噪声与振动控制

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2016-4期目录、封面、扉页

2016, 36(4): 0-1.

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ASAC系统中少测点条件下的近场声压误差传感策略

苏常伟1，2，朱海潮1，2，毛荣富1，2，苏俊博1，2

2016, 36(4): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.001

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根据有源控制策略设计简洁、有效的误差传感非常关键。针对基于声压声辐射模态的有源控制策略，具体设计与之对应的少测点条件下近场声压误差传感策略。首先，通过分析声压声辐射模态的空间滤波特性，证明基于声压声辐射模态的有源控制策略可行；然后，利用近场测量面上有限个测点的声压分布，通过求解模态展开所构成的欠定方程组的最小模最小二乘解，获取前K阶声压声辐射模态伴随系数的近似值，从而形成与基于声压声辐射模态的有源控制策略相对应的近场声压误差传感策略；最后，以置于无限大障板上的钢质简支薄板为例，进行数值仿真分析。结果表明设计的误差传感策略可行，所获得的前K阶声压声辐射模态伴随系数具有较高的精度。

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应变模态分析及其与位移模态的关系研究

陈晗，宋汉文

2016, 36(4): 7-13. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.002

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振动实验分析中，动态应变信息与位移信息具有互补性，位移响应大的地方应变响应一般较小，反之亦然。基于动态应变测量的应变模态分析理论及参数辨识与基于位移（或速度、加速度）测量的位移模态分析理论同源，但二者之间的理论关系及其相互修正方法缺乏深入有效的研究。以等截面直梁为对象，首先导出激励力-动态应变响应的频率响应函数表达式，讨论应变模态参数的辨识方法。在此基础上，进一步构建属于同一特征值的应变振型与位移振型之间的变换关系，并详细分析应变-位移变换矩阵的特性。仿真算例表明所建立变换关系的合理性与正确性。

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正交各向异性功能梯度材料平板振动分析

徐坤，陈美霞，谢坤

2016, 36(4): 14-20. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.003

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基于一阶剪切理论，研究四边简支正交各向异性功能梯度材料(FGM)板的自由振动和受迫振动。假设剪应力沿厚度方向呈抛物线分布，利用剪切应变能与剪切余能相等原理，得到正交各向异性功能梯度平板的剪切修正系数。利用虚位移原理得到功能梯度平板运动方程，并采用Navier方法对运动方程进行求解。通过与有关文献及有限元计算结果对比，验证该方法的正确性。在此基础上，分析厚度方向上由纤维和基体按照不同体积梯度分布的三种(P-,S-,C-FGM)平板的固有振动和受激振动特性，结果表明纤维体积分数变化区间越大，梯度型式及梯度指数对其振动特性影响越显著；纤维体积分数关于平板中面反对称分布(S-FGM)时，平板振动特性受梯度指数影响较小。

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冲击荷载作用下轴向运动层合板非线性动力学响应

杨樟世，秦营，李映辉

2016, 36(4): 21-23. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.004

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研究轴向运动层合板在冲击荷载作用下的非线性动力学响应。基于单层材料本构关系及大变形理论，考虑几何非线性得到冲击荷载作用下的轴向运动层合板非线性动力学控制方程；通过Galerkin法对控制方程进行离散得到模态方程组，用Runge-Kutta法对模态方程组求解，得到冲击荷载作用下轴向运动层合板的动态响应。讨论了轴向速度、冲击波峰值和相位持续时间对轴向运动层合板动力学响应的影响。

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有限长周期参数梁的动力学特性

张巍1，应祖光2

2016, 36(4): 24-26. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.005

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研究有限长周期参数梁的动力学特性。建立周期参数梁的运动微分方程，得到梁高度周期性的参变方程，运用伽辽金法转化为多自由度状态方程，然后得到周期参数梁的固有频率方程。最后通过数值结果说明梁位移展开项数对于固有频率与动力学特性的影响，特别是周期参数为低周期或高频率情况时，固有频率随周期参数频率与幅度的变化及频带间隙（固有频率随周期参数频率变化的空隙）的退化与梁弯曲波的弥散等。

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多层材料椭球形空腔吸声覆盖层的吸声特性分析

刘国强1，2，楼京俊1，2，何其伟1，2

2016, 36(4): 27-31. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.006

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针对椭球形空腔吸声覆盖层低频吸声性能比较差的问题，建立了多层材料椭球形空腔结构覆盖层的Comsol有限元模型，采用传递矩阵法验证有限元模型并对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明：理论计算与数值仿真的曲线趋势大致吻合，证明该有限元模型是有效的；相同穿孔率下多层材料吸声覆盖层低频吸声特性明显优于单层材料吸声覆盖层，并且根据穿孔率、表层厚度、损耗因子、杨氏模量等参数的变化分析了各种参数对吸声系数曲线的影响，为下一步声学优化提供具体指导。

