振动与冲击

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闫维明1，王瑾1，许维炳2，彭凌云1，张奎1

振动与冲击. 2018, 37(3): 1-7.

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为明确连接刚度对调频型颗粒阻尼器（Tuned Particle Damper，简记为TPD）减震控制效果的影响，确定实际可用的较优的阻尼器连接刚度范围，本文设计制作了某钢筋混凝土框架结构1:30缩尺试验模型及可用于该试验模型的调频型颗粒阻尼器，设计了不同的TPD连接刚度，通过系列振动台试验研究了连接刚度对该型阻尼器减震控制效果的影响。结果表明：合理设计的TPD能有效降低地震荷载作用下结构的位移响应；TPD与受控结构的连接刚度对TPD减震控制效果影响显著，TPD自振频率与结构控制方向基频之比在0.90~1.10范围内，TPD减震效果较优。

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一种基于均方比值的人致结构振动加速度响应信号筛选方法

杨娜,胡浩然,戴璐

振动与冲击. 2018, 37(3): 8-13.

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本文提出了一种基于人致楼板振动响应的加速度均方根值参数，这个参数是结构振动响应信号均方根值和加权均方根值的比值，该参数能够快速判断采集到的人致楼板构振动信号数据是否异常。本文通过人致楼板振动响应均方根值的理论推导得到了该参数的具体表达式，同时通过建立施加不同工况的人群荷载有限元楼板模型，和不同工况人群作用下楼板振动现场试验，对这个参数的性质进行了论证，该参数受人群荷载的参数影响小，与结构自身的基本性质相关性大，在处理大量数据信号时，可以通过该参数对数据进行快速筛选。

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基于多级径向节流与柱状波纹压溃的碰撞盒研究

李祝强1,廖昌荣1,付本元1,章鹏1,简晓春2

振动与冲击. 2018, 37(3): 14-21.

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针对汽车碰撞盒容易出现欧拉失稳导致吸能特性劣化问题，研究了一种柱状波纹压溃与胶泥流动产生压差缓冲的碰撞盒。通过实验研究了所用胶泥材料的Oswald-deWaele冥律流体本构模型，得出了胶泥的模型参数；采用落锤冲击实验方法研究了柱状波纹压溃件的冲击力传递特性；建立了胶泥在多级径向通道中流动的连续性方程和控制微分方程，推导了不同径向位置的径向速度分布表达式和压力梯度；采用平均惯性法分析了惯性效应对于压力梯度的影响，得到了胶泥在碰撞盒中非稳态流动缓冲力计算方法。为验证理论计算的合理性，设计制作了胶泥多级径向流动节流与柱状波纹压溃共同作用的碰撞盒样机，利用落锤冲击试验机和力传感器构建了冲击测试平台，并对缓冲装置进行了两种不同高度的冲击实验，比较了不同冲击能量下的胶泥缓冲器传递冲击力的测试值与理论值，分析了产生误差的原因。

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一种带谐振腔的压电风能收集器

舒畅，张健滔，张佳，方舟

振动与冲击. 2018, 37(3): 22-26.

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为了提高风能收集器的能量转化效率，提出了一种带谐振腔的压电风能收集器。建立了该压电风能收集器的数学模型，该模型考虑了风流体、结构振动以及输出电能之间的关系。基于该模型进行了仿真分析，获得了收集器结构参数、风速对发电能力的影响规律。制作了风能收集器样机，并进行了实验，结果表明，在2m/s~12m/s的低风速范围内，带有谐振腔的压电风能收集器的输出电能要大于不带谐振腔的收集器。

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截割厚度与截线距对镐型截齿破岩力学参数的影响

梁运培1，王想1,2，王清峰2

振动与冲击. 2018, 37(3): 27-33.

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基于对一种砂岩的直线截割试验，研究截割厚度和截线距对镐型截齿破岩力学参数的影响。单因素回归表明：截割力、法向力与截割厚度成正比，线性拟合和幂函数拟合均能很好的描述它们之间的统计学关系；随着截割厚度的增加，法向力截割力比值呈线性减小；随着截线距的增加，截割力和法向力呈线性增加，法向力截割力比值呈幂函数减小。载荷波动性系数随着截线距与截割厚度比值的增大呈线性减小。多元线性回归表明：截割力、法向力与截割厚度和截线距之间有极强的统计学关系；载荷波动性系数与截割厚度及截线距之间存在显著的统计学关系，且与截割厚度成正比，与截线距成反比。对比发现，Evans[4]的理论模型较Roxborouth 和 Liu[5]、Goktan[6]的改进模型对截割力有更好的预测性能。

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功能梯度点阵夹层结构抗爆性能数值仿真研究

王同银，刘杨，李刚，陆晓峰，朱晓磊

振动与冲击. 2018, 37(3): 34-39.

