噪声与振动控制
首页  |  期刊介绍  |  编 委 会  |  投稿指南  |  期刊订阅  |  广告服务  |  版权转让  |  抄袭举报  |  联系我们
 
文章快速检索  
  高级检索
 
2020年 40卷 3期
刊出日期:2020-06-18

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
环境振动与环境声学
减振降噪设备与器材
封面、目录
   
封面、目录
0 2020-03期封面、目录
2020-03期封面、目录
2020 Vol. 40 (3): 0-1 [摘要] ( 63 ) [HTML 1KB] [PDF 1379KB] ( 236 )
振动理论与数值解法
1 冯青松1, 杨舟1, 梁玉雄1,陆建飞2,雷晓燕1
双周期声子晶体梁弯曲振动带隙特性分析

提出了一种双周期五组元声子晶体梁结构,研究了弯曲波的带隙特性。在无限结构条件下,将其等效为铁木辛柯梁,利用传递矩阵法推导并计算了其能带结构,并与简单二组元声子晶体梁结构的带隙进行了对比分析,结果表明内部周期的存在主要影响带隙的宽度。在有限结构条件下,利用有限元法研究了双周期五组元声子晶体梁的振动传递特性,证明了理论推导的正确性,并得到了双周期五组元声子晶体梁的弯曲波衰减特性。结果表明,双周期五组元声子晶体梁可以看作是一种滤波器,弯曲波沿波传播方向在禁带中逐渐衰减,而在通带中传播不衰减。最后讨论了参数对带隙的影响,研究发现内部周期的存在能够解决低频与宽频相悖的问题,通过改变内部周期数,能够成功产生低频、宽频带隙,为低频减振降噪设计提供了新的思路。

2020 Vol. 40 (3): 1-7 [摘要] ( 82 ) [HTML 1KB] [PDF 2816KB] ( 193 )
8 赖慕白, 毛崎波
通过惯性作动器实现平板振动的分散式控制

建立了通过同位布置的惯性作动器和速度传感器实现的简支平板振动的多通道分散式速度反馈控制系统模型。通过数值计算对该系统进行稳定性分析,验证该控制方法的可行性,并比较分析通道数及惯性作动器固有频率对系统控制效果的影响。结果表明:系统的控制效果随通道数的增加而增强,但系统复杂度增加;降低惯性作动器固有频率,也可增加控制效果。

2020 Vol. 40 (3): 8-13 [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [PDF 1607KB] ( 170 )
14 吴小笛1,2,王海波1,2,张乐1,2,陈俞鹏1,2,薛朝军1,2
航空装配抗振外骨骼动力学建模

为了指导航空装配抗振外骨骼结构设计,根据拉格朗日原理建立抗振外骨骼辅助铆接操作的平面多方向二自由度非线性人机耦合振动模型,将铆枪弧形振动位移分解为水平方向和竖直方向的直线位移,得到两个方向上的运动微分方程及其非线性刚度和阻尼分量。提出一种逆向仿真法,利用仿真拟合结果逆向推导人体手臂在水平方向和竖直方向的等效刚度和阻尼。在ADAMS中建立仿真模型,将仿真结果与数值计算结果进行对比,结果表明:数值计算结果与仿真结果有相同的变化趋势,振幅在0.2 Hz处达到极大值,且在振动频率高于10 Hz时两者具有较高的吻合度。仿真模型验证了理论模型的准确性,研究成果为抗振外骨骼双平行四边形弹簧连杆减振机构及类似减振结构的设计提供了理论依据。

2020 Vol. 40 (3): 14-19 [摘要] ( 39 ) [HTML 1KB] [PDF 1433KB] ( 157 )
20 袁兆鹏,马西沛,袁涛,郭辉,孙裴
Mindlin矩形板振动与声辐射研究

摘 要:为了研究共振频率下不同激励力作用位置对板结构表面振速分布、外场声压分布、均方振速、辐射声功率和声辐射效率等声辐射特性参数的影响,本文建立了简支边界条件下Mindlin矩形板的振动控制方程,并利用模态叠加法以及Rayleigh积分法计算了矩形板的声辐射特性参数。结果表明激励力作用在模态振型波峰或波谷位置时的声辐射特性参数要高于其它位置。本研究可以为结构声主动控制提供一定的理论依据。

2020 Vol. 40 (3): 20-25 [摘要] ( 61 ) [HTML 1KB] [PDF 1947KB] ( 120 )
26 何嘉华 刘秋洪
半空间内二维圆柱声散射理论解析解

采用理论解析方法研究半空间内二维非紧致圆柱的声散射。齐次Helmholtz方程的解在柱坐标系内用自由空间格林函数的级数展开式表示。基于镜像源方法,利用刚性半空间边界反射圆柱散射声波来解决半空间边界和圆柱之间的多重散射。结合等效源原理,处理半空间边界质量型阻抗特性和刚度型阻抗特性对声传播的影响,推导了单位强度简谐单极子点声源产生声场的理论表达式。总声场可以表示为四个分量的总和:入射声场、反射波以及圆柱和镜像圆柱的散射声场。采用边界积分方法对声散射进行计算,以验证理论公式的正确性。点声源模型的理论解析值与边界积分方法数值解在研究的波数和观察点角度范围内一致。

2020 Vol. 40 (3): 26-32 [摘要] ( 51 ) [HTML 1KB] [PDF 1834KB] ( 146 )
33 廖晓遥,胡定玉,潘硕,王涛
基于复等效源法与最速下降的广义逆波束形成

针对指向性声源定位问题,提出一种基于复等效源法与最速下降相结合的广义逆波束形成方法。该方法首先将声场分解成一系列本征模态,然后利用复等效源拟合各阶本征模态,并通过残差梯度范数最小化迭代求解源强,最后通过本征模态叠加实现声场成像。通过圆形活塞声源和偶极子声源仿真,验证了该方法的有效性。与L1范数广义逆波束形成方法相比,该方法具有更好的聚焦性和更高的分辨率。实验结果进一步证明了该方法的有效性和优越性。

