噪声与振动控制
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2019年 39卷 2期
刊出日期:2019-04-18

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
封面、录用
环境振动与环境声学
减振降噪设备与器材
   
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2019 Vol. 39 (2): 0-1 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 1500KB] ( 47 )
振动理论与数值解法
1 雷晓燕,杨天,刘庆杰
“车体-多边形化车轮-轨道”耦合系统动力分析及多边形车轮识别

列车车轮多边形是铁路车辆中最常见的一种车轮失圆形态。车轮多边形是车轮沿圆周方向出现不平顺的现象,能够引发轮轨冲击荷载,从而对轨道结构各部件产生严重影响。本文基于有限元法建立了“车体-多边形化车轮-轨道”耦合系统动力学有限元模型,研究了不同波深、车速和多边形阶数对轮轨力及轨道结构动力响应的影响。最后,将实测数据进行拟合,得到锯齿波函数,实现对多边形车轮的有效识别。

2019 Vol. 39 (2): 1-6 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [PDF 2084KB] ( 78 )
7 殷红,马静静,董小圆,彭珍瑞,白钰
基于频响函数的结构损伤识别模型修正方法

针对模型修正中测量数据不完备问题,提出一种利用频响函数结合结构损伤识别进行模型修正的方法。首先,采用频响函数摄动分析法建立频响函数灵敏度方程,并综合考虑结构响应对参数变化的灵敏度及阻尼对振幅的影响等因素,合理选择频率范围;然后,利用完好结构的频响函数和测量得到的损伤结构固有频率重构损伤结构未测量节点的频响函数;最后,研究与模型修正相适应的传感器优化布置方法,确定传感器数目及测点位置,从而为模型修正提供所需的频响数据。数值模型试验表明,利用较少数量的传感器提供的频响数据即可识别出损伤位置和损伤程度,得到与结构实际参数相符的模型修正结果。

2019 Vol. 39 (2): 7-13 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 1966KB] ( 84 )
14 张耀辉1,彭 虎1,张进秋2,孙宜权2,张建2
磁流变半主动悬挂引入位置阈值的改进Bang-Bang控制

以提高车辆乘坐舒适性为目的,针对简单Bang-Bang控制算法存在过平衡位置时穿越速度过大的问题,提出引入位置阈值,从而减小穿越速度的改进型Bang-Bang控制算法。针对单一的性能指标难以实现对悬挂性能的综合评价的问题,建立考虑各指标权重的加权综合评价指标。基于磁流变半主动悬挂,对简单Bang-Bang控制算法及改进型Bang-Bang控制算法的原理、取值进行分析,并对振动控制性能进行仿真及试验验证。结果表明:该综合评价指标可有效地实现对悬挂性能的综合评价;改进Bang-Bang控制算法可有效降低车身过平衡位置时的穿越速度,降低车身垂直加速度,从而提高乘坐舒适性。

2019 Vol. 39 (2): 14-20 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 2173KB] ( 47 )
21 胡晓琳,张婷
基于自校正PID控制的智能悬臂梁振动控制

摘 要:由于智能结构的工作环境变化多端,各种性能参数会随着环境变化而变化,先前建好的模型不再适应设计好的控制律,本文应用压电双晶片的驱动传感一体化的特性,实现了智能悬臂梁的自适应控制研究。基于极点配置理论,采用了自校正PID控制方法在线实时设计了控制参数,解决了模型参数无法实时更新进而导致的控制精度低的问题。通过MATLAB的SIMULINK的数值仿真,得出了自校正PID控制方法在实现智能结构自适应振动控制中是可行的结论,并且通过搭建实验平台进行实验验证;利用压电双晶片的驱动传感特性,使智能悬臂梁的自由振动得到了有效控制。因此,基于自校正PID控制方法,采用压电双晶片对智能结构吸振减振提供了理论与实验的研究基础。

2019 Vol. 39 (2): 21-26 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1904KB] ( 86 )
27 田克权,毛锦,李林聪,崔亚辉,杜进辅
基于振速测量单全息面直接声场分离方法

摘 要:为了更精确的分离质点振速,以波叠加法作为声场分离算法基础,提出单全息面测量振速直接声场分离方法。建立了单面振速测量声场分离模型,并推导了理论计算方法,通过数值仿真,分析算法的计算精度,验证了该方法可以有效分离声场。然后对比本文分离方法和单面声压测量声场分离方法分离简单源和脉动声源的误差,结果表明:单面振速测量的直接声场分离方法可以有效分离目标声源,而且可以获得更高的振速分离精度。

2019 Vol. 39 (2): 27-31 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 1822KB] ( 70 )
32 玉昊昕 陈克安
自由空间中集群式有源噪声控制系统布放对稳定性的影响分析

一般来说,集中式多通道有源噪声控制系统有利于提升降噪性能和扩展静区大小,但其系统复杂度和实现成本很高。与之相比,分散式系统用多个互相独立的单输入单输出控制系统来代替大规模的集中式系统,是一种能有效地降低实现成本的系统实现策略。但其主要缺点为存在全局稳定性风险。而群式系统通过用多个小规模的多通道集中式系统来实现降噪控制,能在集中式系统的复杂度和分散式系统的稳定性风险之间取得折衷。本文对集群式系统在自由空间中的布放对稳定性的影响进行了研究,通过将集群式的迭代方程变换为等价的线性时不变系统传递函数,研究次级源和误差传感器布放对系统零极点的影响来得到使集群式系统在自由空间中保持稳定的布放规律。这一布放规律仅与次级源和误差传感器在空间中的几何位置分布有关。

