振动与冲击

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范思婷1, 刘干斌1, 陈斌2, 叶俊能2

振动与冲击. 2017, 36(6): 1-6.

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循环荷载作用下饱和软黏土将产生应变软化现象，本文通过对宁波饱和软黏土开展温控动三轴试验，研究了温度、频率、初始偏应力、动应力和含水率对土体应变软化的影响，并在试验基础上建立了一个能够考虑温度影响的应变软化模型。结果表明，随着振动次数、初始偏应力、动应力和含水率的增加，土体软化加快，软化指数逐渐减小；随着频率和温度的提高，土体软化程度降低，软化指数增大；建立的软化模型可以较为合理地描述试验温度、频率、初始偏应力、动应力和含水率对土体应变软化特性的影响。

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非整周期采样信号相位差估计的相频匹配方法

涂亚庆，沈艳林，沈廷鳌，陈宝欣

振动与冲击. 2017, 36(6): 7-10.

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为提高信号非整周期采样条件下相位差的估计精度，改善方法的抗噪性能，提出一种非整周期采样信号相位差估计的相频匹配方法。该方法通过两路正弦信号的分段Hilbert变换、互相关、自相关、相位加权平均等技术获得两路信号的相位差。理论分析表明，分段Hilbert变换有效抑制了正弦信号非整周期采样对Hilbert变换的影响。仿真实验结果表明，与互相关法、Hilbert变换法、数据延拓式相关法相比，本文方法改善了非整周期采样信号的相位差估计方法的抗噪性能，提高了相位差的估计精度，其相位差估计误差更接近克拉美罗下限。科氏流量计流量检测实验证实了本文方法的有效性。

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基于ROSST的列车轴承轨边声学信号校正与诊断研究

熊伟 1，张海滨 1，何清波 1，孔凡让 1

振动与冲击. 2017, 36(6): 11-17.

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由列车道旁麦克风采集的列车轴承故障声学信号存在多普勒畸变现象，需要在信号处理过程中进行校正和相关诊断。文章利用重分配算子同步压缩变换（Reassignment Operator and SynchroSqueezing Transform, ROSST）获取高分辨率时频分布,通过脊线提取、莫尔斯声学理论和非线性拟合得到信号的多普勒畸变参数，再对原信号重采样，消除多普勒畸变。文章将其应用于仿真信号和列车轴承多普勒畸变故障实验信号的校正与诊断，验证了方法的有效性。

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泡沫填充多边形单锥管与双锥管斜向加载下耐撞性分析

陈亚枫, 白中浩

振动与冲击. 2017, 36(6): 18-26.

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锥形泡沫填充结构结合了泡沫填充结构与锥形结构的优势，具有优异的吸能性和抵抗失稳变形的能力。研究了具有不同横截面的泡沫填充多边形单锥管（FSPTTs）与泡沫填充多边形双锥管（FBPTTs）在四种冲击角度下的耐撞性。采用多准则评估方法(COPRAS)对不同横截面的泡沫填充单锥管与泡沫填充双锥管的综合耐撞性进行了评估。评估表明：综合考虑多种冲击角度时，圆形截面泡沫填充单锥管较其他截面泡沫填充单锥管具有更好的耐撞性；圆形截面泡沫填充双锥管较其他截面泡沫填充双锥管具有更好的耐撞性。最后，针对圆形截面泡沫填充单锥管与圆形截面泡沫填充双锥管，以最大比吸能和最小峰值力为目标，采用非支配遗传算法对这两种结构在四种冲击角度下进行了多目标优化。结果表明：当冲击角度从0°变化到10°时，两种结构的pareto曲线变化不大，而当冲击角度从10°变化到30°时，冲击角度对pareto曲线形状和位置有显著影响；在冲击角度为0°和10°时，圆形截面泡沫填充双锥管的耐撞性优于圆形截面泡沫填充单锥管，而在冲击角度为20°和30°时，圆形截面泡沫填充单锥管的耐撞性优于圆形截面泡沫填充双锥管。实际应用中，可以根据工程需要选择合适的结构。

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板状粘接结构中对称和反对称纵波与界面的相互作用

丁俊才，吴斌，何存富

振动与冲击. 2017, 36(6): 27-37.