2020 Vol. 40 (3): 33-37 [摘要] ( 63 ) [HTML 1KB] [PDF 2072KB] ( 134 )
38 吴战,单文桃,刘意,李坤
永磁同步电主轴电机有限元分析和参数优化

本文根据经典的麦克斯韦瞬态电磁场分析理论,利用Ansoft有限元软件对永磁同步电主轴电机进行实时工况仿真和瞬态磁场分析,定量研究永磁电机定子槽口宽度和永磁体偏心距对齿槽转矩及力能特性的影响规律。根据齿槽转矩产生机理,提出优化电机结构参数抑制齿槽转矩的策略。仿真实验试验结果表明,根据所提策略优化后的主轴电机参数可明显削弱齿槽转矩,优化后的电机齿槽转矩下降63.4%,同时提升电主轴的动态输出性能。

2020 Vol. 40 (3): 38-42 [摘要] ( 50 ) [HTML 1KB] [PDF 1531KB] ( 201 )
43 何玉辉1, 2,关健鹏1, 2,陈思雨1, 2
考虑齿数变化的拉削系统非线性振动分析

针对拉削加工过程中参与切削刀齿数目的动态变化而导致的拉削力波动特征,建立了理论计算模型并试验验证了拉削力分析的结果。基于拉削力理论模型,建立含切削时滞效应的拉削加工系统非线性振动模型。利用平均法求解得到拉削系统的振幅和相位的分岔方程,分析系统参数对振幅响应的影响。分析结果表明阻尼比、非线性刚度的增大能够减小拉削时系统的振幅,而工件厚度和切削力系数增大会使响应振幅增大,振幅随时滞的变化规律具有周期性。最后通过近似解析解与数值仿真的对比验证了方法的有效性。

2020 Vol. 40 (3): 43-49 [摘要] ( 53 ) [HTML 1KB] [PDF 1652KB] ( 115 )
50 张茂胜,杨斌堂
振动磁力研磨机理及多型面加工

针对目前振动辅助磁力研磨中装置复杂,设备专用,缺少小孔加工装置的问题,提出了电磁永磁振动辅助磁力研磨的方案。该方案将励磁装置与振动发生装置进行了集成,结构简单。同时,设计了针对平面、圆柱面、球面以及3mm内孔面的快换加工部件,可实现对上述多种型面的加工。建立了单个磨粒的材料去除模型以及磁粒刷的剪切扭矩模型。根据模型可知,在传统磁力研磨基础上引入振动,增大了磁性磨粒的研磨压力和剪切扭矩,从而提高了研磨效率。通过三维光学表面轮廓仪和粗糙度仪对研磨前后表面质量进行了测量,平面、圆柱面、球面以及内孔面表面质量都得到了明显改善。同时,对电磁永磁振动辅助磁力研磨加工特性进行了分析。

2020 Vol. 40 (3): 50-56 [摘要] ( 42 ) [HTML 1KB] [PDF 2587KB] ( 136 )
57 黄天明,D. Michael Mc Farland,卢奂采
含V型贯穿裂缝矩形薄板的模态局部化研究

以含V型贯穿裂缝的矩形薄板为研究对象,利用区域分解法结合改进的傅里叶级数,提出了一种弹性边界条件下板自由振动的计算方法,并针对V型贯穿裂缝引起的模态局部化开展了讨论。首先根据裂缝的特征,矩形板被分解为若干个矩形子域和三角形子域,选取两类改进的傅里叶级数分别作为这两类子域的横振动位移函数。裂缝被构造为其两侧相邻子域的自由边界,无裂缝区域相邻子域间的连续性条件和板的边界条件通过均匀分布的平移弹簧和旋转弹簧实现。然后利用Rayleigh-Ritz法建立求解方程的矩阵表达式,通过求解其特征值和特征向量得到固有频率和振型。最后对不同参数的裂缝对固有频率和模态局部化的影响进行了讨论。结果表明,裂缝越长、夹角越小、边界约束越强时,板的固有频率和振型受影响越大,也越容易出现模态局部化现象。

2020 Vol. 40 (3): 57-63 [摘要] ( 48 ) [HTML 1KB] [PDF 2202KB] ( 134 )
64 夏拥军,马勇,张荣旺,孟凡豪,贾宁
悬索式跨越架用纤维绳动力学参数试验及理论研究

针对悬索式跨越架用纤维绳缺乏动力学参数,无法开展相关仿真分析等问题,以跨度110m的纤维绳索为研究对象,搭建动力学特性试验平台,开展纤维绳索在冲击载荷为0.5吨、0.75吨和1吨的动力学试验,研究纤维绳的动力学特性,并结合建立的柔性纤维绳索动力学控制方程,分析纤维绳索的刚度及阻尼大小。试验获取的纤维绳张力随载荷作用时间逐渐减弱,属于低阻尼体系;纤维绳张力随冲击载荷的增大而增大,载荷放大系数随冲击载荷的增大略微减小,但平均水平为13.0;纤维绳索前几个周期的峰值张力、振动周期与载荷冲击位置无关。理论分析得到纤维绳刚度为360 N/m,张力衰减系数为0.2 /s-1,振动周期约为2.0s,理论值与试验结果基本吻合。论文首次获得的悬索式跨越架用纤维绳动力学参数为后续的仿真分析与工程应用提供了有力支撑。

2020 Vol. 40 (3): 64-67 [摘要] ( 44 ) [HTML 1KB] [PDF 1410KB] ( 110 )
68 黄伟宽,陈波,李映辉
联轴器中连杆在离心场下的横向振动特性

将连杆联轴器的连杆简化为变截面Timoshenko梁,建立其在离心场和扭矩联合作用下的横向振动方程,用传递矩阵法计算其横向振动特性,通过与有限元法计算得到的固有频率比较验证本文方法的正确性。讨论转速、扭矩、连杆的几何形状及参数对连杆横向振动特性的影响,为连杆的设计提供理论依据。

