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    封面、目次
    2026-4期封面、目次
    封面、目次
    2026, 46(4): 0-1. 
    摘要 ( )   PDF(1195KB) ( )  
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    振动理论与数值解法
    高速列车受电弓部件改型气动减阻降噪数值研究
    许建林, 王喜红, 贾永兴, 杨永刚
    2026, 46(4): 1-7. 
    摘要 ( )   PDF(3513KB) ( )  
    为降低高速列车受电弓运行时的气动阻力和气动噪声,基于大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)与(Ffowcs Williams and Hawkings,FW-H)声类比方法,数值模拟研究高速列车受电弓周围流场特性、气动阻力和气动噪声。对受电弓结构中气流扰动强烈和噪声辐射水平较大的臂杆及绝缘子等部件采取递进式改型设计,以探究其气动减阻及近远场气动降噪性能。研究结果表明:多部件改型设计可降低受电弓周围的气流激扰,减小受电弓迎流面压力,使其后方区域涡旋结构发生变化,形成较原形受电弓更加细碎的小尺度涡旋结构,并在不增大气动阻力的前提下实现受电弓气动降噪,其中多部件流线型设计的受电弓减阻率可达29 %;经改型设计的受电弓近远场辐射噪声均有不同程度降低,7.5 m远处气动噪声声压级最大降低7 dB。展向、流向方向气动噪声降低明显,改型设计的3 种受电弓在距轨道中心线25 m远处流向方向气动降噪最优分别为5.1、4.5 及3.4 dB,降幅分别为6.7 %、5.3 %及4.5 %。研究结果可为设计低阻力、低噪声高速列车受电弓提供基础数据支撑。
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    散射体对称性对二维局域共振声子晶体带隙的影响研究
    吴静
    2026, 46(4): 8-13. 
    摘要 ( )   PDF(2106KB) ( )  
    为获得具有低频、宽带局域共振带隙的二维三组元声子晶体,利用有限元法,在相同填充系数下,对嵌有不同对称性散射体的声子晶体带隙特性进行研究,并详细分析散射体对称性对局域共振声子晶体带隙及其振动衰减的影响。结果表明:嵌有圆形散射体的局域共振声子晶体具有更低频但更窄的带隙;含有非严格对称散射体(例如椭圆和矩形)的声子晶体会产生方向性带隙;声子晶体内散射体对称轴数量及其奇偶性对带隙内最大衰减值具有较大影响;在多频结构中,具有相近共振频率的各对称性散射体会对带隙产生局域共振峰,使得在0~600 Hz范围内始终呈现两个带隙。利用局域共振峰特性,设计出一种具有低频完整带隙的多频结构,可为振动衰减结构设计提供有益的思路。
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    直径削边对水下螺旋桨振动特性影响研究与软件开发
    金鑫, 李解, 卢闫, 田晨, 左宇骑, 李家盛,
    2026, 46(4): 14-19. 
    摘要 ( )   PDF(1611KB) ( )  
    螺旋桨直径削边法是解决船舶船-机-桨三者不匹配问题的重要方法。直径削边后,因桨叶的几何形状发生改变,其振动特性也会发生相应变化。同时由于螺旋桨的工作环境一般在水中,船尾伴流与桨叶结构之间带来的流固耦合效应也会对桨叶的振动特性造成较大影响,因此有必要开展直径削边对考虑流固耦合效应下的水下螺旋桨振动特性的研究。通过QT界面设计系统,设计研发一款求解平台。该平台串联ANSYS与ABAQUS有限元分析软件,实现对于该问题的快速求解与分析,并得到如下结论:直径削边法会使桨叶振型产生由扭转振动向弯曲振动转变的趋势;随着直径削边量的增加,桨叶固有频率上升;固有频率的增长率与振型的变化有关,当桨叶振型出现明显转化现象时,桨叶频率的增长率会显著上升。
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    基于模态分解的高噪声管路工作振型提取方法
    陈扬泉, 张琳, 张涛, 陈昊天
    2026, 46(4): 20-26. 
    摘要 ( )   PDF(2368KB) ( )  
    载流管路运行状态下的故障问题日益严重,使提取其振动特征变得尤为重要,然而噪声等因素影响会对管路工作振型(Operating Deflection Shapes,ODS)的准确提取造成干扰。提出一种联合小波阈值去噪(Wavelet Threshold Denoising,WTD)和动态带宽变分模态分解(Dynamic Bandwidth Variational Mode Decomposition,DB-VMD)的工作振型提取方法。该方法首先采用小波阈值去噪预处理振动响应信号,然后通过DB-VMD对预处理信号进行分解,获取不同特征频率下振动特征信息明确的固有模态函数分量,实现管路工作振型的准确识别和提取,该方法分解的独立性好,并能有效减小噪声等干扰造成的提取误差。通过有限元数值分析和试验验证,证明该方法在高噪声环境下仍能有效滤除白噪声并准确提取管路工作振型。本研究可为工业领域中含噪声环境下载流管路工作振型的准确提取和分析提供一种有效的方法。
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    地铁钢轨波浪型磨耗激励下的动态黏着特性
    齐洪峰, 吴兵, 任坤华
    2026, 46(4): 27-32. 
    摘要 ( )   PDF(3129KB) ( )  
    钢轨波浪型磨耗是钢轨常见的伤损形式,极易引起轮轨力的急剧增大,严重影响列车的运行安全。联合车辆-轨道耦合动力学模型和混合润滑理论建立湿态条件下钢轨波磨激励时的轮轨动态黏着数值模型,获得短波波磨和长波波磨激励下不同位置处的轮轨接触压力和膜厚度分布,讨论两种波磨型式激励下的轮轨动态黏着特性。结果表明,在湿态工况下,运行速度为120 km/h 时,两种波磨激励下轮轨动态黏着系数变化规律与轮轨力基本一致,黏着系数的平均值均不超过0.1。
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    飞机起落架摆振系统反共振点的时滞效应分析与优化
    宋克健, 赵艳影, 吴浩, 黄科
    2026, 46(4): 33-40. 
    摘要 ( )   PDF(2022KB) ( )  
    为考虑飞机起落架摆振系统半主动控制中的时滞效应,利用时滞反馈抑制支柱扭转角的振幅。建立考虑起落架支柱侧向位移、支柱扭转角、轮胎变形的起落架摆振系统振动微分方程,并对方程进行无量纲处理,得到起落架支柱扭转角振幅的解析解。对被动控制系统,研究当量轮胎侧偏刚度系数对起落架支柱扭转角振幅的影响。对时滞反馈控制系统,采用CTCR(Cluster Treatment of Characteristic Roots)方法判定系统的稳定性,得到反馈增益系数和时滞两个控制参数的稳定性区域。对时滞反馈控制系统支柱扭转角振幅-频率响应曲线的反共振点进行优化设计,在满足优化准则的前提下,采用全局搜索和遗传优化算法对反共振点进行优化计算。通过将全局搜索和遗传优化算法得到的控制参数及扭转角振幅结果进行误差分析,阐述两种算法的优缺点;通过分别在频域内和时域内将时滞反馈控制系统与被动系统的扭转角振幅进行对比,验证时滞反馈控制的显著效果。
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    基于离散Iwan模型的连接界面振动响应分析
    齐天泽, 沈民民, 杨晓东, 谢子龙
    2026, 46(4): 41-47. 
    摘要 ( )   PDF(2080KB) ( )  
    连接结构在工程领域中具有广泛应用,其界面特性对结构的连续性和完整性具有显著影响。因此,连接界面振动响应分析是研究连接结构动力学行为的关键基础。基于离散Iwan 模型建立MD-Iwan 模型,并对其解析求解,探究摩擦振子系统在不同激励条件下的非线性动力学特性。在ANSYS中构建MD-Iwan 有限元模型,并与解析解进行对比验证。进一步引入Hilber-Hughes-Taylor 积分算法进行非线性系统的适用性论证。研究结果表明,随着激励量级的增大,系统固有频率逐渐降低,呈现典型的非线性软化特性;激励频率的降低导致系统振动响应出现附加振动;在冲击激励作用下,系统产生与阻尼特性无关的残余变形。通过解析法与有限元法的对比分析,验证基于Combin40 和Combin14 单元构建的等效模型的准确性。此外,两种积分算法在稳态响应阶段表现出良好一致性,进一步验证所提出方法在非线性系统中的稳定性与适用性。
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    体外索刚度对加固连续箱梁桥车桥耦合振动的影响
    高艳娇, 陈建兵, 刘晨光, 刘舒阳
    2026, 46(4): 48-54. 
    摘要 ( )   PDF(2019KB) ( )  
    为研究某复合加固连续箱梁桥在车辆作用下的振动响应,分析体外索刚度对车桥耦合振动响应的影响,利用ANSYS有限元软件建立桥梁与三轴重车耦合振动的仿真分析模型,并用动载试验进行验证。通过改变体外预应力与加固桥梁中跨跨中截面的刚度比和行驶速度,分析不同的体外索刚度对加固连续箱梁桥车桥耦合振动的影响。结果表明:主梁跨中位移与应变响应、车辆竖向位移与加速度响应随着体外索刚度的增大而逐渐减小,而主梁加速度响应变化较为复杂,幅度较小,远小于其随车速的变化。体外索刚度比小于0.007 时,中跨跨中最大位移响应随体外索刚度的增大减小速率较快;当车速在70~90 km/h 时,边跨跨中应变响应对体外索刚度变化较敏感;当车速超过90 km/h时,边跨跨中位移响应、跨中竖向加速度响应及车辆竖向位移对体外索刚度变化敏感度增大。
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    内外激励下高速列车齿轮箱主动控制机构设计与动态抑振
    郝凯涛, 张建超, 李博奇, 蔡丽伟
    2026, 46(4): 55-61. 
    摘要 ( )   PDF(2059KB) ( )  
    针对高速列车齿轮箱在内外激励下产生的振动问题,设计一种在齿轮箱轴承座处分别安装有沿径向布置和轴向布置压电作动器的振动主动控制机构,建立高速列车齿轮箱振动主动控制模型,并采用模糊PID 和传统PID 作为控制策略对齿轮箱在齿轮啮合频率及其谐波处的振动进行抑制。研究结果表明,在齿轮副内激励和轨道不平顺外激励的共同作用下,齿轮箱振动随车速增加而增强,振动能量主要集中在齿轮啮合基频及其谐波处。模糊PID 控制相比PID 控制表现出更优的减振效果,尤其在齿轮啮合基频处效果最佳,在250 km/h 车速下,齿轮箱轴向和垂向振动在齿轮啮合基频2 040 Hz处分别降低7.69 和6.60 dB,减振比率分别为8.8 %和7.3 %;随着车速提升与齿轮啮合频率的增加,控制效果逐渐减弱,尤其体现在齿轮啮合2倍频处。
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    基于生成对抗网络的汽车动力总成悬置系统不确定性分析
    陆旭, 刘启亮
    2026, 46(4): 62-68. 
    摘要 ( )   PDF(1693KB) ( )  
    针对现有动力总成悬置系统不确定性分析中缺乏机器学习方法的问题,提出一种融合生成对抗网络与最大均值差异评估的方法。首先,推导固有特性计算公式,并通过灵敏度分析筛选关键刚度参数;随后,利用生成对抗网络生成关键参数的随机样本,并以最大均值差异衡量其与原始分布的一致性;最后,基于生成样本开展不确定性传播分析。结果表明,生成样本下的固有特性不确定性响应与真实样本的高度一致,说明所提方法的有效性且具有工程实践意义。
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    基于可解释机器学习的压路机声品质建模与优化方法
    刘宇航, 卜祥建, 崔战波, 刘翰聪, 侯亮
    2026, 46(4): 69-75. 
    摘要 ( )   PDF(1888KB) ( )  
    随着工程机械噪声控制指标日益严格,声品质作为工程机械噪声、振动与声振舒适性(Noise, Vibration,Harshness, NVH)重要指标之一,逐渐受到行业的关注。将可解释机器学习引入声品质预测建模过程,以提高预测精度并增强模型的透明度和可解释性。针对某型压路机存在的噪声和声品质问题,首先通过噪声信号采集与主观评价获取噪声烦恼度,结合灰狼优化变分模态分解(GreyWolf Optimizer-based Variational Mode Decomposition,GWO-VMD)提取噪声频域特征;随后,利用SHAP(SHapley Additive exPlanations)值解释CatBoost 模型的预测结果,成功识别出影响声品质的关键频率;然后结合传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)进行声品质贡献量分析,找出提升压路机声品质的关键路径为风扇噪声与发动机悬置Y向振动;最后通过结构改进与声学包装的方式,使压路机驾驶室内的声品质得到显著提升,烦恼度评价值从8.87 降低到7.62,减少1.25,这表明优化措施的有效性。实验结果表明,所提出的方法在
    预测精度上优于传统方法,且模型的透明度和可解释性更强,对于实际的声品质优化工作具有重要的指导作用,应用前景可观。