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为进一步提高点阵夹层结构的抗爆性能，提出了面板上薄下厚，芯层上细下粗（正向梯度化）的功能梯度点阵夹层结构，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对新结构的抗爆性能进行了数值模拟研究。分别探讨了面板梯度化、芯子梯度化对结构抗爆性能的影响，并对功能梯度点阵夹层结构的各尺寸参数做单因素分析。结果表明，同时考虑面板和芯子的正向梯度化能大幅度提高点阵夹层结构吸能，面板正向梯度化对吸能的贡献比例高于芯子梯度化。此外，由单因素分析可知，上下面板厚度、芯层厚度以及芯杆与下面板之间的夹角对抗爆性能影响很大，芯杆上下截面边长对抗爆性能的影响相对较小。

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含裂纹故障的航空发动机转子系统动力学特性分析

路振勇侯磊侯升亮陈予恕孙传宗

振动与冲击. 2018, 37(3): 40-46.

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针对某含有呼吸裂纹故障的航空发动机高压转子系统，研究了系统的动力学特性。考虑裂纹转子的时变特性，推导了裂纹转子的刚度矩阵，考虑重力及不平衡激励，采用转子动力学有限元法建立了系统的动力学方程。采用谐波平衡法对方程进行近似求解，给出了不同裂纹深度下的三维幅频图，表明在临界转速和1/n（n=2，3，4）倍临界转速处均有峰值出现；分析了裂纹深度、裂纹位置对系统振动响应的影响，表明位于跨中的深裂纹影响最大；计算了系统在升速过程中的三维频谱图，结果表明二倍频、三倍频、四倍频成分明显。最后，用Newmark-β数值方法验证了计算结果的正确性。提出的空心轴呼吸裂纹的建模方法为航空发动机转子系统裂纹故障的非线性动力学分析提供了理论指导。

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斜拉桥横向减震振动台试验

易江1，孙平宽2，李建中1

振动与冲击. 2018, 37(3): 47-53.

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为了研究弹塑性阻尼器对斜拉桥横向地震反应的减震效果，以一座独塔斜拉桥为研究对象，设计了1:20大比例缩尺的全桥振动台模型，采用一条远场波和一条近场波作为地震输入，对该模型进行了全桥横向振动台试验。试验结果表明，与塔梁、墩梁横向固定连接相比，塔梁、墩梁横向采用弹塑性阻尼器连接能有效减小桥塔横向地震响应，如在远场和近场地震输入下，塔底截面钢筋应变分别最大减小了40%和10%；但在近场地震输入下，弹塑性阻尼器变形约为远场地震输入时的3.6~4.6倍，加载完成后产生明显的残余变形。通过对比数值和试验结果可知，数值结果与试验结果较接近、吻合较好。

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弹簧和补偿环用辅助密封圈刚度和阻尼对气体端面密封追随性的影响研究

张树强，王良，陈杰，赵伟刚

振动与冲击. 2018, 37(3): 54-60.

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气体端面密封在实际运行中，静环对动环轴向窜动和角向摆动的跟踪响应能力(追随性)至关重要，优良的追随性能够降低外界干扰对密封稳定性造成的影响。将气体端面密封简化为弹簧-阻尼-质量系统，基于线性化的摄动法求解了密封气膜动态性刚度和阻尼系数，在此基础上研究了弹簧和补偿环用辅助密封圈刚度和阻尼对气体端面密封追随性的影响规律，研究对象包括动压式密封、静压式密封以及动静压混合式密封三种密封形式。研究结果表明：当刚度和阻尼分别小于某数量级时，三种密封在轴向和角向均能具有优异的追随性，随着刚度和阻尼的增加，密封追随性随之变差；同等条件下，动压式密封追随性最好，动静压混合式密封次之，静压式密封最差。

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基于LQG的混合电磁悬架阻尼-刚度设计及试验研究

汪若尘1，钱禹辰1，丁仁凯1，孟祥鹏1，谢健1

振动与冲击. 2018, 37(3): 61-65.

