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    封面、目次
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    2026, 46(2): 0-1. 
    摘要 ( )   PDF(1285KB) ( )  
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    振动理论与数值解法
    考虑界面弹塑性接触摩擦阻尼的带冠叶片振动特性研究
    涂琪轩, 荆建平, 温猛, 刘吉成, 葛福雨, 孙旭呈
    2026, 46(2): 1-6. 
    摘要 ( )   PDF(2103KB) ( )  
    以某燃气轮机的带冠叶片为研究对象,建立考虑非连续界面接触关系的带冠叶片有限元模型,基于能量法考虑微凸体弹塑性接触,精确求解接触面摩擦阻尼系数,通过有限元仿真针对典型燃机带冠叶片类型的干摩擦阻尼结构减振模态和振动响应特性进行分析。结果表明,带冠叶片接触面间的接触属性对振动特性有显著影响;相较于低速旋转,叶片系统在高速旋转时更不易发生共振;随着过盈量增大,叶片结构模态频率呈现先显著增加,随后增速放缓直至稳定不变的趋势,高阶模态频率受过盈量变化的影响显著提高;叶冠过盈量0.03~0.04 mm的区间对振动响应幅值影响显著增加,此后影响较微弱。
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    基于试验模态频率的串联双球有限元模型修正
    秦云龙, 杨雨浓, 余新森, 张冠军
    2026, 46(2): 7-12. 
    摘要 ( )   PDF(2081KB) ( )  
    串联球壳结构主要应用于深海装备等领域,为全面评估串联双球声振性能需获得其精确的有限元模型。建立串联双球结构有限元模型进行模态计算,通过拉丁超立方抽样获得有限元模型待修正参数样本,建立基于前8 阶模态频率的Kriging 代理模型,并对代理模型精度进行检验。通过模态试验得到串联双球实测模态频率,将试验模态频率与有限元计算模态频率误差作为目标函数,采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)修正有限元模型参数,将修正后的参数代入有限元模型并进行模态计算。结果表明,采用Kriging 代理模型与粒子群优化算法结合(Kriging-PSO)的方法求得的有限元模型结构参数,其模态频率最大误差由6.30 %降到3.49 %,误差绝对值平均值从3.00 %降到1.73 %。Kriging-PSO 方法可用于串联双球有限元模型参数修正及其同类型球柱壳结构参数修正。
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    基于解析模态分解和累积功率谱密度的斜拉索阻尼比估计
    封周权, 宣欣岩, 张吉仁, 颜王吉, 华旭刚,
    2026, 46(2): 13-19. 
    摘要 ( )   PDF(1772KB) ( )  
    斜拉索作为大跨径斜拉桥的重要构件之一,因其长细比大、阻尼比低的特性,常在风的作用下发生异常振动。准确识别斜拉索的阻尼比对其减振设计与评估具有重要意义。为提高现有阻尼比估计方法的准确性和鲁棒性,提出一种基于解析模态分解与累积功率谱密度的阻尼比识别新方法,并通过数值模拟验证了其先进性。随后,对某实桥斜拉索进行环境振动试验,利用消费级相机采集斜拉索振动视频,并采用高帧率KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)光流法提取斜拉索的环境振动位移信号。利用所提出的方法,识别拉索的多阶模态阻尼比,并与多种方法的识别结果进行对比,进一步验证该方法的有效性。研究结果表明,基于累积功率谱密度的阻尼比估计方法具有更强的抗噪能力和良好的工程适用性。实桥试验识别结果与现有主流方法高度一致,展示该方法在实际工程应用中的巨大潜力。
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    跨座式单轨车体表面的脉动风速时程模拟
    周新建, 范金正, 冀杰
    2026, 46(2): 20-25. 
    摘要 ( )   PDF(1908KB) ( )  
    为充分考虑横风载荷对跨座式单轨动力学仿真的影响,并提升风载模拟精确性,以重庆轨道交通2 号线单轨车体为对象,对其侧面进行节点划分,构成多点脉动风速时程模拟节点集。结合Davenport 风速谱理论及线性滤波法的自回归(AR)模型理论,利用MATLAB建立多点脉动风速时程AR模型,分析各节点脉动风速时程结果的模拟精度,并通过UM仿真验证风速时程精度。结果表明:该模型能够实现多点脉动风速时程的模拟,且基本能够保证模拟精度;接近节点集几何中心的节点拟合效果更好,而靠近节点集几何边界的节点拟合效果较差。通过分析结果的精确度,验证模拟风速时程与实际脉动风速的一致性,为跨座式单轨风载研究提供相关理论依据。
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    基于CEEMDAN-WT的风机塔筒模态参数识别
    续秀忠, 李超轶, 边蕴宇, 王树宏
    2026, 46(2): 26-31. 
    摘要 ( )   PDF(1910KB) ( )  
    采用一种融合互补集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)和小波变换(Wavelet Transform,WT)的降噪方法,对环境激励下1.5 MW风力发电机塔筒进行模态参数识别。首先,对该型风力发电机塔筒进行环境激励下的模态测试,获取振动响应;然后,利用CEEMDAN和小波软阈值降噪融合的方法对振动响应进行处理;最后,利用数据驱动的随机子空间方法进行模态参数识别,得到塔筒模态参数。结果表明:与现有的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法、互补集合经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)方法、小波阈值方法相比,融合方法处理的信号具有更高的信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)和更小的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE),所得模态参数识别结果与商业软件识别结果、仿真结果相差不大,具有较高的准确性,可被运用于大型结构在环境激励下的模态参数识别之中。
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    动力稳定装置-有砟轨道-桥梁系统动力学特性研究
    牟雯, 王立华, 赵泽民, 万俊辰
    2026, 46(2): 32-38. 
    摘要 ( )   PDF(2213KB) ( )  
    基于有限元法及多体动力学理论,构建铺设枕下弹性垫板的动力稳定装置-有砟轨道-桥梁系统动力学模型,有效计算得到弹性垫板刚度参数和模型中枕下等效支承刚度,研究桥梁与弹性垫板对轨枕及桥梁动力响应的影响,分析桥梁路段不同稳定作业参数下轨枕的动力学特性。结果表明:稳定作业时桥梁上轨枕横向振动响应明显小于普通路基;铺设弹性垫板后,轨枕与桥梁的横向振动加速度最高降低11.65 %和21.05 %;桥梁路段稳定作业中,轨枕振动随激振频率和下压力增加均表现出先增后减的非线性趋势,在激振频率25~32 Hz和垂向下压力30~90 kN范围内适度提高作业参数可改善作业效果。
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    垂荡-纵摇运动下转子轴承-浮筏气囊系统动力学研究
    柳新科, 李明, 左伟华
    2026, 46(2): 39-46. 