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    并车汇流齿轮传动与结构系统耦合辐射噪声快速计算方法
    何泽银, 彭栋, 王承登,
    2026, 46(4): 76-82. 
    摘要 ( )   PDF(2316KB) ( )  
    针对齿轮系统辐射噪声计算周期长的问题,提出一种齿轮结构系统与传动系统耦合辐射噪声快速计算方法。以并车汇流齿轮系统为研究对象,根据系统结构特征将箱体切分为三个部分,通过齿轮-轴-轴承-箱体间连接建立结构系统与传动系统耦合关系,综合考虑时变啮合刚度、啮合冲击、传动误差等内部激励,基于集中质量法建立并车汇流齿轮系统耦合动力学模型,研究耦合系统动态响应。针对并车汇流齿轮系统结构特征,对T·Masuda 噪声预测公式进行修正,并将传动系统振动峰峰值改为结构系统振动峰峰值,得到基于耦合系统动态响应的辐射噪声快速计算方法。搭建并车汇流齿轮系统噪声测试试验台,实验结果与计算结果对比误差率均小于10 %,在合理范围内,该辐射噪声快速计算方法的准确性得到验证。
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    基于声爆主观评价实验的可解释烦恼度模型
    解江, 高洋, 韩帅, 沈海明, 王海龙, 陈琨
    2026, 46(4): 83-89. 
    摘要 ( )   PDF(1994KB) ( )  
    针对超声速民机声爆引发的公众烦恼度问题,为明确声爆特性对人员烦恼度的影响,构建由主观评价实验数据驱动的可解释神经网络烦恼度感知模型。通过频谱校准在模拟半自由场声环境中进行声爆听音实验,采集受试者的主观烦恼度评价结果,以声爆声学参量及所对应的烦恼度进行神经网络训练,并融合SHAP(Shapley AdditiveExplanations)理论增强模型可解释性。结果表明,感知模型的烦恼度预测结果与实验具有较高的相关性,并且基于特征贡献量分析,明确声爆特性对烦恼度的影响方式和影响程度,发现声爆特征中清晰指数、上升时间和感知声级(Perceived sound level,PL)等是影响人员烦恼度的最关键因素,可为超声速民机声爆特性优化及适航性评估提供参考。
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    全息振型下不平衡磁拉力对调相机振动影响分析
    钱文浩, 孙善华, 胡谅平, 杨建刚
    2026, 46(4): 90-94. 
    摘要 ( )   PDF(1437KB) ( )  
    以某300 MVar 调相机为研究对象,提出一种基于模态叠加法的调相机转子振动全息监测模型,根据轴承振动预测调相机内部振动,实现调相机轴系振动的全息分析,并在此基础上分析不平衡磁拉力对振动影响。研究发现,工作转速下转子中部最大振动可达到轴承处的19 倍,用全息模型计算不平衡磁拉力可达到用轴承处振动计算结果的14 倍,可以达到原始不平衡力的20 %。额定工况下调相机转子工作转速高于转子2 阶临界转速,不平衡力与振动之间的滞后角大于90°,由此引发的不平衡磁拉力与初始不平衡力反向,考虑其影响后转子振幅在过励工况下减小15 %,欠励工况下减小6 %,且2 阶振型不平衡磁拉力对振动影响更大。不平衡磁拉力对振动影响不可忽略,用轴承处振动情况计算结果与实际情况存在很大偏差,调相机振动分析必须考虑全息振型下不平衡磁拉力对振动的影响。
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    安装受力状态下工艺参数对挠性接管声学性能影响研究
    宣领宽, 马俊洋, 陈宾雄, 徐志云, 亢维佳, 龚京风
    2026, 46(4): 95-99. 
    摘要 ( )   PDF(1678KB) ( )  
    针对挠性接管在安装过程中产生的安装偏差问题,开展安装受力状态下工艺参数对其声学性能的影响研究。结合实验测量结果建立修正的频域有限元数值分析模型,研究法兰曲析、法兰偏移两种典型偏差模式对JYXRDN200 型挠性接管声学性能与形变量的影响规律。研究结果表明,在两种典型偏差模式下,设定的扭矩对挠性接管声学性能并没有产生影响;曲析距离在增大至2.0 mm以上时,会改变挠性接管振动特性,使其低频共振频率降低;偏移距离在0.5~4.0 mm范围内,不会对挠性接管声学性能产生影响。

