噪声与振动控制
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2018年 38卷 3期
刊出日期:2018-06-18

工程实践
建筑振动与建筑声学
信号处理与故障诊断
运载工具振动与噪声
振动理论与数值解法
振动噪声测试技术
综述
封面、录用
环境振动与环境声学
减振降噪设备与器材
   
封面、录用
0
2018-3期封面、目录
2018 Vol. 38 (3): 0-1 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [PDF 1742KB] ( 165 )
综述
1 冯剑波,陆洋
直升机旋翼桨涡干扰噪声主动控制技术综述

旋翼桨涡干扰噪声是典型的直升机噪声类型之一,会显著增大直升机总体噪声水平,带来严重的环境噪声污染。主动控制技术是降低桨涡干扰噪声的有效手段之一。针对旋翼桨涡干扰噪声主动控制技术的研究情况进行概述。首先介绍高阶谐波控制(HHC)、独立桨距控制(IBC)、主动后缘襟翼控制(ACF)等桨涡干扰噪声主动控制技术的概念及产生过程;然后针对每种技术的发展历程及研究现状进行归纳总结;之后重点讨论桨涡干扰噪声主动控制所采用控制算法的发展趋势;最后对旋翼桨涡干扰噪声主动控制技术的发展趋势进行展望,并结合国内研究情况指出开展桨涡干扰噪声主动控制研究的关键技术及途径。

2018 Vol. 38 (3): 1-9 [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 1242KB] ( 121 )
振动理论与数值解法
10 张焕强,黄时春,蒋伟康
基于传声器阵列的汽车鸣笛声定位算法及实现

针对违章鸣笛车辆的锁定问题,本文提出了一种基于传声器阵列空间搜索法的三维空间声源定位算法。设计计算机仿真实验,分析并确定了阵列的传声器个数。通过广义互相关方法估计传声器阵列中任意两个传声器的相对时延,然后结合估计得到的时延,采用基于5传声器阵列的空间搜索法计算得到声源空间位置。为验证算法的可行性,实际构建三维空间的点声源定位系统,进行实车定位实验。实验结果表明提出的算法可以有效地定位汽车鸣笛声。

2018 Vol. 38 (3): 10-14 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [PDF 1627KB] ( 127 )
15 张丽,陈卫松,崔婷玉,仝喜峰
 一种基于梯度下降的次级通道在线建模有源噪声控制算法

针对前馈式有源噪声控制系统中次级通道在线建模精度低及建模信号与控制信号相互影响的问题,提出一种基于梯度下降的次级通道在线建模有源噪声控制算法。根据主动控制环节与建模环节的误差能量比,分别调节两个环节的收敛因子,利用主动控制收敛因子和建模收敛因子的调节方式减小二者的相互干扰。在建模收敛因子调整过程中引入梯度下降方法,对步长设置检测阈值,当步长达到阈值,对收敛因子采取梯度变化。仿真结果表明,针对混频信号的有源噪声控制,这种算法对比已有算法能获得较快的建模收敛速度和较低的稳态误差,且可以获得较高的降噪量。

2018 Vol. 38 (3): 15-19 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 1426KB] ( 63 )
20 李文涛1,白瑞林1,朱渊渤2
陷波滤波器谐振抑制参数优化方法

针对伺服系统谐振抑制中,陷波滤波器的深度和宽度不合理而使谐振抑制不理想的问题,提出陷波滤波器谐振抑制参数优化方法。利用速度偏差的FFT变换得到谐振频谱图,以最大幅值处的频率确定陷波频率;在频谱图上以曲线任意点的幅值与最大幅值的比值确定深度参数,并且以所对应的频率与谐振频率的宽度确定宽度参数;为了保证参数的合理性,以滤波后谐振频率处的幅值为适应度,利用改进粒子群优化算法对陷波深度和宽度参数进行优化,避免因噪声干扰和负载变化而使陷波参数陷入局部最优。实验结果表明:该方法能在线分析机械谐振并且匹配最优参数,可以大幅度降低机械谐振。

2018 Vol. 38 (3): 20-25 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 1573KB] ( 78 )
26 刘宝,王德石,朱拥勇
障板对于平板声辐射特性的影响分析

采用单层势和双层势求解和比较有障板和无障板的声辐射特性。由边界积分方程,分别推导有障板和无障板的声压积分方程,根据交界相容性条件,获取二重积分形式的平板表面声压和振速。进一步将结构的动力方程代入有障板和无障板形式的振速方程中,离散声压差值和板的位移为振动模态叠加的形式,获得二重积分形式的声辐射阻抗,从而求解振动模态系数,确定声辐射特性参数。以水下简支矩形板为例计算对比了声辐射参数,分析障板对薄板声辐射特性的影响。