    摘要 ( )   PDF(2956KB) ( )  
    针对多重激励下船用转子轴承-浮筏气囊系统复杂的动力学特性,构建垂荡-纵摇耦合运动作用下系统的动力学模型,基于理论仿真,结合频谱响应、时域响应和庞加莱截面等分析多重激励下复杂系统的振动特性,并通过实验验证仿真结果的正确性。研究表明:垂荡和纵摇耦合运动加剧了系统运动的复杂性,随着转速的增大,系统运动状态由准周期过渡到混沌;与无牵连运动作用相比,转子与浮筏系统的垂向振幅显著增大,并且发生共振时的转速阈值降低;垂荡与纵摇运动幅值直接影响系统振幅的变化,在高转速时,转子振幅呈现非线性增长的特征;实验研究显示转子系统频谱以工作频率为主,幅值随转速提升而增大,这与仿真结果相吻合。
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    识别扩展声源的全变分压缩波束形成方法
    刘志红, 冯志鹏, 刘景轲, 赵耀, 王智勇, 张海蕊,
    2026, 46(2): 47-53. 
    摘要 ( )   PDF(2266KB) ( )  
    为解决非严格稀疏声场的声源识别问题,针对扩展声源提出一种全变分压缩波束形成方法。利用奇异值分解(Single Value Decomposition,SVD)和l2范数能量约束降低测量数据维度并提取有效信息,由扩展声源结构块稀疏特征和变分算子构造全变分及其压缩矩阵,进而构建全变分压缩波束形成正则化数学模型,经凸优化解析声源位置及强度矢量。该方法利用全变分将压缩波束形成由直接数据压缩转化为数据梯度的稀疏正则化,有效降低计算复杂度并提高识别准确率。经仿真对比得出:相比最小方差无畸变响应和压缩感知波束形成方法,识别准确率分别提高25 %和55 %,平均计算时间较最小方差无畸变响应法节省80 秒。最后由实验做出进一步验证:识别模拟扩展源和旋转声源的性能均优于以上两种对比方法。该方法不仅拓展了压缩波束形成的应用范围,而且为非严格稀疏声场的稀疏化研究提供一种新路径。
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    贮液内部结构对钝体气-固-液耦合特性的影响研究
    戴巍, 钟颖, 林佳继, 程广贵, 张忠强, 孙万
    2026, 46(2): 54-60. 
    摘要 ( )   PDF(2636KB) ( )  
    贮液箱-支承结构在工程中广泛应用,但在风场中易产生破坏性振动响应,影响结构稳定性。虽然已有研究揭示了风场与钝体之间的耦合作用特性,但针对气-固-液耦合系统的内部结构优化及相互影响关系研究尚存不足。采用基于移动粒子半隐式方法(Moving Particle Semi-implicit Method,MPS)的Particleworks 软件,结合钝体在流场内所受横向气动力表达式,在RecurDyn中实现了贮液柔性结构振动响应的联合仿真。通过分析不同内部结构、贮液量和风速对系统驰振稳定性的影响,揭示了液体与钝体间相互作用的演化规律,并通过风洞实验验证仿真结果。结果表明,优化内部结构及控制贮液量可有效减弱系统振动,其中方形结构稳定性最佳,贮液量与系统振幅呈负相关。方形结构中,气动力与液体反力的相位关系显著影响系统频率响应,临界风速下气-固-液耦合作用对主导频率的调节作用明显。该研究为贮液箱-支承结构在风场中的优化设计提供理论和数据参考。
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    基于LightGBM的地铁车致地面振动预测
    曾志羽, 黄浩, 刘卫星, 王志璇, 徐畅, 赵坪锐,
    2026, 46(2): 61-67. 
    摘要 ( )   PDF(2492KB) ( )  
    为实现对地铁车致地面振动的高效预测,建立车辆-轨道-隧道-土体三维耦合动力学模型,通过模型计算搭建了涵盖典型车速、轴重、轨道类型、隧道埋深、土体剪切波速和距线路中心距离取值的数据库,分别采用K近邻(KNearest Neighbors,KNN)、随机森林(Random Forest,RF)、极限梯度提升树(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)以及轻量梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)建立地面振动预测模型,对比分析4 种模型的预测效果,验证LightGBM模型的泛化能力。结果表明:现场实测与数值模型计算所得地面最大Z振级分别为68.7、70.3 dB,相对误差仅为2.3 %,验证数值模型的可靠性;4 种模型中,LightGBM 模型预测效果最佳,验证集标准差为0.034,决定系数为0.91;LightGBM 模型泛化能力良好,地面振动实测数据与模型预测结果之间吻合度高,最大Z 振级相对误差分别为3.7 %、4.3 %。此预测方法具有较高的可靠性,可用于实际地铁车致地面振动预测。
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    支撑刚度波动对振动磨机动力学特性的影响分析
    程敏, 潘勇, 孙艳岭, 周时豪, 刘保国
    2026, 46(2): 68-74. 
    摘要 ( )   PDF(1985KB) ( )  
    在充分考虑振动磨机摆动行为的基础上建立了振动体的4 自由度动力学模型,采用龙格-库塔法仿真分析支撑刚度的数值波动和分布间距波动对振动磨机动力学特性的影响。研究发现:当总支撑刚度不变时,支撑刚度间的数值波动对振动体固有频率的影响较小。振动体水平方向的振幅始终大于竖直方向,振动体质心轨迹为椭圆面。但对纵轴摆幅的影响显著,导致质心轨迹紊乱。在4 个支撑刚度相同的情况下,振动体的1 阶、4 阶固有频率分别与支撑刚度横向、纵向分布间距波动呈线性下降关系,降幅分别为8.15 %、10.00 %。纵向分布间距波动对横轴摆动影响显著,变化率达到24.8 %。横向分布间距波动对所有方向的振动响应均没有任何影响。以上研究可为振动磨机的结构设计与高效利用提供理论指导。
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    内嵌声学黑洞式亥姆霍兹共振器的声学性能研究
    周启晗, 方媛媛, 张文哲
    2026, 46(2): 75-81. 
    摘要 ( )   PDF(2175KB) ( )  
    基于亥姆霍兹共振器(Helmholtz Resonator,HR)特定低频的噪声抑制作用和声学黑洞(Sonic Black Hole,SBH)的声波能量聚集效应,设计了内嵌声学黑洞式亥姆霍兹共振复合吸声结构(SBH-HR)。使用有限元方法分别计算亥姆霍兹结构和复合结构的声学传递特性与共振能量分布,通过理论解验证建模方法的准确性,并探究黑洞结构参数对传声损失的影响。研究结果表明:复合结构第一个共振峰的频率和传递损失均略有增加,且产生多个共振频率;不同参数的复合结构并联可以产生更多共振峰,通过参数设计并联多个复合结构能进一步提升系统的共振效应;共振能量分布特性验证声波能量聚集于声学黑洞区域,提升结构的声学传递损失,揭示亥姆霍兹共振与声学黑洞聚能叠加效应的复合结构具有更优的降噪性能。
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    苯酐反应釜搅拌轴干湿模态分析及测试
    张哲镕, 刘康林, 卢成鑫, 何锦坤, 郭金泉
    2026, 46(2): 82-87. 
