噪声与振动控制

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2014-5期封面、目录

2014, 34(5): 0-1.

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结构声辐射的源强声辐射模态分析方法

聂永发 1, 2，朱海潮 1, 2，毛荣富 1, 2

2014, 34(5): 1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.001

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为了解决不易获取复杂结构振速声辐射模态和利用其计算复杂结构外辐射声场困难的问题，提出源强声辐射模态分析方法。该方法利用简单源积分公式将结构表面连续的源强分布等效为一组简单源源强分布，利用这组简单源源强分布构造了结构辐射声功率2次型表达式，其2次型系数定义一个辐射阻矩阵，辐射阻矩阵的特征向量就构成了源强声辐射模态，从而实现复杂结构总辐射声功率的解耦。只要获得声辐射模态的展开系数，声场中的声压、质点法向速度等声学量都可由源强声辐射模态叠加得到。球形声源和棱台体声源的分析表明：源强声辐射模态保留了传统的声辐射模态优点，更方便解决复杂结构声辐射问题。

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敷设不同覆盖层圆板结构水下抗爆响应特性

肖锋

2014, 34(5): 6-9. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.002

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在舰船壳体湿表面敷设柔性覆盖层是一种能有效提高其抗冲击性能的方法。多孔蜂窝覆盖层受爆炸冲击波载荷作用后胞元孔壁易于压溃，有效地分散冲击波能量，大幅度减少响应前期阶段的入射冲量，屈曲变形会吸收大量能量。水下爆炸试对于揭示模型的抗冲击机理起着重要的作用。总结对敷设不同覆盖层—圆板结构的水下爆炸响应特性的试验研究。考察有无柔性覆盖层对结构响应的影响，同时解释水下冲击波、气泡对柔性覆盖层的作用过程及覆盖层的抗冲机理。

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轴—壳耦合系统摩擦振动

杨成春,龙新华,谌勇

2014, 34(5): 10-15. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.003

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推进轴系与壳体的组合是水下航行器的主要结构，而艉轴承支撑轴系与壳体连接中最大负载。采用有限元法与子结构模态分析法综合，建立轴系—壳体耦合结构有限元模型及子结构耦合模型，研究该耦合系统在摩擦激励下的振动特性，分析了摩擦引起系统自激振荡的影响因素及摩擦振动引起系统粘—滑运动的特点。旨在建立准确的轴、壳耦合系统振动的原理模型，分析摩擦力下系统振动响应。

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巨磁致伸缩自适应精密驱动和振动控制

孙晓芬，杨斌堂，赵龙

2014, 34(5): 16-21. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.004

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针对巨磁致伸缩系统的自适应精密驱动和微振动控制系统，结合受控自回归滑动平均模型(CARMA)与递推增广最小二乘法（RELS）相结合对巨磁致伸缩驱动器（GMA）实现在线模型辨识；分别用不同类型的信号作为输入，辨识模型能精确描述GMA输出位移，辨识误差达0.23 %；将改进的广义预测控制算法（MGPC）应用于GMA的闭环位移控制，与最小方差自适应控制（MVSTR）相比，MGPC具有更好的实时性和更高的控制精度，在0～10 μm给定位移下，其驱动控制误差达0.143 μm。最后基于上述CARMA模型和MGPC算法对GMA隔振系统进行微振动控制实验，抑制效果达到20 dB。该研究结果对精密工程及航天振动控制应用具有一定的价值。

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一种用于自适应有源噪声控制的在线次级通道建模方法

陈力，冯燕

2014, 34(5): 22-26. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.005

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针对前馈式自适应有源降噪系统次级通道在线建模问题，首先分析比较已有的在线次级通道建模方法，给出了各自的优缺点。在此基础上提出了一种基于Fx LMS算法的在线次级通道建模方法，该方法使次级通道建模步长随干扰信号和建模白噪声信号功率自适应更新，降低了初级噪声对建模的不利影响，并利用误差信号相关值和初级噪声能量来更新控制滤波器步长，有效降低了突发随机噪声对系统稳定性的影响。计算机仿真结果表明，该方法显著提高了次级通道模型的精度和系统收敛速度，取得更好的降噪效果。