2018 Vol. 38 (3): 26-30 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 1300KB] ( 83 )
31 余好文,王轲
动力学有限元模型的复模态评估

工程中常采用频率和模态置信度准则评估有限元模型,评估结果对无阻尼或阻尼很小的结构是有效的,但一般阻尼结构其每一阶模态不同自由度存在相位差异,此时实数域上的评估会产生误差,且常用评估方法难以总体衡量模型。基于复模态的基本理论,从复频率、复振型幅值及相位值三方面来评估有限元模型,并且根据响应分析要求,通过建立评判标准和权重集,得到一个能综合衡量有限元模型建模准确度的参数。算例表明该方法可较好预估模型响应准确度,对于结构动力学建模技术具有重要的工程实用价值。

2018 Vol. 38 (3): 31-35 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 1256KB] ( 84 )
36 赵辉1,左继强1,刘成洋2,方智1
全局弱式无网格方法求解消声器横向模态

应用全局弱式无网格方法求解消声器的横向模态,使用径向基函数点插值法离散本征方程,使用伽辽金加权残数法进行数值积分。分别应用全局弱式无网格方法计算了圆形截面,不规则截面以及含有穿孔截面的本征值和本征向量,计算结果与解析方法和二维有限元方法计算结果吻合较好,并且与二维有限元方法相比,全局弱式无网格方法比较节省计算时间。进而分析了支持域的尺寸以及径向基函数中形状参数对计算精度的影响。

2018 Vol. 38 (3): 36-41 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [PDF 1400KB] ( 61 )
运载工具振动与噪声
42 王奇,周信,李志辉,肖新标,詹雪燕
混合动力低地板车冷却风机降噪试验研究

混合动力低地板车采用氢燃料电池为清洁能源,冷却风机是确保其正常工作的关键部件之一。冷却风机噪声作为混合动力低地板车静置乃至低速运行时的主导声源,其减振降噪是混合动力低地板车噪声控制的关键所在。为探寻其低噪声设计方法或高效降噪措施方案,基于试验测试研究,系统研究和对比分析冷却风机在不同运行工况(转速、风机数量、栅格影响)和减振降噪控制措施(不同降噪处理方案)下的辐射噪声响应特性。结果表明:冷却风机噪声呈现为显著的纯音加宽中频频谱特性,纯音成分由旋转基频在内的前3阶旋转频率主导,宽中频噪声由风机气动和箱体振动声辐射噪声组合而成;随着风机转速增加,旋转基频和A计权总声压级线性增长。在保证冷却效果的前提下,尽量降低风机转速是控制其噪声响应的有效手段。风机数量减半,辐射噪声仅下降2 dB(A),说明箱体振动声辐射对总辐射噪声影响显著;栅格对辐射噪声影响很小,去掉栅格,辐射噪声仅降低0.4 dB(A);最佳的降噪方案为在底板、侧板和边板粘贴降噪和吸声材料,可降低噪声2.6 dB(A)。相关测试分析结果对冷却风机噪声和车外噪声控制具有一定的参考价值。

2018 Vol. 38 (3): 42-48 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [PDF 1908KB] ( 47 )
49 刘杉,孙琪,侯力文,牛宁,孙玲玲
基于加速粒子群算法的车辆座椅悬架最优控制研究

针对传统最优线性二次型控制器中加权矩阵往往由设计者根据经验确定的问题,提出一种应用加速粒子群算法确定加权矩阵的方法。建立“车轮-车身-座椅、人体”6自由度随机振动系统模型,采用加速粒子群算法对座椅悬架进行参数优化,并对优化后系统进行最优线性二次型控制。将基于加速粒子群算法的最优线性二次型座椅悬架系统中“座椅、人体”垂向加速度与初始系统及基于常规粒子群算法和遗传算法的最优线性二次型控制系统进行对比,验证了此控制系统的有效性和优越性。

2018 Vol. 38 (3): 49-54 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [PDF 1659KB] ( 67 )
55 陈卉1,孙跃东1,王岩松2,周萍1 冯天培1
基于BP神经网络的车内噪声时变综合烦躁度评价模型

对非平稳工况下的车内噪声进行声品质评价。考虑到车内噪声的时变性,在非平稳工况下建立噪声库,计算相关的噪声心理学参量时变值。将采集到的噪声进行主观评价试验,以“时变综合烦躁度”作为声品质主观评价指标,并将语义细分法作为声品质主观评价方法。评价者依据自己对声音的主观感受滑动评价软件滑块,得到连续时变噪声评价值。根据噪声心理学参量时变值和实时主观评价值,建立BP神经网络客观模型。再通过四折交叉法检验,检验结果显示此评价模型对噪声时变综合烦躁度预测有效。

2018 Vol. 38 (3): 55-59 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1481KB] ( 62 )
60 赵延垒 1, 周信 1, 张莉 2,韩健 1, 肖新标1
动力吸振器对有轨电车弹性车轮的减振降噪影响分析