    摘要 ( )   PDF(1539KB) ( )  
    苯酐作为一种重要的有机原料,其反应釜中搅拌轴的振动破坏是最常见的故障形式之一,因此,研究苯酐反应釜搅拌轴的固有频率具有重要的实际意义。基于结构动力学方程,采用有限元数值仿真方法,对搅拌轴进行干、湿模态分析以及考虑搅拌釜的干、湿模态分析。此外,通过测试系统对苯酐反应釜进行振动测试,将仿真结果与实测结果进行对比,验证了考虑搅拌釜的湿模态结果仿真的有效性,也说明同类结构的固有特性需要考虑外附筒体和釜内流体的综合影响。
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    基于KF-DBSCAN的海上风机自动化运行模态分析
    匡任飞, 吕小龙
    2026, 46(2): 88-94. 
    摘要 ( )   PDF(2545KB) ( )  
    结构健康监测中往往采用自动化运行时模态分析(Automated Operational Modal Analysis,AOMA)来提取结构特征信息,但传统的运行时模态分析难以克服海上风机转子等因素导致的谐波干扰,极大地影响分析的准确性。针对风机的谐波干扰,引入卡尔曼滤波器(Kalman Filter,KF)降低信号中的谐波成分,并考虑谐波产生的密集模态,采用基于密度空间的聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)优化运行时模态分析的输出,最终改良传统运行时模态分析在海上风机上的应用。为验证方法准确性,采集东海某5 MW海上风机的加速度数据与传统方法对比了谐波的消除能力和对密集模态的识别能力,结果表明:改良后的自动化运行模态分析方法在分析运行中海上风机问题时比传统方法具有更高的精度和抗噪性,为海上风机健康监测提供了参考。
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    信号处理与故障诊断
    基于振动灰度图的DCGAN结合ResNet50 的发电机故障诊断
    张超, 李晨昕, 周天赐, 靳瑞卿, 何玉灵
    2026, 46(2): 95-101. 
    摘要 ( )   PDF(2203KB) ( )  
    基于深度学习的故障诊断方法可以有效地实现发电机故障的智能诊断,但当训练样本过小或者样本分布不均匀时极易发生过拟合现象,影响模型的诊断效果和精度。为了解决上述问题,提出基于振动灰度图的深度卷积生成对抗网络(Deep Convolution Generative Adversarial Networks,DCGAN)结合残差网络(ResNet50)的发电机故障诊断方法,实现了在故障小样本与故障样本不均衡情况下的发电机故障智能诊断。最后通过对比实验证明,在发电机故障小样本或者故障样本不均衡情况下使用深度卷积生成对抗网络生成的故障样本对模型进行训练可以获得更高的诊断精度。
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    最优模态双谱互信息编码的螺旋锥齿轮故障诊断
    田政, 孙灿飞, 王景霖, 沈勇
    2026, 46(2): 102-107. 
    摘要 ( )   PDF(2640KB) ( )  
    针对非线性非平稳且强背景噪声与干扰振动信号下的螺旋锥齿轮故障诊断难点,提出一种基于最优模态双谱互信息编码器(Optimal Mode Bi-Spectrum Mutual Information Autoencoder,OBMIA)的螺旋锥齿轮故障诊断方法。首先,采用经验变分模态提取(Empirical Variational Mode Extraction,EVME)结合振动机理模型从复杂信号成分中提取对故障敏感的最优模态信号,然后将其转换为具有高阶统计量和相位信息且抗噪性强的双谱等高线图,最后利用基于无监督对抗学习的互信息编码网络从图谱中提取故障信息,从而实现螺旋锥齿轮的故障诊断。在直升机振动特性实验平台通过注入的4 种故障模式对方法进行有效性验证,设置模块替换对比实验且在不同工况条件下与常用的信号处理技术和神经网络进行对比分析。结果显示OBMIA在诊断准确率达到98.49 %以上,并且展现出优于对比方法的稳定性,更能准确识别螺旋锥齿轮的故障模式。
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    高速转子-密封碰摩故障的振动特性分析
    李懋, , 张坡, , 朱建阳, , 鲁志文, , 古乐,
    2026, 46(2): 108-114. 
    摘要 ( )   PDF(3238KB) ( )  
    针对某航发专用轴承试验机在测试阶段出现主轴轴颈与封油法兰盘之间的单边碰摩故障,通过碰摩试验研究碰摩故障的振动特性,结合转子-密封准静态模型探究碰摩机理。振动特征分析表明,碰摩激发系统的多个转频倍频分量,并伴有明显的冲击效应。随着转速提升,转子系统振动频率的主要成分由单一转频向多倍频转化。经过长时碰摩后低频域小振幅杂波逐步衰减,在2X、3X等倍频处能量显著增加直至占为主导。仿真结果表明,油封的最大形变位置与转子1 阶弯曲模态的形变趋势高度一致,且该位置与碰摩故障最严重的区域相吻合。试验提取的碰摩特征频率可为将来此类碰摩故障诊断提供重要依据。
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    基于GC-KAN网络的声信号滚动轴承故障诊断
    张吉鑫, 马萍, 张宏立, 王妮妮, 王聪, 李新凯
    2026, 46(2): 115-120. 
    摘要 ( )   PDF(1416KB) ( )  
    针对滚动轴承运行中采集信号的振动传感器难安置、检测信号易受干扰且故障数据少等特点,提出一种基于图卷积-柯尔莫果洛夫-阿基尔德网络滚动轴承声信号故障诊断方法。该方法针对目前研究声信号在低信噪比情况下诊断结果不理想、模型训练时间长、需要的数据量大等问题,有着优异效果。该方法首先利用快速傅里叶变换将声信号转换为频域信号,并根据得到的频谱定义图的节点和边并构建成全连接图,接着利用图卷积神经网络提取全连接图的轴承特征,再利用柯尔莫果洛夫-阿基尔德网络进一步提取故障特征并拟合特征非线性函数,最后使用Softmax 作为分类器对特征进行分类识别。实验结果表明,该模型能够在较少样本的情况下快速准确识别故障。在低信噪比的情况下,故障诊断准确率也能达到98.3 %。
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    联合BiLSTM与ECA的车载语音增强模型研究
    魏星, 王攀, 杨礼强, 陈海林
    2026, 46(2): 121-128. 