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为了激发粘接结构中的导波或界面波，通常需要将声波从两半无限介质同相位或反相位地同时入射多层系统。针对此问题，基于矩阵方法，推导了界面处于理想连接的情况下，对称或反对称纵波从上下半无限空间入射时，三层板状粘接结构中纵、横波的反射与透射系数表达式。分析了入射角度、粘接层厚度以及基体材料等对声波反射(或透射)特性的影响。结果表明，对称或反对称纵波垂直入射时不发生波型转换。粘接结构中声波的反射(或透射)特性与入射角度、频率以及粘接层厚度等参数密切相关。在相同的粘接层厚度(或频率)范围内，随着声波频率(或粘接层厚度)的增加，谐振频率曲线向低频漂移。所提方法可作为粘接结构中体波或导波传播特性研究的重要理论基础。

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低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统的刚-柔-热耦合动力学建模

左亚帅1,刘锦阳2

振动与冲击. 2017, 36(6): 38-43.

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传统的考虑热效应的卫星-太阳帆板动力学模型只考虑太阳直接辐射热流的影响，仅适用于高轨道运行的航天器。文章以低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统为研究对象，提出了一种通用的分析其在宇宙空间各种热流作用下刚-柔-热耦合动力学特性的建模方法。考虑太阳帆板热变形、卫星的姿态运动和太阳帆板受到的各种辐射的热流密度之间的耦合关系，分别给出了太阳直接辐射热流、地球红外辐射热流以及地球反照辐射热流的计算公式。将系统视为中心刚体-悬臂梁模型，首先建立了悬臂梁的热传导方程，然后通过引入考虑热应变的应力-应变关系，用虚功原理建立了卫星-太阳帆板多体系统的考虑热效应的动力学方程，对热传导方程和动力学方程联立求解。对低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统进行了数值仿真分析，分析了考虑地球红外辐射和地球反照辐射热流对热振动的影响，以及考虑刚-柔-热耦合效应对系统动力学特性的影响，并给出了系统热振动稳定时特征参数的范围。

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等距映射和局部线性嵌入算法集成的转子故障数据集降维方法

陈鹏飞，赵荣珍，彭斌，李坤杰

振动与冲击. 2017, 36(6): 44-50.

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经数据分析途径实现机器智能的故障决策引发出了关于故障数据集的降维问题。通过将等距映射算法（Isometric Mapping，ISOMAP）、局部线性嵌入(Locally Linear Embedding, LLE)算法的优缺点进行互补，提出一种适用于非线性数据集降维的核框架下等距映射与局部线性嵌入相结合的KISOMAPLLE算法。该算法能够同时满足全局距离保持性和局部结构保持能力的数据降维基本要求。用典型的人工数据集和转子故障数据集进行的降维验证结果表明，该算法能够继承ISOMAP、LLE两种算法的各自优良性能，具有能够显著提高典型非线性数据集分类精度的性能。

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一种球面网壳动力失效的联合预测方法

张明1,张瑀2,3,黄艳霞1,周广春2,3,于德广4

振动与冲击. 2017, 36(6): 51-55.

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以地震作用下精细化有限元分析的单层球面网壳的动力失稳破坏模式为基础、结合细胞自动机（CA）方法，发展了一套单层网壳动力失稳破坏模式和失效荷载的联合预测方法。首先，对基础单层球面网壳进行了简谐荷载作用下全荷载域动力时程有限元分析（FEA），并时时提取各级动荷载幅值下所有节点的位移值及单元的应变能密度。之后，用建立的联合方法预测了其它同类网壳的动力失稳破坏模式及失效荷载，并与相应FEA 计算结果进行了分析比较。结果表明，所提出的联合方法，在一定程度上能基于一个单层球面网壳的动力失稳破坏模式和失效荷载预测其它不同跨度、不同矢跨比、不同杆件截面尺寸的单层球面网壳的动力失稳破坏模式及失效荷载。因此，结合FEA数值模拟，本文实现了CA方法在单层球面网壳动力失稳破坏模式和失效荷载预测中的应用。

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沈阳地铁车辆段上盖双子楼隔震性能的振动台试验研究

李绿宇1,2, 国巍1,2,蒋丽忠1,2, 王春丽3, 郭伟3, 焦晨贝1,2

振动与冲击. 2017, 36(6): 56-62.

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模拟地震振动台试验是研究地震作用下结构性能的重要试验手段，相比拟静力、拟动力试验各具优势和特色。为了验证沈阳地铁车辆段上盖双子楼结构的隔震性能，根据相似理论设计结构模型，开展了模拟地震振动台试验研究。试验表明：小比例振动台模型存在尺寸效应，但宏观破坏现象足可反映结构薄弱部位和破坏机制；结构模型在双向地震作用下主要以双子楼平动为主，扭转振动不明显；随着隔震上部结构损伤积累，在7.5度地震作用下模型结构发生显著损坏，隔震支座发生不可恢复变形，顶部机顶房柱端开裂；试验验证了隔震后的建筑可满足规范设防要求。

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水泥砂浆加固RG梁的冲击性能模拟分析

廖维张1 李淼1 王波1 张伟2 田志敏3

振动与冲击. 2017, 36(6): 63-74.