为了评价有轨电车弹性车轮动力吸振器的减振降噪效果,通过实验室测试方法对动力吸振器进行振动噪声测试,并结合理论和仿真来分析其降噪特性。首先,在半消声室分别测试弹性车轮在有无动力吸振器情况下的振动声辐射,测试结果表明:动力吸振器对弹性车轮轴向振动有明显的抑制作用。径向激励下,动力吸振器的降噪量为0.6 dB(A),轴向激励下,动力吸振器的降噪量为2.6 dB(A)。进而,基于动力吸振原理探究动力吸振器的降噪性能,并结合测试图纸建立动力吸振器有限元模型,分析表明:动力吸振器在车轮固有频率2 066 Hz、2 245 Hz和3 837 Hz处降噪效果较好,原因是降噪频率差值在2 %以内,调谐频率和理论最优频率相吻合。动力吸振器在车轮固有频率899 Hz处降噪效果较差,其降噪频率差值为6.26 %,由于调谐减振频率偏离最优同调条件,导致降噪性能的恶化。

2018 Vol. 38 (3): 60-65 [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [PDF 1757KB] ( 76 )
66 彭虎1,张进秋2,张雨2,彭志召2,韩朝帅3,王辉4
考虑能控特性的天棚阻尼半主动控制算法性能分析

为实现电磁作动器(Electric Actuator,EA)与磁流变减振器(Magneto-rheological Damper,MRD)并联组成的复合式电磁悬挂(Composite Electrical-magnetic Suspension,CES) 在半主动馈能工况条件下的自供能,需同时考虑降低车身垂直加速度及降低控制功耗两方面因素。为解决算法控制性能评价的问题,在原有评价指标的基础上,提出能控比(Energy Consume and Control Performance Ratio,ECR)的概念并对其进行理论分析。在C级随机路面条件下,分析车速对天棚ON-OFF、连续天棚及改进型天棚3种天棚阻尼半主动控制算法的ECR的影响,并从时域的角度对ECR评价3种算法控制性能的有效性进行验证,得到最优天棚控制算法。结果表明:天棚ON-OFF、改进天棚及连续天棚对乘坐舒适性性能的改善依次增大;ECR可有效对3种控制算法性能进行评价,连续天棚半主动控制算法综合控制性能最优,适用于CES的自供能。

2018 Vol. 38 (3): 66-71 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 1651KB] ( 63 )
72 黄志超,王九州,牛江波,余为清
小型客车车轮模态分析

汽车行驶过程中,受到不同幅值和频率的激励,通过车轮传递到车内,进而影响车辆的舒适性。通过Pro/E软件建立车轮的三维模型,使用有限元分析软件Hyperworks建立车轮的有限元模型;采用Optistruct模块进行计算,得到车轮在自由状态下的固有频率和模态振型。通过对车轮进行自由模态实验分析,得出车轮的固有频率和模态振型。将模态实验结果与有限元分析结果进行对比分析,得出低阶模态振型主要集中在轮辋边缘部位,而高阶模态振型主要集中在轮辋中间部位;同时实验结果也验证了车轮有限元模型的正确性。

2018 Vol. 38 (3): 72-76 [摘要] ( 27 ) [HTML 1KB] [PDF 1741KB] ( 93 )
77 邹喜红,柳春林,罗洋,刘瑜,王瑞东,程凯华
基于典型路况车身加速度提取及其影响因素分析

通过搭建载荷谱测试采集系统,按试验规范采集了4台不同载荷的试验车载荷谱,并准确提取多种强化路面的车身加速度信号。由此在时域内计算各试验车在多种强化路上的加速度均方根,得到强化路与普通路均方根的相对值。根据车轮-车身双质量振动模型分析汽车行驶速度、路面、车身载荷对车身加速度均方根值的影响,结合实际采集数据进行统计分析。结果表明,加速度均方根和相对值受强化路面影响较大,在一定的范围内取值,并与车速约成0.009线性相关,与载荷负相关,随载荷的增加变小,低载时变化不明显,载荷增加趋势明显。这一结论可为汽车性能评价和使用载荷的选取提供依据。

2018 Vol. 38 (3): 77-82 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [PDF 1886KB] ( 59 )
83 肖玉兰1,王俊彪1,杨志鹏2,赵方1
阻尼车轮减振参量的有限元仿真与优化设计

为有效抑制车轮振动噪声,弥补现场试验的不足,在对黏弹性阻尼材料阻尼机理研究的基础上,以S1002CN型面高速动车组车轮为分析对象,采用正交试验设计和ABAQUS有限元仿真计算相结合的方法,对阻尼车轮减振性能进行仿真优化设计,得出阻尼车轮3个主要参数对其踏面径向振动加速度影响的主次顺序和显著性,并能快速确定阻尼车轮结构参数的最优组合为:阻尼层厚度4 mm、约束层厚度1.5 mm、约束阻尼层敷设于车轮两侧。研究结果表明,黏弹性约束阻尼技术是抑制车轮高频振动的有效手段,对于黏弹性阻尼材料在低噪声车轮中的运用具有一定的理论和实际应用价值。

2018 Vol. 38 (3): 83-88 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [PDF 1619KB] ( 60 )
89 陈彦恒, 谢小山
阻尼材料对铁路车轮振动特性的影响分析