    摘要 ( )   PDF(2094KB) ( )  
    伴随汽车智能化发展,车载语音交互日趋广泛,车内复杂声学环境下准确识别语音指令的需求日益突显,基于深度学习的语音增强成为解决该问题的有效方法。基于卷积时域音频分离网络(Convolutional Time-domain Audio Separation Network,Conv-TasNet),设计一种联合双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-term Memory,BiLSTM)与高效通道注意力(Efficient Channel Attention,ECA)模块的语音增强模型。采用编/解码层对带噪语音进行高维嵌入与波形重构,增强模块提取语音特征并计算目标纯净语音的掩码。在特征提取阶段引入BiLSTM网络,提升模型对复杂长时序列的处理能力以提取深层语音特征。另外在卷积通道后引入ECA模块,提高对于目标语音特征的关注度,减少无用特征干扰。以尺度不变信噪比(Scale-Invariant Source-to- noise Ratio,SI-SNR)为训练目标,在车内带噪语音数据集上进行训练与测试。所设计模型相较于基线模型,主观与客观评价指标均得到提升。车内带噪语音经过模型增强后,语音质量与可懂度取得大幅提高,实际语音增强效果明显。
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    风力机叶片声信号故障特征提取方法研究
    朱洪滨, 赵琰杰, 张斌, 蒲发杰, 张林华, 宋永兴
    2026, 46(2): 129-135. 
    摘要 ( )   PDF(2144KB) ( )  
    风力发电机叶片的故障噪声信号通常呈现非平稳、低信噪比的特性,其故障特征难以提取。为此,将自相关函数与主成分分析的优势结合,提出一种自相关增强的时频和主成分分析的解调方法(Autocorrelation Enhanced Time-frequency Analysis and Principal Component Analysis Demodulation,AETFA-PCAD)。使用AETFA-PCAD 方法和小波包对仿真信号分析,证实所提方法对非平稳、低信噪比信号频率特征提取的可行性;利用AETFA-PCAD方法提取风力机叶片故障特征,并与小波包变换和Hilbert-Huang变换方法的特征提取效果对比。结果显示,提出的自相关增强的时频和主成分分析的解调方法能够利用非平稳、低信噪比声信号有效提取风力机叶片的故障特征,为风力涡轮机叶片故障诊断奠定坚实的理论基础。

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    基于多维特征融合的同步调相机故障诊断方法
    赵文强, 石生超, 李富才
    2026, 46(2): 136-141. 
    摘要 ( )   PDF(2007KB) ( )  
    作为一种无功补偿装置,同步调相机的故障诊断对电力输送和能源发展有着重要价值。根据工程实践中调相机故障特征无法获取的问题,给出一种称为MDFFgram的调相机故障诊断方法。该方法的第一步是通过傅里叶变换将采集到的信号转换到频域,从而使用顺序统计滤波器自适应分割频谱边界并获得具有不同频带的划分层,随后,得到各滤波分量的融合特征强度指标,该指标能够从频域和时频域同时量化信号中包含的故障信息,从而选取用于包络分析的最佳滤波频带,最终可通过对滤波信号使用包络分析识别相应的调相机故障特征。仿真和实验结果表明,该方法能够有效量化不同滤波分量中包含的故障信息并准确提取潜在的故障特征,将所提算法与快速谱峭度进行对比,证明MDFFgram在同步调相机故障诊断中的优越性。
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    一种增强特征单调性的轴承剩余寿命预测方法
    张远亮, 倪天极, 张立民
    2026, 46(2): 142-148. 
    摘要 ( )   PDF(2023KB) ( )  
    预测轴承剩余寿命时,所提取退化特征的单调性越高越有利于提升预测精度,为此提出一种增强特征单调性的轴承剩余寿命预测方法。通过定义单调性约束,对卷积自编码(Convolutional Auto-Encode,CAE)进行改进,搭建增强特征单调性卷积自编码模型(Enhanced Feature Monotonicity Convolutional Auto-Encode,EFM-CAE),该模型可以在自适应提取特征的同时,提升隐层特征的单调性。预测流程为:首先,用快速傅里叶变换将原始振动时域信息转化为频域信息;其次,利用EFM-CAE模型在频域内提取特征;最后用长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)进行预测,得到预测结果。在PHM2012 公开数据集上进行实验,实验结果显示,与本方法相比CAE-LSTM,预测精度有一定提升,对比改进式PSO-GRNN模型、CNN-LSTM方法、MC-DAM-LSTM方法,本方法预测效果也更好。
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    基于DenseNet-MGAM与IWSO-XGBoost网络模型的行星齿轮箱故障诊断方法#br#
    赵方祥, 戚晓利, 杨文好, 崔德海, 王志文
    2026, 46(2): 149-155. 
    摘要 ( )   PDF(2205KB) ( )  
    针对卷积神经网络在复杂工况下对行星齿轮箱故障信号诊断准确率不佳等问题,提出一种基于DenseNet-MGAM与IWSO-XGBoost 模型的行星齿轮箱故障诊断方法。首先,提出一种新的多通道全局注意力机制(Multi-channel Global Attention Mechanism,MGAM)并将其融入DenseNet 网络,提高网络对不同类型的故障特征提取效果;然后,采用基于混沌映射与随机扰动策略的改进白鲨算法优化XGBoost 算法(Improved White Shark Optimization Algorithm-XGBoost,IWSO-XGBoost)替代DenseNet 网络原有的Softmax 函数,提高网络对复杂特征的分类效果。行星齿轮箱故障诊断实验结果表明,提出的基于DenseNet-MGAM与IWSO-XGBoost 模型对行星齿轮箱故障诊断准确率达到了99.43 %,对比其他现有的行星齿轮箱故障诊断模型,该模型诊断精度最高。

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    耦合临界面-应力场强的缺口件多轴振动疲劳寿命预测
    朱贺, 邢雪, 林麟, 陈波, 郭俊华, 夏兆旺
    2026, 46(2): 156-161. 
    摘要 ( )   PDF(1728KB) ( )  
    为有效预测缺口件的多轴随机振动疲劳寿命,考虑缺口结构应力梯度对寿命预测的影响,耦合临界面法和一维应力场强法,通过理论推导引入应力集中区任意两点临界面等效应力的互功率谱密度实部,结合应力梯度进行加权线性组合得到缺口等效应力的方法,提出一种改进的缺口件多轴振动疲劳寿命预测模型。并搭建了缺口试件多轴随机振动试验台架,开展了Q235 钢材缺口件某随机振动谱下的疲劳试验。研究结果表明:改进的计算方法在3 种工况下的平均误差为34.47 %,比仅采用基于临界面法最大剪应力准则的预测结果精确度平均提高了19.1 %,验证改进的缺口件多轴振动疲劳寿命预测模型的预测准确性。
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    机械传动中滚动轴承的故障诊断研究
    郭亚静
    2026, 46(2): 162-166. 
