 mm)分离式霍普金森拉杆(SHTB)，对再生粗骨料取代率分别为0%、25%、50%、75%和100%的5组圆柱体再生混凝土试样进行应变率范围为100~102s-1的动态直接拉伸实验，研究再生混凝土的动态直接拉伸力学性能及其破坏形态。试验结果表明，再生混凝土的抗拉强度随平均应变率的增加而增大，而再生混凝土的破坏形态与平均应变率有关，这表明再生混凝土具有明显的率敏感性。在相同水灰比下，再生混凝土准静态拉伸强度比普通混凝土低1.3%~15.9%，动态拉伸强度比普通混凝土低1.7%~29%，此研究为再生混凝土的工程应用提供一定的理论依据。

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半圆盘构件冲击断裂特性的动态焦散线实验研究

李清，郭洋，马万权，王梦远，韩通

振动与冲击. 2016, 35(9): 52-58.

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采用动态焦散线实验系统，对有机玻璃（PMMA）在冲击载荷下的I型和I-II混合型裂纹在起裂和扩展时的动态断裂特性进行了研究。结果表明：随着PMMA由I型断裂转变为I-II混合型断裂，从落锤作用在试件上到裂纹起裂所需时间不断增加，说明裂纹起裂需要的能量有所增加，同时从裂纹起裂到最终贯通所需时间不断减少，说明裂纹平均扩展速度也不断增大；在I型断裂中，PMMA的断裂韧度KIC为2.04 MN/m3/2，而在I-II混合型断裂中，PMMA的断裂韧度KIC低于I型断裂时的断裂韧度KIC，但是KIIC有所增大；对于I-II混合型断裂，PMMA极限扩展速度约为366m/s，当达到极限扩展速度后，裂纹尖端出现微裂纹增韧现象，使裂纹的表面能迅速增大，随后裂纹的扩展速度迅速减小。

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双质体振动磨动力学建模及参数优化

贾民平1 周浩1 杨小兰2 刘极峰2 汪震2

振动与冲击. 2016, 35(9): 59-65.

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针对多自由度振动磨系统建模困难以及动力学参数优化设计的需要，根据拉格朗日方程建立双质体振动磨6自由度动力学方程，利用数值分析方法分析了系统的动力学响应，并通过振动测试试验验证了模型的有效性。在振动微分方程的基础上研究了激振器转速对振动磨动力学特性的影响，仿真结果表明在一定范围内，转速越大，振动强度越大，但振动幅值越小。为了使振动磨产生更好的粉磨效果，对激振参数进行优化分析。利用模态分析获得双质体振动磨的固有频率和振型，分别从振动强度和共振频率两个角度确定系统激振器转速的上下限，得到转速的最佳取值范围。在实验室振动磨样机上进行参数优化后的粉磨试验，实验结果表明，改进后的振动磨机金刚石粉体产品d50达到0.27µm，较之前有所细化，验证了参数优化具有一定的工程效果，为振动磨超微粉碎的动力学设计和产品开发奠定了基础。

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复杂转子-轴承-汽封耦合系统的非线性振动分析

袁铭鸿1，童水光1,2，从飞云2，李发宗1

振动与冲击. 2016, 35(9): 66-73.

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基于非线性动力学和转子动力学理论，综合考虑Muszynska非线性汽封力、非线性油膜力和转子不平衡量的耦合作用，建立了双叶轮-轴承交错布置的复杂转子-轴承-汽封系统动力学模型。采用有限元法（FEM）推导系统运动微分方程，编程计算了系统转速、圆盘偏心量、汽封长度和汽封间隙等参数对系统动力特性的影响，并利用分岔图、频谱图、相轨迹和Poincare映射图表征了系统的运动性态。研究表明：耦合系统具有高度非线性，随着参数的变化系统呈现出周期运动、倍周期运动、准周期运动和混沌运动等复杂动力学行为。通过减小圆盘偏心，增加系统汽封长度，选取合适的汽封间隙有利于提高转子-轴承-汽封系统的稳定性，改善系统的运动特性。

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分离式公铁双层桥面相互气动干扰及对列车走行性的影响

李永乐1 姜孝伟1 苏洋1 李龙安2 廖海黎1

振动与冲击. 2016, 35(9): 74-78.