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本文提出了一种具有三种模式的混合电磁悬架，三种模式分别侧重于悬架的平顺性、轮胎接地性和综合性能，协调了悬架平顺性与轮胎接地性之间的矛盾。建立了混合电磁悬架的动力学模型，确定了各个模式下LQG控制策略的加权系数。在不同的模式下分析了刚度、阻尼对于悬架动力学性能以及悬架能耗特性的影响，确定了不同模式下刚度和阻尼的取值，并进行了仿真分析，结果表明：混合电磁悬架相比于传统被动悬架能够有效改善悬架动力学性能，且相比于主动悬架能明显减少能量消耗。最后进行了试验研究，试验结果与仿真结果基本一致，验证了仿真结果的正确性，表明混合电磁悬架能够减少悬架主动控制时的能量消耗。

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电流自适应控制抑制开关磁阻电机转矩脉动

党选举1，苗茂宇1，姜辉1，伍锡如1，李珊2

振动与冲击. 2018, 37(3): 66-71.

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开关磁阻电机(SRM)的强非线性源自其双凸极结构、磁路非线性和脉冲供电方式。传统控制多采用SRM线性转矩模型求得参考电流，导致其运行时转矩脉动大。该文提出基于转矩偏差的双权值神经网络(DWNN)自适应PID控制与基于有限差分扩展卡尔曼滤波(FDEKF)预测电流的前馈补偿控制相结合的SRM控制策略。(1)加入偏差预处理，对转矩偏差进行非线性处理，实现“小误差，大增益，大误差，小增益”的控制，以此为基础进行双权值神经网络自适应PID的电流控制；(2)采用预测电流，构成参考电流的前馈补偿控制，提高控制系统一步预测能力。基于有限差分扩展卡尔曼滤波预测电流，将其与参考电流之差实时补偿参考电流，优化得到恒转矩下有效的控制电流，间接实现总转矩的有效控制。仿真结果证明该文所提控制策略能有效抑制SRM的转矩脉动。
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基于扩展工况传递路径分析的驾驶室振动传递路径二级建模应用研究

陈剑邓支强曾维俊舒宏超李士爱戎芳明

振动与冲击. 2018, 37(3): 72-78.

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阐述了OPAX方法的基本理论，对某中型卡车驾驶室振动实施传递路径分析，并针对该车结构设计特点，提出基于OPAX方法的二级TPA分析模型，分别为动力总成-驾驶室一级传递路径模型和车架-驾驶室二级传递路径模型。通过建模测试计算获得各级悬置动刚度、工况载荷和路径贡献量，准确定位引起驾驶室振动水平较大的原因，提出改进方案，有效减小驾驶室振动水平。该应用研究表明二级TPA模型更符合研究对象的结构设计，能反映出更详尽的结构路径特性，是对已有TPA模型的丰富和拓展，对OPAX方法的工程应用具有重要的借鉴意义。

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钢护筒-混凝土灌注桩承台节点抗震性能试验研究

张菊辉1 王伟1 姜大威1 管仲国2

振动与冲击. 2018, 37(3): 79-84.

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为探究钢护筒与承台的合理连接方式，对钢护筒-混凝土灌注桩承台节点浅嵌入、锚筋嵌入、深嵌入三种不同的构造形式进行拟静力试验，分析三种不同试件的破坏特征、滞回性能、承载力、刚度、延性及耗能性能等抗震指标，研究钢护筒与承台连接节点形式对节点抗震性能的影响。结果表明：深嵌入节点构造方式的抗震性能最佳，可明显改善节点的承载能力、累积滞回耗能与刚度。锚筋嵌入和浅嵌入试件的主要破坏模式为近节点区承台混凝土的开裂与剥落，浅嵌入的破坏效应最为明显，承载力最差，锚筋嵌入形式虽在承载能力上相较浅嵌入形式提高20%，但仍然提供一种弱节点连接形式。

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基于驱动谱修正迭代控制算法的三轴振动控制研究

王伟，陈章位，栾强利

振动与冲击. 2018, 37(3): 85-90.

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对三轴振动试验系统进行分析，研究了多输入多输出功率谱复现控制算法。利用频响函数估计法对系统进行辨识。针对系统频响矩阵为长方阵并出现奇异点的情况，采用奇异值截断法保证算法的稳定性，并运用迭代控制算法修正驱动谱提高振动控制的精度。通过三轴向振动台与集成该算法的多输入多输出振动控制器进行三轴向振动试验。实验结果表明：基于频响函数估计法修正迭代控制算法进行振动试验对功率谱的复现具有较好的精度和工程实用性。

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行人SMD模型参数对人群-结构耦合动力特性的影响

王彩锋，高世桥，牛少华，刘海鹏

振动与冲击. 2018, 37(3): 91-97.