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联合整体和局部模态信息钢管焊接结构模型修正

李世龙 1，马立元 1，何佳 2，李永军 1

2014, 34(5): 27-33. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.006

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由于焊接结点的复杂性、实际测量的局限性以及误差等因素，钢管焊接结构的模型修正一直是研究的热点和难点问题。对一个发射台骨架进行了整体及局部模态试验，获得了反应结构整体动态特性的低阶模态及局部动态特性的局部模态，并将二者联合起来，采用信赖域优化算法进行模型修正。在优化过程中，通过提出的加权系数可动态改变的多目标函数，在每次迭代完成后可根据目标函数数量级的变化自动调整加权系数，使得模型修正过程能够更加合理有效的利用结构的整体及局部模态信息，达到更好 “联合”。修正后有限元模型的计算模态与实测模态吻合良好，验证了本文方法的有效性和优越性。

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叶梢小翼宽度对泵壳脉动压力影响的数值分析

李宁1,张林根2,王宗龙1,蔡佑林 1

2014, 34(5): 34-37. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.007

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叶片梢部加小翼可以改进喷水推进泵空泡性能，但由于叶梢小翼具有一定的宽度和厚度，会影响泵的水动力性能。在试验中发现叶梢增加小翼后，泵壳上的脉动压力发生变化。为分析叶梢不同宽度的小翼对泵壳脉动压力的影响，利用三维建模软件，针对某一轴流泵，保持叶梢间隙不变，在叶片梢部加装不同宽度的小翼，通过数值计算方法分析了梢部小翼对喷水推进泵水动力性能的影响。再通过非定常流场计算，分析叶梢小翼宽度对泵壳脉动压力的影响。结果表明：在该叶梢小翼宽度变化范围内，随着小翼宽度的增加，泵壳脉动压力先减小后增加。

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悬臂式动力吸振器的分布质量模型

张针粒，李强，刘记心，余永丰

2014, 34(5): 38-41. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.008

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悬臂式动力吸振器的质量块难以满足质点假设的问题，在考虑了悬臂式动力吸振器质量块和悬臂梁的质量分布特性后，分析了质量块对悬臂梁刚度的影响，得到一种计算动力吸振器特性的分布质量模型。由工程中动力吸振器的设计约束，对所提模型的参数进行了简化，避免求解超越方程，由吸振器设计目标反向确定设计参数。数值算例表明，所提模型的精度较集中质量模型显著提高。

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含刚性阻振质量舱壁结构隔振特性优化设计

王强勇1，钱大帅1，陈明 1，卢友敏2

2014, 34(5): 42-46. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.009

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基于波动理论，分析了刚性阻振质量对振动波传递的阻抑特性，讨论了振动波入射角度、阻振质量横截面尺寸对其隔振性能的影响。在理论分析的基础上，从阻抗失配的角度出发，将刚性阻振质量环和刚性阻振质量锯引入舰船典型舱壁，构造具有高传递损失特性的舱壁结构，并采用动力学优化设计方法开展了舰船高传递损失舱壁结构隔振特性优化设计。研究结果表明：优化后的舱壁结构在有效减弱动力舱段本舱振动的同时，更加显著地阻隔了振动波向邻近舱段的传递。

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超大型散货船总振动计算及动力响应预报与控制

周清华，李小灵，陈兵

2014, 34(5): 47-50. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.010

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采用有限元法对209000 DWT Newcastle-Max型散货船的船体梁振动特性和上层建筑在主机激励下的强迫振动响应进行数值分析。重点研究船体梁振动力学模型建模、主机机架振动计算和不平衡力矩加载等关键技术，对典型减振装置——平衡补偿器和顶部支撑的减振效果进行评估。计算表明，该船采取的减振措施效果显著，振动性能满足ISO 6954的振动评价标准。