为控制铁路车轮的振动和噪声辐射,在车轮辐板位置粘贴阻尼材料,并采用模态叠加法分析其对车轮频率响应的影响。首先在有限元软件ANSYS中建立普通车轮和阻尼车轮的有限元模型,模型中同时考虑阻尼材料阻尼的频变特性,采用Block lanczos法计算0~10 000 Hz内两种车轮的固有频率和振型,然后根据模态计算结果,采用模态叠加法计算车轮0~5 000 Hz内的频率响应,分析车轮的固有模态和导纳特性。研究结果表明:阻尼材料层的使用对车轮的振型不会产生较大的影响,仅使车轮各阶模态的共振频率略有下降。车轮不同位置在不同激励作用下响应的主要贡献模态各有不同。阻尼材料的使用对轮辋及踏面的振动影响较小。但无论是在径向激励或者轴向激励的情况下,阻尼车轮辐板的轴向振动明显低于普通车轮,在车轮主要的噪声辐射频段(1 000 Hz以上),阻尼材料的抑制作用尤其明显,在对车轮噪声贡献最大的模态(1节圆和径向模态耦合)频率处,振动可以平均降低15 dB以上。

2018 Vol. 38 (3): 89-93 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [PDF 1841KB] ( 64 )
94 康强1, 2,李洁1,顾鹏云2,左曙光3
传动系扭振影响车内低频声振舒适性的作用机理

以某车型为研究对象,针对车内低频(20 Hz~100 Hz)声振舒适性问题的研究与解决,对其传动系布置及构造加以解析。在此基础上,界定进行车内声振舒适性分析研究所依托的“对象系统”,合理划分、组织其子系统并明确其动态特性有效信息,进而揭示出车辆加速过程中发动机中低转速范围内的传动系扭振影响车内声振舒适性的作用机理,并通过实验验证了机理判断的合理性,从而为车内声振舒适性的改进提供了依据和线索。另一方面,依托典型车型具体问题的机理研究,从中归纳总结出处理此类问题的一般性原则,可推广应用于同类车型问题的研究和解决,为后续进一步研究形成规范化的技术解决方案打下基础。

2018 Vol. 38 (3): 94-98 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 2024KB] ( 57 )
99 唐善政,宋恩栋
基于传动系扭振分析的整车噪声研究与性能优化

以某四驱皮卡车的传动系作为研究对象,通过对该传动系进行理论分析、仿真计算以及试验验证这三方面的研究,得到了该传动系统准确的扭转动态特性。将仿真结果与工程实际经验相结合,明确了整车传动系导致轰鸣声以及齿轮敲击声这两个问题的改进方向。最后,通过调整离合器刚度同时增加传动轴动力吸振器的方法,通过试验验证,证明所采用的优化方法有效。

2018 Vol. 38 (3): 99-103 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1731KB] ( 67 )
104 宋旭1, 2,高晟耀3,于博天4,田宏业2
基于声固耦合法的双体船水下近场噪声特性研究

基于声固耦合法,建立双球壳结构及双体船结构水下噪声数值预报模型,对双球壳结构及双体船结构在单侧及双侧潜体受激下的水下近场噪声特性进行分析。研究表明,潜体结构会对双体船水下近场噪声特性产生较大影响,在特定的潜体间距、声波频率之下,潜体之间区域会出现噪声亮点,从而使双体船水下近场噪声特性异于单体船舶。

2018 Vol. 38 (3): 104-109 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 2432KB] ( 53 )
110 樊红,丁许聪,秦欢
船舶机舱集控室声能量分析与降噪设计

机舱集控室是船舶最难的噪声控制对象之一。利用VA One软件,基于统计能量法(SEA),建立某平台工作船的SEA模型,进行舱室噪声预测,并与实测值进行比较。分析集控室和它相连所有子系统间的声能量输入关系,得到集控室声能量组成及排序情况,确定空气声和结构声对集控室的影响,将此作为减振降噪依据。根据集控室噪声频谱特性及软件NCT功能,采用声学包设计方法,用不同材料组合对集控室各个面进行降噪处理,最终有效地控制集控室噪声,并为船舶舱室降噪提供一个参考方法。

2018 Vol. 38 (3): 110-114 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [PDF 1521KB] ( 67 )
115 张国良1, 俞翔2,何其伟2,翁雪涛2, 张潜1
舰船异常噪声振动的识别和消除研究

噪声源识别是舰船振动噪声控制工程界的难题之一。以舰船异常噪声振动消除的实例为研究对象,从舰船异常噪声振动的形成,识别方法,控制途径等进行理论探讨和研究。首次提出了“参数法”和“频谱法”识别噪声源,并经实例验证,取得消除舰船异常噪声振动的工程应用效果,对提高舰船声隐身性能具有重要作用。

2018 Vol. 38 (3): 115-119 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 1549KB] ( 60 )
环境振动与环境声学
120 刘培杰
高铁车站候车厅的噪声状况调查

通过现场测量和主观问卷调查,对8个特大型高铁车站候车厅的噪声状况进行研究,结果表明:人群活动噪声和公共广播被认为是候车厅内的主要噪声源;广播声级与环境声级之差(S/N)'与公共广播清晰度的主观评价有很强的正相关;考虑旅客候车的声舒适度,需要合适的(S/N)',理想的声环境除了保证播音清晰度外,尚需较低的环境噪声级,包括相对较低的公共广播播音声级。