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阻尼层对水润滑橡胶轴承动态性能的影响

黄莉，金勇，刘正林，邹力

2016, 36(4): 32-37. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.007

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利用有限元仿真方法在Ansys Workbench中研究阻尼层对轴承模态频率和模态振型的影响。使用Pulse分析平台对轴承振动信号进行采集，应用振动频谱分析方法研究实际运行过程中阻尼层对水润滑橡胶轴承振动的影响。仿真结果表明：与非阻尼轴承相比，阻尼轴承低阶固有频率较低。试验结果表明：在阻尼轴承低阶固有频率附近存在一定的能量集中，但在正常工作转速（0～200 Hz）工况下，不会发生共振；阻尼层能够降低轴承的振动，特别是在高转速、高载荷的工况下减振效果显著。

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气激状态下粘弹性阻尼薄板的有限元建模与分析

王玥涵1，李上青2，孙伟2

2016, 36(4): 38-43. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.008

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创建气激载荷作用下的黏弹性阻尼板的振动特性分析模型是黏弹性阻尼减振研究的一项重要内容。基于实验数据，以薄板为对象，提出一种简单易行的气动载荷作用下黏弹性悬臂薄板振动特性的有限元建模方法。首先，简要介绍该建模方法的一般流程。接着，采用自制的气激试验台对贴敷黏弹性阻尼材料前后的悬臂薄板振动特性进行测试，获得气激载荷作用下板的共振频率及共振响应。再则，从有限元建模的需要出发，用计算流体力学仿真软件Fluent获取试验中作用于薄板上的气动载荷。然后按照反推法及薄板阻尼处理前后的耗能规律得到有限元建模所需的黏弹性材料杨氏模量和损耗因子。最后，引入所确定的气动载荷和黏弹性材料相关参数，对黏弹性阻尼板的谐响应进行计算，将分析结果与实验比对证实了分析模型的合理性。

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一种新型手性周期结构覆盖层抗冲击性能研究

任宪奔1，2，赵鹏铎1，李晓彬2，张磊1，李营1，2

2016, 36(4): 44-47. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.009

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通过在传统手性周期结构中的空心圆柱内添加芯体，得到一种新型手性周期结构形式。采用SHPB试验研究其抗冲击性能，得到以下结论：广义SHPB试验技术能够评估不同手性周期结构的抗冲击性能；在不同工况相同的初始条件下，覆盖层的透射系数有较大差别；新型手性周期结构抗冲击性能相较传统结构并没有提高，需要进一步进行优化设计。

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来流作用下板表面声辐射频率的影响因素分析

石若瑜，熊鳌魁

2016, 36(4): 48-52. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.010

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采用Ansys Workbench 15.0自带DM模块构建来流作用下的板模型，利用MESH模块划分网格，以及System Coupling模块进行流固耦合计算，验证数值模拟的可靠性，并对影响板表面声辐射频率的因素进行分析。数值模拟与分析结果表明，在来流作用下的板模型中，板表面声辐射主要由平行于来流方向的脉动压力产生，与壁面上垂直于来流方向的脉动压力、板后的大涡、板的固有频率无关；来流作用下板表面声辐射的基频与来流作用下板振动的基频、板后空腔的基频相同，是板后大涡基频的两倍；在大涡外且不在板后空腔的流场区域内，脉动压力无基频存在；在大涡模拟已经趋于统计稳定的情况下，FW-H与LES的非同步计算可以达到和同步计算一样的效果。

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频响函数残差法在有限元模型修正中的应用

屈晶晶，张立民，邱飞力，周辉

2016, 36(4): 53-57. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.011

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准确的有限元模型能够真实有效地反映实际结构的动态信息，为缩小结构建模中的误差极有必要对结构有限元模型进行修正。目前，基于模态频率、振型和频响函数的模型修正方法应用最广。其中基于频响函数的修正方法避免了模态参数识别过程的误差，且不受测试自由度数限制，与模态频率和振型的模型修正方法相比更具有优势。基于频响函数的修正方法按目标可分为频响函数相关性法和频响函数残差法。频响相关性法立足于形状和幅值相关性与参数灵敏度的关系，与频响函数残差法相比，丧失了频响函数与设计参数的直接关联，导致在部分结构模型修正中出现振荡不收敛现象。为此，基于实际测试结构对比研究两种方法在有限元模型修正中的应用，并分析频率点数和频带范围对基于频响函数残差法的模型修正的影响。结果表明频响函数残差法能够稳定收敛且具有高效性；同时，合理的频率点数和较宽频带范围有利于提高频响函数残差法的修正效率。