2020 Vol. 40 (3): 68-72 [摘要] ( 38 ) [HTML 1KB] [PDF 1349KB] ( 119 )
73 曾台英,于水源
复杂运输方式下包装件可靠性评价方法

摘要:基于当前的大物流运输环境,产品从工厂到消费者手中需要经历一个复杂的物流运输过程。由于运输过程中需要转运,所以产生了运输方式的改变和装卸载的过程,意味着产品将会受到不同程度的冲击,从而对全运输周期内的包装件可靠性提出更苛刻的要求。本文通过对多种不同随机激励下产生的疲劳损伤进行叠加,通过计算得到疲劳累积损伤值,结果表明缓冲结构可以满足运输过程中对产品的保护,为多种运输方式累加情况下缓冲结构的可靠性分析提供了一种有效的评价方法。

2020 Vol. 40 (3): 73-76 [摘要] ( 51 ) [HTML 1KB] [PDF 1262KB] ( 98 )
信号处理与故障诊断
77 苏缪涎,郑近德,潘紫微
补充集成极值加权模态分解及其应用

极值加权模态分解(Extreme-point weighted mode decomposition , EWMD)是一种新的自适应信号分解方法,通过对相邻三个极值点加权平均后进行曲线拟合,优化均值曲线的构造方式,改善了经验模态分解的分解能力,但EWMD仍存在模态混叠现象。为此,借鉴噪声辅助分解思想,提出了补充总体平均极值加权模态分解(Complementary ensemble extreme-point weighted mode decomposition CEEWMD)。CEEWMD通过向原始信号中成对添加符号为正负的高斯白噪声,借助高斯白噪声均匀分布的特征,使信号在尺度上具有连续性,能够有效地抑制模态混叠和实现分解的完备性。通过仿真信号和实验信号分析,将CEEWMD与EWMD和总体平均经验模态分解进行对比,结果验证了其在分解性能和抑制模态混叠等方面的优越性

2020 Vol. 40 (3): 77-83 [摘要] ( 50 ) [HTML 1KB] [PDF 2237KB] ( 131 )
84 顾永强,冯锦飞,贾宝华,薛刚
损伤风机叶片模态频率变化规律的试验研究

风力发电机叶片是一种由复合材料构成的细长结构,由于工作环境恶劣以及运行时容易发生振动和变形,叶片极易损坏,严重影响风力发电机的平稳运行,存在极大的安全隐患。本文基于自振频率的变化,对叶片进行了静止状态与旋转状态下的损伤实验。试验结果表明:叶片损伤位置越靠近根部、损伤面积越大,其固有频率值降的越多。旋转状态下由于动力刚化的作用,不论叶片是否发生损伤,其频率值都会增大,在6rad/s的转速下,其频率值最大能达到6.76%。在损伤很小的情况下,动力刚化对频率的影响大于损伤带来的影响,此种情况会为损伤识别带来困难。本文所得结果可为后续的研究不论是数值模拟或是试验研究提供理论依据。

2020 Vol. 40 (3): 84-87 [摘要] ( 48 ) [HTML 1KB] [PDF 1356KB] ( 106 )
88 李琴1,杨雪莹1,李刚1,马磊2,黄玉峰2
扫描频率激振下可控震源振动器模态分析

准确掌握扫频频率激振下可控震源振动器的模态特性,可为可控震源的激发信号质量改善提供依据。根据弹性半空间理论,建立并验证了振动器-大地耦合振动模型,分析了结构的模态,掌握了结构的固有频率和振型。研究表明,在扫描频率下,仅存在两次共振。一阶共振时的振型是重锤和平板同向共振,结构的响应以重锤为主;二阶共振时的振型是重锤与平板反向共振,平板的响应占据主导地位。在勘探时应尽量避免扫描频率与固有频率重叠,防止振动器共振,从而有效降低共振导致的源致干扰。

2020 Vol. 40 (3): 88-93 [摘要] ( 65 ) [HTML 1KB] [PDF 1579KB] ( 117 )
94 李伟,罗成
基于VMD的行星齿轮箱故障特征提取新方法

摘要:针对行星齿轮箱振动信号故障特征提取困难的问题,提出一种基于变分模态分解的行星齿轮箱故障特征提取方法。本文首先利用变分模态分解(VMD)算法对样本信号进行分解,得到若干本征模态函数(imf)。然后,计算各分量与样本信号之间的相关系数和欧氏距离,筛选出表征样本信号特征的有效分量,并计算其Teager能量算子,将计算结果进行重构。最后,针对多尺度模糊熵对信号局部差异不够敏感,提取重构信号的多尺度模糊熵和多尺度能量作为基本参数,进行参数融合构成新指标。将其应用于行星齿轮箱太阳轮和行星轴承故障分析,结果表明:新方法既可以区分行星齿轮箱太阳轮不同故障类型,而且能有效识别行星轴承不同位置故障。另外,与现有方法对比,新方法区分效果更好。

2020 Vol. 40 (3): 94-99 [摘要] ( 60 ) [HTML 1KB] [PDF 1695KB] ( 156 )
100 张洪1,李开杰1,王通德2
改进dynFWA优化BP神经网络在加工中心主轴故障诊断中的应用

针对目前加工中心(Machining Center,MC)主轴故障诊断多为人工经验完成,且故障诊断精度和识别率低等问题,提出基于改进的动态搜索烟花算法(dynamic search fireworks algorithm,dynFWA)优化BP神经网络(Neural Network,NN)的加工中心主轴故障诊断方法。将改进的动态搜索烟花算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,建立了改进dynFWA-BP神经网络模式分类方法。将提出的模式分类方法应用于MC主轴故障诊断中,使得提取的主轴故障特征与主轴工作状况有着非线性映射关系。最后,采用VMC650E主轴故障数据进行验证,证明了所提出的故障诊断方法在故障诊断精度、故障识别率方面明显优于BP神经网络、GA-BP神经网络和PSO-BP神经网络。