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    信号处理与故障诊断
    基于多尺度自适应卷积Transformer的滚动轴承故障诊断算法研究
    谢锋云, 宋明桦, 樊秋阳, 王阳, 宋成杰, 李刚
    2026, 46(4): 100-106. 
    摘要 ( )   PDF(2083KB) ( )  
    滚动轴承故障诊断对于工业设备的可靠运行至关重要,传统方法在复杂工况下的诊断精度和鲁棒性仍有待提高。为更有效地挖掘滚动轴承的故障特征,提高故障诊断准确率,提出一种基于多尺度自适应卷积Transformer(Multiscale Adaptive Convolutional Transformer,MACT)的滚动轴承故障诊断方法。首先,搭建滚动轴承故障实验平台,使用加速度传感器采集电机风扇端不同状态滚动轴承多种工况下的振动信号;其次,将采集到的一维振动信号通过多尺度卷积神经网络分别处理时域特征、频域特征,深入挖掘多维度特征,引入通道注意力机制对特征通道进行自适应加权,提升融合效果;最后,通过局部卷积模块进一步深化特征,全局特征提取模块捕获振动信号的全局特征,利用自适应混合模块实现对不同特征的动态融合,增强模型对微弱故障特征的识别能力。在此基础上,通过不同的滚动轴承
    实验数据验证该方法的有效性,并与MCNN、CNN-LSTM、Transformer、AdaMCT进行实验对比分析,结果表明,所提出方法在故障识别准确率上优于现有方法,达到99.8 %。该模型在不同噪声水平下也有较高的诊断精度,进一步证明该方法的优越性,可为工业领域的滚动轴承诊断提供新方法。
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    球轴承局部故障对氧涡轮泵转子系统动力学特性的影响
    连军伟, 李成龙, 刘岳鹏
    2026, 46(4): 107-114. 
    摘要 ( )   PDF(2690KB) ( )  
    氢氧火箭发动机涡轮泵常采用滚动轴承作为轴系支承,轴承局部故障会引起柔性转子出现非线性振动,导致涡轮泵工作异常。本文建立柔性转子-球轴承系统的动力学方程,通过Newmark-β 时程分析法对含有外圈故障和滚动体故障的系统运动方程求解,获取系统动力学响应和故障频率,使用模拟转子实验台验证了模型的准确性。研究结果表明,经Hilbert 变换对故障信号解调后,外圈故障存在的情况下,转子系统做周期运动时包络图以故障频率fBPFO 为中心,转频为带宽的边频;在转子系统进入拟周期运动后,包络图的频谱内容发生改变,出现以故障频率fBPFO 及fBPFO±谐波频率为中心区,转频为带宽的边频带。在外圈故障区演化过程,由缺陷引起的时变位移对涡轮盘振动响应的增加最为明显,导致转子系统的非线性振动加剧,激发氧涡轮泵转子系统从周期运动变为拟周期振荡,增大氧涡轮泵内碰摩的风险。由于柔性转子刚度和刚性转子刚度的差异,滚动体故障的包络谱中的调制频率各不相同。该动力学模型可
    用于氧涡轮泵转子-球轴承系统的故障诊断。
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    基于列车轴箱振动与OSELM的高阶车轮多边形识别研究
    帅仁忠, 陈大伟, 赵艳菊, 韩健, 刘运航, 刘宗财
    2026, 46(4): 115-120. 
    摘要 ( )   PDF(2117KB) ( )  
    针对高速列车高阶车轮多边形动态监测和磨耗识别问题,提出一种基于轴箱振动的高速列车高阶车轮多边形主要阶次智能识别方法。首先,采集高速列车稳定运行时轴箱动态振动数据以及静态时车轮多边形磨耗水平;其次,对轴箱振动信号进行滤波,保留高阶多边形主要影响的频段,提取振动信号时域、频域能量特征;最后,通过构建在线极限学习机(Optimized Extreme Learning Machine,OSELM),实现车轮高阶多边形主要阶次智能识别。结果表明:提出的智能识别方法能实现车轮12~30 阶主要阶次识别,平均准确率达到99 %,所提方法的有效性得到验证。
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    基于IPSO-MCKD-ASLT的滚动轴承故障诊断方法
    桑炜, 郑近德, , 程健, , 刘庆运, , 潘海洋,
    2026, 46(4): 121-128. 
    摘要 ( )   PDF(2542KB) ( )  
    针对传统时频分析方法在处理非平稳振动信号时难以同时兼顾时间分辨率和频率分辨率的问题,提出一种基于改进粒子群优化算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)优化的最大相关峭度解卷积(MaximumCorrelation Kurtosis Deconvolution,MCKD)与自适应超小波变换(Adaptive Superlets Transform,ASLT)相结合的高精度时频分析方法。以包络谱峰值因子为适应度函数,对粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)中的惯性权重和学习因子以非线性递减的方式进行更新,利用IPSO 对MCKD中的L 和T 进行寻优,最后对滤波信号进行ASLT 处理,进一步实现轴承故障的有效识别。通过模拟和实测信号分析,将所提IPSO-MCKD-ASLT方法与短时傅里叶变换、连续小波变换和同步提取变换等方法进行对比分析。分析结果表明,IPSO-MCKD-ASLT方法不仅可以有效地提取轴承故障特征,还具有更高的时频分辨率和抗噪能力。最后,将IPSO-MCKD-ASLT应用到滚动轴承的故障诊断中,实验
    结果使该方法的有效性和优越性得到验证。
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    低秩稀疏优化GoDec的变转速轴承故障特征提取研究
    王英辉, 刘韬, 张爱国, 吴峰崎, 丁力,
    2026, 46(4): 129-135. 
    摘要 ( )   PDF(2203KB) ( )  
    在变转速条件下,滚动轴承微弱故障特征易被强噪声淹没并受到影响,导致故障特征难以识别,基于此提出一种阶频谱相关(Order Frequency Spectral Coherence,OFSC)和低秩稀疏优化Go 分解(Go-Decomposition,GoDec)相结合的故障特征提取方法。首先,根据变转速故障信号的角度-时间域循环平稳特性,对故障信号进行OFSC计算。其次,根据故障特征在阶频域的稀疏性,通过引入核范数和L1 范数优化GoDec 方法,对阶频域中的故障特征进行提取。最后,为了凸显故障特征,利用增强包络阶次谱(Enhanced Envelope Order Spectrum,EEOS)对稀疏分量进行特征增强处理。通过变转速仿真信号和实验数据验证所提方法的性能,并进行量化分析。结果表明:所提方法故障特征识别准确度优于单稀疏约束、原始GoDec和阶比分析方法,具有明显优势。