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横向风作用下公铁两用双层桥的上、下桥面间存在相互的气动干扰，为研究公铁两用组合桥间隔高度对列车走行性的影响，针对某分离式公铁两用混凝土箱梁桥，采用计算流体动力学（CFD）数值模拟和风—车—桥耦合振动研究的方法，分析了上、下桥面间隔高度对列车气动特性和车辆动力响应的影响。分析结果表明，公铁两用组合桥间隔高度对列车的气动特性和动力响应影响显著，间隔高度减小，列车升力系数和竖向加速度显著增大，轮重减载率也随之增大。公铁两用组合桥的设计应考虑间隔高度对列车的影响，以选择合理的间隔高度。

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气液两相流问题的高精度数值模拟

覃柏英 1　林贤坤2 　荣吉利3 　冯志伟3

振动与冲击. 2016, 35(9): 79-85.

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采用加权三阶ENN格式离散Euler方程、LS运输方程及其重新初始化方程的空间导数，耦合三阶Runge-Kutta法离散它们的时间导数，LS法追踪运动界面和MGFM 法定义界面边界条件，探讨了气液两相流问题的高精度数值模拟。通过一维大密度大压力比实验的数值模拟，以及二维水下爆炸过程中冲击波的产生、传播、反射、透射和水面隆起等演化过程的数值模拟，验证了本文方法的可行性和稳定性，可实现气液两相流的高精度数值模拟及其运动界面的高分辨率追踪。

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集成压电元件的挠性太阳帆板振动抑制控制系统

袁秋帆1, 刘延芳1, 马明阳1, 齐乃明1

振动与冲击. 2016, 35(9): 86-93.

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针对基频低于1Hz的大挠性太阳帆板，提出了整板主动振动抑制方法。该方法通过在太阳帆板上集成压电元件作为传感器和执行器；针对帆板挠性增大时，同位控制易出现虚假抑制的现象，综合考虑压电传感器的测量数据和板上一点的振动情况，基于正向位置反馈控制律（PPF, Positive Position Feedback），设计了整板振动抑制控制系统。通过Adams和Simulink联合仿真，对控制系统的振动抑制能力进行了考核，结果表明所设计的PPF控制系统避免了虚假抑制，具有良好的整板振动抑制效果。

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SMA弹簧-摩擦支座的滞回性能研究

庄鹏1, 2，薛素铎3，韩淼1, 2，聂攀1，王文婷1

振动与冲击. 2016, 35(9): 94-100.

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本文研究了一种新型形状记忆合金弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing，简称SFB)的滞回性能。首先，研制了可用于SFB的大尺寸超弹性NiTi记忆合金(NiTi SMA)螺旋弹簧。在此基础上，加工制作了SFB试件实物模型，对其进行了拟静力试验研究。考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对SFB恢复力-位移曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。最后，将SMA螺旋弹簧恢复力模型和摩擦力模型相叠加，建立了SFB的恢复力模型，利用该模型进行了数值模拟。研究结果表明：SFB可提供饱满的滞回曲线，耗能能力较强，且具有一定的复位能力；数值结果与试验结果吻合较好，验证了SFB恢复力模型的正确性。

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施扰建筑高度对主建筑层阻力影响的试验研究

葛福，顾明

振动与冲击. 2016, 35(9): 101-109.

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利用刚性模型测压试验，研究了施扰建筑高度比变化对主建筑层阻力系数和层脉动阻力功率谱的影响规律。试验包含了3个并列位置，5个串列位置和3个斜列位置。分析结果表明，建筑物并列时，当间距比小于3.0时，高度比为1.3时的层平均阻力系数在某些层可能比高度比1.0时增大高达20%，层脉动阻力系数在高度比为1.3且间距比小于3.0时会略大于单体建筑，其余情况与单体建筑一致；建筑物串列时，高度比对层平均阻力系数影响主要体现在遮挡效应上，高度比越大，遮挡效应越严重，遮挡高度越大，层脉动阻力系数由于遮挡效应减弱涡脱以及施扰建筑增加来流湍流共同作用，影响规律复杂，层脉动阻力功率谱的影响规律也表明了高度比越大影响高度越大；斜列工况的结果，表明了并列间距比对干扰规律起控制作用。

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浮环密封运动机理及对轴系稳定性的影响

刘占生1,夏鹏 1，张广辉 1，徐宁1

振动与冲击. 2016, 35(9): 110-116.