2020 Vol. 40 (3): 100-107 [摘要] ( 52 ) [HTML 1KB] [PDF 1926KB] ( 113 )
108 刘朋,胡志宽,田宏业,李广,蓝恭华
风力发电机组异常振动测试与诊断分析

针对某风力发电机组运行过程中的异常振动问题进行了诊断研究。首先,基于模态测试方法和快速傅里叶变换方法,获取台架状态下的风力发电机组特征及振动信号;其次,通过不同风场异常风电机组与正常机组的振动测试对比分析,得到了异常振动的特征及规律。结合有限元分析的计算结果表明,并网发电的工频与风电机组动态特性发生耦合是导致异常振动的根本原因。最后,对风电机组进行了结构优化以避免共振,改进后的风电机组可有效避开工频,表明对异常风电机组的诊断分析和改进建议的合理性

2020 Vol. 40 (3): 108-111 [摘要] ( 50 ) [HTML 1KB] [PDF 1577KB] ( 192 )
112 刘要飞,杨富锋,王勋
坦克装甲车辆行进间振动频率识别方法

为了跟踪坦克行驶状态下的振动频率,改进了自适应陷波器的输出方差,将改进的输出方差作为目标函数,通过最小化目标函数确定迭代系数,递推估计出坦克振动信号频率,然后通过级联陷波器实现多频率识别。本文先使用多体系统传递矩阵法计算了坦克的固有频率和响应,然后使用本文频率识别方法进行对比验证,结果验证了改进频率识别方法有效。最后对某型坦克陀螺仪加速度实测信号进行了分析,准确跟踪了三个振动频率,结果表明本文改进的频率估计方法可有效估计坦克行进间振动信号的频率。

2020 Vol. 40 (3): 112-117 [摘要] ( 64 ) [HTML 1KB] [PDF 1668KB] ( 164 )
运载工具振动与噪声
118 高阳1, 2,于子良3,齐洪峰3,谢素明1,彭来先4
西北复杂运行条件下车轮多边形发展规律研究

针对我国西北部高温、高寒、强风沙气候区域复杂运行条件,基于现场高速列车车轮粗糙度测试,分析了单个镟修周期内和完整跟踪周期内车轮多边形随运营里程变化的发展规律,并就轮径这一影响车轮多边形变化规律的关键因素展开分析。结果表明,单个镟修周期内,随列车运营里程的不断增加,第1阶、15~16阶车轮多边形磨耗呈现一定的增长趋势;完整跟踪周期内(120万公里),车轮表面状态主要表现为第14~16阶、20~23阶、25~27阶车轮多边形磨耗。此外,基于“定频整分”理论对多边形发展规律进行分析得出结论,随运营里程的增加,轮径的变化改变了车轮多边形磨耗的阶数及发展速度。本文给出了西北复杂运行条件下车轮多边形发展规律,为高速动车组车轮镟修方案制定提供指导。

2020 Vol. 40 (3): 118-124 [摘要] ( 48 ) [HTML 1KB] [PDF 2687KB] ( 138 )
125 史佳伟,王浩,圣小珍
400 km/h速度下转向架气动噪声特性研究

运用STAR-CCM+软件对400 km/h速度下高速列车转向架区域流场和气动噪声进行模拟,分析了转向架区域流场结构;不同位置转向架气动噪声的差异;转向架组成部件对气动噪声的贡献量及其频谱特性与空间分布。结果表明,头车第一个转向架舱内气流湍化程度最高,是转向架系统中最主要的气动声源。位于转向架舱外直接受到来流冲击的部件辐射的气动噪声是转向架气动噪声的主要来源,而位于转向架舱内或被裙板遮挡的部件对转向架气动噪声贡献量很小。转向架气动噪声属于宽频噪声,但500 Hz以下的低频部分的声压级幅值远高于其他频段。转向架气动噪声具有明显的指向性。横向距离大于5 m时,声压级近似符合单个偶极子声源的远场衰减特性。在距离地面垂向高度1 m~6 m范围内,声压级随高度增加近似成线性关系减小,声压级的衰减主要发生在400 Hz以上频段。

2020 Vol. 40 (3): 125-130 [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 1784KB] ( 159 )
131 朱再胜1,朱建新1, 2,刘强1, 2,龚孝平1,程思凯2
挖掘机驾驶室内部结构噪声分析与控制

首先建立挖掘机驾驶室白车身结构有限元模型、并通过对结构的计算模态和实验模态进行对比,验证有限元建模方式的正确性;接着在白车身有限元模型的基础上添加玻璃与车门,建立声学边界元模型、声-固耦合模型。然后将试验采集的驾驶室悬置加速度信号作为激励计算驾驶室白车身结构振动,进一步分析计算司机右耳的声学响应。通过场点声压的实验值与仿真值对比,验证了声学仿真模型的准确度;最后基于间接边界元法进行板件声学贡献度分析,找到对驾驶员右耳声压贡献大的板块,并优化了板块的厚度,仿真结果表明,通过板块结构优化后驾驶室的降噪取得了较为显著的效果。

2020 Vol. 40 (3): 131-136 [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [PDF 1665KB] ( 207 )
137 闫庚旺1, 2,闫磊4,李盈利1, 3
地铁车底设备激励下地铁车体结构响应分析

摘要:地铁现在是人们日常出行的重要交通方式之一,乘客对于交通方式的乘坐舒适性提出更高的要求。地铁车辆在运行过程中,车体结构会因轮轨随机不平顺、设备振动激励等原因引起振动。本文基于地铁A型车,应用有限元方法对车体进行分析,确定车体主要模态频率和振型;其次,确定车底主要振动源设备,以及车体对各设备振动的响应程度,最后给出相应的优化建议。研究发现,车体横向与垂向振动位移远大于纵向振动位移;司机室以及车顶空调位置处对车底设备振动激励响应最大,车体对各设备响应程度因安装位置不同、设备偏载情况不同、安装位置底板厚度不同、安装方式不同而各不不同;采用隔振设备、响应较大位置加厚处理以及采用柔性悬挂来减少车体对于车底设备的振动响应,为车辆结构优化设计提供理论基础。