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    摩擦引发汽轮发电机组振动周期性波动分析
    张海龙, 李扬, 孔震, 单露, 李根, 陈朔,
    2026, 46(4): 136-141. 
    摘要 ( )   PDF(1639KB) ( )  
    为研究汽轮发电机组上发生的工频振动周期性波动现象,考虑碳刷与滑环轴摩擦引发的热冲击效应,在旋转坐标系下建立弯曲和热变形耦合动力学方程,根据耦合动力学方程的特征值性质分析周期性振动机理及其影响因素。研究表明,同步正进动下汽轮发电机碳刷架和转轴之间的接触点固定,摩擦产生的热量传递到转轴上,形成截面温差,激发出振动波动。引入阻尼力模型建立碳刷架和滑环截面摩擦力方程,由此得到的振动旋转方向在临界转速之前和转动方向相同,在临界转速之后和转动方向相反,能较好地解释这类摩擦振动现象。临界转速区域内增大阻尼可以有效地减小振动波动,临界转速区域之外增大阻尼所能取得的效果有限,需要加强滑环部位通风冷却,适当减小碳换和轴之间的接触压力,减小碳刷和滑环轴截面以及碳刷架之间的摩擦系数。
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    EEMD与改进小波阈值联合的齿轮声发射信号降噪
    魏娜莎, 丁泽鹏, 张瑞亮, 刘江锋, 田志毅
    2026, 46(4): 142-148. 
    摘要 ( )   PDF(2225KB) ( )  
    针对齿轮运行的声发射信号,提出一种将集合经验模态分解(Ensemble Empirical Modal Decomposition,EEMD)与改进小波阈值相结合的降噪方法。首先,基于Sigmoid 函数平滑、易于求导的特点,改进传统的小波阈值函数。其次,构建仿真加噪信号进行EEMD分解,得到一系列本征模函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,计算各IMF分量的相关性系数并重构信号。最后,采用河马优化(Hippopotamus Optimizatio,HO)算法在改进小波阈值函数中寻找最佳调整参数α,使用改进小波阈值降噪得到最终的去噪信号,以信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)、均方误差(Mean Squared Error,MSE)和余弦相似度(Cosine Similarity,Cos)为评价标准,仿真结果显示,所提方法与传统降噪方法相比,信噪比显著提高。在此基础上,用齿轮试验所采集的声发射信号进行验证,试验结果表明:该方法相比于传统的降噪方法有更好的降噪效果,实用价值更高。

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    变转速下基于HCNN-DSAN的滚动轴承故障诊断
    毛陈龙, 文传博
    2026, 46(4): 149-155. 
    摘要 ( )   PDF(2151KB) ( )  
    针对滚动轴承故障诊断中不同工况下特征分布差异显著及域适应能力不足的问题,提出一种结合混合卷积神经网络(Hybrid Convolutional Neural Network,HCNN)和深度子领域自适应网络(Deep Subdomain Adaptation Network,DSAN)的滚动轴承故障诊断方法,以适应多种工况。首先,对不同负载情形下的轴承振动信号加以采集,将采集到的信号分为源域与目标域;然后,构建一个基于多尺度卷积及注意力机制的混合卷积神经网络,进行故障特征提取;再通过高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM) 结合局部最大均值差异(Local Maximum Mean Discrepancy,LMMD)损失函数实现源域和目标域特征分布的对齐;最后设计一个新的权衡因子以提高DSAN的收敛性能并优化进程。实验使用华中科技大学滚动轴承数据集进行验证。实验结果表明,该方法能有效提高故障诊断的精确性,呈现出优良性能。
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    运载工具振动与噪声
    基于改进自适应陷波滤波算法的柴油车噪声控制优化
    袁新建, 王俊龙, 李舜酩
    2026, 46(4): 156-163. 
    摘要 ( )   PDF(2243KB) ( )  
    针对柴油车周期性噪声主动控制问题,提出改进的自适应陷波滤波算法。通过理论建模、仿真及实车实验,研究揭示收敛系数(a)与控制脉冲数(m)的影响机制:稳定边界值与m 成反比,4 脉冲控制可平衡计算效率与降噪精度。基于长城H9 车型的实车测试结果表明,在低速低负荷工况下,6 阶噪声的降噪量达到20 dB;缓加速工况中,4 阶噪声的最大降噪量提升至25.7 dB。与传统LMS算法相比,改进算法的计算复杂度降低80 %以上,并适配低成本嵌入式硬件系统,可为柴油车周期性噪声控制提供高效且鲁棒的解决方案。
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    车轮踏面擦伤对轮轨噪声辐射特性影响研究
    罗锟, , 刘振涛, , 甄慧杰, , 姜兴, , 陈鹏,
    2026, 46(4): 164-169. 
    摘要 ( )   PDF(2046KB) ( )  
    为探究车轮损伤程度对车轮与钢轨噪声辐射特性的影响,基于有限元与边界元法,建立柔性的车轮-钢轨耦合噪声分析模型,并通过试验验证模型的正确性,分析车轮多边形在不同阶次/不同波深、新旧车轮扁疤在不同损伤长度条件下的轮轨噪声辐射特性。研究结果表明:当车轮多边形磨耗为12 阶以上,波深≤0.02 mm时,损伤与无损车轮的声压级差在5 dB以内;而波深≥ 0.04 mm时,损伤与无损状态下的车轮噪声辐射声压级差值快速增加;钢轨噪声增幅与磨耗参数呈正相关,波深每增加0.02 mm,声压级提升2~5 dB;谐波数增加导致轮轨系统激励频率提高,谐波数每增加2 阶,钢轨噪声声压级提升3 dB以上;新扁疤因尖锐棱角产生更强冲击噪声,车轮与钢轨辐射噪声相较于旧扁疤噪声高5 dB以上;且随扁疤长度增加,几何冲击效应减弱,相同损伤长度下新、旧扁疤损伤工况的钢轨噪声辐射声压级频谱特性趋同。研究结果可深化轮轨噪声产生机理的认知,并为基于声纹特征的损伤分类提供理论支撑。