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隔声材料排布顺序对复合板材隔声特性的影响

徐磊1，张学飞1，王瑞乾1，赵阳宇2，李晔1

2016, 36(4): 58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.012

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要：对高速列车平顶组合结构进行隔声测试，调换其中2块隔声垫的前后位置后，平顶组合结构隔声特性发生显著改变。针对这一问题，基于统计能量法探究双层隔声复合板材中材料排布顺序对于整体结构隔声特性的影响规律，分析该现象产生的原因；接着，进一步利用基于统计能量法的隔声预测模型对三层隔声复合板材中材料排布顺序对整体隔声特性的影响进行延伸探究。结果表明：对于双层复合结构，当两种隔声材料的种类一定时，将隔声量较大的材料置于近声源端，将隔声量较小的置于远声源端，对整体结构隔声量的提升最显著，主要提升低频隔声量；对于三层复合结构，情况较为复杂，其中，将隔声量最大的材料置于近声源端，将隔声量次大的材料置于远声源端，将隔声量最小的材料置于中间时，对整体结构隔声量的提升最显著，且同时提升低频和中频隔声量。研究内容对于工程中复合材料隔声性能的进一步改善有借鉴意义。

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钢板弹簧摩擦迟滞特性对汽车平顺性的影响

张立军

2016, 36(4): 63-65. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.013

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为分析钢板弹簧摩擦迟滞对汽车平顺性的影响，首先应用改进的Bouc-Wen模型描述钢板弹簧摩擦迟滞特性，应用递归最小二乘法对模型参数进行识别。将板簧的迟滞模型与整车振动模型结合，分析板簧迟滞摩擦对汽车行驶平顺性的影响。研究表明：板簧的迟滞摩擦使后悬架上方车身加速度、悬架动挠度和车轮动载荷的固有频率增加约12 %，使车身加速度功率谱幅值提高15.2 %，因而降低汽车的平顺性，但使悬架动挠度功率谱幅值减少11.6 %；板簧的迟滞摩擦对车桥加速度和车轮动载荷幅值影响不大。

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斜盘式压缩机活塞滑履间隙对振动的影响

徐周亮，陆益民，涂志健，徐傲

2016, 36(4): 66-69. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.014

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加工精度等因素使得斜盘式压缩机活塞滑履间隙不可避免，不同间隙对压缩机的振动贡献量也不同。首先对同型号不同活塞滑履间隙的压缩机进行仿真分析，再结合试验对不同转速和活塞滑履间隙工况下的压缩机进行振动测试，利用时域信号和频谱分析确定间隙是压缩机空转时的主要振动源之一。通过仿真和试验分析发现，压缩机的振动冲击随着间隙和转速的增加而加剧，试验与仿真结果比较吻合，研究结果为压缩机故障诊断提供参考和依据。

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一种应用Fx LMS算法的双层隔振试验装置

高伟鹏，何其伟，闫政涛，刘锦春

2016, 36(4): 70-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.015

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振动主动控制中次级通道的存在会对控制效果造成影响，为了减小影响，采用Fx LMS（Filter-x Least Mean Square）自适应滤波算法，通过调整步长更新滤波器参数进行自适应控制。平台使用Compact-RIO控制器并采用Lab VIEW对其进行编程，通过设置参数对不同系统进行主动控制。控制分为三部分：参数设置、次级通道辨识、误差信号的控制。在自适应算法的理论和仿真分析基础上，进一步在c RIO实时控制平台上进行实验研究，对双层隔振平台采用自适应算法实现主动控制，取得理想的控制效果。

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轴系校中状态对艉轴承力传递特性影响

刘学伟1，2，何其伟1，2，楼京俊1，2，李海峰1，2，杨庆超1，2

2016, 36(4): 74-79. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.016

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船舶轴系的弯曲振动通过艉轴承传递到船体引发船体艉部振动并产生噪声，是影响船舶舒适性和安全性的主要因素之一。船舶轴系由于较大的自重和出于对轴承保护的原因必须进行轴系校中，校中过程中轴承垂向位置的变化将会改变各轴承所受载荷，继而改变轴承刚度，影响轴系振动特性及轴承处的力传递特性。为此，利用传递矩阵法建立轴系校中和弯曲振动模型，对一轴系实例分别进行直线校中和以艉轴后轴承静载最小为目标的优化校中，求得两种不同校中状态下各轴承处受力响应，研究发现两种校中方式低频段相差微小，在高频段有明显区别。

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航天器设备舱噪声分析及声学优化设计

游进，郝平，谷巍

2016, 36(4): 80-83. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.017

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噪声是载人航天器舱内非常重要的环境因素，用有限的重量代价获得需要的声学环境是航天器声学设计的主要目标。对含多个隔舱的航天器设备舱采用统计能量分析法建立噪声分析模型，根据实测声源特性分析隔舱内设备对航天员通道噪声的影响，并针对隔舱提出吸声降噪措施。选取隔舱蜂窝板及三聚氰胺泡沫吸声层的厚度为设计变量，采用遗传算法对隔舱声学设计进行优化以降低隔舱重量代价，优化结果与初始设计相比，通道最大声压级减小3 dB，满足通道噪声要求，同时隔舱重量减小9 %，验证了优化设计方法的有效性。