2018 Vol. 38 (3): 120-123 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1322KB] ( 69 )
124 孙晓明1, 2,邵志跃1, 2
空调噪声主观烦恼度实验研究

随着社会的发展空调设备越来越普及,伴随而来的噪声扰民问题也日益突出。对城市居民区内空调设备噪声进行调查,通过现场采样获得噪声源,研究其声学特性与频谱特性,并通过实验室主观评价方法来研究其烦恼度情况。结果表明,空调低频噪声的响度与烦恼度呈线性关系,在45 dB(A)~50 dB(A)(60 phon~65 phon)范围内烦恼度值分布均较分散,所以在该范围内针对空调低频噪声采用A计权声压级不能很好得反映烦恼度情况,这也解释了在达标情况下居民仍投诉的情况。空调噪声的烦恼度情况与年龄、性别都有关。

2018 Vol. 38 (3): 124-127 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 1445KB] ( 60 )
128 张慧娟1,郝大力2,王辰辉2,朱德林2,赵春仁2,康钟绪1
机场噪声标准评价量关系分析

飞机噪声评价方法的多元化反映了机场噪声问题的复杂性,我国采用计权等效连续感觉噪声级LWECPN,而国际上广泛采用昼夜等效声级Ldn。我国建筑室内噪声评价量采用的是等效声级Leq,与计权等效连续感觉噪声级难以横向比较。为了解决机场噪声影响区的噪声治理适用标准问题,首先对LWECPN、Ldn和Leq三者的内涵进行分析,通过实测数据分析LWECPN与另两个评价量之间的关系,证明LWECPN与Ldn之间在数值上存在13 dB的差距,给出LWECPN与相应的昼间和夜间等效声级Leq上限值的对应关系,并分析背景噪声对评价量的影响。

2018 Vol. 38 (3): 128-131 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [PDF 1176KB] ( 49 )
建筑振动与建筑声学
132 王祥秋,胡子萱,张火军
武广高速铁路周边建筑物环境振动特性分析

为了研究高速铁路运营诱发沿线地面以及建筑物二次振动响应特性,通过对武广高速铁路金沙洲路段周边环境与建筑物二次振动进行现场测试与分析,并基于ABAQUS大型非线性有限元分析软件,引入无限元动力分析边界条件,构建列车-轨道-地基-建筑物三维动力有限元模型,对高速铁路环境振动特性进行数值模拟研究,获得了高速铁路周边地面以及邻近建筑物的二次振动响应特性。其研究成果对完善高速铁路环境振动影响评价以及控制方法具有一定的参考价值。

2018 Vol. 38 (3): 132-136 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [PDF 1506KB] ( 62 )
137 李禄欣1,彭剑1,2,向明姣1,谢献忠1
时滞加速度反馈控制下悬索的主共振分析

利用Hamilton变分原理,忽略弯曲、扭转以及剪切刚度的影响,研究轴向时滞加速度反馈控制下悬索的主共振响应,得到悬索的面内非线性运动方程,并采用Galerkin方法可得时滞微分方程,运用多尺度法得到时滞反馈作用下悬索第一阶正对称模态的主共振响应近似解,通过数值算例,分析系统响应与控制参数的关系和时滞值对索力的影响。研究结果表明:主共振响应存在多解和跳跃现象,且随时滞值的增大呈周期性变化,合理选择控制增益和时滞值,可以有效抑制悬索的大幅振动,达到良好的控制效果。

2018 Vol. 38 (3): 137-140 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1466KB] ( 53 )
141 宋瑞1, 2,刘林芽1,徐斌2,刘全民1,秦佳良1
基于动柔度法的轨道高架桥橡胶垫减振性能研究

为探讨下橡胶垫对桥梁减振效果,基于动柔度法建立车辆-轨道-桥梁耦合的垂向动力学模型,车辆考虑1/8轮对系统,只考虑一系弹簧阻尼计算车轮动柔度,钢轨看作无限长Timoshenko梁,桥梁简化为简支的Euler梁,扣件系统、橡胶垫用线性弹簧阻尼单元模拟,联合车轮动柔度、钢轨动柔度和线性接触动柔度计算频域轮轨力并施加到钢轨上,计算钢轨、道床板、桥梁的动力响应。采用振动加速度级、加速度级插入损失和Z振级插入损失评价橡胶垫的减振效果,结果表明,采用橡胶垫后钢轨振动响应略有增大,Z振级插入损失为–0.81 dB,道床板振动响应大幅增加,Z振级插入损失为–10.3 dB,桥梁的振动响应减小明显,Z振级插入损失为:15.6 dB,计算结果表明橡胶垫能有效的降低桥梁结构振动,相关的研究为桥梁的减振降噪提供了一定参考。

2018 Vol. 38 (3): 141-145 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 1398KB] ( 53 )
信号处理与故障诊断
146
基于CEEMDAN和多尺度排列熵的球磨机负荷识别方法