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    市域铁路盾构隧道内车体表面噪声特性分析
    陈昌进, 刘一帆, 赵闻强, 金浩
    2026, 46(4): 170-175. 
    摘要 ( )   PDF(2060KB) ( )  
    市域列车和隧道相对运动产生复杂的空气流动,由此引起的隧道内噪声问题引起广泛关注。针对此问题,基于声线法建立考虑气动噪声的隧道-车体声学分析模型,计算车体表面的噪声响应并进行特性分析。研究结果表明:随着频段的升高,气动噪声的影响逐渐减小,这说明气动噪声为较低频段噪声的主要来源。在空间分布特征方面,隧道内车体表面各场点在列车纵向上呈现中间低两端高的趋势,列车前端测点和后端测点声压级幅值大致相同,前端声压级幅值略大于后端,列车中部测点声压级幅值最小,特别是在低频段(100 Hz 以内)部分测点幅值差可达10 dB(A)。列车顶部声压幅值最小而列车侧墙底部测点声压级最大,声压级总值可差4 dB(A),列车声压级最大值出现在列车前端侧墙底部。
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    直线行驶工况下主动悬架变权重NMPC控制
    刘羽昂, 赵轩, 周辰雨
    2026, 46(4): 176-182. 
    摘要 ( )   PDF(1979KB) ( )  
    为解决传统主动悬架控制策略工况适配单一、复杂工况适应性不足的问题,提出一种基于T-S 模糊权重系数调整的非线性模型预测控制(Nonlinear Model Predictive Control,NMPC)策略。建立考虑轮胎非线性特性的车辆悬架系统12 自由度动力学模型;针对动力学模型设计NMPC控制策略,根据控制目标设计代价函数;采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊方法,以车身加速度和俯仰角为输入变量设计模糊控制律,实时调整NMPC控制器的代价函数权重;借助Carsim/Simulink 仿真平台,设计车辆匀速、制动与复合3 种直线行驶工况,在C级随机路面激励下,将变权重NMPC悬架与被动悬架、传统NMPC悬架进行对比仿真分析。实验结果表明:与传统NMPC悬架相比,变权重NMPC悬架在匀速、制动和复合工况下,簧载质量加速度均方根值分别降低18.38 %、1.11 %和9.27 %,俯仰角均方根值分别降低2.82 %、4.65 %和4.63 %,可显著提升车辆平顺性及复杂工况适应能力。

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    不稳定进气流动风扇气动噪声试验研究
    丁保安, 张晓辉, 张伟龙, 张丽萍, 赵雪飞, 田晓光
    2026, 46(4): 183-187. 
    摘要 ( )   PDF(2055KB) ( )  
    在发动机风扇台架上开展风扇性能与噪声测试试验,深入探究不同风扇转速稳态工况下,不稳定进气流动状态对风扇噪声的影响规律,并将研究成果应用于整车边界风扇噪声优化以及整车试验验证。研究结果表明:风扇噪声的最优点位于风扇性能效率曲线的最高点,此时进气流动处于稳定状态;而在不稳定进气流动状态下,随着进气工况从低压大流量向高压低流量变化,风扇噪声呈现出先减小后增大的“V形”规律。此外,随着风扇转速的升高,其噪声整体增大,效率峰值也随之增大,并且噪声最优点和效率峰值均向大流量区域移动。这些成果可为排查整车边界风扇噪声贡献量大的问题,以及冷却系统阻力匹配与风扇噪声优化设计提供重要参考。

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    仿贝壳砖-泥复合结构优化某SUV关门声品质
    杨忠, 李落星, 柳政卿, 牛梓明, 王震虎,
    2026, 46(4): 188-193. 
    摘要 ( )   PDF(1722KB) ( )  
    车门作为汽车的重要组成部分,其关门声品质直接影响到用户的驾乘体验。以某SUV车型为载体,采用仿贝壳砖-泥复合结构,对影响其关门声品质的门锁及泄压阀进行优化。结果表明:优化后门锁二次锁止声基本消失,中高频异响声改善明显;优化后泄压阀响度降低1.51 sone,叶片拍击声基本消失;优化后主观评分比优化前提高15.4 %。仿贝壳砖-泥复合结构在提升SUV车型关门声品质方面具有显著效果,可为汽车声学设计提供新的思路和方法。
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    车轮多边形初始特征对轮轨动态响应的影响分析
    火巧英, 黄坤, 林皓, 付宁宁, 李强, 李国芳
    2026, 46(4): 194-200. 
    摘要 ( )   PDF(2774KB) ( )  
    为探究车轮多边形初始特征对轮轨动态响应及其长期磨耗演化行为的影响,建立适用于计算车轮多边形磨耗的长期预测模型,该模型包括考虑轮对柔性的刚柔耦合动力学模型及车轮多边形磨耗计算模型,数值模拟不同初始阶数及幅值引起的轮轨动态响应,分析阶数/幅值-速度联合作用对轮轨动态响应的影响,进一步复现不同初始特征下的车轮多边形演化行为。结果表明,车轮多边形初始阶数及幅值会影响轮轨振动特性、蠕滑特性及磨耗功的振动幅值及振动周期;还会使车轮磨耗功衍生出高阶谐波,促进高阶多边形的形成;更会改变车轮多边形的磨耗演化速率。此外,车轮最终所形成的高阶次主导多边形与车轮初始阶次有一定联系,多边形初始幅值会改变车轮多边形的磨耗位置,磨耗位置在波峰-波谷之间移动。研究结果可为车轮制造及镟修标准提供参考。