2020 Vol. 40 (3): 137-141 [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 1683KB] ( 173 )
142 王秋花1,刘夫云1,邓聚才2,杨超2,张秋峰1,叶明松2
基于驾驶室悬置性能参数优化的载货汽车平顺性提升方法

摘要:针对改善载货汽车行驶平顺性问题,以某型号载货汽车驾驶室悬置系统为研究对象,对驾驶室悬置系统进行参数优化设计。首先在ADAMS中建立载货汽车整车动力学模型;其次,采用DOE实验设计方法,对驾驶室悬置系统参数进行灵敏度分析,以驾驶室座椅测试点处的加速度RMS值来评价整车平顺性的优劣情况,选取对整车平顺性影响较大的性能参数进行优化设计,并与实车测试结果对比验证。结果表明,优化后载货汽车平顺性提升了13%,取得了明显的平顺性提升效果。

2020 Vol. 40 (3): 142-147 [摘要] ( 49 ) [HTML 1KB] [PDF 1693KB] ( 195 )
148 孙永厚,段鹏,刘夫云,祝家好
动力总成悬置系统非线性刚度设计及优化

汽车发动机的振动对车辆乘坐舒适性具有重要影响,如何有效地隔离发动机的振动是汽车设计中非常重要的问题。常用的方法是将动力总成悬置系统的刚度按线性变化设计,但已不能满足目前隔振设计的发展需求,针对这一现状,基于非线性数学模型,提出一种悬置系统刚度设计和优化方法。首先建立了动力总成悬置系统的动力学模型,得到系统非线性振动微分方程,为了控制各工况下动力总成质心的位移,根据悬置系统非线性刚度曲线的设计要求,对各悬置非线性段位移拐点和对应刚度进行设计;然后基于能量法解耦理论,在MATLAB中利用遗传算法对动力总成悬置系统各段的刚度进行优化;最后,将优化结果与其在ADAMS软件中的仿真结果对比验证。优化结果表明,动力总成悬置系统各个方向的解耦率均能达到设计要求,各段固有频率得到合理分配。

2020 Vol. 40 (3): 148-153 [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 1457KB] ( 149 )
154 王曦鸣1, 曾亚平2
某大型汽车起重机副发动力总成悬置系统的优化设计

大型汽车起重机常增设一发动机,称为副发动机。副发动力总成悬置往往由设计者凭借经验和试凑选定。为了改善某大型汽车起重机的振动噪声性能,建立了副发动力总成6点悬置系统的理论模型,在Matlab中编程计算了系统模态。为了验证计算结果,在动力学仿真软件ADAMS中搭建了系统的动力学仿真模型,进行了系统模态的计算与验证。在此基础上,在Matlab中编程进行能量解耦计算,发现系统多个自由度的振动耦合严重,隔振性能有较大提升空间。因此,以悬置的位置、刚度及安装倾角为设计参数,以系统6个自由度的能量解耦为目标,编制了优化程序。程序中运用多起点、多次搜索,解决了多目标、多约束条件下的优化搜索速度慢,不易寻找到有效解的问题,寻找到了多组满足系统解耦要求的解。表明了该方法能在复杂的多约束、多目标的条件下,设计满足系统能量解耦要求的悬置参数,具有较高的实用价值。

2020 Vol. 40 (3): 154-158 [摘要] ( 42 ) [HTML 1KB] [PDF 1268KB] ( 142 )
159 黄泽好1,张红1,杨李1,雷伟2
基于台架NVH试验环境的制动器虚拟样机分析

针对NVH台架试验时某汽车鼓式制动器产生的制动抖动现象,在ADAMS软件中建立该鼓式制动器各部件模型、边界和载荷条件,以及NVH实验台相关模型,得到包含试验环境的虚拟样机模型。仿真分析了拖滞制动工况时低频振动的激励源和传递特性。结果表明:制动抖动现象是因为摩擦衬片各部位和制动鼓接触不同步所致的低频振动,与制动压力和转速等因素有关;悬架的螺旋弹簧下端振动最大,减振器和衬套都起到了对振动衰减的作用。

2020 Vol. 40 (3): 159-163 [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [PDF 2028KB] ( 137 )
164 武多听1, 2,陈锋1,耿厚才2,蔡乾亚2,华宏星1
螺旋桨激励力作用下舰船振动及水下声辐射特性研究

螺旋桨激励力是引起舰船振动及水下声辐射的主要激励源之一。本文针对螺旋桨激励力作用下舰船振动响应及水下声辐射特性进行研究,基于有限元法/边界元法(FEM/BEM)对比分析了螺旋桨三向激励力分别作用及共同作用时舰船振动响应及水下声辐射特性。结果表明:相比螺旋桨轴向及横向激励力,螺旋桨垂向激励力更易激发舰船振动及水下声辐射响应,且均方速度级与声功率级更大;螺旋桨轴向力及横向力主要激发舰船水平振动,垂向力则主要激发舰船垂向与水平振动;螺旋桨激励力作用下舰船振动响应与水下声辐射线谱不完全一致,且水下声辐射线谱分布频率范围更广。本文通过对螺旋桨激励力下舰船振动响应及水下声辐射分析,建立了螺旋桨激励力与舰船振动及水下声辐射间的关系,为舰船桨-轴-船系统减振降噪设计提供理论支持。