2019 Vol. 39 (2): 32-36 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1759KB] ( 37 )
37 于沛1,闫禄1,张金云1,李晶2
振动条件下陀螺加速度计误差抑制技术

为了减小振动条件下惯性平台陀螺加速度计的振动误差,本文提出了一种基于陀螺加速度计进动时间数据的整周小波去噪测试方法。该方法在静态和线振动状态下分别测量平台系统中陀螺加速度计进动整周期的相关时间数据,基于改进小波方法进行去噪后,得到静态和线振动状态下的时间序列,经计算得到陀螺加速度计的振动误差。该方法抑制了陀螺加速度计输出平均角速率误差,能够提高陀螺加速度计随平台系统在线振动台上的测量精度。最后采用实测数据验证了算法的有效性,辨识精度达到 ,提高了陀螺加速度计随平台系统在线振动台上的振动精度。

2019 Vol. 39 (2): 37-41 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 1858KB] ( 40 )
42 宋伟志1,周辉1,张晨骏1,陈智勇1,赵海军1, 2,岳遂录1
基于Euler Bernoulli理论的压电系统集中参数模型修正

摘要: 针对压电俘能系统悬臂梁结构集中参数模型的局限性,引入Euler Bernoulli梁振动模型。通过分析两模型在振动时相对位移传递率发现,集中参数模型在基础激励情况下,传递率峰值存在较大偏差。理论分析了Euler Bernoulli及集中参数模型在一阶模态附近位移传递率函数,对集中参数模型进行了修正。仿真结果表明修正后的集中参数模型相对位移传递率峰值与Euler Bernoulli模型在低阶模态吻合良好。

2019 Vol. 39 (2): 42-46 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 1687KB] ( 43 )
47 刘帅
储液罐晃动响应的被动控制方法研究

为解决采用常规被动控制技术难以降低储液罐晃动响应的问题,提出一种在隔震储罐中增设黏滞质量阻尼器(Viscous Mass Damper, 简称VMD)的被动控制方法。基于储液罐的两质点简化模型,采用动力时程分析方法,对固定储罐、隔震储罐和增设VMD隔震储罐三种储罐的地震响应进行了比较分析,并考虑VMD特征参数的影响,对储罐晃动响应被动控制方法的效果进行了验证。结果表明:采用本文提出的被动控制方法,不仅能够更加显著地降低地震作用下储液罐的基底剪力和有效地控制基底位移,避免隔震支座的剪切破坏;而且能够有效地降低储液罐上部液体的晃动响应,避免过大的晃动响应导致的罐顶破坏或储液外溢等问题。

2019 Vol. 39 (2): 47-52 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1871KB] ( 62 )
53 邓琳蔚1,陈照波2,王林玉2,付涛2
基于颗粒阻尼的车轮声辐射特性分析

针对列车运行时由于轮轨的不平顺造成的车轮振动以及由振动产生辐射噪声的不足,本文利用颗粒阻尼附加质量小和宽频减振效果好的优点,在车轮踏面上设计了颗粒阻尼振动器来衰减和抑制车轮振动和辐射噪声,同时研究了两种不同激励载荷条件下的车轮声辐射特性。试验结果表明:相比于空轮以及空心阻尼环,颗粒阻尼器在宽频带内具有优良的振动抑制和降噪效果,其中在轴向和径向激励载荷下,安装颗粒阻尼器可以使车轮的振动大幅衰减,其中最大减振可达39dB,而噪声最大降噪为14.68dBA

2019 Vol. 39 (2): 53-56 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [PDF 2021KB] ( 34 )
运载工具振动与噪声
57 王刚,陈海虹,周知进
持续有界路面激励下的车辆主动悬架可靠L1干抗抑制控制

在车辆主动悬架控制当中,路面激励通常可建模为一类持续有界的外部干扰。针对该问题,提出了车辆主动悬架的可靠L1干扰抑制控制方法。区别于以往的H∞/GH2控制方法,文中无需假设路面干扰为能量有界的情况。在控制器设计中,使用L1性能指标来提高汽车悬架的舒适性,同时保证悬架的其它性能,如悬架动行程、轮胎动载荷、控制饱和和执行器错误。以线性-分数矩阵不等式给出了控制的设计条件,控制器可根据凸优化方法和广义特征值问题求得,且相应的闭环系统具有指数的稳定性及L1干扰抑制性能。最后通过数值实例表明,在持续有界的正弦型和随机白噪声路面激励下,系统能取得理想的驾驶舒适性能,并保证悬架硬约束。

2019 Vol. 39 (2): 57-63 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 2345KB] ( 43 )
64 张帅,王岩松,张心光,李文武
VS-MFxLMS算法及其在汽车车内噪声有源控制中的应用

为提高经典VS-FxLMS算法的收敛性能以及规避MFxLMS算法不能同时兼顾收敛速度和稳态误差的缺陷,结合修反正切函数和归一化的方法,提出了一种可用于汽车车内噪声有源控制的VS-MFxLMS算法。应用MFxLMS算法、VS-FxLMS算法和VS-MFxLMS算法分别进行汽车车内噪声有源控制仿真实验。噪声有源控制结果的比较表明,与MFxLMS算法相比,VS-MFxLMS算法的收敛速度提高了1.5倍以上,稳态误差降低55%以上;与VS-FxLMS算法相比,VS-MFxLMS算法的收敛速度提高了25%以上,稳态误差降低了28%以上;为汽车车内噪声的有源控制提供了一种新方法。