    摘要 ( )   PDF(1739KB) ( )  
    提出一种融合可调品质因子小波变换(Tunable Q-Factor Wavelet Transform,TQWT)与改进的加权广义极大极小凹(Generalized Minmax-Concave,GMC)惩罚准则用于提取滚动轴承的故障特征。首先,应用TQWT开展信号分解,构造稀疏优化原子字典;其次,提出子带信号的冲击特征指标(Impact Characteristic Indicator,ICI),定义为无偏自相关包络峭度(Kurtosis of Unbiased Auto-correlation of Envelope,KUACE)与平滑指标(Smoothing Index,SI)的比值,建立子带信号加权规则;最后,提出改进的ICI-GMC方法,实现滚动轴承故障特征提取与诊断。仿真与实验结果表明,与其他较为先进的方法相比,提出的方法具有更高的故障信号重构和特征提取精度。
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    运载工具振动与噪声
    含多峰变量的动力总成悬置系统不确定性分析
    张扬吉, 佘文鹏, 何林磊
    2026, 46(2): 167-173. 
    摘要 ( )   PDF(1696KB) ( )  
    在悬置系统(Powertrain Mounting Systems,PMS)的不确定性分析中,通常采用单峰正态分布来描述随机变量。然而,工程实践中多峰分布现象更为普遍。引入高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM),以实现含多峰变量的PMS不确定性分析。首先,分析了生产、安装和使用过程中的不确定性因素,以构建悬置刚度的GMM。然后,将拉丁超立方抽样技术应用于GMM,实现PMS不确定性分析。接着,利用期望最大化(Expectation-Maximization,EM)算法拟合PMS固有特性响应的GMM。采用模态数、峰值高度和峰值位置等指标,评估固有特性的不确定性响应。最终,通过数值案例说明多峰分布对于PMS不确定性分析的重要性。结果表明,多峰分布能更准确地描述PMS刚度参数的不确定性特征,而且模态数、峰值高度和峰值位置等指标能够更准确地评估固有特性的多峰响应特征。
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    车内多方向环境噪声的有源控制方法研究
    杨开发, 安峰岩, 刘碧龙
    2026, 46(2): 174-178. 
    摘要 ( )   PDF(1834KB) ( )  
    为了降低停靠状态下环境噪声对车内乘客的影响,设计一款针对多方向环境噪声的前馈有源降噪头靠系统。首先在车外布置6 只参考传声器、对车内人耳位置的环境噪声实施控制,实验测试了8 个方向的最优效果;其次,考虑多方向环境噪声入射情况下固定控制器的综合设计,提出并验证了相应方法。仿真和实验结果表明:提出的固定系数前馈有源头靠系统可有效抑制由外界传入车内的环境噪声,单方向设计最优的平均降噪量为5.4 dB(A),多方向综合设计平均降噪量仍可达3.6 dB(A)以上。

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    平底轮辋侧向刚度预测及影响因素研究
    焦安勇, 迟洪志, 赵清海, 毛子滨
    2026, 46(2): 179-184. 
    摘要 ( )   PDF(1866KB) ( )  
    基于轮辋侧向刚度获取理论,对平底轮辋侧向刚度的获取方法进行研究,首先通过八点激励、两点激励及单点激励3 种分析方法得到轮辋侧向刚度的仿真结果,同步进行测试得到轮辋侧向刚度的测试结果,然后对比仿真与测试结果,对3 种仿真方法进行可信度分析,验证得出应用两点激励法对商用车平底轮辋侧向刚度进行仿真预测具有较高的可信度。最后对轮辋侧向刚度的影响因素进行研究,结果显示平底轮辋侧向刚度与轮辋尺寸成反比,与辐板厚度成正比,合金钢轮辋侧向刚度优于铝合金轮辋。

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    内燃机2 阶激励引起的车内噪声预测及优化
    李记岗, 陶林杰, 张小虎
    2026, 46(2): 185-191. 
    摘要 ( )   PDF(2613KB) ( )  
    提出一种内燃机2 阶激励引起的车内噪声预测方法。该方法首先获取设定转速下各缸燃烧气体压力,并将其施加在内燃机多体刚柔耦合模型中,仿真运动部件惯性力。其次,燃烧气体压力、运动部件惯性力简化为曲轴中心处的合力和合力矩。采用快速傅里叶变换将合力和合力矩转换至频域内,提取合力和合力矩的2 阶次作为内燃机2 阶激励力。再次,激励力由曲轴中心平移至动力总成质心,施加于整车模型进行模态频响分析,预测车内噪声。同时,测试车内噪声。仿真和测试结果对比表明:在频率50~110 Hz范围内,两者声压级曲线具有较好的一致性,验证了该预测方法是有效的。最后,采用传递路径、噪声传递函数、工作变形和节点贡献量分析相结合的方法识别结构薄弱区域,改善前风挡玻璃排水槽支架,频率65 Hz峰值声压级下降5.4 dB。
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    实际运用工况下地铁车辆弹性车轮降噪效果研究
    孙睿, 陈定庆
    2026, 46(2): 192-197. 
    摘要 ( )   PDF(2689KB) ( )  
    弹性车轮具备优异的减振降噪性能,在国内外城市轨道交通车辆上得到了广泛应用,为了研究弹性车轮的降噪效果,通过实验室测试和线路测试等方式,开展基于地铁车辆实际运用工况的弹性车轮噪声特性研究。研究结果表明,在相同外部激励下,与传统钢轮相比弹性车轮噪声衰减到背景噪声的时间可降低达90 %,在径向激励条件下弹性车轮对于1 000 Hz以上的噪声具有较明显的衰减作用,在轴向激励条件下弹性车轮对于400 Hz以上的噪声具有较明显的衰减作用。在全线ATO运行工况下,弹性车轮列车的客室峰值噪声最大可降低7.5 dB(A),且列车运行速度越高、车内噪声越严重时,弹性车轮降噪效果越显著;在通过半径为450m的曲线工况下,车内噪声瞬时最大降噪可达9.8 dB(A),在通过车辆段小半径曲线时,轮轨噪声最大可降低15 dB(A),在直线工况下,客室内噪声最大可降低2.8 dB(A)。测试数据表明弹性车轮在地铁车辆上具有非常显著的降噪效果,对弹性车轮在地铁车辆的降噪效果评估具有实际意义。
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    环境振动与环境声学
    晋商大院声景对地域文化吸引力的影响——以乔家大院为例
    高晨瑞, 雷一彬, 董旭娟, 郝荔荔
    2026, 46(2): 198-204. 