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为研究高强钢绞线网-聚合物砂浆加固钢筋混凝土梁的抗冲击性能，在3根未加固梁和4根加固梁的落锤冲击试验的基础上，采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，建立了包括混凝土梁、冲击锤头在内的有限元模型，对在冲击荷载作用下加固前、后混凝土梁的抗冲击性能进行了数值分析。之后，对采用不同直径钢绞线和不同厚度聚合物砂浆加固层的钢筋混凝土加固梁进行了参数分析。研究结果表明：高强钢绞线网-聚合物砂浆加固能显著提高钢筋混凝土梁的抗冲击性能；合理增加砂浆加固层厚度有利于改善梁身裂缝和破坏模式；选用恰当直径的钢绞线加固钢筋混凝土梁有助于钢绞线承载能力的发挥；工程实际中，需合理考虑砂浆层厚度和钢绞线直径对加固效果的影响。

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配置竖向无粘结预应力筋的RC桥墩残余变形研究

司炳君1，牛敬涵1，孙治国2，王东升3

振动与冲击. 2017, 36(6): 75-85.

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为进一步讨论采用竖向无粘结预应力筋减少钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)桥墩震后残余位移的可行性，建立了竖向配置预应力筋的RC桥墩动力分析模型，结合拟静力和振动台试验结果，对数值分析模型的准确性进行了验证。在此基础上讨论了无粘结预应力筋对RC桥墩震后残余位移的影响。结果表明，RC桥墩中配置竖向无粘结预应力筋能够明显减小桥墩震后残余位移；随预应力筋配筋率的增加，墩顶残余位移值明显减少；预应力筋初始应力和预应力筋位置对桥墩震后残余位移影响不大。近断层地震动是引起桥墩震后残余位移过大的主因，远场地震动下，桥墩震后残余位移与墩顶最大位移的比值在10%内；而近断层地震动下，桥墩震后残余位移与墩顶最大位移的比值可达30%以上。预应力筋最大应力值随墩顶最大变形基本呈线性增加的趋势。

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一种基于三轴与单轴随机振动最大应力等效的载荷裁剪方法

王海东 1，仇原鹰 2，周东亮 2，周磊 2,李伟明 1

振动与冲击. 2017, 36(6): 86-90.

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为了避免三轴振动试验对产品造成过试验问题，现以单轴振动试验标准为基准，进行基于三轴振动与单轴依次振动最大响应应力等效的三轴载荷谱裁剪。首先对线性系统在随机振动下激励与响应均方根值的关系进行推导，将单轴振动时的最大等效应力与三轴振动时的最大等效应力的比值n作为三轴振动载荷谱均方根值的裁剪系数，裁剪保持载荷谱扫频范围、拐点频率值以及载荷谱斜线段的斜率N不变，根据梯形谱均方根值计算公式反推出梯形载荷谱直线段谱值，进而得到满足三轴与单轴随机振动最大应力等效的三轴载荷谱。通过对某典型舱段结构进行三轴载荷谱的裁剪，并将载荷谱裁剪后的三轴振动应力响应与载荷谱裁剪前的单轴振动应力响应进行对比，验证了方法的有效性与准确性。

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沿轴向指数分布的功能梯度Timoshenko梁的频率精确解

邓昊1，程伟1

振动与冲击. 2017, 36(6): 91-96.

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本文通过对状态空间变量进行变量替换，求得了沿轴向指数分布的功能梯度Timoshenko梁的状态空间传递矩阵方程。本文通过传递矩阵法计算了多种边界条件下结构固有频率的精确解，并与解析解进行对比。通过分析梯度参数对结构固有频率与模态振型的影响，本文纠正了部分文献中存在的错误，并且采用有限元法对本文的计算结果进行验证。本文通过对比不同梁理论的计算结果，定量的分析了剪切刚度和转动惯量对结构固有频率的影响。计算结果表明，本文所提出的方法物理概念清晰，降低问题求解难度的同时可以减少计算量。

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转炉用扭力杆系统振动理论研究

吴林峰，王文

振动与冲击. 2017, 36(6): 97-101.

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扭力杆系统的动态特性对转炉设备工作的可靠性有着重要影响，研究其振动频率和阵型是设备自主创新的关键技术之一。本文综合考虑扭力杆系统实际结构组成，提出了均质杆和集中质量杆一端铰支另一端简支反对称弯曲振动梁、均质杆和集中质量杆一端固支另一端简支反对称弯曲振动梁等四种振动模型。以某厂150t氧气顶吹转炉扭力杆系统为例进行了理论计算。结果表明，扭力杆系统振动模型采用集中质量杆一端固支和一端简支反对称弯曲振动梁模型更合理。并用有限元法对其正确性进行了验证，两种方法的计算结果吻合，都可以对扭力杆系统进行研究，但是理论解更为简单方便，便于工程技术人员直接引用，为指导工程实际设计和生产提供了理论基础。

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复杂扰动条件下水电站振动传递功率流分析

陶永霞12，职保平12，刘子祺3，马震岳4

振动与冲击. 2017, 36(6): 102-107.