2019 Vol. 39 (2): 64-69 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 2115KB] ( 54 )
70 权凌霄1, 2,赵文俊1, 3,付旭鹏1
飞机液压管路支撑的2自由度动力学模型研究

针对飞机吊挂区域“机体结构-支撑组件-液压管路”机械振动系统中的支撑组件,在其承受动载荷作用时对其动刚度及加速度导纳进行有限元分析;基于经典隔振理论,将机体结构视为弹性体,考虑支撑组件质量、阻尼及刚度,建立以机体结构振动为激励源、液压管路为振动受体的管路支撑组件两自由度物理模型,采用四端参数法推导支撑组件的位移/力传递率,对位移传递率的影响因素进行分析。结果表明,影响支撑组件隔振性能的主要因素是刚度参数,其不仅影响位移传递率曲线的幅值,同时导致峰值产生频移;而支撑组件的质量参数和结构阻尼参数主要对曲线幅值存在不同程度的影响。分析及结论将对飞机液压管路系统的减振及提高系统性能和寿命具有一定参考价值。

2019 Vol. 39 (2): 70-75 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2075KB] ( 30 )
76 刘悦,温华兵,吴俊杰,靳玉冬,常程威
邮轮舱室结构振动预报与控制

基于有限元法(Finite Element Method,FEM),对邮轮进行振动预报。分析了邮轮的几个主要的振动源,包括主机、辅机以及螺旋桨等动力设备的振动激励特性,运用Patran软件建立邮轮振动预报有限元模型,并对邮轮进行了振动计算分析,取振动加速度值均方根结果与ISO6954- 2000E标准的限值进行比较评价。计算结果表明:除了第七甲板局部舱室以外其余各处均满足振动标准,并发现第七层甲板局部舱室在11Hz下振动严重超标,分析原因是由于螺旋桨工作引起的局部舱室共振。针对局部舱室振动过大问题,提出在振动过大区域的甲板下方焊接L型钢以降低振动量,改进后第七层甲板最大振动加速值较之前减小56.7%,满足标准要求。

2019 Vol. 39 (2): 76-80 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [PDF 1844KB] ( 56 )
81 陈剑1, 2, 王开明1, 刘策1, 殷金祥3,邓厚科3,宋文凤3
汽车加速通过噪声室内预测方法研究

摘 要:自国际标准化组织颁布汽车室外加速通过噪声(PBN)测试国际标准ISO 362-1:2007以来,其测试要求提高、测量难度加大、测量数据合格率偏低的问题,困扰室外测量工程技术人员。本文通过时间序列合成算法,获得室内加速通过噪声的时域信号;通过在室外实测场地和室内低噪声转毂上的轮胎实验,建立室内外轮胎噪声与速度关系曲线;最后通过建立的合成算法,替换室内外轮胎噪声,计算获得室外加速通过噪声的室内等效数值。将该方法应用于M2和N2类车型的室外加速通过噪声等效,结果表明,该方法得到的等效结果与室外实测值的PBN误差不大于±1dB(A),测试时间节约40%以上。该方法不仅适用于M2类,也适用于N2类车的PBN测量,具有很高的工程应用价值。

2019 Vol. 39 (2): 81-84 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 1651KB] ( 31 )
85 朱鑫1,刘晓昂1,陈勇1,蒋春雷2
纯电动汽车动力总成悬置系统设计方法

考虑了纯电动汽车和传统内燃机车在动力总成激励上的不同,建立了某型纯电动汽车动力总成六自由度动力学模型,以动力总成固有频率和能量分布合理分配为优化目标,各个悬置静刚度和安装位置为设计变量,应用Matlab/Isight对悬置系统参数进行了优化,优化后固有频率和能量分布均满足设计要求。为控制动力总成质心在各工况下的位移,对各悬置非线性段刚度及拐点进行设计,设计后的动力总成质心位移满足位移控制要求。

2019 Vol. 39 (2): 85-89 [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [PDF 1304KB] ( 38 )
90 邓江华,董俊红,孙健颖,张天宇
电动汽车关键声学包轻量化设计及性能稳健性分析

针对电动汽车的轻量化设计需求,综合考虑其特有的声源分布特征,对电动汽车关键声学包部件进行了轻量化研究。在不影响部件声学性能的前提下,结合试验与仿真方法对声学包材料BIOT参数进行了优化,实现了关键声学包部件在原基础上减重58%,实现了声学包轻量化的要求。同时考虑了声学包样件在制作、运输过程中可能存在的厚度、材料参数(流阻、密度)等不确定因素,进行了其对整车声学包性能影响的鲁棒性研究。结果表明,通过合理的优化分析,可设计出兼顾吸隔声性能且具有良好鲁棒性的轻量化声学包部件。

2019 Vol. 39 (2): 90-94 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 1740KB] ( 35 )
95 隆孝军1,靳行2,李连凯1,陈谢棋2,汪伟奇1
小波偏相干分析在内燃机车降噪中的应用

针对国内某内燃机车异噪导致的司机室耳旁噪声超标的问题,将小波偏相干分析的噪声源识别方法引入内燃机车的声源识别中。对驾驶员耳旁噪声及主要声源进行振动与噪声测试,并应用该方法对测试数据在MATLAB中进行计算与分析,根据计算与分析结果提出了完整的改造方案。结果表明:应用小波偏相干分析能够准确的找到内燃机车异常噪声声源,通过该方法分析所提出的改造方法,使得驾驶员耳旁噪声降低,验证了该方法的有效性。