    摘要 ( )   PDF(1602KB) ( )  
    人在旅游过后通过声音能轻松地想起当时的情景,声景在营造地域文化吸引力上有显著作用。选取晋商大院典型代表乔家大院为研究对象,通过实地调查、客观物理测量和主观问卷相结合的方式,分析了其声景评价对地域文化吸引力的影响。客观数据表明,乔家大院休息日和工作日部分区域声环境质量超标。主观调查表明乔家大院声环境满意度较高,且与地域文化吸引力显著相关。主要声源为交谈声和表演声。声景的愉悦度较高,声源趣味性和自然度一般,其中愉悦度与自然度与地域文化吸引力显著相关。适当增加自然声和表演声的感知频率与强度可以提升地域文化吸引力。对人工声喜好度高的人对游览地区更有认同感,但过强的交谈声会降低吸引力。适当的传统音乐声也会提高地域文化吸引力。最后针对乔家大院目前存在的声景问题提出改善建议,以期为声景提高晋商大院的地域文化吸引力提供帮助。

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    建筑振动与建筑声学
    高架轨道箱梁结构噪声辐射试验研究与参数分析
    罗锟, 余崇彬, 李琼, 姜兴, 李泳辉, 刘振涛
    2026, 46(2): 205-210. 
    摘要 ( )   PDF(2005KB) ( )  
    为分析不同荷载激励与参数变化对高架轨道箱梁结构噪声辐射特性影响。论文基于模型试验方法测试不同荷载激励下箱梁结构噪声辐射特性,校验了试验与数值缩尺结构的正确性,验证模型与原型结构数值模型的相似性,分析结构参数对桥梁结构声辐射特性的影响。研究结果表明:设计建造的缩尺试验模型与缩尺数值模型声学误差较小,声压级最大误差为1.07 dB;列车轴重改变时,箱梁峰值频率范围内声功率响应幅值随列车轴重增大而增大,且频率为34 Hz 时声功率受影响最为显著,翼板上部、腹板以及空腔位置辐射区声压级受轴重影响较为明显;在56~110Hz频率范围内,箱梁声功率幅值随扣件刚度增大而减小,声功率最大改变值为0.147 W;在30~110 Hz频率范围内,箱梁声功率幅值随结构阻尼增大而减小,翼板位置声压级受阻尼影响显著,顶板、底板次之,腹板位置声压级受阻尼变化影响最小。研究成果可为箱梁结构噪声预测和控制提供有效的理论依据。
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    考虑人行桥纵坡的人-桥耦合振动理论分析与试验验证
    温青, 樊伶俐, 何泳霖, 华旭刚, 孙洪鑫, 徐真
    2026, 46(2): 211-216. 
    摘要 ( )   PDF(1617KB) ( )  
    人行桥常设置纵坡以满足排水、地形和骑行过街等需求,行人在设有纵坡的人行桥行走时,重力势能将对桥梁做功,导致设有纵坡的人行桥人致动力响应明显有别于平直的人行桥,这对桥梁的振动舒适性产生不利影响。为更准确评价设有纵坡的人行桥人致振动响应,采用自驱动机制双足模型建立考虑桥梁纵坡的人-桥耦合系统动力学模型,通过数值仿真分析某大纵坡人行桥人-桥耦合振动并与现场试验进行对比,检验提出模型的可靠性。结果表明:纵坡显著影响人行桥的人致振动响应,与平直人行桥相比,行人下坡时桥面加速度响应会显著增大,急行下坡时加速度放大率更大;基于自驱动机制双足模型的考虑人行桥纵坡的人-桥耦合振动模型可以有效分析行人正常步行上下坡的情况,误差在2.0 %以内,分析行人急行上下坡时,结果不理想。
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    地铁车辆段咽喉区车致振动特性实测与分析
    彭璐瑶, 王维凝, 生安香, 冯军和, 李立云
    2026, 46(2): 217-223. 
    摘要 ( )   PDF(2052KB) ( )  
    为研究地铁车辆段列车运行时产生的振动特性,给车辆段上盖及周边开发提供数据支撑,以某新建地铁车辆段为研究对象,对地铁车辆段咽喉区交叉渡线及临近落地建筑物进行现场实测。基于实测数据分析该车辆段咽喉区交叉渡线处的源强特性、振源特性和竖向振动传递规律及临近落地建筑物振动响应。结果表明:列车出入库经过源强测点时的振动水平相差不大,咽喉区振源最大Z振级为78.5 dB,振动从钢轨传递到轨枕再到结构柱都有不同程度的衰减,同时咽喉区振动从地面向上传播的过程中会出现振动放大的情况;依据《城市区域环境振动标准》,咽喉区临近落地建筑物最大Z振级未超出振动限值。

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    地铁运行引起建筑物振动的实测研究与数值分析
    马成成, 凌育洪, 刘逸平
    2026, 46(2): 224-230. 
    摘要 ( )   PDF(2070KB) ( )  
    为了研究地铁运行引起的振动对建筑物的影响,对广州某高校教学楼及其附近地面的振动响应进行现场实测,分析振动的传播规律,进一步建立数值模型,在验证模型准确性的基础上,研究不同结构特性对振动在建筑物中传播规律的影响。结果表明:地面振动的主要频率范围为30~50 Hz,随着与隧道距离的增加,地面振动整体逐渐减小,但在与隧道一定距离处存在振动放大区;随着楼层的升高,柱、梁、板的振动均呈现整体逐渐增大的变化趋势;增大柱截面、增大梁截面、增加板厚、增多楼层数均可以减小建筑物的振动响应;所有参数中,增多楼层数对建筑物的振动响应影响最大,可在进行工程设计时进行参考。


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    地铁上盖建筑振动特性及参数敏感性研究
    郭文杰, 冯兆伟, 罗文俊, 李佳宝, 张梁
    2026, 46(2): 231-237. 
    摘要 ( )   PDF(2224KB) ( )  
    为分析地铁车辆段运行引起上盖建筑振动影响,以某地铁车辆段上盖建筑为依托,建立轨道-土体-盖板-上盖建筑耦合模型,开展了不同运行速度、轨道结构、地基土质及上盖建筑自身参数条件下的上盖建筑振动传递特性研究,在此基础上确定影响上盖建筑振动的重要参数,并进行参数敏感性分析,揭示影响上盖建筑振动关键因素。研究结果表明:列车运行速度相对于轨道结构参数变化对上盖楼板振动影响更大;地基土质条件的差异会显著影响上盖建筑的振动特性,这主要由土层的剪切波速决定。相对于上盖楼板弹性模量与上盖柱截面,上盖楼板厚度对上盖建筑振影响更大,且增大楼板厚度可以有效地减小上盖顶层入射波反射的振动放大效应;上盖楼板厚度变化对上盖建筑振动敏感性最大,其次为列车运行速度。研究结果可为地铁上盖建筑结构设计参数选取及后续减隔振设计提供参考。
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    减振降噪设备与器材
    基于Taylor-LQG策略的磁流变减振器时滞补偿控制
    王俊峰, 欧阳青, 胡红生
    2026, 46(2): 238-244. 