针对球磨机负荷特征提取难以及负荷状态识别难的问题,将多尺度排列熵引入到球磨机负荷识别中,提出一种具有自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEMDAN)与多尺度排列熵(MPE)相结合的球磨机负荷识别方法。首先,采用CEEMDAN方法对球磨机振动信号进行处理,将其分解成一系列的模态分量,选取与原始信号相关性较高的敏感模态分量进行信号重构;其次,确定多尺度排列熵算法的最优参数,根据算法得到重构信号的排列熵值;最后,计算多尺度排列熵的偏均值,以偏均值作为特征对球磨机负荷状态进行识别。实验结果表明,该方法能够有效地识别出球磨机的不同负荷状态,并具有一定的可行性。

2018 Vol. 38 (3): 146-151 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1841KB] ( 52 )
152 王志坚,吴文轩,张纪平,王日俊,寇彦飞
基于MS-EEMD的滚动轴承微弱故障提取研究

在实际工况下,轴承的早期故障信号与强噪声信号相比属于微弱信号,而轴承的早期故障特征从强噪声环境中提取出来一直是故障诊断课题的一大难点。基于上述问题,提出一种基于MS(Mask Signal)和EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)方法的滚动轴承微弱故障提取方法。由于EEMD方法在噪声背景下分解出的IMF分量存在模态混叠现象,很难辨别故障频率的真伪,所以引入掩膜信号法对分解出的IMF分量进行处理,抑制虚假频率,将故障频率提取出来。通过将掩膜信号法与EEMD方法相结合的方式,对存在噪声的故障信号进行处理,提取出故障特征。

2018 Vol. 38 (3): 152-156 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 1571KB] ( 61 )
157 陈博,陈光雄
基于MEEMD和GA-SVM的列车车轮多边形故障识别方法

根据列车车轮振动信号的非平稳特性,提出一种基于改进的集合经验模态分解(MEEMD)和遗传算法支持向量机(GA-SVM)的诊断方法,用于识别车轮多边形故障。该方法对车轮轴箱垂向振动信号进行MEEMD分解,依据各固有模态函数(IMF)分量的峭度值和能量值选取出主要IMF分量。利用希尔伯特变换求取主要IMF分量的包络谱,并计算包络谱熵。将包络谱熵值归一化后作为特征向量输入GA-SVM中进行训练和识别。对实测信号进行分析的结果表明该方法能有效识别出车轮多边形故障,识别准确率可达到95 %。

2018 Vol. 38 (3): 157-161 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1410KB] ( 114 )
减振降噪设备与器材
162 马逸飞1,丁渭平1,王铃燕2,张闻见1,杨明亮1,税永波3
双筒液力减振器示功特性影响因素及其敏感性分析

以双筒式液力减振器为研究对象,通过分析其工作原理及结构特征,运用AMEsim仿真平台建立减振器一维仿真模型。以某型国产车用减振器的结构参数为例进行了仿真,结合减振器台架性能试验进行多个工况下的模型验证。结果表明运用AMESim所搭建的仿真模型能较好地描述车用液力减振器的真实工作情况。运用该仿真模型可以较为全面地研究覆盖节流阀片刚度、节流孔面积和充气压力等25个减振器常规设计参数在多个典型运动工况下对示功特性的敏感性大小及变化趋势。为普通双筒式液力减振器的开发及改进提供了清晰的思路和方向。

2018 Vol. 38 (3): 162-166 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1657KB] ( 62 )
167 张立平
PVC/CaCO3复合材料的隔音及应用特性

  针对CaCO3含量不同的聚氯乙烯(PVC)复合材料在空调隔音过程中出现的一些现象和问题,对PVC复合材料的隔音量、撕裂强度和折弯性能开展试验研究,分析CaCO3含量对PVC复合材料隔音及应用特性的影响,探索PVC复合材料的撕裂机理。结果表明:PVC复合材料属于各向异性材料,随CaCO3含量增加,PVC复合材料的隔音量先增加后减小,撕裂强度和折弯寿命均逐渐降低,作为空调隔音材料,PVC中CaCO3的含量最好控制在50 %左右;与密度相近的氯丁橡胶相比,PVC复合材料的隔音、抗撕裂和折弯性能均较好,因此完全可以替代氯丁橡胶作为空调的隔音材料,从而降低成本。在此基础上提出PVC复合材料在空调隔音应用中的割缝准则和判定其抗撕裂性能的试样类型。

2018 Vol. 38 (3): 167-171 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1809KB] ( 49 )
172 李云涛,郑双金,毛志刚,陆豫
镍铁渣多孔聚合微粒吸声材料研究及应用

以工业固废镍铁渣为基本原料,通过添加胶凝溶剂,采用高温聚合成型工艺,制备出镍铁渣聚合微粒吸声材料,应用于吸声型声屏障中解决交通运输噪音污染问题。使用驻波管法和混响室法,对镍铁渣聚合微粒吸声材料的吸声性能进行测试。结果表明,制备的新型吸声材料具有高效的吸声性能,特别是对中低频吸声性能优于高频,降噪系数NRC可达0.68。而镍铁渣聚合微粒吸声材料的粒度配比、胶凝溶剂掺量、厚度和空腔等参数均影响其吸声性能,增加空腔深度可显著提升吸声材料的中低频吸声性能。该吸声材料适用于公路交通噪声污染防治。