2020 Vol. 40 (3): 164-169 [摘要] ( 60 ) [HTML 1KB] [PDF 1719KB] ( 154 )
170 朱仝1,郑松林1,袁卫平2
基于遗传-支持向量回归的车内稳态噪声声品质预测

为了稳定、精确地评价车内稳态噪声声品质,以车内稳态噪声为研究对象,进行主观评价试验,计算客观心理声学参数并完成了相关性分析。建立了基于支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)的车内稳态噪声声品质评价模型,并使用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)对支持向量回归的超参数进行优化。其后建立了基于反向传播神经网络(Back Propagation Artificial Neural Network, BPANN)的声品质评价模型。对比分析发现遗传-支持向量回归(GA-SVR)模型预测精度高于BP神经网络。结果表明,遗传-支持向量回归适用于车内稳态噪声声品质预测,能够较大提高车内稳态噪声声品质预测精度。

2020 Vol. 40 (3): 170-174 [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [PDF 1272KB] ( 123 )
环境振动与环境声学
175 黄继成1,李奇2
城市轨道交通声环境预测方法对比研究

摘 要:噪声环境影响评价在城市轨道交通建设中是一个极为重要和必要的环节,而环评验收结果常常与环评预测结果存在差异。本文以轨道交通高架U型梁上钢轨噪声衰减规律的数值仿真结果为基准,对比分析了HJ453—2008和HJ453—2018规范公式预测结果与数值仿真结果的差异以及新老规范的不同,得到如下结论:2008和2018规范对噪声衰减量绝对值的估计均过高;2018新规范与2008规范相比,对不同场点处的噪声预测值基本接近。

2020 Vol. 40 (3): 175-180 [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 1534KB] ( 154 )
181 高广运1, 2, 张其唯1, 2, 毕俊伟1, 2
高铁荷载下准饱和分层地基环境振动特性研究

本文基于Biot理论,建立了更符合软土地区的列车-轨道-准饱和地基的2.5维有限元理论。在验证本文程序的可靠性后,计算分析了高铁荷载作用下车速对准饱和分层地基环境振动的位移、孔隙水压力和衰减规律的影响,对比了准饱和与饱和地基的振动差异性。结果表明:当车速小于表层土体剪切波速时,准饱和地基的环境振动位移时程曲线在轨道中心和远离轨道处均能观察到明显的列车轮轨分布,衰减曲线平滑,衰减较快;当车速大于表层土剪切波速时,远离轨道的位移时程曲线变的模糊,衰减曲线具有波动性,衰减速率减缓。车速250km/h-350km/h时,随车速的提高,孔压峰值增大,当车速进一步提高到400km/h时,孔压峰值减小。准饱和地基振动的竖向位移峰值大于饱和地基,而超孔隙压则相反。

2020 Vol. 40 (3): 181-187 [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 2235KB] ( 141 )
建筑振动与建筑声学
188 张晓喜1,王艺冰2,谢伟平2
220 kV变压器引起的结构振动与二次噪声研究

以武汉某220kV变电站为研究对象开展了现场试验,对主变室室内的振动加速度和二次噪声进行了实测分析。针对变压器引起的结构振动及二次噪声问题,提出了一种以正弦荷载叠加加载的方式模拟变压器引起的结构振动的方法,并结合了声辐射分析的边界元法对变压器诱发的二次噪声进行了数值仿真。结果表明:主变室后部建筑内一至四层1min等效A声级均超过了GB22337-2008《社会生活环境噪声排放标准》规范规定的限值要求;与实测数据进行对比可知本文提出的变压器荷载模拟方法可以有效模拟变压器本体所引起的结构振动;变电站有限元模型和声辐射边界元模型可以较好地模拟主变室内的振动和1-5层休息室内的二次噪声。

2020 Vol. 40 (3): 188-193 [摘要] ( 55 ) [HTML 1KB] [PDF 1949KB] ( 148 )
减振降噪设备与器材
194 左志远,刘林芽,秦佳良,卢沛君
扣件胶垫温变特性对车辆-轨道垂向耦合动力响应的影响分析

为了更加科学的表征扣件系统的温变力学特性,以此实现车辆-轨道耦合振动的精确预测,以高速铁路WJ-7B型常阻力扣件的扣件胶垫为研究对象,采用动态力学分析仪对扣件胶垫进行了温度扫描试验,将试验所得的模型参数与基于格林函数法建立车辆-轨道垂向耦合动力学分析模型相结合,采用虚拟激励法分析了扣件胶垫温变对车辆、轨道的结构振动响应的影响规律。计算结果表明:扣件胶垫的模量值和损耗因子具有明显的低温敏感性;扣件胶垫的温变特性对车体的振动响应基本无影响;转向架、轮轨力、轮对、钢轨在中频段内的振动响应峰值频率随温度降低均向右迁移,峰值减小;扣件胶垫的刚度和损耗因子在玻璃化转变区数值较大,导致轮轨耦合系统的刚度和损耗因子均较大,表现为振动主频的右移和高频振动响应的衰减。

2020 Vol. 40 (3): 194-199 [摘要] ( 38 ) [HTML 1KB] [PDF 1523KB] ( 161 )
200 冯青松,张运来,陈艳明,刘庆杰
减振扣件对隧道-地表振动影响实测分析

为研究减振扣件对地铁隧道-地表环境振动的减振效果,对普通扣件和减振扣件下列车运行引起的隧道结构和地表振动响应进行现场实测分析,针对减振扣件和普通扣件得到以下结论:(1)减振扣件能明显降低钢轨的水平向振动,采用浮轨扣件后会使得钢轨的垂向振动明显增大;(2)减振扣件能明显控制隧道内结构的振动。对于隧道内振动控制效果,浮轨扣件效果更好。当采用减振扣件后,会出现道床和轨枕处的固有频率向低频偏移的现象,且会造成低频放大;(3)对于地面测点,由于低频振动在土层中的衰减较弱,会导致对与地面测点,双层非线性扣件加速度有效值和加速度峰值小于浮轨扣件。两种扣件均满足规范限定要求,在2Hz~50Hz频段范围内双层非线性扣件的加速度级小于浮轨扣件,双层非线性扣件的固有频率出现在63Hz,浮轨扣件的固有频率出现在20Hz说明两种扣件对于地面控制频段范围存在差异。