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浮环密封是引起轴系失稳的重要因素之一。本文建立浮环密封和转子瞬时运动关系，考虑温度影响，基于有限单元法求解瞬态流体动压力。利用摄动法求解锁死条件下浮环密封动力学系数，并与试验对比。结合非线性摩擦力和数值计算特点，提出浮环锁死动力学条件。建立浮环和转子耦合动力学模型，考虑瞬态流体动压力和摩擦力，研究浮环运动机理及相关因素。结果表明在小偏心率条件下，浮环负交叉刚度远大于主刚度；摩擦力越小、转速越高，锁死位置偏心率越小；锁死位置偏心较小时，浮环密封易引发轴系半频失稳现象，与工程实际相符合。

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湿式离合器接合过程摩擦振颤机理研究

杨立昆，李和言，马彪

振动与冲击. 2016, 35(9): 117-122.

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通过建立4自由度动力学模型，研究了湿式离合器在接合过程中的摩擦振颤问题。基于稳态的非线性LuGre摩擦模型，通过特征值方法进行稳定性分析，并基于MATLAB/Simulink对该动力学模型进行数值仿真。结果表明，摩擦系数随相对滑动速度的负梯度变化及接触界面的压力波动是摩擦振颤发生的主要原因，在不稳定状态下，静、动摩擦系数之差越大，压力波动频率越接近不稳定模态固有频率，振颤越强烈；同时阻力矩激励也会对摩擦振颤产生与压力波动相同的效果。

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基于轮齿修形的电动车齿轮啸叫噪声品质研究

方源1,2，章桐1,2,3，冷毅1,2，陈霏霏1,2，郭荣1,2

振动与冲击. 2016, 35(9): 123-128.

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齿轮啸叫是影响电动车噪声品质的主要噪声源之一，本文以某电动车减速器为研究对象，通过振动噪声实验研究以及主观评价实验分析齿轮啸叫噪声品质频谱特性，确定影响齿轮啸叫噪声品质的激励源和频域范围。以敏感频带能量比作为评价齿轮啸叫噪声品质评价指标，对存在啸叫现象的齿轮副进行微观修形分析，优化齿轮的啸叫噪声品质。结果表明主动齿轮转频、啮合频率及其倍频对振动噪声影响较大，适当的轮齿修形可以提高齿轮啸叫的噪声品质。

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通过PVDF阵列设计阶梯梁的模态传感器

钟海彬1，毛崎波2

振动与冲击. 2016, 35(9): 129-134.

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以两端固支阶梯梁为例，通过高分子压电薄膜（Polyvinylidene fluoride，PVDF）传感器阵列测量其模态坐标。在该阶梯梁表面均匀粘贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜，首先通过实验方法直接测得该阶梯梁的曲率模态，然后把曲率模态作为这组PVDF输出信号的加权系数，从而得到所需的模态坐标。实验结果表明，这种传感器设计方法是可行的，并且PVDF阵列式模态传感器具有在不均匀梁结构表面布置方便，能准确、方便的测出实验曲率模态，不受激励力位置影响，滤波效果好等优点。

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基于结构灵敏度分析与稀疏约束优化的结构损伤识别方法

周述美，鲍跃全，李惠

振动与冲击. 2016, 35(9): 135-140.

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在反问题求解中引入稀疏约束条件是当前应用数学领域的研究热点，结构损伤识别是典型的结构动力学反问题，且结构的损伤具有空间稀疏性，也即结构损伤发生时，只有部分单元或子结构出现损伤，本文基于结构灵敏度分析与稀疏约束优化，提出了一种结构损伤识别方法。通过结构灵敏度分析，建立结构损伤刚度参数的变化量与模态参数变化量之间的线性方程组，由于实测自由度有限，引入结构损伤稀疏性的条件，采用最小化l1范数优化求解。通过桁架模型的数值模拟，在考虑测量噪声的基础上，对多损伤工况进行了识别，与不考虑稀疏约束的损伤识别结果进行了对比, 并对测点布置与数量对识别结果的影响进行了研究。仿真分析结果表明该方法可以在较少的测点下，有效的识别结构损伤的位置与程度，并且考虑稀疏约束可以明显增加损伤识别结果的准确性。

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敷设主动约束层阻尼圆锥壳的控制特性分析

陆静袁丽芸

振动与冲击. 2016, 35(9): 141-146.