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分析行人单自由度弹簧-质量-阻尼器系统中模型参数的随机特性，建立步行人群-结构耦合自由振动方程，采用复模态法求解得到结构的固有频率和阻尼比。研究行人频率、阻尼比和弹性质量对结构基频和阻尼比变化率的影响；应用Monte-Carlo仿真，得到不同频率结构在不同的人群与结构质量比下的基频和阻尼比的95%及5%分位点。分析表明，当空载结构与行人的频率比约为1.1时，结构基频和阻尼比的变化率最大；空载结构基频离行人频率范围较近时，质量比增大会使结构基频和阻尼比的随机散布增大。

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星轮偏心误差对浮动式星型齿轮传动动态特性的影响

郭芳，方宗德，张永振

振动与冲击. 2018, 37(3): 98-104.

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以太阳轮浮动式星型齿轮传动系统为研究对象，基于集中参数理论，建立了星型传动广义动力学模型，建模中考虑了齿轮制造偏心误差、时变啮合刚度以及间隙浮动机构等因素。采用数值解法对系统的动力学微分方程进行求解，获得了系统的受迫振动响应，利用时间历程、相平面、Poincare截面图及Fourier频谱分析了系统的动态特性。着重研究各星轮偏心误差及间隙浮动机构对星型轮系动态特性的影响规律。结果表明：星轮偏心误差增强了系统振动；不同位置、不同数量的星轮偏心误差作用，对应的系统动态响应不同；间隙浮动结构影响了系统的稳定性，不利于振动噪声的控制。

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考虑桩土相互作用的车桥耦合动力分析

乔宏1,夏禾1，杜宪亭1

振动与冲击. 2018, 37(3): 105-111.

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本文研究了桩土动力相互作用对车桥耦合系统动力响应的影响。基于子结构方法，将完整的列车-桥梁-桩基础-地基相互作用模型分解为列车-桥梁相互作用子系统和桩基础-地基相互作用子系统，分别建立两个子系统的运动方程。在建立桩基础-地基相互作用子系统的运动方程时，为了考虑该系统的频率相关性，通过连续时间有理近似将频域内的阻抗函数转化至时域内，并用一个高阶弹簧-阻尼-质量模型模拟。通过迭代计算得到两个子系统的动力响应。最后，以一列8节编组的客车通过5跨简支梁为算例，研究了桩土相互作用对车桥耦合系统动力响应的影响。研究结果表明：考虑桩土相互作用以后，车桥耦合系统动力响应有所增加，在今后的分析中应充分考虑该因素的影响以获得偏于安全的计算结果。

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基于性能的耐久性损伤RC构件时变抗震设计方法研究

梁岩1,李杰1,罗小勇2,陈淮1

振动与冲击. 2018, 37(3): 112-118.

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本文采用基于性能的抗震设计方法，考虑典型耐久性环境的影响，以及时变地震作用，探讨基于性能的耐久性损伤钢筋混凝土构件时变抗震设计方法。通过构件变形能力进行量化处理，建立了使用年限内典型耐久性环境下，构件破损指标、相对受压区高度、配箍特征值及曲率延性的量化关系式。对耐久性退化钢筋混凝土构件抗震设计时，应根据使用年限及耐久性环境，通过性能目标来调整构件设计要求，建议对规范配箍特征值、最小配筋率及相对界限受压区高度等抗震设计指标进行调整。以一般大气环境为例，给出了典型耐久性环境下，构件抗震设计时的最小配筋率和最小配箍率调整系数，以及不同抗震等级下的相对受压区高度在不同设计使用年限内的限值要求。

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基于能量有限元法的功能梯度梁振动分析

王迪1，朱翔1.2，李天匀1.2，衡星1，高双1

振动与冲击. 2018, 37(3): 119-124.

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功能梯度材料（FGM）由于其优良的结构性能和重要的应用价值，近些年来得到了广泛的研究和关注。本文采用能量有限元法对功能梯度梁和耦合梁的弯曲振动特性进行研究，推导了功能梯度材料梁的能量密度控制方程、能量有限元矩阵方程以及耦合梁的能量有限元方程，从而得到梁中的能量密度和能量流。以一简支功能梯度梁为例，分别采用本文的方法和传统有限元法计算了梁弯曲振动时的能量密度，通过对比验证了本文能量有限元法求解的准确性。在此基础上进一步对耦合功能梯度梁结构的能量密度和能量流进行了求解，得到其能量分布特征。本研究为基于能量有限元法分析复杂功能梯度材料结构的振动特性提供了理论基础。

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饱和多孔介质板的吻合频率和临界频率分析

周凤玺1,2,高潇丽1

振动与冲击. 2018, 37(3): 125-128.