    摘要 ( )   PDF(2443KB) ( )  
    为解决发动机曲轴系统中的磁流变扭振减振器(MRTVD)响应时滞的难题,提出基于时间延迟线性二次高斯Taylor-LQG(TLQG)的补偿控制策略。首先,运用双曲正切模型构建MRTVD模型,建立其输出阻尼力与电流、频率、角度的关系;其次,借助时滞测量试验台确定响应时滞,搭建含时滞的耦合力学模型与系统状态空间方程;然后,利用泰勒级数算出当前及下一时滞的理想控制力;最后基于TLQG设计控制器,运用Amesim和MATLAB/Simulink 联合仿真。结果显示,在23、30、40 ms 3 种时滞情况下,TLQG控制显著削减扭振幅值,验证其良好的时滞补偿效果,提高实时控制的准确性。
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    滚动转子式压缩机排气消声器传递损失预测方法研究
    宋亚彬, 刘秀娟, 张波, 炊军立, 蔡亚平
    2026, 46(2): 245-249. 
    摘要 ( )   PDF(1602KB) ( )  
    排气消声器是抑制滚动转子式压缩机气动噪声的核心部件,然而其内部复杂的三维声场特性使得传统经验公式与四端网络法在传递损失预测中存在较大误差,有限元法(Finite Element Method,FEM)逐渐成为分析复杂消声器声学特性的主流方法。针对以往研究仿真分析时边界条件设置较为复杂、仿真验证频段有限以及仿真验证方法不够准确的问题,以某型号滚动转子式压缩机为研究对象,构建单层与双层排气消声器的三维仿真模型,系统开展简化边界条件设置的传递损失数值仿真,并通过两负载法搭建传递损失宽频声学测试平台(覆盖63~6 300 Hz)进行实验验证。结果表明:单层消声器在200~6 300 Hz频率段内、双层消声器在112~6 300 Hz频率段内传递损失实验结果与仿真结果在变化趋势上基本一致,并且两条传递损失曲线峰值频率重合。该研究方法及结果可为滚动转子式压缩机排气消声器的消声性能分析提供参考。
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    具有任意吸声频率的分流扬声器设计与实验研究
    汪军辉, 毛崎波
    2026, 46(2): 250-255. 
    摘要 ( )   PDF(2162KB) ( )  
    分流扬声器是一种将声能转化为电能,最后通过分流电路将能量耗散的共振吸声结构。基于控制任意频率噪声的问题,采取对分流电路元件参数设计的方法,具体通过设计负电阻分流电路,抵消扬声器自带阻抗,通过分流电路完全控制,从而实现吸声频率的精确设计,并且通过阻抗管实验验证。实验结果表明,通过设置电路参数可以获得任意目标频率的接近1 的吸声系数,进一步研究表明:通过增加分流电路中电容值,可拓宽目标频率的有效吸声频带。
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    具有高静低动刚度特性的双自由度隔振系统优化设计
    王真, 卢国盛, 赵志高
    2026, 46(2): 256-260. 
    摘要 ( )   PDF(1509KB) ( )  
    线性隔振技术难以解决系统低固有频率和高承载小变形之间的矛盾。提出一种具有高静低动刚度特性的隔振系统优化设计方法,首先以隔振系统需要满足的静刚度和静变形建立目标函数和约束条件,以三弹簧模型的结构参数与弹簧刚度为设计变量,建立能够实现高静低动刚度特性的三弹簧隔振器优化模型;然后将该隔振用于双自由度系统的隔振;最后通过数值计算验证方法的正确性和有效性,计算结果表明,与线性隔振器相比,高静低动刚度隔振器能够使系统在满足额定载荷及静变形的条件下,获得更低的固有频率,提高低频隔振性能。
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    复合结构声学覆盖层的吸声特性分析
    吴浩弼, 叶少芃, 陶猛
    2026, 46(2): 261-265. 
    摘要 ( )   PDF(1804KB) ( )  
    设计一种含圆柱空腔以及嵌入金属(铝)的复合声学覆盖层,通过有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 分析该覆盖层的吸声特性以及结构几何参数对吸声性能的影响。结果表明:该覆盖层主要是通过波形转换和基体橡胶发生与入射声波相反的运动提高了声学性能,在500~10 000 Hz 频率范围内平均吸声系数在0.93 以上,若以0.9 作为标准有9 500 Hz的吸收范围,具有宽带、高吸声的特点。此外还探究了该覆盖层在受到3 MPa的静水压力时,最大形变仅为2.33 mm,在500~10 000 Hz范围内的平均吸声系数仍能保持在0.93 以上,具有良好的耐压特性。
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    旋转圆盘上调谐质量阻尼器性能研究和参数优化
    叶威, 彭宇豪, 圣小珍
    2026, 46(2): 266-272. 
    摘要 ( )   PDF(1738KB) ( )  
    研究表明,即使在时速350 公里的条件下,“复兴号”高速列车的外部噪声依然主要由轮轨噪声引起。在车轮上安装调谐质量阻尼器(Tunable Mass Damper,TMD)是控制轮轨噪声的有效措施之一。车轮在高速旋转时共振频率会发生分叉,导致共振不再发生在静止时的固有频率。因此,研究旋转条件下TMD的减振性能和参数优化具有重要意义。本文在前期研究基础上,使用模态特征清晰的圆盘代替车轮,首先对不旋转圆盘进行模态分析,确定固有频率和振型,选择975 和2 560 Hz的两个轴向模态作为振动控制目标,并依据定点理论设计了TMD参数。随后,利用旋转TMD车轮模型,分析这些参数的减振效果。结果表明,基于定点理论设计的TMD参数对旋转圆盘具有良好的减振作用。接着,在定点理论TMD参数基础上,通过全因子三水平实验设计(DOE)方法开展TMD参数优化研究,发现定点理论计算出的参数并非最优,优化后的TMD参数可进一步提升振动控制性能。
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    约束阻尼楼板空气隔声性能研究
    陈怡楠, 古林强, 苏洪波, 陈剑阳
    2026, 46(2): 273-278. 
    摘要 ( )   PDF(1999KB) ( )  
    采用现场测试和计算机模拟的方法,研究了约束阻尼材质应用在楼板中的隔声效果和探究不同阻尼材料参数对楼板声学特性的影响。在对3 种不同构造层的足尺实验楼板构件进行标准声源激励实测后,结果表明约束阻尼结构的应用能有效提升楼板的空气声隔声性能。通过仿真程序计算不同阻尼层参数变化下对约束阻尼楼板隔声性能的影响,模拟结果显示,针对相同类型的阻尼材料,材料损耗因子、阻尼层厚度和杨氏模量的变化对楼板的隔声效果具有较大影响。相比之下,材料密度的变化对隔声效果影响较小。对于不同种类的阻尼材料而言,较为“硬”的阻尼材料能够有效改善楼板在50 至1 000 Hz范围内的隔声性能,而且不会引起新的隔声低谷,杨氏模量和损耗因子最高的硫化胶阻尼材料,在200 Hz以上的每个中心频率内,声传输损失(Sound Transmission Loss,STL)均比其他两种材料高2~4dB,因此其整体隔声效果最佳。
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    涡扇发动机空间优化布局进气道声衬的降噪试验研究
    薛东文, 李家旭, 燕群, 慕琴琴, 陈永辉
    2026, 46(2): 279-285. 