2018 Vol. 38 (3): 172-176 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1749KB] ( 104 )
177 黄加晟1,赵晓丹1,孙黎明1,2,王志鹏2
管口声辐射特性在消声器出口端应用的研究

声音通过管道传播到管口有一定的反射特性,研究这一特性将其应用于消声器出口端,提高消声器性能。计算出管口的声阻抗,作为出口边界条件代入Virtual. Lab Acoustics软件中计算消声器出口端的消声性能,使计算结果能反映出管口的声辐射特性。计算研究显示,在保持相同的流通面积下,消声器采用多出口管,管径缩小反射现象更剧烈,能够起到提高消声性能的作用,并开展了相应的试验研究,验证了这一结果。研究工作对消声器管口的设计有一定借鉴作用。

2018 Vol. 38 (3): 177-180 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 1454KB] ( 56 )
181 易少强,何世平,王杰
基于温频效应的约束型垫高阻尼结构抗振性研究

考虑黏弹性阻尼材料的温度依赖性和频率依赖性,基于黏弹性阻尼材料的本构模型,利用ANSYS和MATLAB协同仿真的模态应变能迭代法,对约束型垫高阻尼结构的抗振性进行研究。分别考察温度、厚度对约束型垫高阻尼结构振动特性指标的影响,结果表明:存在最佳温域使约束型垫高阻尼结构的抗振性最好,因此,在减振降噪工程中尽量保证工作温度和最佳温域相匹配;随着垫高层、约束层厚度的递增,存在最佳厚度使结构的模态损耗因子达到峰值,而随着阻尼层厚度的递增,结构模态损耗因子增加的幅值由大变小,因此,后续有必要开展结构的优化设计。

2018 Vol. 38 (3): 181-185 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1717KB] ( 43 )
186 王季卿1,顾樯国2
板与龙骨通过螺钉连接的结构传声作用探讨

考虑轻钢龙骨薄板间壁隔声中的龙骨传声时,连接板与龙骨的螺钉传声作用也很重要。它与螺钉的数量有关,常以沿龙骨布置的螺钉中心距离作为表征。钉距小则螺钉密集使板与龙骨成线状连接,传声效率高,间壁的隔声量将有所下降。钉距大时则可视作点状连接,间壁隔声量有所提高。两者的区分还与频率有关,大致取板材弯曲波长之半为界。许多实验结果可以说明不同钉距对间壁隔声量的影响,文中还对其预计方法进行了探讨。

2018 Vol. 38 (3): 186-189 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1579KB] ( 105 )
振动噪声测试技术
190 刘哲,侯宏,卫政宇,张萌飞,柒志光
声管宽带脉冲二次透射法隔声测试技术

在声管中时域分离宽带脉冲法的基础上,提出利用宽带脉冲二次透射波测试样品隔声性能参数的方法。在声管中生成短时宽带脉冲信号,通过对传声器位置和样品位置的设计,用一个传声器只需一次测试便可采集到时域上分离的一次入射波、一次反射波、二次透射波,进而计算样品的声压透射系数、隔声量。在空气声管中对某型样品进行测试,结果显示二次透射方法与时域分离宽带脉冲法吻合良好,验证了此方法的有效性。此方法只需一个传声器测试一次,简单易行,重复性好,可以用作一种有效的隔声测试方法。

2018 Vol. 38 (3): 190-192 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1331KB] ( 60 )
工程实践
193 陈力飞1,吴新亚2,董兴建1,彭志科1,孟光1
1200 MW级汽轮发电机定子绕组端部模态分析

以1 200 MW汽轮发电机定子绕组端部为研究对象,利用有限元方法计算其模态。采用正交各向异性材料建立复合材料大锥环模型,基于接触静力学分析确定定位支架与锥环之间的等效刚度,利用优化分析方法建立线棒-胶体结构的均匀化等效模型。综合各部件形成整体结构模型,完成模态分析计算并结合实验模态分析验证有限元模型。给出1阶模态频率对材料参数和几何参数的灵敏度,明确影响汽轮发电机定子端部模态的关键因素,为定子端部的结构设计提供指导意见。

2018 Vol. 38 (3): 193-197 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1460KB] ( 50 )
198 谢宝莹,杨斌堂,杨诣坤,曹逢雨,易思成
新型电磁振动台低频振动控制研究

针对新型电磁振动台5 Hz以下复杂的磁滞非线性问题,设计基于磁滞非线性分解的改进型重复控制器。磁滞非线性对系统的影响在周期性信号输入下可分解为一个线性增益和一个有界的周期性干扰。在此基础上,辨识系统动力学模型,针对线性部分设计PI控制器。针对系统非线性部分设计改进型重复控制器,有效抑制了周期性干扰,同时,避免了复杂的磁滞建模过程。选频滤波器的引入改善了传统重复控制器对非倍频周期性干扰放大的问题。实验结果表明,改进型重复控制器有效改善了新型电磁振动台的低频输出波形。

