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振动与冲击
Journal of Vibration and Shock
本刊是反映和交流我国力学、航空、航天、造船、车辆、机械、建筑、水利、电力、矿山、冶金、化工、仪器仪表、海洋工程、轻工和环保等部门的振动、冲击和噪声方面的成果及经验的综合性学术刊物。内容包括结构动力分析、模态分析、参数识别、随机振动、振动控制、转分子动力学、结构动力稳定性、减振、隔振、抗冲击、噪声防治、环境试验、模拟技术、测试技术、信号处理、计算机软件工程、消振消声材料等方面的论文和短文。本刊为中文核心期刊。
基于小波包能量矩阵的轴承信号特征提取
齐俊德,李山,陈冰
为通过振动信号识别轴承的工作状态，结合小波包变换和矩阵特征值理沦，提出T-种NN轴承信号特征提取方法。引入了能量值方法，对小波包分解信号进行分层分段能量计算，组成能量特征矩阵，求得矩阵特征值；定义基于特征值的振动信号特征参数，并探讨了特征参数与轴承运行状态间的联系。最后在特征提取基础上，提出了故障早期模式识别的对应系数相乘方法。结果表明：最大值特征参数能够敏感的反映轴承工作性能的变化，可作为轴承状态监测特征量；对应系数相乘法可以作为故障部位诊断的有效方法。
光电层合圆柱薄壳的自组织模糊主动振动控制
贺容波1,2,郑世杰1
针对当前的光致伸缩驱动器构型在壳类结构的振动抑制中不能产生负膜力的问题，提出了一种新型的多片组合驱动器构型。并将该构型层合在圆柱薄壳结构的上下表面，建立了光电层合圆柱壳独立模态振动控制方程。考虑到光致伸缩驱动器的非线性和时变驱动特性，以及模型的不确定性，设计了基于性能函数负梯度调节的规则自组织模糊主动控制器，克服了常规模糊控制器控制规则设计的困难；为了验证上述提出的控制策略的有效性，进行了数值仿真；仿真结果表明提出的自组织模糊控制器取得了理想的振动控制性能，实现了柔性薄壳结构的非接触主动振动控制。
基于转速自适应多阶FRFT滤波提取瞬变工况齿轮微弱故障特征
李枫1,梅检民1,2,肖云魁1,杨青乐1,曾锐利1
提出了一种基于转速信号自适应分段的多阶FRFT滤波方法，并应用于提取瞬变工况下变速器齿轮微弱故障特征。首先，根据设定的振动信号频率曲线曲率阈值将目标档位啮合频率时频曲线自适应分为若干段，使得每段内的信号频率近似线性变化；然后，在各分段内进行最小二乘拟合确定相应的FRFT最佳阶次，并在各段信号的最佳分数阶域进行滤波，实现基于转速自适应分段的多阶FRFT滤波。采用该方法分析实测变速器瞬变工况振动信号。结果表明，基于转速信号自适应分段确定多阶FRFT的最佳阶次，准确、快速、自适应性好；多阶FRFYr滤波能够有效
某消能减震钢筋混凝土框架-剪力墙结构弹塑性时程分析
缪志伟,裘赵云,张志强
采用新近开发的合理的结构数值分析模型，建立了某实际高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构的有限元分析模型。在此基础上对原结构和布置了非线性粘滞流体阻尼器的减震结构均进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。利用数值分析模型的非线性计算能力和有限元分析软件的后处理功能，获得了最大层间位移分布、基底剪力时程和损伤分布与发展等多项结构地震响应结果。通过对比分析原结构和减震结构的相关结果，表明采用非线性粘滞流体阻尼器这一减震方案可以有效降低结构地震响应，提高结构的整体抗震性能，具有良好的减震效果。
车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数分析
李小珍,雷虎军,朱艳
针对车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的取值问题，以高速铁路40m简支梁桥、板式无砟轨道和高速列车为对象，采用桥梁动力分析程序BDAP V2．0分析了结构阻尼比和参考频率选取对耦合系统动力响应的影响规律，并基于Rayleigh阻尼模型的带通滤波特征提出了车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的统一取值方法。结果表明：桥梁位移、加速度、脱轨系数和轮重减载率均随阻尼比的增大而减小，但车体加速度随阻尼比的增加变化却不大。当阻尼比ξ和参考频率ωi一定时，增大参考频率ωj相当于降低阻尼比ξ，车桥系统
基于ANSYS平台的高速列车-轨道-桥梁时变系统地震响应分析