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为分析水电站实际振动的复杂扰动对结构动力特性分析的影响，在单扰动分析的基础上，结合功率流、Kronecker代数、Hadamard积及随机摄动理论，推导了考虑参数相关和扰动相关的复杂扰动条件下的功率流随机参数结构分析方法，并应用于水电站竖向振动传导分析。通过水电站厂房结构振动分析表明，复杂扰动分析方法的结果是正确的，可分析各参数扰动对能量传导率的灵敏度问题。该研究能够有效降低扰动范围，提高分析的准确率，为准确分析振动传导路径提供保障。

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含裂纹离心压缩机叶轮结构的振动局部化

王帅，訾艳阳，何正嘉

振动与冲击. 2017, 36(6): 108-113.

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针对离心压缩机在复杂运行工况下的失谐与裂纹问题，研究裂纹与失谐对叶轮结构振动响应和振动局部化的影响规律。首先，采用三维有限元模型建立具有复杂几何形状的叶轮结构的定量分析模型，并通过在裂纹界面上定义接触的形式模拟裂纹的呼吸效应。其次，通过采用混合界面模态综合法对系统自由度进行缩减，以解决了采用三维有限元模型分析非线性系统动态响应时所存在的计算量大和收敛困难的问题。最终，采用Monte Carlo方法对含裂纹的失谐叶轮结构进行统计分析，研究随机失谐和裂纹故障对叶轮结构振动局部化的影响规律。结果表明裂纹和失谐都会对结构的振动响应产生显著的影响，并会导致振动能量的集中和振动局部化现象。

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无变形网格下运动参考系求解平动流固耦合问题

战庆亮，周志勇，葛耀君

振动与冲击. 2017, 36(6): 114-121.

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为模拟平动涡激振动，本文采用一种无变形网格的计算方法。通过运动参考系模拟整个求解域的运动，结合非结构网格下高精度算法，在NS方程中引入运动参考系引起的对流项及采用新的边界处理方式，通过构造合理的计算求解域，对低雷诺数下(Re=200)圆柱涡激振动进行了模拟，得到了圆柱涡激振动振幅以及详细流场结构，与实验结果和数值结果相比都得到了很好的一致性。并对不同阻尼比、频率比等参数进行研究，详细对比了不同振幅下尾流结构特征。结果证明了本文的计算方法是可行的、准确的。

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无杆式气缸弹射装置内弹道仿真与优化设计

姚琳1，马大为1，任杰1，魏龙涛2，李亚1

振动与冲击. 2017, 36(6): 122-127.

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提出一种新型无杆式气缸导弹弹射装置,可实现小尺寸、长行程、低过载发射。引入真实气体状态方程—RK状态方程，推导真实气体条件下比热力学能、比焓等热力学参数表达式，建立考虑真实气体效应的无杆式气缸弹射装置内弹道模型，获得了导弹弹射过程中热力学参数与导弹运动参数的变化规律。计算结果表明：与“单电磁阀”供气方案相比，采用优化后的“主副电磁阀”供气方案，在弹射结束时，气体质量流量增大52.9%，低压室压强提高14.3%,导弹过载系数提高了41.3%；在最大过载和有效推弹行程不变的条件下，导弹的离轨速度提高15.8%。

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基于二阶包络逆EMD算法改进与实现

何经伟，胡维平，莫家玲

振动与冲击. 2017, 36(6): 128-133.

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在分析经典EMD(Empirical Mode Decomposition)和高阶极值点逆向筛分EMD方法的基础上，提出了一种基于二阶包络逆EMD的改进方法。该方法结合标准EMD与逆EMD的良好属性，采用一阶、二阶包络，通过给定条件在筛分过程选择最优包络均值进行筛分。实验结果表明：该方法适用于分解频率差值较低的多分量信号且减小高频分量误差；有效地减小估计误差及抑制多余IMF分量；以最优包络作为筛分包络，EMD分解效果更佳。

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基于声传感器阵列的连续泄漏定位方法研究

边旭 1，张宇 1，王佳强 1，李一博 1，靳世久 1, 孙立臣 2，綦磊 2

振动与冲击. 2017, 36(6): 134-139.