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    车顶遮阳帘对汽车隔声的影响
    李登山, 潘作峰, 赵伟, 潘殿龙, 冯艺浩, 张奥
    2026, 46(4): 201-207. 
    摘要 ( )   PDF(2066KB) ( )  
    根据乘用车市场噪声问题抱怨情况,结合人耳对噪声各频段的敏感程度,将当前行业中的声传函(Acoustic transfer function,ATF)和噪声降低量(Noise reduction,NR)进行指标合并,建立加权综合降噪量(Weighted compound noise reduction,WCNR)指标,用单值表现汽车整体的隔声水平。通过分析遮阳帘结构,识别出遮阳帘关键声学指标比流阻。结合遮阳帘布置环境,进行零件级隔声和吸声性能研究。随着比流阻的增加,吸声系数先增大后减小,隔声量一直增加。对某含车顶玻璃的轿车进行统计能量建模,进行整车级隔声仿真和验证。研究结果表明比流阻处于103 Pa∙s/m左右时,可获得最大的加权综合降噪量。与不加遮阳帘相比,改善约1.1 dB。

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    不同轮辋结构的整车气动噪声研究
    王聪, 张军
    2026, 46(4): 208-214. 
    摘要 ( )   PDF(2738KB) ( )  
    汽车车轮是汽车运动过程中的重要部件,对汽车的空气动力学性能及气动噪声具有显著的影响。为研究不同轮辋型式的车轮对汽车气动噪声性能的影响,应用Fluent 软件中的大涡模拟(LES)以及FW-H声学方程,针对在80、100、120 km/h 的车速下,对5 种不同轮辋结构的整车气动噪声进行计算,得到车体以及车轮结构表面声功率级、轮腔噪声及整车远场气动噪声。计算结果表明:随着速度提高,车轮表面声功率级、轮腔附近噪声以及整车远场噪声呈增加趋势;根据轮腔附近以及整车远场噪声监测点的声压级大小,不同轮辋结构中轮辐数量以及轮辋开口面积的大小对轮腔噪声以及整车远场噪声的大小具有显著影响。

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    环境振动与环境声学
    根祖类历史文化景区声景感知对景观价值评价影响研究
    姚欣然, 雷一彬, 董旭娟, 申晨希
    2026, 46(4): 215-220. 
    摘要 ( )   PDF(2430KB) ( )  
    声景观是历史文化景区景观环境的重要组成部分。以山西洪洞大槐树寻根祭祖园为例,使用客观声学测量和主观问卷调研的方法,构建游客整体景观价值(Overall Landscape Value,OLV)的多元线性回归模型,探究声景感知与景观价值评价的内在关联。结果表明:不同声源感知对景观价值评价存在较大差异。自然声感知强度与历史、学习、经济和休闲价值呈正相关;特色文化活动声偏好度和感知强度与历史、文化和信仰价值呈正相关;交通声感知强度与学习、经济和自然价值呈负相关。声景丰富度、愉悦度和事件感与景观价值评价均呈正相关。提高儿童嬉戏声、广播音乐声偏好度、锣鼓声感知强度和声景愉悦度能够促进游客对整体景观价值的认同。相关结论可进一步丰富以根祖文化为核心的历史文化景区场地声景和景观价值研究的内容,还可为提升景区景观质量提供参考。

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    国道沿线乡村民居室外噪声控制研究——以G320 西山镇段为例
    郑侃, 贺海芳, 熊威
    2026, 46(4): 221-226. 
    摘要 ( )   PDF(2201KB) ( )  
    针对国道沿线乡村民居交通噪声控制的研究不足,以G320 西山镇段典型合院式住宅为例,结合现场监测与Cadna/A三维仿真,定量评估道路退距、交通管制、声屏障与院墙等措施的降噪效果。结果表明:道路退距增大可显著衰减噪声,当距离从25 增至425 m时,降噪可超过20 dB(A);在交通管制中,道路限速优于单纯降低车流量或重车比;声屏障高度与长度的增加均可衰减噪声,在高度达到4.5 m时效果尤为显著;院墙可有效降低庭院噪声,外立面噪声衰减则受建筑高度与道路宽度等因素制约。所提出的“退距-限速-声屏障-院墙”三套协同方案,均可将夜间前院噪声控制至55 dB(A)以下,后院与中庭低于50 dB(A),全面满足GB 3096-2008 的噪声限值要求,并显著改善临道路外立面声环境。研究成果可为国道沿线民居声环境治理提供科学依据和技术指导。

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    高速列车穿行高铁客站噪声辐射特性及控制技术研究
    岳思
    2026, 46(4): 227-233. 
    摘要 ( )   PDF(3075KB) ( )  
    基于统计能量分析法建立结构-声腔耦合系统模型,预测某13 台25 线交通枢纽站台的声场特性。通过数值模拟分析高速列车以200 km/h 速度运行时,单车独立越站、双车中部交会及70 %股道占用停车工况下的站台噪声分布特征。研究结果表明:距离列车最近的5、6 站台噪声暴露水平最为显著,在630 Hz中心频率下,单车越站工况中第5 站台噪声级为90.5 dB(A),第6 站台达92.0 dB(A);双车交会工况下,第5、6 站台噪声级分别升至93.7 和93.6 dB(A),超过现行噪声控制标准限值。通过在站台天花板铺设吸声材料后,站台区域的噪声级可降低6.2~8.5 dB(A)。该研究可为高速铁路枢纽站台的声学设计与噪声控制提供理论依据。

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    上海居民装修噪声投诉数据的时空特征分析与管控建议
    邱黎敏, 吴家红
    2026, 46(4): 234-237. 
    摘要 ( )   PDF(1876KB) ( )  
    以上海市信访投诉热线数据中的居民装修噪声投诉数据为研究对象,通过系统分析居民装修噪声投诉的时间分布与空间分布,了解市民对装修噪声问题的真实诉求。研究发现,上海市居民装修噪声投诉在空间上主要集中于中心城区,呈现显著的区域集聚性;在时间上,双休日投诉量占投诉总量的45.3 %,工作日7:00-8:00 的投诉量是其余时段均值的6.3 倍。上述结论可为精准识别上海市装修噪声管控的重点区域与关键时段提供数据支撑,为完善装修时间管制、优化区域差异化管理政策、提升城市声环境精细化管理水平提供参考依据。
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    建筑振动与建筑声学
    多重立体交通临近建筑物振动与噪声分析
    吴巧云, 袁啸, 项复佳, 何卫, 李佳靖
    2026, 46(4): 238-244. 
    摘要 ( )   PDF(2272KB) ( )  
    以武汉市某临街建筑物为研究对象,通过现场实测对多重立体交通临近建筑物室内振动与噪声特性进行研究,结合标准JGJ/T170-2009 对建筑物室内振动和噪声进行评价。研究结果表明:在各种单一振源激励中,地铁进站激励对室内振动影响最大,多振源工况下,随着振源数目的增加,振动峰值加速度增大,建筑结构振动在频域上的分布范围扩宽,各频段的振动响应均增大;室内楼板中央位置的振动峰值加速度和最大声压级均随建筑楼层的增加呈先减小后增大趋势;室内振动在平峰期间及夜间较大,而在早晚高峰期间较小;室内噪声水平在早晚高峰期间较大,平峰期间及夜间较低;各楼层房间楼板振动均满足限值要求,而5 楼室内噪声水平超出限值。该研究对解决城市多重立体交通给沿线居民带来的振动和噪声问题具有一定的指导意义。