2019 Vol. 39 (2): 95-99 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1841KB] ( 34 )
100 索雪峰,焦生杰,马锡勇,李凯
矿用自卸车乘坐舒适性试验研究

车辆舒适性对驾驶员的身心健康有严重的影响。为了研究矿用自卸车在随机路面的乘坐舒适性问题,本文以某110吨矿用自卸车为研究对象,建立了整车十自由度动力学模型,分析车辆舒适性的影响因素,并选择了矿区随机路面进行现场试验测试和分析,得出了不同工况下路面激励的时域响应、频域响应以及车辆的乘坐舒适性。结果表明随着车速增加,路面激励加速度的大小和频率都增大,导致车辆舒适性变差;随着车辆载重增加,路面激励的频率减小,车辆的舒适性提高。

2019 Vol. 39 (2): 100-104 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 1788KB] ( 41 )
105 刘福金,王安斌,谢蓥松,戚柳飞
地铁小半径曲线段上列车车内振动测试与特性

摘 要:在地铁线路中,小半径曲线段的列车振动加速度一般大于同种轨道结构的直线段。为了研究小半径曲线段车内振动的频谱特性,选择了半径为350m的地下隧道区间进行测试,该区间分布着钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三种轨道结构。分析了双面胶带、螺钉等多种传感器安装方式对测量结果的影响,采用DASP V11软件测量一天中三个不同时段车厢地板垂向和横向振动加速度,并进行Z振级和X振级分析。结果表明:半径为350m的曲线隧道内,钢弹簧浮置板整体道床、科隆蛋扣件和DT-III型扣件三个区段车厢地板振动对应的垂向振级峰值频率分别为8Hz和63Hz,3.15Hz、8Hz和63Hz,50Hz和100Hz;横向振级峰值频率为63Hz,63Hz,50Hz和100Hz;钢弹簧浮置板整体道床段和科隆蛋扣件段车厢地板振动加速度大于普通型扣件段。通过本次测试,为小半径曲线段振动噪声问题提供一些减振降噪措施选择方面的参考,同时为研究小半径曲线段车厢地板振动特性问题提供支持。

2019 Vol. 39 (2): 105-109 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1831KB] ( 39 )
110 张宇1,曹友强2
车身阻尼材料布局拓扑优化设计

针对某车型车内匀速噪声控制问题,提出一种基于多目标动力学拓扑优化的阻尼材料设计方法。首先,通过车身声-振耦合分析获知车内噪声响应异常峰值频率。接着,以车身壁板噪声贡献量和模态贡献量为指标进行综合分析。然后,构建综合考虑车身壁板动力学控制和阻尼材料质量控制的多目标动力学拓扑优化数学模型,并获得阻尼材料布局方案。将该方案与基于模态应变能的阻尼材料设计方案进行对比分析获知,前者降噪效果更佳。最后,通过实车测试,验证了该方案对车内匀速噪声有明显改善。上述研究表明,该阻尼材料设计方法具有良好的实用价值。

2019 Vol. 39 (2): 110-113 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 2146KB] ( 46 )
114 廉晶晶,张杰,杨柳青,叶常景,代 炜,张晨曦
电动车制动真空泵对车内噪声影响机制分析

针对某电动车型供电状态踩踏制动踏板时,车内轰鸣音过大的问题,通过主观评价、问题排查,确认由制动真空泵引起。采用源—传递路径—目标位置分析方法,结合模态仿真数据,分析了制动真空泵对车内噪声的影响机制。提出了真空泵包裹阻尼材料降低车内空气辐射噪声和增加安装支架刚度减小结构辐射噪声的改进方案。试验测试表明,采用改进方案后,车内噪声峰值降低约6dB。

2019 Vol. 39 (2): 114-117 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1798KB] ( 37 )
118 陈剑1, 2,高彬彬1,殷金祥3,邓厚科3,宋文凤3
某SUV整车室内通过噪声部件贡献量分析与性能提升

针对某SUV试制车基于GB 1495-20××草案的室内通过噪声超标问题,在半消声室内的低噪声四驱转毂试验台上,首先使用声学照相机对被测车辆在规定工况下行驶时的主要噪声源进行快速准确定位,然后应用逐一拆除屏蔽的方法,实现了对影响通过噪声的各主因素的贡献量排序分析,并依此提出相应的整改措施。采取整改措施后的验证结果表明,室内通过噪声较原车降低了2.8dB(A),达到了对标要求。本方法可为提高通过噪声贡献量分析试验的效率和测试一致性提供参考。

2019 Vol. 39 (2): 118-121 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1657KB] ( 29 )
122 杨超,刘夫云,赵亮亮,王秋花,张秋峰
汽车钢板弹簧动力学建模及应用研究

摘 要:针对传统的钢板弹簧动力学模型在整车平顺性仿真分析时,存在的仿真精度低、未考虑运动特性等问题。本文对钢板弹簧的动态特性对整车平顺性的影响进行研究。根据运动学理论,推导钢板弹簧的运动学特性计算公式,并分析钢板弹簧的运动特性对其弹性恢复力和阻尼力的影响;利用Hyper Mesh和ANSYS建立钢板弹簧的三维有限元模型,并将该模型导入基于Adams建立的整车动力学模型。对整车动力学模型进行平顺性仿真分析,结果表明:采用钢板弹簧模型与减震器模型的整车平顺性仿真结果与实车测试结果的最大误差分别为14.67%、30.48%;本文建立的钢板弹簧模型比单纯将钢板弹簧简化为具有静刚度和阻尼的减震器模型,其平顺性仿真结果与实际更为接近。