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本文针对压力容器(如在轨航天器)发生泄漏时的漏孔定位问题进行研究，提出了一种基于声传感器阵列的定位方法。当已发生泄漏时，该方法通过声传感器阵列获取器壁中传播的超声波信号，并分析阵列中各个传感器采集数据间的时空相关性，实现了对泄漏源的快速准确定位。文中分析了泄漏所激发的超声波信号在薄板中的传播特性，证明了采集信号相关性随采集点间距离的增大而减小，从而指导传感器阵列的设计与制作，同时通过设计相应的实验讨论了不同阵元间距条件下的定位精度。实验结果表明定位误差受阵列中阵元数目及阵元间间距影响，当阵元数目为8，阵元间距为8mm情况下，本算法在1m2 的平板上，定位绝对误差平均值小于10mm。

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变埋深条件下混凝土中爆炸应力传播规律的研究

李重情1,2，穆朝民1,2，石必明1

振动与冲击. 2017, 36(6): 140-145.

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为了研究爆炸冲击应力在变埋深混凝土中的深传播规律，通过自由场实验和量纲分析，研究得出了混凝土中不同埋深爆破冲击应力传播规律，并利用等效当量埋深系数推导出C30混凝土不同埋深爆炸冲击应力预估公式。研究结果表明：对于C30混凝土，装药比例埋深在-0.25 m/kg1/3~1.0m/kg1/3范围内时，爆炸冲击应力峰值随装药比例埋深增加而增大，但其衰减规律基本一致；对于不同强度的混凝土触地爆（h=0m/kg1/3），爆炸冲击应力峰值随混凝土强度增加而增大，应力衰减规律基本一致；给出了较精确的C30混凝土不同埋深爆炸冲击应力预估公式。

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磁流变阻尼器非参数化模型泛化能力的提高

陈昭晖1，倪一清2

振动与冲击. 2017, 36(6): 146-151.

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建立磁流变阻尼器的动态模型以描述其强非线性动力学行为是智能磁流变控制系统设计及应用的关键环节之一。泛化能力是衡量基于人工神经网络技术的磁流变阻尼器非参数化模型性能的重要指标，也是保证控制系统稳定性和可靠性的重要因素。本文基于磁流变阻尼器的动力学试验数据，提出贝叶斯推理分析框架下的非线性自回归（nonlinear autoregressive with exogenous inputs，NARX）神经网络技术建立磁流变阻尼器的动态模型，通过网络结构优化和正则化学习算法的结合以有效地提高模型的预测精度和泛化能力。研究结果表明，基于贝叶斯推理的NARX网络模型能够准确地预测磁流变阻尼器在周期和随机激励下的非线性动态行为，同时验证了该模型相比于非正则化模型在泛化性能方面的优越性，因此，有利于实现磁流变控制系统的实时、鲁棒智能化控制。

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斜楔块条件下超声换能器的声场仿真

董明1,2，马宏伟1，陈渊3，张旭辉1，曹现刚1

振动与冲击. 2017, 36(6): 152-156.

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各种大型轴类零件形状复杂，体积和质量大，拆卸困难，主要用小角度纵波探头在轴端面实施探伤。小角度纵波超声检测方法在工业中有着大量的应用，对于小角度纵波探头的声场研究还较少。以空间脉冲响应为理论基础，根据界面条件下的波形转换以及超声波的透射规律，建立了小角度纵波超声探头在斜楔块条件下的空间声压模型，给出了其空间脉冲响应的计算公式，并仿真得到了不同斜楔块角度时介质中的声压分布图，利用半圆阶梯试块测试了声轴线的声压和指向性图，实验结果和仿真计算基本一致。该方法可用于不同参数的超声探头倾斜入射时的声场仿真，为制定轴类零件非拆卸情况下的检测策略，提高检测可靠性奠定基础。

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一种确定斜齿轮传递误差和啮合刚度的快速有效方法

常乐浩1 贺朝霞1 刘岚2 刘清涛1

振动与冲击. 2017, 36(6): 157-162.

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基于Smith切片法理论，提出了一种快速计算斜齿轮副传递误差和啮合刚度的改进方法。该模型将斜齿轮沿齿宽方向划分为一系列相互独立的薄直齿轮，考虑单个切片的弯曲-剪切变形、局部接触变形及轮体结构变形，通过各切片间的变形协调关系建立斜齿轮非线性承载接触模型，进而得到齿面载荷分布、传递误差和啮合刚度等信息。该方法较Smith切片法增加了时变单齿刚度、接触变形非线性效应以及轮体结构参数的影响，提高了模型的计算精度和适用性。该模型的计算精度与有限元方法相当，但具有更高的计算效率，更适合于齿轮传动系统振动和噪声的快速预测。

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陶瓷易碎弹对铝板的冲击特性研究

易荣成，王坚茹，印立魁，陈智刚，胡迪奇

振动与冲击. 2017, 36(6): 163-167.