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基于压电材料的本构关系和内力位移方程，考虑压电材料的正、逆压电效应，求出了压电约束层的动力学控制方程和电学控制方程。根据圆锥壳的几何特性，将变量沿周向进行傅里叶展开，可将上述方程转化为沿母线方向的一阶常微分方程的形式。结合粘弹层的法向平衡方程和位移连续性条件，由主动约束层和基壳的力学方程导出层合结构的动力学方程，并将该方程与压电约束层的电学方程联立，建立了敷设主动约束层圆锥壳的机电耦合模型。然后，借助精细积分技术和叠加原理，采用速度反馈控制策略，提出了一种分析此类结构的半解析、半数值方法，并采用该方法分析了反馈系数、反馈点的布置等参数对敷设主动约束层阻尼圆锥壳振动特性和控制特性的影响。

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基于小波模极大值模糊熵的遥测振动信号异常检测

刘学，梁红，玄志武

振动与冲击. 2016, 35(9): 147-151.

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针对遥测振动信号频域成份复杂、非平稳非线性和强噪声特性，提出一种基于小波模极大值模糊熵的遥测振动信号异常检测方法。首先对采集到的遥测振动信号进行零漂修正和趋势项消除；然后对经预处理后的振动信号进行一维连续小波变换，计算所有尺度空间中的小波模极大值序列；最后将原信号及其小波模极大值序列的模糊熵构成的特征向量输入到SVM分类器，根据模糊熵的变化情况对遥测振动信号进行异常检测。实测数据验证了该方法的有效性。

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基于MMSE和ABCSVM的液压泵故障模式识别

李洪儒1，王余奎1，2，马济,1，叶鹏1

振动与冲击. 2016, 35(9): 152-158.

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为了更好地实现液压泵的故障模式识别，对液压泵故障特征提取方法和模式识别方法进行研究。针对多尺度熵算法存在的
在尺度因子较大时时间序列较短而导致各尺度样本熵表征液压泵故障状态性能较差的问题，提出了改进的多尺度熵算法，通过对液压泵实测信号分析验证了所提出的改进多尺度熵的良好性能。针对液压泵故障状态与故障特征之间的非线性关系，采用支持向量机算法建立液压泵的故障模式识别模型，并提出采用人工蜂群优化算法对支持向量机模型参数进行优化。基于改进多尺度熵和蜂群优化参数的支持向量机实现液压泵故障模式识别，通过对比分析验证了所提出的液压泵故障模式识别方法的良好性能。

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迷宫密封激振力作用下转子系统非线性动力学分析

张恩杰，焦映厚，陈照波，李明章，刘福利

振动与冲击. 2016, 35(9): 159-163.

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由双控体模型确定迷宫密封轴向平均流速，结合Muszynska气流激振力建立了转子-密封系统非线性动力学模型，并采用Runge-Kutta-Fehlbrg方法求解系统非线性动力学方程。分析了迷宫密封间隙、密封半径、齿数、齿腔宽度、进口气压等参数对泄漏量及轴向平均流速的影响；绘制了分岔图、轴心轨迹、Poincare图和频谱图等，研究了转速、进口气压、偏心距及密封有效总长度对系统动力学特性的影响。数值结果表明，转速、密封结构及介质参数的改变能够诱导系统发生单周期运动、概周期运动等复杂的非线性动力学行为。

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基于橡胶刚度频散的隔振器阻抗研究

黄伍德，陈光冶，车驰东

振动与冲击. 2016, 35(9): 164-167.

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根据橡胶动模量和刚度的实验结果，拟合出隔振器刚度随频率的变化关系式，并通过隔振器的动、静刚度确定其待定系数。在传统四端参数法的计算中计入了刚度的频散效应，以提高橡胶隔振器阻抗计算的准确性。同时设计了一种基于纯加速度测量的阻抗测试方法并对两型隔振器进行了阻抗测试，由实测数据与不同刚度假设下的计算结果比较可见：计入刚度频散效应后的隔振器阻抗计算更精确，而基于加速度测量的阻抗测试是可行的。

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基于响应灵敏度分析的桥梁结构损伤和车辆参数的识别

张春丽1，吕中荣2

振动与冲击. 2016, 35(9): 168-171.

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本文基于响应灵敏度分析利用车-桥耦合系统的加速度响应进行桥梁结构的局部损伤和车辆参数识别。在正问题中建立了连续桥梁结构和车辆耦合系统的有限元模型，利用Newmark 直接积分法求出在移动车载作用下系统的动态响应，并进一步推导出动态响应对系统物理参数的时域响应灵敏度。在反问题中利用该响应灵敏度矩阵进行系统的有限元模型修正，识别出桥梁的局部损伤和车辆参数，讨论了人工噪声对识别结果的影响。算例表明本文方法具有精度高、对测量噪声不敏感等特点。

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基于图像形状特征和LLTSA的故障诊断方法

张前图1，2，房立,2

振动与冲击. 2016, 35(9): 172-177.