2020 Vol. 40 (3): 200-206 [摘要] ( 37 ) [HTML 1KB] [PDF 2343KB] ( 154 )
207 满孝臣,焦素娟,龙新华,吴闯
基于液压伺服作动器的主动隔振系统实验研究

本文以双层隔振系统为研究对象,设计一种液压伺服作动器及其振动主动控制系统。通过建立双层隔振系统和伺服系统的数学模型,用传递函数分析法计算出主动隔振系统力传递率。并搭建了包括上下层质量、液压作动器、液压系统、控制系统的主动隔振实验平台,探究了不同激振力频率和幅值的工况下主动隔振系统的隔振效率。实验结果表明,基于液压伺服作动器的主动隔振系统能够有效降低力传递率,在不同工况下系统隔振效率可达60% -70%。

2020 Vol. 40 (3): 207-212 [摘要] ( 47 ) [HTML 1KB] [PDF 1954KB] ( 162 )
213 屈俊童1,卢飞1,吴洋洋2,刘超1
新型筒式自复位SMA-摩擦阻尼器的减震性能分析

基于“多种耗能机制共同耗能”的思想,研制出一种新型筒式自复位形状记忆合金-摩擦阻尼器(Tube Re-centering shape memory alloys-Friction Damper,简称:TRSFD)。利用改进的Graesser&Cozarelli模型和Bouc-Wen模型,建立了TRSFD的恢复力模型,然后通过MATLAB中Simulink模块对其进行了仿真分析,并将仿真结果与试验结果进行了对比。最后,分别对未安装和安装有TRSFD的4层钢框架结构进行了弹塑性时程分析,设置了三种布置形式。结果表明:提出的恢复力模型仿真曲线与试验曲线吻合较好,可以很好地反映TRSFD的滞回特性;布置形式会影响结构控制效果,TRSFD可有效减小结构的结构位移和残余位移,然而对速度和加速度的控制效果一般;大震作用下,TRSFD的安装能有效地将结构的反应控制在弹性范围内,起到很好的减震效果。

2020 Vol. 40 (3): 213-218 [摘要] ( 40 ) [HTML 1KB] [PDF 1736KB] ( 153 )
219 李斌潮1,路广霖2,韩帅1,张希农2,张钱城2
多孔型橡胶填充金属波纹板隔声和减振性能研究

采用冲压成型和焊接/胶接工艺制备了两种多孔型橡胶填充金属波纹板,并对这类金属波纹板的隔声和减振性能进行了研究。通过隔声实验对比了金属波纹板和填充了多孔型橡胶的金属波纹板的隔声性能,并通过冲击实验,对比了金属波纹板和填充多孔型橡胶金属波纹板的自由衰减过程。实验结果表明:填充了多孔型橡胶的金属波纹板隔声能力和减振性能均得到了显著提升。

2020 Vol. 40 (3): 219-224 [摘要] ( 48 ) [HTML 1KB] [PDF 1699KB] ( 182 )
225 郭君,赵琪,张志民,秦晓辉
吸油烟机气动噪声降噪的仿真分析

针对某型吸油烟机,首先通过试验对主要噪声源进行分析,明确吸油烟机噪声主要为气动噪声。其次利用CDF软件FLUENT对吸油烟机的流场进行仿真分析,得到吸油烟机流场的压力和速度分布。依据试验和仿真分析结果,同时考虑改进设计的成本,提出了针对蜗壳及蜗舌的噪声控制措施。最后利用声学软件Virtual.Lab Acoustics计算得到吸油烟机的声场仿真数据,并对噪声控制措施进行效果评估。结果表明,改进后的吸油烟机与原型相比达到较好的降噪效果。

2020 Vol. 40 (3): 225-228 [摘要] ( 37 ) [HTML 1KB] [PDF 1682KB] ( 149 )
229 赵海霞,张强,史伟杰,张永涛
多个分支盲管衬里式压力脉动衰减器特性研究

为了减小液压系统中的压力脉动,结合分支盲管和橡胶弹性衬里衰减的方法,对分支盲管衬里式压力脉动衰减器进行了分析,并对该压力脉动衰减器多个分支盲管的特性进行研究。结果发现:与加入衬里前的衰减损失相比,分支盲管衬里式压力脉动衰减器对较高频率的压力脉动衰减更有效果;4个分支盲管的衰减效果与单个分支盲管的衰减效果有关,并在较高频率范围内两者的图形相似;衬里的储能模量变化对衰减结果的影响与分支盲管个数的变化对衰减结果的影响相似。

2020 Vol. 40 (3): 229-232 [摘要] ( 37 ) [HTML 1KB] [PDF 1324KB] ( 149 )
233 杜淼1,石广田1,李彪2
空气弹簧对车辆运行平稳性的影响分析

摘要:考虑到列车空气弹簧具有良好的弹性性能,建立含有Nishimura空气弹簧的车辆垂向振动改进模型,应用虚拟激励法计算仿真车辆的垂向振动响应。采用Sperling指标作为车辆平稳性的评价标准,分析不同空气弹簧参数、车体质量、车速对于车辆系统平稳性的影响。结果表明:空气弹簧参数在较低频段内对车体垂向加速度功率谱密度的影响比较明显。附加气室容积和节流孔直径与对应的Sperling平稳性指标呈负相关;空气弹簧有效面积与对应的Sperling平稳性指标呈正相关;随着本体容积的增大,对应的Sperling平稳性指标呈先增大后减小的趋势。不同的车体质量、车速不会改变空气弹簧参数对于Sperling指标的影响规律。