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为研究陶瓷易碎弹对铝板的冲击特性，建立陶瓷易碎弹冲击铝板的有限元模型，利用LS-DYNA有限元程序分析弹头冲击铝板时的应力变化及速度对弹头冲击性能的影响；建立陶瓷易碎弹冲击铝板的力学模型，对陶瓷易碎弹弹头破碎进行理论分析；通过陶瓷易碎弹对铝板的冲击性能试验，验证数值模拟和理论分析的正确性。研究结果表明：陶瓷易碎弹具有良好的破碎性能，合适的速度冲击铝板时铝板损伤较小；弹头破碎从陶瓷壳体圆头部开始，陶瓷壳体最大应力始终在弹-靶接触区域边缘，是冲击过程中陶瓷壳体最容易破坏的区域。

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地面效应对近流线型断面涡激共振性能的影响

周志勇1,2 毛文浩3

振动与冲击. 2017, 36(6): 168-174.

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当桥面接近地面时，地面的存在会使断面的绕流情况与远离地面时不同，有可能对主梁在风荷载作用下的静力和动力响应产生不利的影响，而主梁离地高度将成为影响主梁气动性能的重要因素。本文基于风洞试验和计算流体动力学（CFD）相结合的方法，对存在地面效应的近流线型断面的涡激共振性能进行研究。首先，基于风洞试验获得近流线型断面在两种粗糙度地面、三种风攻角、四种离地高度下的涡激共振区间和振幅及其随离地高度的变化规律，试验结果表明，地面效应会使得涡激共振区间提前但涡激共振幅值有所减小。其次，采用CFD识别各试验工况下的断面的绕流特征、锁定区间和最大振幅，并通过静态和动态流场可视化分析，分析了地面效应对近流线型断面涡激振动的影响机理。

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变速器啸叫声品质的RBF神经网络预测与权重分析

施全1，柳培海2，郭栋2，易鹏3

振动与冲击. 2017, 36(6): 175-180.

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以变速器啸叫为研究对象，提出使用径向基(RBF)神经网络的方法来确定变速器声品质评价中客观评价参数对主观评价结果的影响权重。采集变速器不同位置的声音信号作为试验样本，用等级评分法对111个样本信号进行了主观评价试验，同时计算11个声品质客观评价参数。以客观评价参数计算结果为神经网络输入，声品质主观评价结果为输出，引入径向基神经网络建立了变速器声品质预测模型。以预测模型为基础，利用各网络层间连接权值，计算变速器声品质客观评价参数对主观评价结果的影响权重。研究结果表明：变速器啸叫声品质主要受SIL-4、总响度和随时间响度三个客观参量的影响。

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基于非线性自适应滤波算法的齿轮传动系统振动主动控制

李自强1，2，李以农1，2，钟银辉2，杜明刚3，杨阳3

振动与冲击. 2017, 36(6): 181-187.

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为了削减齿轮传动系统的振动响应，提出了在靠近激励源处附加压电堆作动器同时抑制两对齿轮振动的双通道主动控制结构。鉴于FxLMS自适应滤波算法对非线性系统应用的局限性，采用了一种非线性自适应滤波双线性FxLMS(Bilinear FxLMS, BFxLMS) 算法。由于次级通道的准确性对于BFxLMS算法的控制性能有很大的影响，而应用较广的叠加噪声次级通道辨识技术会降低控制系统的效果，因此本文采用了一种直接估计误差技术对次级通道进行在线辨识，搭建了二级齿轮传动系统振动主动控制试验台，利用dSPACE作为控制器进行了半实物仿真试验。试验结果表明，在以两对齿轮啮合基频为衰减目标时，应用BFxLMS算法和FxLMS算法控制的齿轮箱体上的振动都有明显的减弱，而BFxLMS算法在齿轮传动系统主动控制应用中有更好的控制效果，在第一对齿轮啮合基频处可以达到11 dB的衰减量，在第二对齿轮啮合基频处可以达到10 dB的衰减量。

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基于P-I模型的爆炸载荷下波纹板防爆墙抗爆能力评估

师吉浩朱渊陈国明付建民刘少杰

振动与冲击. 2017, 36(6): 188-195.