2019 Vol. 39 (2): 122-127 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 1637KB] ( 44 )
128 谢蓥松,王安斌,戚柳飞
列车在不同弹性扣件区段车内振动噪声的对比研究

本文针对地铁A型列车车内振动噪声进行研究,分析不同弹性扣件对车内振动和噪声的影响,通过研究车体结构和国内外规范,对A型地铁车辆车内关键位置的振动噪声进行多次测量,获得普通扣件区段和弹性扣件区段列车内部的振动加速度和噪声,运用振动加速度级和声压级以及1/3倍频程来分析不同弹性扣件对车内振动噪声的影响。结果表明:车内不同位置的振动噪声差别较大,车厢两端部的振动噪声大于车厢中部的振动噪声;车内振动噪声的峰值频率大多出现在125Hz、160Hz、200Hz左右;扣件系统弹性的变化不会影响车内振动噪声的峰值频率和3150Hz以后高频段的振动噪声;普通扣件刚度是弹性扣件刚度的2倍左右时,车内噪声声压级在100-2000Hz的范围内弹性扣件地段比在普通扣件地段大,差值约2-5dB,车内振动加速度级在315-2000Hz的范围内弹性扣件地段比在普通扣件地段大,差值约6-10dB;弹性扣件区段的Z振级比普通扣件区段大,但X振级在弹性扣件区段反而低于普通扣件区段。

2019 Vol. 39 (2): 128-133 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 2496KB] ( 30 )
环境振动与环境声学
134 李德玺1,匡兵1,刘夫云1,王娇娇1, 姚春革2
双底面电力电容器底部空气层尺寸设计方法

电力电容器底部振动是电容器辐射噪声的主要来源,而电容器底部降噪常用方法是在底部焊接一个双底面腔体结构。为了实现双底面电力电容器的快速设计,提出了一种底部空气层尺寸设计方法。首先用试验的方法确定电力电容器辐射噪声主要噪声频率,然后在LMS Virtual.lab中建立双底面结构的参数化模型,进而使用声振耦合的方法计算得到对频率与隔声量的特性曲线。最后针对电力电容器特定噪声频率,以隔声量为优化目标优化出此噪声频率下的最优空气层尺寸。电容器样品的振动噪声对比测试结果与所提方法在趋势上保持一致,验证了本文方法的可靠性。

2019 Vol. 39 (2): 134-139 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 2122KB] ( 26 )
建筑振动与建筑声学
140 刘兴龙1,尹学军1, 2,孔祥斐1,谭文3,刘铁民3
控制城市轨道高架桥梁结构噪声的试验研究

城市轨道高架桥梁产生的噪声对周围环境的影响十分明显,日益受到人们的关注。过车时轨道高架桥梁振动辐射产生的结构噪声具有频率低,辐射面积大,传播距离远的特性,治理难度很大。本文对广州地铁4号线高架桥振动噪声进行了测试与分析,研制了调谐质量阻尼器对轨道高架桥梁的结构噪声进行控制。测试结果表明, 桥梁安装TMD后桥下1.5米测点在80Hz控制频带降低9.3-12.4dBA,10次过车降噪效果平均值为2.1dBA。

2019 Vol. 39 (2): 140-144 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1955KB] ( 31 )
145 罗锟, 欧开宽,雷晓燕,汪振国,张新亚
支座刚度对高铁箱梁结构声辐射影响分析

随着箱梁结构在高速铁路中的广泛应用,其引起的结构振动和噪声问题日益受到关注。本文以京沪高速铁路32m简支箱梁为研究对象,首先建立高架轨道箱梁结构声学计算模型,该模型利用一1/10缩尺模型的仿真与实测结果验证,再通过建立高速列车-轨道耦合动力学模型计算作用箱梁结构上的作用力,并以此作为荷载边界条件施加于箱梁有限元模型上,计算箱梁结构的振动响应。最后,将箱梁结构振动响应作为声学边界条件,采用间接边界元法分析支座刚度对箱梁结构声辐射衰减规律的影响。研究结果表明:在3种不同刚度支座条件下,梁体声功率辐射影响主要集中在1~48Hz,支座刚度越大,声功率辐射值及峰值越小。箱梁最大声压级主要集中在1~20Hz;各场点声压级变化与声功率变化趋势较为接近;三种支座在相同场点的声压级变化趋势较为接近,但支座刚度越大,声压级越小;在同一场点,支座刚度越大,声压级峰值越小。在48~100Hz内,支座刚度值对梁体的声功率辐射及场点声压级大小影响不大。

2019 Vol. 39 (2): 145-150 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2326KB] ( 29 )
151 宋瑞1, 2,刘林芽2,徐斌1
高速铁路减振CRTS-Ⅲ型无砟轨道桥梁振动噪声研究

以减振CRTS-Ⅲ型轨道系统为研究对象,基于车辆、轨道、桥梁系统二维模型,利用动柔度法分别计算车辆和轨道系统的动柔度,建立频率域的车辆-轨道耦合模型,计算桥梁振动加速度并与常规CRTS-Ⅲ型轨道系统相比较。采用有限元法计算桥梁结构近场点和远场点噪声,探讨桥梁各子结构板对近场点和远场点噪声的声贡献率。计算结果表明:与常规CRTS-Ⅲ型轨道系统相比,减振CRTS-Ⅲ型轨道系统下,桥梁的振动峰值加速度减小69.9%,加速度平均值降低60.4%;近场和远场噪声计算点声压级分别降低8.4、8.5dB;桥梁顶板声贡献率分别达65.28%,68.30%。采用减振CRTS-Ⅲ型轨道系统能够有效的降桥梁结构噪声。声贡献率计算表明顶板振动是导致桥梁噪声的主要噪声源。