2020 Vol. 40 (3): 233-239 [摘要] ( 42 ) [HTML 1KB] [PDF 2019KB] ( 150 )
240 张阳阳,所俊
推力轴承隔振对潜艇声振特性影响研究

目前潜艇的推力轴承与基座之间采用刚性连接,本文提出对推力轴承进行隔振设计。首先研究了基于传递矩阵法的推力轴承隔振器设计方法,以某艇推进轴系为例设计了两套推力轴承隔振方案,并研究了推力轴承隔振对轴系稳定性、潜艇声振传递特性和螺旋桨非定常激励下潜艇水下声辐射的影响。结果表明,推力轴承隔振对螺旋桨激励引起的潜艇水下声辐射具有良好的隔振效果。

2020 Vol. 40 (3): 240-245 [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [PDF 1582KB] ( 154 )
246 岳涛,林胜,胡伟辉,高康,陈聪聪,伍保华
一种高容量金属橡胶缓冲器研制

大兆瓦风力发电机组变桨系统出现机械损坏后将导致叶片失控,进而影响机组安全。为避免叶片自转扫到塔筒,可以在叶片的根部安装限位缓冲装置。结合Abaqus仿真计算及落锤试验技术,介绍了一种结构紧凑、免维护的高容量金属橡胶缓冲器的原理、设计计算及试验验证方法。仿真计算及落锤试验结果均表明该缓冲器的各项性能参数达到设计要求,缓冲容量超过9kJ,能量吸收率超过70%。验证了特殊的金属薄壁框架和橡胶垫组合结构具有优良的吸能特性。

2020 Vol. 40 (3): 246-249 [摘要] ( 39 ) [HTML 1KB] [PDF 1407KB] ( 174 )
振动噪声测试技术
250 王建强,陈永辉,潘凯,何欣
涡桨发动机安装系统振动传递特性测试及分析

涡桨发动机一般采用隔振系统将发动机安装于安装框架上,对于由安装框架与隔振装置组成的涡桨发动机安装系统的传递特性的测试及分析对于涡桨发动机的减隔振安装设计有重要作用。本文以某型涡桨发动机安装系统为研究对象,设计了专用的发动机假件用于模拟发动机质量、惯量、各安装接头位置和结构形式,专用的隔振系统(减振器及安装框)将各安装构件进行安装,专用的固定装置将发动机隔振系统及发动机假件固定在承力墙上。并采用静动联合加载技术在试验室环境下模拟了发动机推力及振动载荷,得到了发动机刚体模态与安装系统隔振效率。结果表明:在一阶通过频率处(108Hz),除滚装状态外,发动机五个自由度方向的隔振效率均在80%以上;侧向激励下,该隔振系统两个前减振器隔振效率分别为84.6%、80.7%,两个后减振拉杆隔振效率分别为85.7%、87.5%;垂向激励下,该隔振系统两个前减振器隔振效率分别为81.1%、80%,两个后减振拉杆隔振效率分别为81.2%、83.2%,均符合相关标准及型号需求。同时,本文形成的试验及分析方法可指导后期外场台架试验研究,并为型号研制奠定技术基础。

2020 Vol. 40 (3): 250-255 [摘要] ( 45 ) [HTML 1KB] [PDF 2252KB] ( 163 )
256 赖富文,孔凡胜,雷铁新
某型枪口脉冲噪声等压场测试方法

摘 要:针对现有枪口脉冲噪声测试中很少考虑对周围协同人员的人耳损伤,导致不能充分评价枪口噪声的问题。通过分析噪声声压级与距离关系,提出基于极坐标传声器布点和测试方案。进行了某型枪射击时的枪口脉冲噪声场测试,获取了枪口脉冲噪声的等压场分布曲线。

2020 Vol. 40 (3): 256-259 [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 1622KB] ( 92 )
260 王明杰,张卫红,陈雅曦,刘时秀,齐江龙,呙道军
考虑声波多次反射的阻抗管隔声量仿真研究

本文主要研究在无理想吸声末端或吸声末端吸声性能差的情况下,如何准确地进行隔声量的计算。针对三种基于波场分解法的隔声量计算方法进行了对比研究,通过声学有限元仿真研究了吸声末端的吸声系数对三种方法求解阻抗管隔声量精度的影响。在非理想吸声末端的情况下,采用考虑声波多次反射的波场分解法,计算了隔声试件的隔声量,分析并讨论了在不同吸声末端组合下对隔声试件的隔声量及前后表面反射系数计算结果影响。研究发现,考虑声波多次反射的波场分解法不受吸声末端的吸声系数的影响,可以在任意两组不同吸声末端组合下均能对隔声量进行准确的求解。此外,除隔声量外,还可以获得隔声试件后表面的反射系数。

2020 Vol. 40 (3): 260-264 [摘要] ( 37 ) [HTML 1KB] [PDF 1594KB] ( 158 )
265 李维鑫1,郭锐2,王新1,赵晓丹1
用阻抗法测量材料固有参数研究多层吸声特性

利用驻波管测得吸声材料背后为刚性壁面和空腔的声阻抗率,计算得到材料的复波数与复特性阻抗,结合传递矩阵法建立多层吸声材料计算模型,并通过实验验证了模型的准确性。以该模型为基础研究疏松材料与密实材料的放置顺序对吸声性能的影响,结果表明,与传统上疏松材料置于吸声前端,密实材料置于后端的吸声性能相比,将密实材料减薄放置在前端中低频有明显的吸声优势,并且能适当兼顾高频的吸声性能。对此进行了实验验证,厚度为5mm的聚酯纤维吸音板置于前端,疏松的吸音棉厚17mm置于后端,在1400Hz以下的吸声系数明显高于吸音棉置于前端的吸声系数。

2020 Vol. 40 (3): 265-269 [摘要] ( 37 ) [HTML 1KB] [PDF 1457KB] ( 198 )
 
投稿须知
声明
      更多....  
 

版权所有 © 2012 《噪声与振动控制》编辑部
地址:上海交通大学华山路1954号机械动力楼308室 邮编:200030
电话:021-62932221 邮箱:nvc@sjtu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持:support@magtech.com.cn