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板结构在隔声设计中应用广泛，而临界频率和吻合频率与板结构的声辐射和隔声性能有着密切的联系。从吻合效应产生的机理，形成吻合效应的条件出发，基于含液饱和多孔弹性薄板的振动控制方程，通过理论分析得到了饱和多孔薄板吻合频率和临界频率的计算公式。作为数值算例，对含液饱和多孔板的吻合频率和临界频率进行了参数分析。讨论了饱和多孔板的吻合频率随板厚、孔隙率、入射角和渗透系数的变化规律,并比较了不同孔隙率下饱和多孔板和弹性板的吻合频率随厚度和入射角的变化。结果表明，弹性板的吻合频率远远大于饱和多孔板的吻合频率，它们的吻合频率随厚度、入射角的增大而减小，随孔隙率的增大而增大，而渗透系数对吻合频率几乎没有影响。

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结合VMD和Volterra预测模型的轴承振动信号特征提取

张云强1，张培林1，王怀光1，杨玉栋2，吴定海1

振动与冲击. 2018, 37(3): 129-135.

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针对滚动轴承振动信号的非线性和非平稳性特点，提出了一种结合变分模式分解（VMD）和Volterra预测模型的轴承振动信号特征提取方法。利用VMD良好的非平稳信号分解能力将轴承振动信号分解成有限个平稳的本征模式函数（IMF）分量，然后对各IMF分量进行相空间重构，在重构的相空间内建立Volterra自适应预测模型，最后根据类内类间距准则对模型参数进行优选，用于描述轴承振动信号。对4种状态的滚动轴承振动信号进行了分析，优选的特征参数表现出较好的分类性能。实验结果表明，所提方法能有效提取振动信号中的非线性和非平稳特征，从而提高滚动轴承故障诊断精度。

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粘滞阻尼减震结构振动台试验与动力可靠度分析

梅真，侯炜，郭子雄

振动与冲击. 2018, 37(3): 136-142.

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开展了随机地震动作用下粘滞阻尼减震结构振动台试验，并采用概率密度演化方法和等价极值事件原理，对有控和无控试验模型的动力可靠度分别进行了分析。结构控制振动台试验中，采用基于物理随机地震动模型生成的地震动样本作为台面输入。试验结果表明，采用粘滞阻尼器作为减振装置，能够显著降低模型结构层间位移反应的均值和标准差，与此同时，楼层剪力的均方根值一般也较无控时明显减小；随机地震动作用下，模型结构动力响应的变异性显著，并且不同试验地震动样本输入时，粘滞阻尼器取得的减振效果不同。试验模型动力可靠度分析结果表明，有控模型结构各楼层可靠度以及体系可靠度均较无控时显著提高，抗震可靠性明显增强。

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基于重力量测量的振动基座初始对准

王志伟1 秦俊奇1 杨功流2石志勇1狄长春1 王风杰3

振动与冲击. 2018, 37(3): 143-146.

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针对传统解析法粗对准不能适用于动基座的问题，提出了一种基于重力量测的解析法动基座初始对准新方法。首先在导航时间中点处的惯性系中建立了中间坐标系；然后将载体系和导航系中的重力矢量投影到中间坐标系中，并对中间坐标系两侧的投影分别求和以及叉乘运算，得到的两个三维空间分别对应初始导航坐标系和初始载体坐标系，并利用所得三维空间完了成动基座条件下的初始对准；最后对几种不同工况下的对准过程进行了仿真对比。结果说明所提方法能够适用于动基座对准，在工程上易于实现，并对车载惯导系统实现行进间对准有一定指导意义。

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高阶局部投影算法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

吕勇，施威，易灿灿

振动与冲击. 2018, 37(3): 147-152.

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针对局部投影降噪算法中邻域相点的质心选取问题，分析了邻域质心的选取对降噪效果所产生的影响。提出了一种高阶邻域质心的选取方法，利用高阶多项式对邻域质心进行了更为精确地估计，更好地适应了吸引子的几何形状，进一步抑制了噪声，提升了局部投影算法的降噪效果。通过数值仿真信号进行了验证，并与同样基于相空间重构的非线性时间序列降噪方法做了对比，说明了高阶局部投影算法的优越性。最后将其运用于工业现场的风机轴承故障诊断中，从频域成功地提取出了滚动轴承的故障特征。

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高速铁路风障在横风与列车风耦合作用下的气动特性研究

柳润东1，毛军1，郗艳红1

振动与冲击. 2018, 37(3): 153-159.