刘常亮,尹训强,林皋,李建波,胡志强
以ANSYS为平台，引入虚拟节点建立轮-轨耦合时变单元，并结合UPFs开发特点在通用有限元软件中形成了，适用于地震响应分析的高速列车-轨道-桥梁时变系统模型。所提出的方法中，通过设置质点-弹簧-阻尼器模拟轨道与桥梁的相互作用，以刚体动力学方法模拟其余列车子系统，并利用有限元法模拟轨道-桥梁耦合子系统，进而基于几何相容条件和相互作用力平衡模拟了列车-轨道-桥梁时变系统的动态耦合关系，以地震加速度时程作为该系统的输入激励，通过大质量法施加于轨道-桥梁子系统中。最后，通过数值算例及实际工程应用验证了该时变系统的
含损伤任意弹性支撑梁结构EMI响应分析
张玉祥1,陈实一1,徐福后1,2,周云1,3
针对已有压电智能梁结构EMI响应模型不能适用于任意弹性边界情况的缺陷，考虑了压电片的惯性力因素，将边界模拟为线性弹簧和扭转弹簧的组合，建立并求解压电智能梁结构动力学方程，得到任意边界弹性边界含损伤压电智能梁结构EMI响应模型，将所建模型计算结果与实验测量进行比较，验证了所建模型可以较精确地预测EMI响应信号。
腿式着陆器用不同拓扑结构金属蜂窝吸能特性优化设计
李萌,刘荣强,郭宏伟,王斌,丁北辰
作为一种多孔固体材料的，由于其结构和功能的特殊性，金属蜂窝在缓冲吸能领域应用广泛。为了得到不同拓扑结构下金属蜂窝的异面压缩特性及缓冲特性，为其用于缓冲吸能领域提供依据，应用数值仿真软件Patrart／DY- NA对5种不同拓扑结构的金属蜂窝进行了压缩仿真。由于蜂窝结构的多样性，基于PCL语言编写金属蜂窝参数化有限元分析程序，实现有限元模型自动建立。采用全因素实验设计法对仿真点进行了规划，基于仿真结果，使用响应面方法建立了金属蜂窝吸能特性的近似函数模型，并分析模型精度。以金属蜂窝比吸能为优化目标，蜂窝主要结
在役基桩检测方法的数值模拟研究
张敬一1,陈龙珠1,马晔2,杨宇2
对于在役基桩，由于桩顶部非裸露自由，低应变反射波法往往无法识别桩底反射。采用适宜的激振一检波配置方式，结合小波变换优良的时频特性，辅以双信号法定位桩底反射，可以较大程度的减小干扰，达到识别桩底深度的目的。通过建立桩-土-梁三维有限元模型，分别对梁顶及桩侧激振，对信号小波变换后，研究了不同激振-检波配置方式对波形的影响。结果表明：桩侧斜向激振时，检波点宜在激振面的侧面，且激振与检波点距上部结构一定距离有利于减小上部结构的干扰；在梁顶激振时，检波点宜在桩侧与上部结构保持一定距离；对小波波形双信号法的运用可进一
某结构件的随机振动疲劳分析
刘龙涛1,2,李传日2,程祺2,乔亮3
为了对某机载产品进行结构疲劳分析，采用有限元分析软件ANSYS对产品结构进行了模态分析和随机振动分析。结合模态试验修正了有限元模型，由随机振动分析得到应力响应功率谱，最后利用频域方法计算结构的疲劳损伤。仿真结果基本吻合强化试验结果，并给出了产品结构设计改进方案。
正方形排布管束流体弹性不稳定性数值计算模型研究
吴皓,谭蔚,聂清德
研究了正方形排布管束的流体弹性不稳定的数值计算模型。在刚体运动方程与Newmark积分方法的基础上建立了三维流固耦合振动模型。对湍流模型与模型的轴向尺寸影响进行了计算分析研究，结果表明采用LES模型比RANS模型更为准确，轴向尺寸d的模型可以反映完整的流场信息，在此基础上，提出了适用的计算模型。采用计算模型对临界流速进行了计算，并同文献实验数据进行了对比，结果显示计算的临界流速同实验数据吻合较好，振幅计算在低速时精度较高，在高速时误差较大。研究结果为数值计算模型的应用提供了参考和依据。
某高位转换框支剪力墙超限高层结构模拟地震振动台试验研究
王栋,卢文胜,吕西林
某高位转换框支剪力墙超限高层结构，在5层设箱式转换层，其下为框支剪力墙结构，其上为剪力墙结构，因部分剪力墙结构不落地而形成竖向刚度不连续的结构体系。对该结构体系的特点、模拟地震振动台试验方案的设定、材料的选取、动力相似关系的确定以及模型结构的简化设计进行了介绍。测试了1／20整体模型模型结构的动力特性及其在8度多遇、基本和罕遇水准地震作用下的加速度、位移和应变反应等，研究了模型结构的破坏机理和破坏模式，并根据试验结果，用相似关系原理得到了原型结构的动力特性、层问位移、楼层剪力等动力反应。试验结果表明模型结
混合配筋梁式转换结构抗震性能试验研究
陈进1,江世永1,周凌1,姚凯2,曾祥蓉1,张蕾1,郑三念3