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    语言声厅堂言语可懂度主观评价方法的适用性研究
    刘曦东, 祝培生, 韩晓迪, 路晓东
    2026, 46(4): 245-252. 
    摘要 ( )   PDF(1272KB) ( )  
    言语可懂度是语言声厅堂音质评价的重要指标。当前已有多种言语可懂度主观评价方法,这些方法在语言声厅堂中的评价结果差异较大,适用性并不明确。在24 种建筑声学条件下建立言语可懂度得分与语音传输指数的主客观评价关系曲线,然后通过敏感度、相关性和关联度分析研究3 类共8 种主观评价方法的适用性,结果表明:单音节词关系曲线敏感度相对适中,双音节词和语句关系曲线在听音条件较差时敏感度偏高,随后快速降低并较易呈现天花板效应。开集应答的音位平衡单、双音节词和日常句主观评价结果与主观听音感知的相关性强于闭集应答的押韵单音节词和矩阵句。单音节词主观评价结果与主客观参量的关联度综合排序较高,双音节词和语句的综合排序较低。在8 种方法中,音位平衡75 词单音节词关系曲线敏感度适中的听音条件范围最大,与主观听音感知高度相关,关联度综合排序第一,在语言声厅堂中适用性较好。结果可为该领域言语可懂度主观评价方法的选用提供参考。

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    基于传递函数的地铁车辆段上盖建筑振动预测方法
    彭小丹 邹青 吕小平 邹超
    2026, 46(4): 253-259. 
    摘要 ( )   PDF(1947KB) ( )  
    随着城市轨道交通的快速发展,轨道交通振动问题日益凸显。为制定科学有效的减振降噪措施,建立精确高效的振动预测方法成为关键前提。针对当前轨道交通振动预测中精度与效率难以兼顾的问题,提出一种混合解析传递函数和现场实测的地铁车辆段上盖建筑振动快速预测方法。该方法通过理论模型计算振动从振源到受振体的传递特性,并结合实测地面振动数据进行修正,实现考虑实际轨道不平顺条件下建筑结构振动的准确预测。计算振动传递特性的核心在于将振动传递系统划分为四个子系统,并使用多个理论方法对各子系统进行建模,包括用于建立列车模型的多体动力学、用于建立土体模型的波动理论和刚度矩阵法、用于建立土-结构相互作用模型的子结构法和用于建立建筑结构模型的阻抗理论。验证结果表明,该方法预测的建筑结构振动响应与现场实测数据在频域内具有良好的一致性。这一研究成果可为轨道交通环境振动评估提供新的技术手段。

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    约束阻尼层对楼板结构辐射噪声影响的实验研究
    陈怡楠, 古林强, 苏洪波, 陈剑阳
    2026, 46(4): 260-265. 
    摘要 ( )   PDF(2151KB) ( )  
    设计并制作3 种铺装结构的足尺实验楼板构件,通过使用力锤对不同表面构造实验楼板下方的梁结构进行单点激励,同时对楼板的动力特性和楼板表面所在房间的声压级进行同步测试,研究约束阻尼层结构对楼板振动和室内辐射噪声的影响。使用COMSOL Multiphysics 建立楼板的声-固耦合有限元模型,并基于实验数据对模型的精度进行校核。在原模型的基础上,以楼板厚度、阻尼层厚度、阻尼材料参数、面层材料等作为变量,通过调整模型来研究不同参数组合变化对楼板振动和辐射噪声的影响,并总结其抑制效果。
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    超长拉索多模态振动控制与效果评估
    董华能, 王亚飞, 来显滔, 封周权, 白晓宇
    2026, 46(4): 266-272. 
    摘要 ( )   PDF(1615KB) ( )  
    随着斜拉索索长不断增大,高阶涡振等问题日益突出,以风雨振为控制目标的低阶控制方法已不能满足超长拉索的振动控制需要。为解决超长拉索的多模态振动控制问题,首先提出一种以较高阶模态最优和宽频域模态振动控制为目标的新型电涡流阻尼器系统,并将其应用于某特大跨斜拉桥超长斜拉索。其次,提出一种自然激励技术联合傅里叶谱衰减法(Natural Excitation Technique-Fourier Spectrum Decrement,NExT-FSD),对安装阻尼器前后的斜拉索模态阻尼比进行识别,该方法能够从多模态振动信号中直接识别多阶模态阻尼比。最后,对该斜拉桥斜拉索开展环境振动试验以评估新型电涡流阻尼器的振动控制效果。研究结果表明,NExT-FSD可高效地识别超长拉索的多阶模态阻尼比,安装新型电涡流阻尼器后的拉索模态阻尼比最大提升144.4 %,其提升范围覆盖识别得到的第2~6 阶模态,证明新型电涡流阻尼器可在较宽的模态范围内显著提高拉索的附加模态阻尼比,工程应用效果满足设计预期。

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    减振降噪设备与器材
    内嵌声黑洞的CFRP板结构设计及减振特性研究
    孙小庆, 吴俊, 陈燕毫, 李玉民, 杨诣坤
    2026, 46(4): 273-279. 
    摘要 ( )   PDF(2109KB) ( )  
    碳纤维增强复合材料板(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)以其高比刚度、比强度特性而在航空航天、航海等领域得到广泛重视。面向航天敏感载荷的高隔振指标需求,提出以内嵌声黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)阵列的CFRP板为基础进行敏感载荷隔振装置设计的思路,重点进行内嵌声黑洞的CFRP板结构设计以及不同组合下的减振特性研究。首先通过探究几种典型的碳纤维铺层角度对CFRP板结构减振特性的影响规律,确定最佳的铺层角度。随后通过内嵌声黑洞阵列,借助有限元分析法对ABH的能量聚焦效应进行验证,进而分析附加不同阻尼材料,不同结构形状的ABH对CFRP板减振特性的影响规律,确定最佳的组合减振方案。研究结果表明:嵌入式声黑洞能够有效降低CFRP板的振动响应,进一步提升CFRP板的减振性能。

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    基于阻振质量的船舶柴油机主动隔振系统基座研究
    田艺卓, 樊向东, 朱强强, 范国栋, 童宗鹏, 夏兆旺
    2026, 46(4): 280-286. 
    摘要 ( )   PDF(2301KB) ( )  
    动力设备产生的振动主要通过基座传递到船体,针对柴油机主动隔振系统的基座结构,开展其隔振性能的研究,以降低动力设备的振动传递。基于阻振质量开展柴油机主动隔振系统的结构性能研究,考虑主动隔振系统激励因素对基座隔振性能分析的影响。研究阻振质量的数量、阻振类型、阻振布置方式和阻振尺寸等参数对基座隔振性能的影响,搭建阻振质量基座隔振性能试验台架,开展相关试验研究。研究结果表明:在0~500 Hz频段,基座振级落差的试验结果与仿真结果趋势具有很好的一致性,其振级落差误差为0.2 dB,采用阻振质量基座的振级落差可提高2.8dB。研究结果可为船舶柴油机基座结构的隔振性能设计提供参考。