2019 Vol. 39 (2): 151-155 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1626KB] ( 31 )
156 徐涆文1, 2,韩健2,刘晓龙2,陈秉智1,肖新标2
弹性轨枕轨道振动特性研究

弹性轨枕轨道是目前城市轨道交通运用较为广泛的轨道类型,钢轨是弹性轨枕轨道主要的振动和声辐射结构,通过研究钢轨的振动特性能够为控制振动和辐射噪声提供相关数据指导。在频域角度研究弹性长轨枕和弹性短轨枕轨道钢轨的垂向振动特性,分析不同轨枕结构及结构参数对钢轨垂向振动的影响,包括轨枕支撑刚度,轨枕质量以及轨枕尺寸对钢轨垂向振动的影响。结果表明:弹性轨枕轨道轨枕结构及结构参数的改变只会影响钢轨的0-400Hz范围内的垂向振动特性。

2019 Vol. 39 (2): 156-161 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 2279KB] ( 53 )
162 杨梦琦,贺玉龙,蔡思奇
自然风与气动力作用下高速铁路路基段折臂式声屏障动力响应分析

为研究在自然风与风致脉动力联合作用下折臂式声屏障的动力响应,采用模态分析及瞬态动力学分析结合的方法进行分析。结果表明,对于声屏障位移最大节点处,水平位移减小的同时垂向位移则随着折臂角度的增加而增加;声屏障激振力引起其振动的主要频率在0-2.5Hz,声屏障的一阶固有频率均大于5.6Hz,不会产生共振的危险而其整体形变与其一阶振型相似。

2019 Vol. 39 (2): 162-166 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1806KB] ( 32 )
信号处理与故障诊断
167 王振亚,戚晓利,吴保林
基于ASL-Isomap流形学习的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承故障特征集维数高以及冗余的问题,提出一种基于自适应自组织增量学习神经网络界标点的等度规映射(Adaptive self-organizing incremental neural network landmark Isomap,ASL-Isomap)流形学习的滚动轴承故障诊断方法。首先,从时域、频域、时频域以及复杂域提取振动信号的故障特征,构建高维混合域故障特征集;其次,采用ASL-Isomap方法对高维混合域故障特征集进行维数约简,提取出低维、敏感特征子集;最后,应用核极限学习机(Kernel extreme learning machine,KELM)分类器对低维特征进行故障识别。ASL-Isomap方法集成了自适应邻域构建和SOINN界标点选取的优势,能够更有效地挖掘数据的低维本质流形。圆柱滚子轴承故障诊断实验验证了该故障诊断方法的有效性和优越性。

2019 Vol. 39 (2): 167-174 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 2880KB] ( 47 )
175 郑近德1, 2,潘海洋1,包家汉1, 2,刘庆运1, 2,丁克勤3,欧淑彬2
基于精细复合多尺度熵和自编码的滚动轴承故障诊断方法

多尺度熵是一种有效的衡量机械振动信号复杂度的非线性动力学方法。针对其存在的不足,引入了精细复合多尺度熵(Refined composite multiscale entropy, RCMSE),在此基础上,结合自编码降维和遗传优化支持向量机,提出了一种滚动轴承故障智能诊断新方法。首先,利用RCMSE提取滚动轴承振动信号多尺度复杂度特征,构建初始特征向量矩阵;其次,采用自编码对初始高维特征数据降维,得到低维流形特征;然后,将低维特征向量输入到基于遗传优化支持向量机的多故障模式分类器中进行训练、识别与诊断。最后,将所提方法应用于实验数据分析,并与多尺度熵方法进行对比,结果表明,论文方法不仅能够有效地诊断滚动轴承的工作状态和故障类型,而且识别率高于所对比方法。

2019 Vol. 39 (2): 175-180 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2319KB] ( 38 )
181 孟祥晶,程军圣,杨宇,潘海洋
基于复数微分算子的最优化分解方法及其应用

针对机械故障振动信号的非线性与非平稳特征,提出了一种基于复数微分算子的最优化分解(Optimization Decomposition Based on Complex Differential Operators, 简称CDOOD)方法。该方法通过优化滤波器的参数将非线性信号分解,以得到非线性信号分解余量的能量最小为优化目标,然后在优化过程中运用复数微分算子约束得到多个内禀窄带分量(Intrinsic Narrow-Band Components,简称INBC)。将CDOOD方法应用于仿真信号和机械复合故障信号的分析,并与自适应最稀疏时频分析(Adaptive Sparsest Time Frequency Analysis,简称ASTFA)方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)方法进行对比。结果表明,CDOOD能够有效抑制端点效应和模态混淆,并且在提高分量的准确性和正交性等方面具有一定的优势,同时可以有效地应用于旋转机械复合故障的诊断。

2019 Vol. 39 (2): 181-185 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 2115KB] ( 46 )
减振降噪设备与器材
186 贺辉雄,向阳,张波
低频线谱激励下动力吸振器设计研究