2018 Vol. 38 (3): 198-202 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 1605KB] ( 60 )
203 贺朝霞1,胡明建1,杨龙飞2
沥青搅拌设备多层振动筛分效率计算及影响规律研究

针对以往沥青搅拌设备振动筛分效率计算未考虑细粒度与粗粒度物料混杂的情况,提出基于离散单元法的颗粒动力学分析获得不同粒度物料的占比,进一步结合格氏法与总效率公式建立沥青搅拌设备多层直线振动筛的筛分效率计算方法。首先建立多层直线振动筛以及物料颗粒的三维模型,基于离散单元法进行颗粒动力学分析,获得筛上物与筛下物中不同粒度颗粒的分布情况。然后建立筛分产品产率问题的优化函数,代入颗粒分布计算结果,通过线性规划方法计算产品产率以及各层物料中不同粒度颗粒的占比,最后根据总效率公式计算多层振动筛各层的筛分效率。现场试验验证了筛分效率计算方法的有效性。进一步研究振动参数的影响可以知道,当振动频率控制在18 Hz~20 Hz之间,振动方向角在70o~80o,筛面倾角位于11o~16o之间,振动筛筛分效率能够处于较合理控制范围。

2018 Vol. 38 (3): 203-209 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1875KB] ( 58 )
210 潘高元,李舜酩,朱彦祺
四缸柴油机油底壳噪声预测与降噪研究

作为发动机上的壳体零件,油底壳的振动噪声控制是一个急需解决的问题。以某四缸柴油机油底壳为研究对象,采用有限元(FEM)与边界元(BEM)相结合的方法进行仿真分析,对油底壳的振动响应以及噪声辐射进行预测。通过增加厚度、更改材料以及将大而平的面改为波浪形的方法,提出结构改进的方案。结果表明,上述方法都能够有效地降低辐射噪声,更换材料以及加厚的方法均能降低噪声3.7 dB(A)以上,其中更改材料的方法单位质量降噪效果最好。

2018 Vol. 38 (3): 210-214 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 2059KB] ( 52 )
215 张磊1,毕玉华1,向熔1,张宁2,宋国富2,申立中1
非道路高压共轨柴油机振动及噪声分析

非道路高压共轨柴油机工作条件恶劣,对振动噪声性能提出较高要求。应用多体动力学方法,建立非道路高压共轨柴油机活塞组动力学模型、阀系动力学模型以及整机多体动力学分析模型,通过对机体与曲轴模态测试,验证缩减模型的准确性。对活塞组和阀系动力学特性、主轴承载荷以及整机振动与噪声特性进行分析,结果表明,在倾覆力矩作用下,2阶谐次及其整数倍谐次下发动机振动较大;2阶谐次下,机体次推力侧振动比主推力侧振动剧烈;油底壳表面辐射声功率级最大,最大值为109.1 dB;在523 Hz频率下声压级最大,最大值为85.23 dB。研究结果可为整机减振降噪提供优化方向。

2018 Vol. 38 (3): 215-220 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 2917KB] ( 42 )
221 陈宝康,魏煜锋,张敏
锯齿降噪结构在风力发电机组叶片上的应用

基于IEC61400-11风力发电机组噪声测试标准,应用NI硬件和LabView软件搭建噪声测试系统,对某3.0 MW风力发电机组叶片加装锯齿降噪结构前后的噪声辐射值进行现场测试,通过对比4 m/s~8 m/s风速区间的测点噪声值和1/3倍频程频谱数据,研究锯齿结构在大型风力发电机组叶片上的应用效果。研究结果表明,在叶片上安装锯齿降噪结构可显著降低机组在5 m/s~6 m/s风速区间运行时的噪声,对高风速区间内的低频段噪声也有明显降噪效果。

2018 Vol. 38 (3): 221-224 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [PDF 1290KB] ( 66 )
225 於珂睿,罗竹辉,李远,贺湘伟,黄自华
基于水声透声性能的橡胶配方筛选研究

为减少水声橡胶开发过程中的测试费用,缩短开发周期,对利用橡胶材料基本性能参数进行声波透射系数计算方法进行研究,然后利用透射系数理论计算结果对橡胶配方进行筛选。为验证该筛选方法的可行性,设计了三种橡胶配方,对其透射系数进行理论计算和性能测试,结果表明:3种配方橡胶的透射系数频率特性理论计算结果与测试结果吻合较好,数值偏差在5 %以内,三种配方橡胶透声性能优劣排序理论计算结果与测试结果一致,证明了利用透射系数理论计算结果对橡胶配方进行筛选是可行的,透射系数理论计方法还可为橡胶配方设计提供指导。

2018 Vol. 38 (3): 225-228 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 1291KB] ( 60 )
 
2018年4月20-22日-上海-第二十八届全国振动与噪声高科技应用学术会议征文通知(第2号通知)
2017-12-08-北京-第十五届全国噪声与振动控制工程学术会议(征文通知)
新增校样环节
第十三届全国噪声与振动控制工程学术会议征文通知
第12届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN2016征稿通知
B& K 2016年用户论文征稿通知
紧急声明
第十四届全国噪声会议征文通知
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