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单向加筋双层板全频段的隔声特性

张志富1，黄逸哲2

2016, 36(4): 84-87. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.018

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针对单向加筋双层板全频段的声透射问题，采用全耦合模型形成流体声传输和结构声传输两个独立的路径，分别对其声透射系数进行理论计算，进而得出研究结构总隔声量的理论计算公式；基于VA One分析软件，对指定研究结构全频段的隔声特性进行研究，根据各子系统分析带宽内的模态数将全频段划分为低、中、高频，分别采用FE、FE-SEA和SEA方法完成隔声量的求解计算，理论计算和实验测量结果变化趋势相一致，有关结论与分析方法对大型复杂模型的隔声特性研究具有一定工程意义。

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汽车燃油箱模态仿真分析及试验验证

屠翔宇1，严莉1，朱志勇2，杨文华2

2016, 36(4): 88-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.019

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汽车刹车时燃油箱内油液晃动产生的噪声会通过空气以及车身结构传递到车厢内，使驾驶员和乘客感到不适。了解油箱的振动特性有助于研究油箱的噪声传递特性。利用Hyper Mesh有限元软件对某型号油箱进行模态仿真分析，计算油箱的自由模态，得到油箱前5阶模态的固有频率和振型。对油箱进行模态试验分析，将所得结果与仿真分析的结果对比，固有频率和振型的吻合验证了油箱有限元模型的正确性。根据模态振型，挑选出油箱表面的典型振动测点，为后续油箱振动测试实验提供依据。

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中间构架柔性对双层隔振系统隔振特性的影响

刘洋山1，孙梅云2，闫兵1，陈俊1，周国豪1

2016, 36(4): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.020

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为定量分析中间构架柔性对内燃动力包双层隔振系统隔振特性的影响规律，指导双层隔振系统的优化设计，建立中间构架的有限元模型并进行模态计算，通过与试验模态对比，验证有限元模型的正确性。在Adams中建立考虑中间构架柔性的刚柔耦合系统动力学模型以及将中间构架视为刚体的多刚体系统动力学模型。通过自由振动和扫频分析，得到中间构架柔性对双层隔振系统隔振特性的影响规律。研究结果表明中间构架柔性会使系统固有频率及主模态方向解耦度减小，并使系统幅值响应出现“移频”、“增频”现象，其中低频段以“移频”为主，高频段以“增频”为主，中频段二者同时出现。相关结论可为隔振设计以及耦合振动的有效控制提供动力学方面的参考。

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混合动力挖掘机轴系扭振的主动控制仿真

张贝贝，刘少军，胡琼

2016, 36(4): 97-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.021

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为研究混合动力挖掘机轴系扭振并尽可能消除其影响，分析动力轴系扭振的原因，提出对轴系主动控制的方法。在三自由度系统Lagrange函数和耗散函数中引入电动机的气隙磁场能，得到动力轴系和异步电机的机电耦合数学模型，建立基于AME Sim-Simulink的多动力源复杂轴系扭振仿真模型；以电机转矩为控制变量，以液压泵负载为干扰量，以扭振最小为控制目标，应用2阶模糊PID控制分别对阶跃负载和6 t混合动力挖掘机实际工况负载进行仿真计算。通过分别对比控制前后轴系转动速度、扭振情况以及扭转角大小，可以看到采用主动控制方式可以使轴系转动速度密切跟踪给定转速曲线，同时显著减小轴系扭转振动，降低扭转角的波动，快速达到稳定状态，结果表明通过模糊PID进行主动控制可以有效地改善混合动力系统轴系扭振情况。

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车室低频噪声预测与车身板件声学贡献分析

李苏平1，胡启国2，胡海波2，罗天洪2

2016, 36(4): 103-107. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.022

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为预测车室低频噪声，建立车身结构有限元模型和声场有限元模型，并使用网格映射方法将结构-声场有限元模型耦合。建立发动机激励动力学模型和路面随机激励动力学模型，利用Matlab/Simulink计算发动机悬置点激励力和悬架处激励力，并通过快速傅里叶变换得到激励力的幅频特性。加载发动机激励力和悬架激励力，在Virtual.Lab中进行声学响应分析和板件声学贡献分析，预测车室噪声并确定声压贡献较大的板件。最后通过板件厚度参数优化，有效地降低测点声压。

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纯电动客车电机动力总成悬置系统的优化设计

黄家铭，田晋跃，陈治领

2016, 36(4): 108-112. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.023

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建立某纯电动客车电机动力总成悬置系统的刚体动力学模型，分析电机动力总成激励，利用Adams软件进行悬置系统模态特性和频域响应特性的仿真分析。通过工程优化软件Isight与Matlab的集成，直接使用Isight中的多岛遗传算法对电机动力总成悬置系统进行优化设计，优化后的悬置系统隔振性能得到了提高。