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针对滚动轴承故障诊断问题，提出了一种基于图像形状特征和线性局部切空间排列（LLTSA）的故障诊断方法。首先采用SDP（Symmetrized Dot Pattern）方法对时域信号进行变换，得到极坐标空间下的雪花图像，在分析图像特点的基础上，从图像处理的角度初步提取出图像的形状特征；然后利用LLTSA对初步提取的特征进行维数约简以提取低维特征；最后采用支持向量机（SVM）对低维特征进行分类评估。滚动轴承的故障诊断实验表明图像形状特征能够表征轴承的状态，经LLTSA约简后特征数据的复杂度得到降低，且具有更好的聚类效果，而SVM对轴承4种状态的识别率也达到了100%，验证了该方法的有效性。

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含混合间隙多体系统动力学分析

王铁成1,陈国平1,马方2,孙东阳 3

振动与冲击. 2016, 35(9): 178-183.

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研究了混合间隙对多体系统动力学特性的影响。首先建立了同时含旋转副间隙和移动副间隙的多体系统动力学模型，然后以曲柄滑块机构为研究对象，分析了混合间隙对该系统动力学特性的影响。结果表明，混合间隙对滑块速度的影响不明显，对滑块加速度和曲柄力矩的影响比单个间隙的影响更加剧烈。为工程中建立更精确的含间隙机械系统动力学模型提供了理论依据。

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基于多尺度最优模糊熵的液压泵特征提取方法研究

舒思材，韩东

振动与冲击. 2016, 35(9): 184-189.

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为了更有效地提取液压泵振动信号的特征，在多尺度模糊熵(Multiscale Fuzzy Entropy MFE)的基础上，结合层次熵（Hierarchical Entropy HE）提出了基于多尺度最优模糊熵(Multiscale Optimal Fuzzy Entropy MOFE)的特征提取方法。基于多尺度模糊熵的特征提取方法是不够全面的，它仅仅分析了时间序列在各尺度上的均值成分，而非均值成分也应当被考虑在内。多尺度最优模糊熵通过引入层次熵的理论，首先，分析时间序列在不同尺度下的所有节点；其次，比较同尺度各节点的模式区分能力；然后，选取最能区分液压泵振动信号不同状态的节点为该尺度最优节点；最后，不同尺度下的最优节点模糊熵构成了对原时间序列的多尺度最优模糊熵分析。实验数据分析和比较结果验证了该方法的有效性。

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高层建筑动态位移摄像测量环境影响及自适应滤波降噪研究

秦良忠1，周华飞2，卢成原1，胡雪兵2，谢子令2

振动与冲击. 2016, 35(9): 190-196.

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位移是反映结构性能和安全的重要指标。大型结构动态位移监测仍存在较多困难。摄像测量具有非接触、低成本等突出优点，有望成为一种实用方法，但其全天候工作性能评估及优化有待研究。本文开展了高层建筑动态位移全天候摄像测量长期室外试验，并以降雨天气下的位移实测数据为研究对象，分析了降雨对摄像测量精度的影响。降雨对摄像测量产生了显著影响，导致位移测量精度明显降低。为拓宽摄像测量的适用环境，提出了采用自适应滤波方法进行降噪处理。结果表明，自适应滤波方法能有效地去除测量噪声，提高摄像测量在暴雨环境下的测量精度，为实现高层建筑动态位移全天候摄像测量提供了必要条件。

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弹性基础上的双层隔振结构声辐射的主动控制

孙瑶1，杨铁军1，沈颖2，黄迪1，吴磊1，徐阳1

振动与冲击. 2016, 35(9): 197-203.

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本文采用阻抗导纳法建立了以弹性矩形板为基础的双层主动隔振系统数学模型。以基础向外的声辐射为控制对象，探讨不同前馈控制策略的声辐射主动控制效果。分别选取两种面向振动及两种面向声辐射的控制性能函数，考察施加控制后弹性基础的辐射声功率，并综合考虑声压分布及控制力幅值等参数对控制效果进行全面地分析比较，进而评价各控制策略的优劣。结果表明，由于结构振动的耦合作用，面向振动的控制策略会恶化某些频段基础向外的辐射声功率，而直接面向声辐射的控制策略则可能会以放大振动响应或需要大的控制力为代价。最后，本文还对控制力作用位置对控制效果的影响进行了探讨。

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基于齿面摩擦的人字齿轮副动力学特性分析

陆凤霞，王浩飞，朱如鹏，鲍和云，姜慧卉

振动与冲击. 2016, 35(9): 204-212.