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以非线性有限元分析方法为基础，分析三种波纹板防爆墙在不同爆炸载荷下的动态响应及破坏机理，基于最大破裂应变准则，采用P-I模型，拟合三种类型波纹板防爆墙的抗爆评估P-I曲线，获取确定拟合不同防爆墙P-I曲线的统一经验方程形式，借助方差分析，进行波纹板防爆墙P-I曲线的参数影响性分析，基于最小二乘法，建立任意截面尺寸波纹板防爆墙P-I曲线的预测经验公式，结合实际案例，预测某截面尺寸下波纹板防爆墙的抗爆能力，并与实验实测值、单自由度理论模型进行对比。预测经验公式由于考虑应变率效应及局部响应效应，更具有准确性，其可用于快速、便捷地进行油气爆炸载荷下任意截面尺寸防爆墙抗爆能力评估，为工程人员初始抗爆设计、灾后后果评估提供参考。

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基于ABAQUS串列立管碰撞的有限元分析

杨尊儒1,2，白兴兰1,2，谢永和1,2

振动与冲击. 2017, 36(6): 196-200.

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以两串列立管碰撞为研究对象，运用有限元分析软件ABAQUS，考虑水耦合作用研究串列立管的局部碰撞行为。通过模拟立管碰撞前的静态弯曲和动态碰撞过程，将静态分析的结果导入动态分析步中，从单一因素方面分析碰撞速度、立管夹角、内压对立管碰撞应力的影响，并将考虑水耦合作用和不考虑水耦合作用的应力变化情况进行了对比分析。结果表明：在给定工况下，两立管发生多次碰撞，考虑水耦合作用时，立管碰撞产生的应力较小。在分别考虑和不考虑水耦合时，碰撞速度、夹角、内压对立管应力变化的影响是不同的，初始碰撞产生的应力随碰撞速度的增大而增大，存在某一适当的夹角和内压值，使立管较为安全，可以避免立管遭受撞击而发生破坏，为立管群的排列布置提供参考。

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全潜式浮式风机基础在不同风况下的动力特性研究

丁红岩 1，2，3，韩彦青 3，张浦阳 1，2，3，乐丛欢 1，3

振动与冲击. 2017, 36(6): 201-206.

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综合半潜式、Spar式、张力腿式浮式风机基础的特点，提出一种新型全潜式浮式风机基础，并采用FAST软件耦合水动力-空气动力-控制系统-系泊系统对不同风况下的浮式风机及全潜式浮式基础的动力特性进行分析。分析结果表明全潜式浮式风机塔筒的自振频率及基础六自由度的自振频率能够较好的避开常见海浪的频率及风机运行频率1P、3P等。全潜式浮式风机在不同风况下具有较好的运动特性，全潜式浮式风机基础在不同风况下的横荡、垂荡、纵摇与风机在不同风速下受到的推力相关。

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双台阵振动模拟系统控制方法研究

关广丰熊伟王海涛

振动与冲击. 2017, 36(6): 207-211.

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利用多个振动台组成台阵振动模拟系统，进行大跨度结构甚至足尺模型的实验，是振动环境模拟的新发展方向。控制系统是台阵模拟系统的关键技术，其性能优劣直接关系到对试件可靠性的定量评估。以冗余驱动电液振动台及电动振动台组成的双台阵系统为研究对象，分别对电液振动台加速度控制策略、冗余力控制策略及电动振动台位姿控制策略进行详细分析，并基于分布式控制结构设计双台阵振动模拟控制系统。最后通过实验验证台阵系统控制器的有效性。

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大阻尼高比刚度复合材料仪表板结构设计及动态特性分析

梁森1,张术国 1，梁天锡2，韦利明 2

振动与冲击. 2017, 36(6): 212-217.

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提出了一种新型五层夹芯复合材料仪表板的设计结构，其中上、下蒙皮和中心层设计成嵌入式共固化多层阻尼复合材料结构，并在上蒙皮和中心层以及在下蒙皮和中心层之间设计成一定厚度的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料，通过有限元数值模拟对其动力学性能进行研究，并与制作出试件的模态分析实验结果进行对比，表明此种设计结构具有非常高的阻尼和比刚度特性，为轻质精密复合材料仪表板设计理论和制作工艺的进一步研究奠定了坚实的基础。

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近距离隧道轨道列车同时运行引起的环境振动

金学健李双李成侯晋

振动与冲击. 2017, 36(6): 218-222.

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近距离平行隧道和交叠隧道中轨道列车同时运行引起的环境振动明显高于单列车运行情形，对此类环境振动进行定量计算和预测是一个亟待解决的问题。以苏州轨道交通4号线为背景，建立近距离平行隧道-地基平面有限元模型，研究在不同列车荷载组合、不同隧道间距及不同隧道埋深下的地面振动响应特点和规律，并对数值计算结果进行多项式拟合，得到基于双列车荷载作用下的地面振动预测公式，为工程设计和环境评价提供参考。

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高速公路护栏立柱导波相位特性分析与试验研究

柳伟续1 唐志峰2 吕福在3 乔印虎1 张春雨1

振动与冲击. 2017, 36(6): 223-228.