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针对单层、腔室型两种形式的开孔波纹板风障，采用滑移网格方法分别模拟横风条件下高速列车通过风障区域的过程，分析了在横风和列车风耦合作用下风障周围的绕流流场特性、风障面板气动荷载的时域特性及横风与列车风耦合脉动压力的频域特性。结果表明：在高速列车行经风障区域的过程中，无横风时头车产生的冲击作用要大于尾车的；存在横风作用时，列车头车产生的气动冲击作用与横风作用形成对冲，抵消了部分横风能量，而列车尾车则与横风作用相叠加，放大了横风对风障的气动作用；单层风障通过改变横风流向起到挡风减载作用，而腔室型风障同时可在腔室内部及尾流形成大量小漩涡来消耗横风能量，使用腔室风障能显著降低单个风障面板的气动荷载；本文中，横风与列车风耦合作用于风障的脉动压力以及气动荷载的主频谱峰值集中在0.5~5Hz范围内。

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微铣削中考虑时变切削力系数的颤振稳定性预测

刘宇1 王振宇1 杨慧刚2 张义民1

振动与冲击. 2018, 37(3): 160-166.

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颤振问题严重制约了微铣床的加工效率和加工质量。加工过程中刀具的磨损使得系统的颤振稳定性预测精度逐渐降低。为解决上述问题，我们引入时变可靠性理论，并用Gamma过程描述刀刃半径随切削时间的变化关系。建立了系统的时变切削力、时变稳定性和时变可靠性模型，分析了给定条件下系统的颤振稳定性和颤振可靠度随加工时间的变化关系。给出了微铣削在高速铣削过程中在给定切深和主轴转速下系统的颤振时变稳定性和颤振时变可靠性的算例研究。研究表明：随着加工时间的增加系统的颤振稳定性逐渐降低，文中提出的方法能够更准确的预测出不同加工时间内系统的颤振稳定性。

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畸形波作用下二阶波浪载荷对张力腿平台动力响应的影响

李焱1,2，唐友刚1,2，王宾1,2，曲晓奇1,2

振动与冲击. 2018, 37(3): 167-173.

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畸形波易对海上的建筑物造成极大的危害。为研究畸形波作用下张力腿平台的动力响应特性，考虑张力腿平台的六自由度运动与张力腿非线性恢复刚度，建立非线性耦合运动方程。结合随机频率相位角调制法生成的畸形波波面时历，计算在畸形波条件下平台所受的一阶及二阶和、差频波浪载荷，并采用数值方法求解平台六自由度的运动。结果表明，在畸形波作用下，一阶、二阶波浪载荷均受到畸形波的影响，但各波浪载荷成分的增幅在不同自由度上并不相同。以纵荡为代表的低频运动主要受二阶差频波浪载荷影响，以垂荡、纵摇为代表的高频运动受二阶和频波浪载荷的影响。而由平台水平面内运动引发的下沉运动在二阶差频波浪载荷的作用下显著增大，从而诱发了垂荡运动产生了显著增加，因此在畸形波作用下垂荡运动同时受到二阶和频及差频波浪载荷的影响。此外，由于畸形波具有冲击载荷的特性，不同自由度运动幅值出现时刻并不相同。

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舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法

李清，杨德庆，郁扬

振动与冲击. 2018, 37(3): 174-179.

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针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题，指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层（FEM/AML）方法以及耦合声学间接边界元（IBEM）方法是计算精度较高的策略。以某小水线面双体船（SWATH）为研究对象，使用声功率作为评价指标，探讨了声场区域特征尺度选取对计算精度的影响，比较了上述两种方法与常规基于流固耦合的两种方法在计算特性方面的差异。研究表明，声固耦合模式较流固耦合模式声学响应计算结果偏小，对于本文SWATH船的合成总声功率级两者偏差达到1-3 dB，前者计算结果更为精确，基于声固耦合模式的耦合声学IBEM方法是舰船水下辐射噪声预报的首选算法。

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基于多尺度降维的柴油机信号信息熵增强方法

吴春志1，贾继德1，贾翔宇1，张帅1

振动与冲击. 2018, 37(3): 180-185.

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针对柴油机曲轴轴承磨损故障信号特征微弱，易被噪声湮没且不同故障程度信号较难区分的特点，提出了一种基于压缩小波和局部保持投影的柴油机信息熵增强方法。首先利用压缩小波对信号多尺度重构减弱噪声干扰，其次通过局部保持映射对多尺度信号进行降维，消除冗余信息并增强信号的冲击特性，最终以时域、频域以及时频域的三种信息熵表征信号特征。仿真和实例信号表明，该方法对故障信号特征增强明显，依据信息熵值实现了曲轴磨损状态的分类识别。

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空气夹层对含液结构在球形弹体侵彻作用下动态响应的影响

李营1,2，张玮1，朱海清2，杜志鹏1，吴卫国2，张磊1

振动与冲击. 2018, 37(3): 186-194.