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车辆-轨道非线性耦合系统交叉迭代算法及应用

雷晓燕，吴神花，张斌

2016, 36(4): 113-119. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.024

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运用有限元法建立车辆-轨道非线性耦合系统振动分析模型，该模型包含车辆、轨道两个子系统，其中车辆子系统为附有二系弹簧的整车模型，轨道结构子系统为离散的三层弹性梁模型。两子系统通过轮轨非线性接触力和位移协调条件实现耦合。针对车辆-轨道非线性耦合系统动力学方程提出了交叉迭代算法。为加速迭代收敛速度，引入松弛法对轮轨接触力进行修正。为证明算法的正确性，进行了算例验证。同时还给出了CRH3高速动车在有砟轨道上运行时引起车辆和轨道振动的实例，分析中考虑了轮轨线性和非线性接触及不同列车速度对车辆和轨道结构振动的影响。计算结果表明交叉迭代算法具有程序编制简单、收敛速度快、用时少、精度高的优点；采用轮轨线性接触模型得到的车辆和轨道结构的动力响应比轮轨非线性接触模型得到的结果要大，其中位移、加速度最大值和振幅增大范围约在15 %以内，轮轨接触力最大值和振幅增大范围约在5 %以内。

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飞机噪声影响区域敏感建筑物隔声窗设计理念

赵娜

2016, 36(4): 120-123. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.025

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以北京市首都国际机场飞机噪声为例，对飞机噪声影响区域内敏感建筑物隔声窗的设计进行研究。以1小时等效A声级LAeq作为飞机噪声影响区域内隔声窗设计时飞机噪声的评价量，并依据人对不同类型、不同时间段内噪声烦恼度的不同对LAeq值进行修正。根据修正后的LAeq值设计的隔声窗隔声量基本达到飞机噪声的防护要求。

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轴流风机旋转叶片的气动噪声分析

孙扬智，肖世德，徐鑫凯，潘绍飞

2016, 36(4): 124-128. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.026

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针对某型轴流风机引起的气动噪声问题，建立该型轴流风机的三维模型，利用Lighthill声类比理论、FW-H声波波动方程和Fluent数值模拟，分析该轴流风机旋转叶片引起的气动噪声的噪声特性。数值模拟结果表明，旋转叶片上的静态压力主要集中在旋转方向前方的叶面上；而脉动压力则在叶片的两个面上均有分布，分布区域主要集中在叶片的外缘，这是由于叶片外缘脱落的旋涡引起的剧烈的气流震荡所导致。叶片上的气动噪声功率主要分布在叶片的外缘，其分布规律与脉动压力的分布规律有差异，表明旋转叶片的气动噪声并不完全由脉动压力产生。旋转叶片所诱发的气动噪声随着叶片转速和风机直径的增大而增大。

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城市高架轨道箱梁振动特性数值分析与实测

房建1，雷晓燕1，练松良2

2016, 36(4): 129-134. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.027

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由高架箱梁振动产生的桥梁结构噪声是高架线路辐射噪声的重要组成部分。从理论与现场实测两方面研究列车通过时高架轨道箱梁的振动特性。首先利用有限元法建立城市轨道交通高架简支箱梁的三维振动分析模型，分别计算列车以速度为60 km/h、80 km/h、100 km/h和120 km/h通过时，高架轨道箱梁结构的动力响应。将理论模型的计算结果与实测结果进行对比，发现理论模型计算结果和试验分析结果在20 Hz至400 Hz基本上保持一致，最大误差为9.6 dB，说明计算模型满足一定的精度要求。理论模型时域分析的结果表明：同一辆列车经过时各测点振幅值随车速的提高而增大；不同类型列车以相同速度通过时，由于车辆-轨道的耦合作用，列车对轨道和桥梁的冲击作用不同。模态分析结果表明，固有频率高于10 Hz时箱梁振动模态开始呈现截面变形，且随着频率增加，箱梁结构振动形式逐渐表现为构件的弯曲振动。频域分析结果表明，钢轨、轨道板、桥面板、翼缘、腹板和梁底板的振动水平分别为140 dB 至160 dB、110 dB 至120 dB、110 dB 至120 dB、115 dB 至130 dB、110 dB 至125 dB和105 dB 至115 dB，振动幅值随车速的提高而增大。

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改进局部均值分解方法及其在往复压缩机轴承故障诊断中的应用

赵海洋，韩辉，王金东，邢俊杰

2016, 36(4): 135-139. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.028

摘要 ( )

PDF(1348KB) ( )

往复压缩机广泛应用于石油、化工生产行业，其滑动轴承常因磨损而出现间隙过大故障。针对往复压缩机振动信号的强非平稳和非线性特性，提出一种改进局部均值分解(LMD)方法，并将其应用于往复压缩机轴承间隙故障诊断。通过在极值点间加入极值对称点，使用单调三次Hermite插值(MPCHI)替代三次样条插值(CSI) 构造包络线，提高局部均值与包络估计函数的准确性，以此提出了改进LMD方法的算法与流程。以往复压缩机轴承故障振动信号为对象，通过与不同LMD方法比较，验证改进的LMD方法的优越性，并以PF分量幅值包络频谱实现轴承间隙大故障的准确诊断。