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为了实现对高速公路立柱端面导波信号的自动识别，进而实现立柱的埋深检测，对立柱端面处导波信号的相位特性进行了分析研究。通过推导计算反射系数得出端面回波信号与激励脉冲信号反相的相位特性。采用基于Gabor字典的匹配追踪算法分别对ABAQUS有限元仿真信号和实测导波信号进行了稀疏分解,通过所得匹配原子的相位参数验证了回波信号的相位特性，其中实测信号为分别用64kHz和128kHz的T(0,1)模态导波对埋地立柱和自由立柱进行检测所得。仿真与实测信号的试验结果与理论分析相吻合，回波信号的相位特性为导波检测中的信号处理技术提供了新的途径和方法。

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基于尺寸效应的微径铣刀磨损预测模型的建立与实验研究

孟杰1，陈小安2，吕中亮1，李翔1

振动与冲击. 2017, 36(6): 229-234.

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刀具磨损是影响微细铣削加工的重要因素之一，将材料的本构模型与Usui刀具磨损模型相结合，并考虑到微细加工中存在的尺寸效应，提出一种新的刀具磨损预测模型，采用有限元仿真和物理实验的方法确定硬质合金刀具铣削碳钢时刀具磨损预测模型中的相关参数，并进行了实验验证。为了更直观的观察、预测刀具磨损情况，将该模型应用于微细铣削仿真过程中，可求得任意时刻刀具的磨损及几何轮廓。为微细铣削中刀具磨损的研究提供了新的方法。

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改进EMD-ICA去噪在水轮机组隐蔽碰磨诊断中的应用研究

郑源1,3，潘天航1，王辉斌2，葛新峰1

振动与冲击. 2017, 36(6): 235-240.

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水电机组运行工况复杂，水、机、电以及噪声信号参杂耦合，早期的隐蔽的故障特征难以提取，给机组的运行造成隐患。为此，本文提出一种改进的经验模态分解（EMD）-独立分量分析（ICA）的新方法。通过经验模态分解将单通道信号分离成各个内禀模态函数（IMF），以能量波动系数为指标设定阀值，判断是否发生模态混淆。排除虚假IMF，选择与原信号相关系数较大IMF构造虚拟通道进行ICA分离，对分离信号提取其故障频率特征。以此方法指导国内某电站检修，成功排查出故障，证明此方法可以自适应、高效的去噪并提取振动故障特征，有很好的工程实用性。

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非线性渐变刚度钢板弹簧疲劳分析载荷谱编制方法

韩为铎,卢剑伟,莫家奇

振动与冲击. 2017, 36(6): 241-245.

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提出了一种适用于非线性渐变刚度钢板弹簧疲劳可靠性分析评价的载荷谱编制方法。在ANSYS中建立考虑非线性接触的钢板弹簧总成有限元模型并根据台架试验结果进行参数识别，获得了簧片上任意点应力与形变之间的非线性对应关系。在试验场采集获得钢板弹簧在强化路面下的加速度信号，通过处理，获得了板簧弧高随时间变化的信号。结合应力与弧高的对应关系以及弧高随时间变化的信号，精确获得了强化路面下钢板弹簧疲劳热点区域的应力载荷谱。采用雨流计数法对编制获得的载荷谱进行分级计数并依此为基础对疲劳热点进行可靠性分析，预测结果与道路试验相吻合。

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侧向撞击荷载下FRP管-混凝土-钢管组合梁抗撞性能的理论分析模型

邹淼1 王蕊2

振动与冲击. 2017, 36(6): 246-251.

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本文基于ABAQUS有限元软件为平台建立了FRP管-混凝土-钢管组合结构在低速侧向撞击荷载下的有限元计算模型，该模型计算结果与现有试验结果对比后吻合良好，能够较好地模拟FRP管-混凝土-钢管组合结构在侧向撞击作用下的性能。同时利用该模型进行了有限元参数分析，通过改变冲击能量和空心率来分析它们各自对该组合结构撞击性能的影响。得出的结论是冲击能量对该组合结构跨中极限挠度影响显著，但冲击力平台值却几乎不变；空心率对该组合结构抗撞击性能影响较大，尤其是当空心率在0.6～0.8范围内时组合结构展现出良好的抗撞击性能，且当空心率χ=0.7时，FRP管-混凝土-钢管组合结构表现出的抗冲击力学性能最好。这些研究对进一步开展FRP管-混凝土-钢管组合结构的抗撞击性能研究提供了一定的参考依据。

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2017年, 第36卷, 第6期　
刊出日期：2017-03-15

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