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基于一维应力波理论对高强水中冲击波在不同介质间的传播进行分析，提出了2种防护含液结构的空气夹层形式，建立了数值仿真模型。在验证数值仿真方法的基础上，分析了含液结构在弹体侵彻过程中空穴演化、冲击波传播、空气夹层结构变形等的动态变化过程及弹体速度衰减规律，讨论了不同舱室结构在球形弹体侵彻作用下的冲击波特点和结构不同组成部分的能量转换关系，对比了不同弹速下前后板的塑性变形。研究结果表明（1）在含液结构中添加空气夹层能有效降低含液结构前板和后板的冲量、能量和塑性变形；（2）空气夹层影响前后板变形的主要原因为阻抗失配和空气夹层变形引起的稀疏波及液体空化；（3）从整体看，双层间隔板结构衰减前后板变形能力优于方格夹层板结构，但随着弹速的增加，双层间隔夹层板的前后壁变形相互制约，2种结构对含液塑性变形的改变逐渐接近。

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含硬涂层结构的表面微观接触新模型

李玲张健阮晓光蔡安江

振动与冲击. 2018, 37(3): 195-201.

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为研究含有硬涂层的粗糙表面中微凸体和基体变形对表面微观接触特性的影响规律，首先利用Hertz接触理论分别求出微凸体和基体的接触刚度，然后利用不动点迭代法确定微凸体变形量，建立关于微凸体接触变形量的刚度模型，最后通过并联关系耦合接触刚度，建立新的接触表面微观接触模型。为验证新模型对含有硬涂层的粗糙表面接触特性描述的正确性，建立了不同大小和不同材料的单微凸体有限元模型，通过与Hertz模型、有限元分析结果比较，发现当基体材料和微凸体材料不同时，微凸体/基体系统的应力分布会不均匀，微凸体表面的接触力比材料相同时的接触力小，最大应力比材料相同时的最大应力大；在变形量很小的时候，Hertz模型解和新模型解都很好地与有限元分析结果相吻合，随着变形量的变大，有限元分析解和新模型解开始同时偏离Hertz模型解，但新模型解一直趋近于有限元分析解。

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高度可调式抗侧倾液压互联悬架建模及控制策略研究

赵贺雪1，张邦基1，张农1,2，彭鹏1，郑敏毅1

振动与冲击. 2018, 37(3): 202-209.

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针对被动液压互联悬架不能主动适应路况变化，提出一种能够调节车身高度的液压互联悬架系统。通过优化系统参数，使装有液压互联悬架车辆的垂向刚度基本和原车一致；采用分层控制理论进行车身高度调节的切换控制策略研究；基于CarSim、AMESim和Matlab/Simulink三个平台，搭建包含整车多体动力学模型和控制模型的联合仿真系统，并对切换过程、平顺性和操纵稳定性进行仿真分析。结果表明，该系统能够在不降低车辆平顺性的前提下，实现车身高度的按需调节，同时提高车辆的操纵稳定性。

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含预制孔容器内爆问题的FEM-SPH耦合算法模拟

胡廷勋，胡德安

振动与冲击. 2018, 37(3): 210-216.

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考虑带预制孔容器内空气的影响，采用三维FEM-SPH自适应耦合算法程序对含预制孔容器在内爆载荷作用下的动态响应过程进行了模拟，与实验所得到的破坏特征参量吻合。同时也用LS-DYNA软件中ALE算法得到的计算结果与FEM-SPH自适应耦合算法得到的结果进行比较，进一步分析了FEM-SPH自适应耦合算法的有效性。FEM-SPH自适应耦合算法能够稳定再现内爆载荷作用下含预制孔容器的爆炸鼓包过程、预制孔毁伤破坏过程以及容器内空气运动过程，可以为容器内爆问题的数值模拟研究提供有效途径。

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基于周期性激励的采煤机机电液截割传动系统特性分析

杨阳1 2 袁瑷辉1 李国伟1

振动与冲击. 2018, 37(3): 217-222.