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    可调通风面积的声学结构宽带隔声特性研究
    刘文健, 吴华根, 粱梦桃, 付泽明, 陶旻辉, 姜忠序
    2026, 46(4): 287-292. 
    摘要 ( )   PDF(2044KB) ( )  
    在通风的同时对噪声进行控制是营造舒适建筑环境的重要要求。提出一种基于1/4 波长管的可通风声学结构(Ventilating Acoustic Structure,VAS)的设计,能够在超过1 000 Hz的宽频率范围内实现超过15 dB的声能衰减。受旋转后和未经旋转的二维图案之间重叠区域变化的启发,通风区域可以通过旋转共振腔的方法简单地调整,研究根据通风区域可调性的高低,依次选取半圆、椭圆、正方形(可调性由高到低)作为通风口的二维截面来对比研究。随后通过有限元方法的分析,研究该隔声结构在平面波入射和扩散场入射条件下的隔声特性,同时通过实验验证仿真模型的合理性。并详细讨论影响VAS宽带隔声性能的1 045 和1 675 Hz两个通带的产生和抑制机制。结果表明,提高入射波沿谐振腔中心分布的均匀性可以有效地抑制通带。综上所述,研究给出可调节通风面积的隔声结构设计新的见解。
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    恒力超材料设计与吸振作用研究
    石谨, , 陈建恩, , 申军毅, , 方欢,
    2026, 46(4): 293-299. 
    摘要 ( )   PDF(1901KB) ( )  
    为使竖置工作状态的强非线性吸振装置结构化以实现小型化,设计一种具有恒力特性的单胞结构。通过解析计算、有限元仿真、静力试验,验证单胞的恒力特性。通过单胞的串联与并联,设计一种结构紧凑的恒力超材料。使用3D打印技术加工试验装置,并通过振动试验研究超材料的吸振效果。利用线性扫频试验获得主振子扫频响应,并利用定频简谐激励获得主振子的幅频响应曲线。结果显示,恒力超材料可使主振子共振峰显著降低,证明该超材料的良好吸振能力。此外,在激励加速度较小时,吸振能力随着激励加速度的增大呈现下降趋势,但当激励加速度达到一定值后,吸振能力将逐渐增强。该超材料具有两种振动模式,并存在特定的激发阈值。激励较小时仅上层结构起作用,但激励加速度达到一定值后,下层结构被激发,两者协同作用实现有效的振动吸收。

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    四组元周期性排桩低频减隔振优化设计与分析
    王哲, 侯森, 张宏亮, 陈嘉梁, 王登科, 曹艳梅
    2026, 46(4): 300-307. 
    摘要 ( )   PDF(2367KB) ( )  
    由于城市轨道交通运行引起的环境振动和噪声日益突出,减振降噪问题近年来成为人们关注的焦点。周期性排桩是在传播路径上对振动波进行阻隔的一种减隔振措施,但实际工程应用时周期性排桩在低频范围内的减隔振效果并不佳。因此,提出一种能够用于20 Hz以下低频减隔振的环保型四组元周期性排桩,并应用自适应遗传算法对其低频减振性能进行深度优化。首先基于复频曲线确定四组元周期性排桩各部分采用环保材料时的最优材料匹配;然后运用自适应遗传算法对四组元周期性排桩各组成部分的尺寸参数进行优化,使其能够在低频范围内打开较宽的带隙,并进一步给出减振频带范围分别在9.5~15.5 Hz、11.9~20 Hz、14.3~24.2 Hz、16.3~27.5 Hz 时的排桩设计参数;最后针对优化出的带隙范围,以9.5~15.5 Hz的低频减振频带为例分别在时域内和频域内对周期性排桩的减隔振性能进行深入分析,研究结果表明所提出的四组元周期性排桩在低频范围内具有优良的减隔振性能,具有较好的工程
    应用价值。
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    波纹复合式消声器在变压器降噪领域的设计与优化研究
    刘晨壹, 杨廷方, 杨文超, 申赞琳, 马昌坤, 杨波
    2026, 46(4): 308-315. 
    摘要 ( )   PDF(1997KB) ( )  
    针对传统消声器在变压器中低频噪声处理效果较弱等问题,提出一种融合波纹壁面与回流腔的复合消声结构。通过将传统消声器平直壁面替换为波纹壁面结构,并结合回流腔的声学特性进行优化,构建出波纹复合式消声器;进一步采用参数化分析方法研究结构参数对吸声曲线的影响规律,并基于220 kV变压器噪声频谱特性实施性能优化,最终设计出级联式波纹复合消声器。研究表明,波纹壁面与回流腔的协同作用通过调控该结构的声阻抗匹配特性,可实现中低频声波能量的高效耗散。改进后的消声器在20~1 000 Hz宽频域内平均隔声量达58.81 dB,可为电力设备噪声治理提供新的方向。
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    铁路声屏障声学超构设计研究及应用探索
    颜猛, 刘俊江, 韩鹏飞, 查国涛, 罗乐天
    2026, 46(4): 316-322. 
    摘要 ( )   PDF(2890KB) ( )  
    为有效解决现有铁路声屏障的多孔吸声材料存在的材料逸出、老化、塌陷、板结、性能下降等痛点问题,引入现今最前沿、最热门的一种降噪技术—声学超构技术,采用“弱吸声单元非局域耦合”机制,设计一种多腔体并联的内插管式的亥姆霍兹共振结构,实测结果表明采用该新结构的声屏障的降噪系数为0.83,计权隔声量为38.3 dB,超出TB/T3122-2019 的技术要求,进一步开展模拟试验,结果表明采用该新结构的声屏障较现有棉结构的声屏障相比,隔声量可提高4.5 dB,该新结构的声屏障在低频降噪设计方面具备显著技术优势,具备重要的应用价值。
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    工程实践
    基于部件TPA法的某皮卡车内振动预测及优化研究
    李明辉, 钟秤平, 陈俊杰, 彭荣, 王理周, 万松
    2026, 46(4): 323-328. 
    摘要 ( )   PDF(2668KB) ( )  
    相较于传统传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA),部件TPA方法可以在不移除激励源的情况下识别出激励源的刚性约束力,且刚性约束力可以独立于被动侧结构,作为激励源的固有属性。以某试制阶段皮卡为研究对象,将怠速工况下各载荷等效至车架,通过部件TPA方法识别出车架的刚性约束力,匹配工程阶段的车身仿真数据,预测并优化整车怠速2 阶振动问题,结果表明,预测结果精度达91.2 %,部件TPA方法测得的刚性约束力可以作为激励源的固有特性。使传统TPA无法应对被动端变更的问题得到解决。

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双月刊,创刊于1981年
主办:中国声学学会
承办:上海交通大学
ISSN 1006-1355
CN 31-1346/TB