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某航空发动机轴流叶轮叶片变形故障分析

吴桂娇1，2，何刘海1，刘杰薇1，高粱1

2016, 36(4): 140-143. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.029

摘要 ( )

PDF(1343KB) ( )

某航空发动机在地面试验中出现效率下降且伴有啸叫声的异常现象。根据对所测振动、噪声信号的详细分析，成功判断出该发动机第一级轴流叶轮叶片发生变形。国内外对于发动机转子叶片发生变形故障时的噪声数据研究较少，通过对该发动机故障的详细分析，得到转子叶片发生变形故障时噪声频谱的特征，为转子叶片变形故障的准确判断提供依据。

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某压路机空调压缩机支架振动故障分析

苏俊收，耿彦波，张战文

2016, 36(4): 144-147. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.030

摘要 ( )

PDF(1406KB) ( )

为解决某压路机在转速1 350 r/min左右出现异常振动问题，应用有限元软件分析压缩机支架各阶固有频率及振型，发现压缩机支架前两阶固有频率偏低是造成故障的主要原因，通过对新、旧车的振动瀑布图分析可知，压缩机支架使用一段时间后螺栓松动引起支架固有频率下滑，结合发动机振动加速度幅值谱分析，判定异常振动是由发动机点火激励2倍频振动激发压缩机支架共振引起。

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齿轮调幅调频所引起的室内啸叫噪声分析与控制

姜雯，郑军，王弘岩，杨安志

2016, 36(4): 148-150. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.031

摘要 ( )

PDF(1435KB) ( )

某前置后驱车型在加速过程中室内存在啸叫异响，在特定转速下尤为明显。试验数据显示后主减速器壳体振动和辐射噪声均存在相应的频谱特性。对室内噪声及主减速器壳体的噪声与振动在匀速和加速工况下进行数据采集，采用频谱分析和调制谱分析，确认该啸叫噪声为主减速器齿轮啮合引起的齿轮振动调制现象。该调制以主减速器齿轮啮合频率的高次谐频为载波频率，主减速器主动齿轮轴的转频为调制频率。在一定程度上提高齿轮加工精度可使室内啸叫噪声明显减弱。整个试验分析过程为后期齿轮异响问题排查提供一种新的思路。

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小波分析在汽车空调启动异响诊断中的应用

杨诚，肖尧，胡美龙

2016, 36(4): 151-155. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.032

摘要 ( )

PDF(1927KB) ( )

当按下汽车空调启动键（AC ON）后，空调系统工作，车内产生异响。针对车内空调启动异响，探究其产生原因和影响因素以解决该问题。使用B&K信号采集系统对车内噪声信号与压缩机、膨胀阀的加速度信号进行采集。选取适当的小波基和小波参数，对信号进行小波能量谱分析。发现空调启动异响是由压缩机吸合时衔铁的冲击振动引起，并与膨胀阀上的振动相关。对压缩机、空调管路采取隔振减振措施后，压缩机吸合冲击及膨胀阀振动大大衰减，车内的空调启动异响明显减弱。

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根据瞬时转速与冲击信号诊断柴油机故障的方法

高志龙1，霍柏琦2，唐松林3，么子云1，张进杰1

2016, 36(4): 156-160. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.033

摘要 ( )

PDF(2197KB) ( )

建立多缸柴油机传动机构三维实体模型，理论上模拟柴油机正常以及异常发火情况下的瞬时转速波形图，分析其故障特征。以WP10.340E32型柴油机为研究对象，搭建柴油机故障模拟实验台以及柴油机运行在线监测系统，模拟、捕捉柴油机单缸不点火故障。从得到瞬时转速、特定相位缸体振动信号入手，对比正常情况下信号特征，分析失火故障与特征信号的内在联系。通过仿真和实测数据证明瞬时转速结合振动冲击相位信号可有效识别柴油机失火故障并且能准确定位故障缸所在位置，从而实现诊断过程的简化。

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基于神经网络-模糊PID的轧机非线性扭振智能控制

韩东颖1，李冰洋2，时培明2

2016, 36(4): 161-164. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.034

摘要 ( )

PDF(1242KB) ( )

针对轧机传动系统扭振控制问题，建立含间隙非线性的轧机系统动力学模型。考虑到轧机扭振模型的非线性和参数不易测量的特点，提出神经网络和模糊PID相结合的控制器设计方法，以模糊PID为主体，通过引入神经网络改变模糊隶属度函数的中心值和宽度，最终得到最佳PID参数。设计神经网络-模糊PID智能控制器，并利用实际轧机参数与经典双闭环控制系统进行对比仿真。仿真结果表明所设计的智能控制系统对轧机传动系统扭振的抑制作用明显优于经典双闭环控制系统。