针对动力吸振器在船舶领域应用较少及舰艇在低频振动时减振降噪措施较难实现这一现状,构建低频线谱激励下舰艇附加动力吸振器设计流程及研究其减振降噪特性。首先,按比例建立某舰艇双层底仿真模型,并在20-400Hz频段内对离心泵机脚加速度激励下的该双层底模型进行谐响应分析,得到各节点处位移响应峰值并确定33Hz为动力吸振器吸振频率,然后应用有理分式多项式法识别安装位置处主系统等效参数及通过定点理论确定动力吸振器参数,同时探究动力吸振器质量和安装数量对吸振效果的影响。最后,建立Virtual Lab边界元模型,求解吸振前后双层底模型外底辐射声功率。仿真结果表明:动力吸振器设计流程合理,双层底模型在吸振频率33Hz处振动烈度数值及辐射声功率均有较大程度降低;20-60Hz频段内外底板合成声功率降低9.55dB,有明显减振降噪效果。

2019 Vol. 39 (2): 186-193 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 2873KB] ( 48 )
194 马学强1,李鑫茂2,尹学军1
静音钢板的综合性能研究

静音钢板是在两块厚度为0.8mm的钢板之间刮涂极薄的阻尼层构成的约束阻尼结构,在兼顾良好力学性能的同时达到减振降噪的效果。研究了静音钢板的复合损耗因子、使用温度区间、隔声量以及时域和频域等综合性能。结果表明,静音钢板阻尼层厚度为100μm时比厚度为50μm的结构有更优异的性能;使用温度在10℃~50℃区间内更有利于发挥结构的阻尼优势;最大隔声量可达到25dB;振动在静音钢板中的传播时间极短且振幅颇小。

2019 Vol. 39 (2): 194-196 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1358KB] ( 45 )
197 蔡梦娜,田红艳,郄彦辉
非对称双层薄膜型局域共振声子晶体低频隔声性能研究

薄膜型局域共振声子晶体结构简单、既薄又轻,是理想的低频隔声材料。本文对非对称结构双层薄膜型局域共振声子晶体材料的声学低频隔声性能进行研究,讨论了声子晶体非对称结构中质量块分布方式、位置以及数目对声学衰减特性的影响,研究表明非对称结构双层薄膜型声子晶体由于其非对称的结构能够在低频呈现出优异的轻质、宽频隔声特性,且通过调节质量块在薄膜上的位置、质量块的数量及分布方式对声波隔声的频率位置进行调节。

2019 Vol. 39 (2): 197-201 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1787KB] ( 33 )
202 韩宝坤,王鹏,魏国,纪瑶
压缩机吸气消声器的声学和阻力特性研究

摘要:吸气消声器主要用于减弱制冷剂吸入压缩部分时产生的进气噪声。针对目前用于往复式压缩机吸气消声器消声频带窄,中高频消声效果不佳的特点,设计出一种多腔室组合的消声器,综合考虑消声器的声学性能和流体特性。在Pro/E中建模完成后,导入ANSYS ICEM CFD中划分网格,在声学仿真软件中分别对最初和新设计后的消声器进行声学仿真。比较两种消声器的传递损失,数值仿真结果显示,新设计的消声器低频消声效果有所降低,中高频消声效果良好,整体消声量提高。最后在 Fluent中仿真消声器的流体性能,以压力损失作为衡量流体性能的标准,得出在设计消声器时,不能为了提高声学性能设计过多的腔室。

2019 Vol. 39 (2): 202-205 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 1668KB] ( 42 )
206 杨强,董万元,邵闯
随机振动下偏心隔振系统仿真分析

针对存在严重偏心的机载设备,通过载荷解耦计算各点支撑承受质量载荷,确定隔振系统固有频率,计算系统的刚度和阻尼;将系统中隔振器简化为线性弹簧阻尼单元,建立隔振系统的有限元模型,采用基础运动法分析隔振系统在随机振动下的加速度响应,最后根据试验结果优化隔振器的刚度和阻尼,使隔振系统的Y向在随机振动下的加速度响应误差从44.95%降到7.47%,固有频率误差从37.43%降到-0.25%,其他两个方向的仿真误差也都显著降低,获得较精确的隔振系统动力学模型,为偏心机载设备隔振设计提供指导依据。

2019 Vol. 39 (2): 206-209 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1519KB] ( 51 )
210 刘记心1,吴登峰2,杜敬涛3,章婷1
压电堆式JG型复合隔振器结构设计与实验研究

复合式隔振器是由剪切型橡胶隔振器与惯性式压电堆作动器组合而成,复合式隔振器结合了主被动隔振器的优点,将主动构件与被动装置串联、并联,不仅提高了主动构件的稳定性,也改善了被动隔振的有效频带。通过理论与实验的方法对惯性式压电堆作动器的工作原理与动力学特性进行了分析,利用所设计的复合式隔振器搭建了双层隔振台架,采用滤波x-LMS自适应算法对台架进行主动控制。结果表明,在单频正弦激励下,压电推复合隔振器比单纯的被动隔振装置具有更好的隔振效果,80Hz、90Hz和110Hz隔振效果分别提高25dB、38dB和25dB。

2019 Vol. 39 (2): 210-214 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 2250KB] ( 40 )
215 霍黎明1,武佩1,苏赫1,范秀琴2,张永安1,马彦华1
分流气体对冲消声器内流场及再生噪声分析