    摘要 ( )   PDF(2419KB) ( )  
    涡扇发动机的短舱声衬是降低噪声向外辐射的重要装置。随着行业对低油耗的持续追求,涡扇发动机的涵道比逐步增加,短舱长度因此缩短,这使得提升声衬的降噪性能愈加重要。对空间优化布局的短舱进气道声衬进行声学性能试验研究。首先,介绍进气道声衬的空间优化布局方法及其降噪原理。其次,通过元件级阻抗提取实验验证优化设计中所采用声衬阻抗模型的正确性。再次,基于典型尺度声衬的声模态测试试验,验证了空间优化布局声衬降噪量提升的机理。最后,使用风扇噪声源生成装置完成全尺寸进气道优化布局声衬的最终降噪性能验证。试验结果表明,空间优化布局显著提高进气道声衬的降噪效果;与典型尺度的均匀声衬相比,降噪性能提升5 dB,与全尺寸的周向拼接声衬相比则提升了18 dB。

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    磁流变弹性体自适应调谐减振器的设计与测试
    张铁山, 任众, 奚少源
    2026, 46(2): 286-292. 
    摘要 ( )   PDF(2137KB) ( )  
    传统的动态减振器(Dynamic Vibration Absorber,DVA)作为减振设备广泛用在工业中。它仅在较小的工作频率范围内有效,这个缺点也限制它的稳定性。基于磁流变弹性体(Magnetorheological Elastomer,MRE)的独有性能设计一种自适应调谐振动减振器(Adaptive Tuned Vibration Absorber,ATVA),其模量可由外加磁场控制。该自适应调谐减振器在剪切工作模式下,由动态质量、静态质量和带有磁流变弹性体的智能弹簧元件组成。对磁流变(Magnetorheological,MR)效应的双极模型和自适应调谐减振器的移频能力在理论和实验上进行评价,实验结果表明,自适应调谐减振器的固有频率可以从28 调节到39 Hz。为了研究振动时的减振能力,采用两端支撑的梁结构,分析振动减振能力,并建立耦合梁和减振器的动力学模型,计算结果和实验结果表明,所设计的自适应调谐减振器的减振能力优于传统的调谐减振器,并且可以达到高达26 dB。

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    压电柔性结构滑模自抗扰振动主动控制研究
    张雄, 沈意平, 王送来, 傅志强, 卫芬
    2026, 46(2): 293-299. 
    摘要 ( )   PDF(1988KB) ( )  
    航天器中轻质柔性结构在外部作用力的干扰下极易产生振动,快速抑制振动是保证航天器稳定运行的关键问题。基于压电纤维复合材料驱动器主动控制是实现柔性梁结构抑振的有效方法,基于振型叠加法构建柔性悬臂梁结构的动力学模型,设计一种滑模自抗扰的复合主动振动控制方法,有效地解决了线性自抗扰控制效果受观测器带宽限制影响的问题。采用线性扩张状态观测器实时估计系统干扰,改进滑模控制的指数趋近律以优化非线性误差反馈控制律,利用Lyapunov 函数验证控制系统的稳定性,讨论不同观测器带宽以及传感器噪声干扰下对控制器控制性能的影响。研究结果表明:相比于传统线性自抗扰控制,当观测器带宽为10、15、20 时,滑模自抗扰的振动控制时间在2.50 s 以内,振动幅值缩小10.22、14.26、15.69 dB,受观测器带宽影响较小,具有较好的抑振性能和抗干扰性能。
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    单腔膜式空气弹簧帘线参数多目标优化
    聂金泉, 谢卓融, 李智,
    2026, 46(2): 300-306. 
    摘要 ( )   PDF(1719KB) ( )  
    空气弹簧能够有效平衡道路激励引起的汽车振动,帘线参数对空气弹簧的动态特性有着重要影响。以单腔膜式空气弹簧为研究对象,建立结构有限元模型,通过仿真分析获取动刚度模型中气室体积、有效面积和有效面积变化率等关键参数,并验证模型的准确性。采用效应面法(Box–Behnken Design,BBD)和响应面法建立帘线参数与动刚度模型关键参数之间的代理模型。通过分析2 自由度1/4 车辆空气悬架系统在B级路面工况输入下的振动响应,建立以车身加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载均方根值为目标的多目标优化模型。利用快速非支配遗传算法(Fast Elitist Non - dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA- II) 求解得到Pareto 解集,采用熵权优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)法决策分析得到最优的帘线参数。仿真结果表明,相较于原设计,优化后的参数使空气弹簧在高频共振区的幅频特性峰值分别下降了23.7 %、33.7 %和33.9 %。该方法提升空气弹簧减振性能效果明显,具有可行性和实用性。
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    磁流变阻尼器对斜拉索风致振动的减振研究
    周俊宏, 耿跃跃, 杨林, 叶伟涛, 杨晓坤
    2026, 46(2): 307-311. 
    摘要 ( )   PDF(1914KB) ( )  
    为了抑制大跨斜拉桥拉索风雨振以及涡激振动,采用永磁式磁流变阻尼器进行振动控制。根据最长索的振动特性,提出了振动控制的目标。建立斜拉索-阻尼器振动方程,通过复模态分解法对阻尼系数进行参数优化,并通过实桥测试验证阻尼器减振效果的有效性。研究表明:大桥最长索需要控制风雨振(3~5 阶)的对数衰减率达3 %,控制涡振(6~13 阶)的对数衰减率达1.5 %。参数优化以第3 阶模态开始控制所需要的阻尼系数为2.5×104 N∙s/m,所需要的阻尼系数较按第1 阶模态控制的要小,且能够满足振动控制目标。实桥测试对数衰减率与理论分析结果基本吻合,磁流变阻尼器的减振有效性得到了验证。
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    振动噪声测试技术
    一种应用近场声全息技术的消声器消声量测量方法
    戴梦超, 张学勇, 张学庆, 郝毅凯, 胡园园,
    2026, 46(2): 312-320. 
    摘要 ( )   PDF(2210KB) ( )  
    提出一种应用等效源近场声全息技术的消声器消声量测量方法,使用传声器阵列采集消声器末端的声压信号,然后利用等效源近场声全息算法重建出消声器末端辐射面上的法向声强,进而获得其透射声的辐射声功率,实现消声器传递损失(TL)和插入损失(IL)测量。通过数值计算和实验,结果表明本文所提测量方法的可行性和有效性。与常规实验室消声器消声量声压检测法相比,该方法能有效完成消声器传递损失和插入损失测量,同时可实现消声器末端辐射声场的可视化。因而,在消声器结构优化设计及降噪效果预测和评估方面,具有一定的指导作用和实际工程应用价值。
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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