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建立了考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合传递误差的16自由度人字齿轮副三维空间弯曲-扭转-轴向耦合的非线性动力学模型，应用牛顿第二运动定律，建立系统的振动微分方程。根据人字齿轮副的啮合特性，通过数值积分方法分析了轮齿的啮合力,时变摩擦力和摩擦力矩，并采用基于弹流润滑理论(EHL)的摩擦因数计算模型计算了齿面摩擦因数。为了分析齿面摩擦对人字齿轮副周期振动及分岔特性的影响规律，比较了有无考虑齿面摩擦时系统的周期振动时域响应、振动位移分岔图及最大lyapunov指数变化图。结果表明，齿面摩擦导致齿轮副垂直于啮合平面方向的振动位移加剧，且减弱了齿轮副沿啮合线方向的振动。同时，齿面摩擦的存在使得系统提前进入混沌，且抑制了系统的混沌运动。文章的研究成果有助于进一步认识齿面摩擦对人字齿轮传动周期振动及非线性振动特性的影响，为人字齿轮传动设计提供技术依据。

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基于船用涡轮增压器转子系统非线性振动特性研究

张虹, 刘张飞

振动与冲击. 2016, 35(9): 213-218.

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以自主研发的船用涡轮增压器为研究对象，建立考虑非线性油膜力的转子轴承系统动力学模型，进行转子动力学系统仿真计算，得到转子系统的临界转速、非线性振动频谱、轴心运动轨迹。根据轴承油膜发生的特征和不平衡引起的振动对比分析，探讨油膜振荡发生的机理，得到涡轮增压器转子轴承系统的非线性振动特性，了解影响转子系统振动产生的主要因素。进一步研究润滑油进口温度和轴承间隙对涡轮增压器振动特性的影响关系，得到减小增压器转子系统振动的结构设计和优化策略。

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一维静载与频繁扰动共同作用下含铜蛇纹岩动力学特性

王春，唐礼忠，程露萍，邓丽凡，陈源

振动与冲击. 2016, 35(9): 219-226.

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基于冬瓜山铜矿深部开采面临的高应力集中及爆破扰动的问题，采用改进的SHPB岩石动静组合加载试验系统，进行了含铜蛇纹岩在一维静载与频繁扰动共同作用下的动力学试验，研究其动力学特性。研究结果表明：预加轴压促使岩石内部微裂纹完全闭合时，岩石动态应力-应变曲线初始阶段不出现下凹现象，否则出现；岩石内部存储的弹性力大于扰动冲击应力时，岩石动态应力-应变曲线峰值应力后会出现回弹现象，否则不出现；动态峰值应力、动态变形模量随扰动冲击次数的增大而减小，60%单轴抗压强度的轴压时峰值应力最大；峰值应力均值随轴压的增大先增大后减小；最大应变、峰值应力对应应变随扰动冲击次数的增大而增大；累计扰动冲击次数最大值与均值都随轴压增大呈一元四阶多项式关系递减。

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不同轴压比下叠合板式剪力墙结构抗震性能分析

杨联萍1,2 余少乐1 张其林1 崔家春2

振动与冲击. 2016, 35(9): 227-239.

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叠合板式剪力墙结构是一种新型的装配式结构，它吸收了现浇混凝土结构与预制混凝土结构的优点，已经在国内中低层建筑中推广应用。目前的研究只是针对低轴压比下的抗震性能，将其推广应用于高层建筑中必然要开展高轴压比下抗震性能的研究。本文首先从理论上推导了在高轴压比下叠合板式剪力墙的极限承载力，结果表明叠合板式剪力墙由于预制层中混凝土强度等级高于现浇层的混凝土，在高轴压比下叠合剪力墙的极限承载力达到甚至超过了现浇整体剪力墙。基于OpenSEES采用两种不同模型对叠合板式剪力墙在不同轴压比下的受力性能进行模拟。第一种是多垂直杆单元模型，第二种是模型是纤维截面模型。模拟结果验证了理论推导的正确性，边缘构件预制的叠合剪力墙的极限承载力在高轴压比下要高于边缘构件现浇的叠合剪力墙，而且边缘构件预制的叠合剪力墙施工更加方便。因此预制边缘构件的叠合剪力墙推广价值更大。

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2016年, 第35卷, 第9期　
刊出日期：2016-04-25

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