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浮标水声信号中海浪声的分离方法研究

王潇1，金江明2，卢奂采1

2016, 36(4): 165-168. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.035

摘要 ( )

PDF(1401KB) ( )

针对浮标系统测量的水声信号开展研究，使用信号处理的方法对水听器信号中的海浪声成份进行分离。首先对于16路水听器的浮标水声信号，依据采样频率、采样时间等参数将水听器采集到的原始数字信号转换成音频信号，利用人耳区别水听器信号中的各种噪声成份；然后在时域内，从原始水听器信号中截取各种噪声时段进行频谱分析，得到它们的特征频率；最后设计合理的数字滤波器进行去噪处理。试验结果表明水听器信号中海浪声成份得到有效抑制。

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形态分量分析和谱峭度在轴承故障诊断中的应用

马朝永，张学飞，胥永刚

2016, 36(4): 169-173.

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滚动轴承发生故障时，其振动信号往往包含多种振动分量，主要由轴承自身固有振动引起的谐振分量、点蚀或裂纹等故障产生的冲击分量和其他的干扰分量组成。实现故障信号中各分量的有效分离非常有利于轴承的故障诊断。针对此问题，提出形态分量分析和谱峭度相结合的故障诊断方法，首先用形态分量分析处理轴承故障信号，使信号中的冲击分量与谐振分量分离，再以谐振分量为对象，利用谱峭度方法对谐振分量进行滤波，对滤波结果进行Hilbert包络解调分析，然后根据包络谱诊断滚动轴承发生的故障。实验结果表明，这种方法可以提取到明显的故障特征频率，从而验证了该方法的有效性。

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柔度曲率法在输电塔损伤识别中的应用

吴秀峰，常青

2016, 36(4): 174-177. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.037

摘要 ( )

PDF(1472KB) ( )

在结构指纹识别方法中，基于柔度法的损伤识别方法能够较好地识别损伤所在位置及程度，在柔度法的基础上构建柔度曲率损伤识别指标及柔度矩阵曲率差损伤识别指标，并将其引入到输电塔结构损伤识别中。由于输电铁塔具有三个平动分量，所构建的两种损伤识别指标也具有三个方向分量，其在输电塔上的识别效果需要进一步分析。建立51 m酒杯型输电塔模型，分别采用两种指标对结构不同程度的单损伤及多损伤进行识别。研究结果表明，仅结构垂直方向分量的损伤识别指标能够识别结构损伤，但柔度曲率对于小损伤位置无法识别；柔度矩阵曲率差对小损伤位置也能较好地进行识别。

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三角截面内管的阻抗复合消声器声学特性研究

黄逸哲1，蔡敢为1，李霖2，李善德2

2016, 36(4): 178-182. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.038

摘要 ( )

PDF(1426KB) ( )

以三角截面内管阻抗复合型消声器为研究对象，推导其消声量数学表达式，基于GT-POWER软件建立消声器传递损失和阻力损失计算仿真模型，分析消声器结构、材料参数与消声性能的关系，得到孔径、穿孔率、变径管倾角、吸声材料及容重对消声器传递损失及背压的影响规律，并通过实验验证仿真结果的正确性。研究结果可为具有三角截面消声器的设计和优化提供参考。

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橡胶钢丝绳隔振器冲击特性试验研究

谢雨轩，陈燕，车驰东

2016, 36(4): 183-187. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.039

摘要 ( )

PDF(1446KB) ( )

冲击刚度及阻尼是隔振器的重要参数，对隔振系统设计起重要作用。采用落锤式冲击方法对橡胶钢丝绳隔振器的冲击刚度及阻尼进行测试。将负载质量的加速度时间曲线转化为隔振器的迟滞回线以求解其冲击刚度及等效阻尼，并用多项式对冲击刚度进行拟合。不同工况下的数据结果表明：橡胶钢丝绳隔振器的弹性恢复力与隔振器的变形在小变形情况下基本呈线性关系，且随着冲击位移的增大而呈三次函数关系；整个冲击过程的等效冲击刚度正比于冲击过程的初始冲量；但其阻尼系数随最大变形量先增大后减小。上述结论对橡胶钢丝绳隔振器的工程选型及应用具有指导作用。

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压电陶瓷在锥形圆筒振动主动控制中的应用

孙龙飞，李维嘉，吴耀中

2016, 36(4): 188-192. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.040

摘要 ( )

PDF(1456KB) ( )

锥形圆筒结构被广泛应用在船舶、航天器等工程系统中，减小其振动具有重要意义。以单端固定的锥形圆筒为研究对象，将压电陶瓷粘贴在圆筒表面分别作为传感器及作动器组成减振装置。通过有限元方法得到结构固有频率及振型信息，并采用模态实验分析对仿真结果进行验证，仿真及实验结果相一致。根据结构的振动特性，设计多模态模糊滑模控制器对锥形圆筒各阶模态振动分别进行主动控制研究，得到时域及频域下实验结果，对比实验结果表明减振方法的可行性。