对新型分流气体对冲排气消声结构进行了内流场分析,发现隔板以及弯头部件区域存在压力损失较大的问题,通过增加导流环,加大弯头半径等方法,减小了消声单元的排气压力损失,并利用FW-H声学比拟法对改进前后的消声器进行了再生噪声分析。结果表明,通过对消声器内部结构的合理改进,在入口流速为40m/s时,改进后的消声器压力损失降低了35%,出口噪声降低了1.5dB左右。并通过试验验证了数值计算的正确性,研究结果对新型消声器的设计具有一定的指导意义。

2019 Vol. 39 (2): 215-221 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 2362KB] ( 32 )
振动噪声测试技术
222 任向海1,彭振华1,张园1,丁雯1,李森2,徐德奎3
水力旋流器模态测试与振动特性分析

应用 LMS 测试分析系统,对水力旋流器进行模态测试和分析。采用最小二乘复频域法对水力旋流器各阶模态进行参数识别,得到了水力旋流器在空管、充液和工作状态的固有频率和振型。其特点是其固有频率随着空管、充液和工作状态的次序及入口速度增大,固有频率逐渐降低,结构的最大响应位置在小锥段与尾管的交汇处,这既是旋流器的薄弱部位,也是影响旋流器工作性能的潜在诱因,设计者应在设计中给予重视。

2019 Vol. 39 (2): 222-225 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 2201KB] ( 49 )
226 李曷冰,胡定玉,刘馨悦,方宇
一种基于等效源法的表面阻抗现场测量方法

提出一种基于等效源法的表面阻抗测量方法。该方法首先在材料上方放置一个主动声源,其次在主动声源和材料之间构造一个虚拟腔体,然后在虚拟腔体内部使用封闭的测量面采集声压,并利用基于等效源法的近场声全息技术来计算材料表面声压和质点振速,最终获取材料表面阻抗。通过数值仿真对该方法的有效性和适应性进行了分析,结果证明了该方法的有效性以及对复杂测量环境的适应性。同时对主动声源以及等效源的位置进行分析,结果表明主动声源在材料表面上方0.2~0.4 m处位置最优,等效源封闭面的上下表面关于材料表面对称、且距离材料表面0.075~0.175 m时误差最小。

2019 Vol. 39 (2): 226-229 [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 1794KB] ( 37 )
工程实践
230 徐鹏1,靳军2,韩蕴蕾3
某汽轮水泵机组振动偏大问题的分析与处理

某立式汽轮水泵机组在运行过程中发现支座底部和泵底部侧面振动超过要求值的问题。为了有效解决该机组振动偏大的问题,本文针对机组进行了三个不同工况下的振动测试,全面分析了振动源。针对高频振动,提出采用阻尼中间支座的措施;针对低频振动,提出在泵进口增加导流叶栅的措施。试验结果表明,本文采取的措施对于抑制高、低频振动都达到了有效的成果。

2019 Vol. 39 (2): 230-233 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2147KB] ( 35 )
234 兰同宇1,王孚懋1,孙海滨2,韦艳娟1,张玉环1
往复式冰箱压缩机噪声测试与消声分析

某型号冰箱压缩机运转时存在噪声值偏大问题。为降低噪声,采用对比测试分析法对五种不同工况下的样机进行了噪声频谱测试与声源识别,明确了气动噪声为主要声源,机械噪声为次要声源,而电磁噪声对整机影响较小。气动噪声为排气管内高速高压气体产生周期性气流脉动和气流喷注噪声,呈宽频分布特征,峰值频率为2000Hz,对应噪声值为49.3dB(A)。此外,压缩机激振频率引发排气管低频振动。提出了设置排气管消声器与安装弯管减振弹簧等改进措施,与改进前测试结果比较,改进后整机噪声下降了1.83dB(A)。

2019 Vol. 39 (2): 234-238 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 2251KB] ( 44 )
239 王玉雷1,王晨光2,徐炳桦1,刘杰昌1,黄 煜2
某型汽车空气路径噪声贡献分析

车内噪声在低速行驶下主要贡献来源是结构路径噪声,随着车速的提高,空气路径噪声对车内噪声的贡献逐渐增大。针对某型前置后驱车车内目标点进行了空气声的传递路径分析,建立分析发动机舱室空气声、排气噪声、轮胎噪声对车内噪声贡献的流程和技术。首先根据互易原理测量了各个空气噪声源到车内目标点的声学传递函数,在实际行驶工况下测试各个空气声源点的噪声数据,再根据谱分析理论,结合输入与输出之间的重相干函数计算空气路径噪声对车内噪声的贡献量,比较了不同工况,不同频率空气声路径噪声对车内噪声的影响,最后对于该车型的空气声贡献情况进行了总结,并对车辆的优化设计提出了合理化建议。

2019 Vol. 39 (2): 239-244 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 2392KB] ( 46 )
245 马紫辉1,何森东1,王田修2,马紫明1
某SUV高速时周期性嗡嗡异响的识别与控制

动力传动系统由多个部件组成,其中任何一个零部件设计出现问题,都会带来整车级的异响。为了解决某SUV高速时的周期性嗡嗡异响问题,使用LMS Test.lab测试设备,对前置后驱车的发动机、离合器、变速箱、传动轴、主减、后桥、轮胎等一系列排查研究,找到了问题根源所在。通过加粗变速箱的中间轴提升刚度,避免和发动机2阶阶次共振,同时进行了扭振测量分析,增加了87Hz扭振减振器,从根源上解决此异响问题,也为以后传动系统异响问题排查提供了切实可行的方法。

2019 Vol. 39 (2): 245-248 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1688KB] ( 52 )
 
2019年投稿须知
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)
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