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针对现有采煤机截割部齿轮传动链长，适应性差的问题，提出一种采用根据采煤机机电液截割传动系统的结构特点，考虑柱塞泵的流量脉动和齿轮传动系统的时变刚度，建立了液压泵-液压马达驱动截割滚筒的短程传动方案。设计选用合理的动力传动形式，并建立包括泵和齿轮在内的传动系统机电液耦合模型。以流量脉动作为齿轮传动系统外部激励，以时变啮合刚度作为齿轮传动系统内部激励，基于内外部激励对采煤机机电液截割传动系统进行特性分析分析了齿轮传动系统的振动特性。结果表明，考虑泵流量脉动后，马达输出呈现转矩脉动并影响到对齿轮系统振动与动力学特性都有影响，且；时变啮合刚度和流量脉动作为内外部激励是影响齿轮系统动力学特性的主要因素会对传动系统的振动特性产生叠加的效果；考虑泵流量脉动后，马达输出呈现转矩脉动，截割传动系统总效率下降。。

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多跨覆冰导线脱冰振动模型风洞试验研究

刘敏1，晏致涛2,1，冯上铭1,游溢1,3

振动与冲击. 2018, 37(3): 223-229.

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覆冰导线脱冰可能造成金具、导线和杆塔等构件受力破坏，也可能会引起导线闪络、烧断等电力事故。本文设计了1：50的三跨覆冰导线的缩尺模型，采用熔断集中荷载的方法模拟导线脱冰，共七种工况研究三跨导线中脱冰量、脱冰跨位置、覆冰厚度和风速等参数不同时，导线的冰跳高度、导线张力和绝缘子轴力变化规律。结果表明：边跨脱冰将引起比中间跨脱冰更大的竖向振动，跳跃高度增大了近7%,导线张力也有明显增大；在风荷载作用时，导线脱冰振动会受气动阻尼影响，跳跃高度和振动周期都有所减小，导线张力和悬垂绝缘子的轴力随着风荷载增大而增大。

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考虑几何偏差及重力影响的单层网壳冲击相似律研究

钟渝楷1，姜正荣2,3，姚小虎2，石开荣2,3，罗斌4

振动与冲击. 2018, 37(3): 230-236.

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根据定律，在考虑应变率效应的基础上，分别推导了考虑几何偏差和重力影响的相似律表达式。根据已有文献的试验模型，采用非线性有限元软件LS-DYNA建立数值模型进行对比，验证有限元分析方法的可靠性。在此基础上，分别考虑几何偏差和同时考虑几何偏差及重力的影响，建立分析模型对相似关系进行验证，并将计算结果与未修正模型进行对比。研究表明：当考虑几何偏差或同时考虑几何偏差及重力影响时，修正模型均能获得满足相似关系的结果，并较好地预测原型的动态响应，具有较高的精度；而未修正模型预测结果与原型误差很大，不能用于工程实践。

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基于下部支承分离式设计的大跨度网壳结构抗震性能研究

杨大彬1，云超光1，吴金志2，张毅刚2

振动与冲击. 2018, 37(3): 237-242.

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大跨空间结构的历次震害表明，上部屋盖和下部混凝土支承连接处的破坏是其主要震害类型之一，为了降低该种震害的可能性，提出了将下部支承结构分为可承受屋盖水平及竖向荷载的部分和只承受屋盖竖向荷载部分的分离式设计方法，前一部分下部支承宜采用弹性变形较大的钢结构，后一部分下部支承和屋盖通过水平滑动支座相连，由于水平剪力的释放而使该部分支座震害可能性降低。基于该设计思路建立了典型的单层网壳及下部支承模型，基于现行规范对其进行了小震和大震下的计算分析，结果表明：网壳及承担网壳水平和竖向荷载的下部支承部分可独立于只承受屋盖竖向荷载的下部支承部分单独计算，其计算结果和包含所有下部支承的整体模型结果相同；结构的温度应力可有效得到释放，小震及大震下抗震性能良好，用钢量较低。

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过山车加速度信号处理与安全评估

张德兵1，项辉宇1，张勇2，薛真1, 魏景辉1

振动与冲击. 2018, 37(3): 243-248.

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采用虚拟样机技术建立过山车轨道与列车模型并进行运行仿真，保证了数字样机符合游乐设施安全规范要求，但是在进行过山车实际安装过程中，难以保证物理样机与数字模型完全一致，在实际工况下与仿真运行结果也会有一定的偏差，因此必须对物理样机进行测试，依据采集的数据应用Matlab进行分析，找出不合格数据点，判断不合格数据点的位置，指导设计人员针对性的改进过山车轨道，并进行反复检测分析与调整轨道，直到达到安全标准的要求。

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2018年, 第37卷, 第3期　
刊出日期：2018-01-15

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