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机载雷达多维隔振平台失效状态隔振性能分析

董迎晖1，吴沂骞1，王梅2

2016, 36(4): 193-197. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.041

摘要 ( )

PDF(1562KB) ( )

通过分析某型号机载雷达的使用要求，设计出一种应用于该型雷达的基于并联机构具有冗余保护能力的多维被动隔振平台；介绍了隔振平台的原理设计，并且通过螺旋理论和修正Kutzbach-Grubler公式证明隔振平台的多自由度运动能力；基于冗余保护对隔振平台潜在的最可能发生的失效形式进行隔振分析和隔振仿真，通过仿真手段证明隔振平台在考虑到的失效情况下能够继续保护雷达不失去工作能力，提高了雷达的生存能力。

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约束方式对橡胶高频振动测试结果的影响

郝敏陈高升裴高林苏正涛

2016, 36(4): 198-201. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.042

摘要 ( )

PDF(1116KB) ( )

针对不同约束方式对黏弹性材料高频振动性能的影响开展研究，比较2 000 Hz~6 000 Hz频率范围内不同约束方式对阻尼梁振动性能的相干性，并提取2 000 Hz~6 000 Hz内不同阶数的模态，采用有限元方法对不同约束方式阻尼梁的振动试验进行仿真。将模态试验结果与出现共振峰最多的中间节点的速度传递率进行对比，结果表明：两端固支竖直放置工况的相干性最优，两端固支竖直放置工况的试验结果与一端固支竖直放置工况相比与仿真结果更吻合，有关结论为用振动梁法在高频振动条件下测试黏弹性橡胶材料时约束方式的选择提供参考依据。

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低频振子设计及其冲击响应试验分析

高鹏1, 2,孟宪松1，赵鹏铎2，张磊2

2016, 36(4): 202-205. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.043

摘要 ( )

PDF(1390KB) ( )

在低频段冲击响应谱的测量中，传统的簧片仪所测谱值精度不高。为了更精确测量水下实船爆炸冲击的低频响应谱，设计一种低频振子结构，通过有限元软件分析该低频振子在不同类型冲击载荷作用下动态响应规律，然后进行了实物试验。试验表明，所设计的低频振子绝对加速度响应与有限元仿真计算结果相一致，而且其冲击载荷的动态响应与载荷的强度有着密切联系，所设计的低频振子对低频段冲击响应谱测量是有效的，同时有关结论也为低频振子结构的进一步优化提供理论依据。

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某型发动机风扇叶片振动应力监控方法

唐铃，尚柏林，高星伟，陈鹏飞，尹志朋

2016, 36(4): 206-209. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.044

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PDF(1438KB) ( )

在某型发动机风扇工作叶片高低周复合疲劳试验中，为了对叶片考核部位的应力进行有效监测和控制,对叶片夹具系统进行瞬态分析，并结合应力标定中的测试数据，得到考核部位振动应力与系统监测点振幅的关系，将不可测量的应力转化为可测量的振幅，从而可以通过对叶片振幅的调控实现对考核部位应力的有效监测和控制。结果表明：系统监测点的振动幅值与激振点实际加载的振动信号幅值满足线性关系；当系统监测点的振幅趋于稳定后，叶片考核部位的应力也趋于稳定，且两者满足线性关系。

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轿车后排鼓音的优化改进

廖抒华1，张伟1，苏海亮1，刘利2

2016, 36(4): 210-213. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.045

摘要 ( )

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首先介绍传递函数理论，提出一种基于振动传递函数的方法分析后扭力梁的振动传递特性，使其避开峰值频率来改善后排噪声问题。以某紧凑型轿车为例，通过实验测试发现其存在后排鼓音问题，利用CAE分析方法找到产生的原因，提出几种后扭力梁纵臂加粗优化方案来解决该问题，通过分析后扭力梁的振动传递函数并加以实验验证，最终确实定优化方案，较好解决后排鼓音问题。

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地球同步轨道卫星对地点波束天线在轨热分析

何安琦1，祝尚坤1，李兵1，王耀霆2

2016, 36(4): 214-220. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.046

摘要 ( )

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卫星在轨运行期间，卫星天线部件的温度会随着不断变化的外热流和辐射交换而变化。对温度变化敏感的部件如天线反射器在这种情况下易发生热致振动现象，从而影响其正常功能。对在轨运行的卫星天线所进行的热分析为卫星天线的热控设计和热致振动的预测提供了温度数据。首先建立某型号卫星天线系统的物理模型，然后利用UG-TMG软件对其进行在轨运行空间瞬态热分析，最后分析天线反射器的温度结果，为以后的热致振动研究提供参考和数据支持。

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