通过对3榀混合配筋梁式转换结构和1榀钢筋混凝土梁式转换结构进行拟静力试验，在与钢筋混凝土梁式转换结构对比分析的基础上，研究混合配筋梁式转换结构在竖向和水平荷载作用下的受弯性能、屈服机制、破坏机制，以及承载能力、滞回特征、刚度退化、延性和抗震性能，探讨端部CFRP筋锚固措施。试验结果表明：混合配筋梁式转换结构的承载能力优于全钢筋混凝土梁式转换结构；结构延性系数均大于3，刚度退化曲线没有明显速降，骨架曲线下降平缓，以及滞回曲线较为丰满说明混合配筋梁式转换结构具有较好的延性和抗震性能；该结构满足我国抗震规范对延
带有圆弧形凸槽金属薄壁圆管抗撞性优化设计
谭丽辉1,2,徐涛1,张炜1,崔晓梅1,2,赵世佳1
在金属薄壁圆管(原模型)上设置圆弧形凸槽诱导结构并以其为研究对象，建立以凸槽个数及其半径为设计变量，以比吸能(SEA)最大化和最大峰值碰撞力(MaxF)最小化的多目标优化模型。在保证不影Ⅱ向薄壁构件吸能能力的情况下，通过对其结构的优化达到最大峰值碰撞力最小化的目的。采用有限元软件LS-DYNA得到不同几何参数模型的碰撞信息，结合径向基函数法构造近似函数，并采用理想点法求解多目标优化问题。分析了凸槽个数和半径对薄壁构件的比吸能和最大峰值碰撞力的影响，得到了理想的优化模型，为进一步研究实际吸能元件奠定基础。
考虑弹性边界条件曲梁模型的覆冰输电线舞动
霍涛1,2,晏致涛1,2,李正良1,2,颜志淼1,2
基于传统索单元理论的覆冰输电线舞动模型不能考虑平动和扭转的耦合作用以及扭转非线性。考虑绝缘子串和相邻跨度的刚度的影响，基于曲梁理论，根据Hamilton原理和Galerkin方法推导了考虑边界条件的三自由度舞动模型。采用Mathematica编制了曲梁理论模型和索理论模型程序分别对覆冰输电线舞动方程进行求解。算例分析表明，考虑边界条件的三自由度舞动曲梁理论模型与实测结果吻合较好，与索理论模型相比更优越。随着边界弹簧刚度的增大，竖向位移和侧向位移幅值随之增大，扭转位移幅值相应减小；发生舞动的下临界风速和上临
海啸作用下漂浮物行为及对陆上建筑作用力研究
景旭斌1,2,王欢欢1,2,王洪良3,金先龙1,2
根据实际物理实验，采用ALE(任意拉格朗日欧拉)有限元方法在三维数值波浪水池中模拟了海啸的产生、海啸波的传播，与漂浮物作用以及漂浮物与陆上建筑的撞击。通过将海啸上岸后的波高、与漂浮物的作用力以及漂浮物的速度等数值计算结果与物理实验结果进行对比，验证了ALE流固耦合有限元方法在研究海啸作用下漂浮物行为方面的可行性。在此基础上进一步分析漂浮物在海啸作用下对陆上建筑的作用力。通过计算发现，漂浮物的质量、撞击速度对作用力起决定性作用，而被撞建筑的刚度对作用力的影响并不大。
齿轮传动系统断齿故障的机理研究
马锐,陈予恕
研究了含断齿故障的4自由度齿轮系统的动力学机理。考虑了断齿故障会引起齿轮系统微小的不平衡，及断齿故障对系统啮合刚度的影响，综合建立了齿轮一转子一轴承模型。数值仿真了故障信号，并通过时域图、相轨迹、 Poincar6截面图及频谱分析研究了断齿故障引起的响应，及断齿故障的演化对系统动力响应的影响。最后实验模拟了齿轮断齿故障，通过实测振动信号的振动特征能够验证理论分析的结果，从而说明断齿故障理论模型的合理性，能为齿轮系统断齿故障的诊断提供理论依据。
基于神经网络的悬臂梁在线辨识与振动主动控制
宋哲,陈文卿,徐志伟
针对压电悬臂梁结构进行了基于神经网络在线辨识的振动主动控制研究。设计了基于NARMA-L2神经网络模型的在线辨识器和振动主动控制器，分析了神经网络各层的输入输出结构，建立了神经网络权值和阈值调整公式。在此基础之上，进行了外扰激励为单频和扫频信号时系统的在线辨识和振动主动控制实验，结果表明：该控制系统对悬臂梁的振动响应有较好的抑制作用和较强的鲁棒性。
变频变温条件粘弹材料参数化数学模型
侯宏,高星,孙亮,杨建华
采用分数导数模型并结合温频等效原理，提出了粘弹性材料的复模量、损耗因子与温度、频率关系的参数化数学模型――五参数Zener模型；结合DMA测试实验数据对模型参数进行了拟合，结果表明：该模型能够很好地反映粘弹性材料在变频、变温条件下的动态力学特性。
轿车白车身模态分析
马骊溟1,朱智民2,安占飞1,李伟光1,姚宾1
运用HyperMesh建立了某轿车白车身的有限元模型。分别通过0ptistruct软件和试验对白车身进行了仿真模态分析和试验模态分析，得到仿真和试验条件下白车身的固有频率及对应的各阶振型。将仿真模态与试验模态进行对比，结果吻合度高，验证了白车身有限元模型的准确性。仿真与试验结果均表明，该车身整体一阶扭转频率较低，车身容易发生共振现象，需要改进设计。
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