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超大型油轮降噪设计主传递路径族灵敏度方法

高处，杨德庆

2014, 34(5): 51-56. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.011

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针对振动噪声传递路径降噪设计是提高船舶声学性能的有效措施之一。目标舱室振动噪声传递路径并不唯一，其中多条主要路径传递了大部分振动与噪声能量。利用作者提出的基于声振熵概念及图论中K则最短路径理论的声振熵赋权图法，能够快速识别船舶舱室噪声主要传递路径族。在此基础上，计算噪声主传递路径族上声学设计参数变化对目标舱室声压影响的灵敏度，调整有关声学设计措施，此即降噪设计主传递路径族灵敏度方法。提出适用于大型船舶噪声主传递路径分析及主传递路径族灵敏度的降噪设计通用流程，通过超大型油轮降噪声学设计实例，说明了该方法的有效性。

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对地友好性的悬架参数优化及半主动控制

姚晶晶1，2，徐中明 1

2014, 34(5): 57-60. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.012

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为改善某商用车的对地友好性，以某重型货车为研究对象，建立了1/4车体的动力学模型，研究悬架参数对道路友好性的影响，运用优化方法对悬架刚度和阻尼进行优化设计。并在此基础上，以提高道路友好性为目标并兼顾振动舒适性，研究阻尼可调减振器的半主动悬架的控制，结果表明，相对于被动悬架，采用最优模糊控制的半主动悬架车辆道路破坏系数有较大幅度的降低。

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轨道车辆车内声品质客观评价分析

扈凯，王岩松

2014, 34(5): 61-64. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.013

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对上海轨道车辆9号线在不同运行速度下头部车厢、中部车厢和车厢连接处进行噪声现场测试，引入心理声学声品质参数：A计权声压级、特征响度、尖锐度、粗糙度和抖动强度，对不同工况下轨道车辆车内声场进行声品质的客观评价。结论表明，轨道车辆运行时车厢内部噪声以中低频噪声为主。随着车速提高，车内声品质下降，尤其是车厢连接处，声品质最差，应采取有效措施改善噪声环境，满足人耳的听觉舒适性。。

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基于ODS FRF某城际车工作状态下模态贡献分析

张远亮 1，张立民 1，孙维光 2，邱飞力 1

2014, 34(5): 65-69. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.014

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为研究某城际车工作状态下模态贡献问题，首先用激振器对该城际车进行了静态台架实验，利用LMS. Test. Lab软件识别其模态参数。然后对该城际列车进行线路实验，测试其不同速度级下的加速度振动响应。根据ODS FRF概念，给出了城际车在ODS FRF包络曲线峰值处的工作变形。最后根据模态叠加原理，得出不同速度级下，该城际车不同频率下工作变形主要由车体沉浮、车体点头及车体1阶垂弯贡献的结论。同时结果显示，不同速度级下，同一频率下工作变形可能由不同固有模态贡献；不同速度级下，同一工作变形频率可能会发生偏移。

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某型SUV座椅抖动的分析

王海涛1，2，彭洁1，2，王丽梅1，2，李玲 1, 2

2014, 34(5): 70-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.015

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某型SUV四驱车加速过程中，在无乘员时副驾驶员座椅抖动明显，严重影响整车品质。运用道路车内振动试验分析、模态试验分析、CAE分析等方法对座椅抖动的原因进行分析，确定该座椅抖动由座椅Y向摆动模态频率与悬架激励频率共振引起。可有加强座椅结构以提高其固有频率及附加动力吸振器两种方案，使座椅抖动降低2.5 m/s2，主观评价抖动消除。最终综合考虑成本、周期，选用座椅结构加强方案。

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纯电动汽车车内结构路噪识别

车勇1，2，刘浩 2，夏祖国 2, 王秋来 2

2014, 34(5): 74-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.016

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纯电动汽车的噪声源和内部结构与内燃机汽车有着明显差异，由于电机总成噪声较低，使得纯电动汽车的车内路噪变得更加突出。对某款纯电动汽车在不同工况下的车内噪声进行频谱分析，在中低频范围内，结构路噪是车内噪声的主要原因。结合纯电动汽车车身及其板件的动态结构特性分析，识别出车内结构路噪的主要振动源和影响途径。研究结果可对纯电动汽车车内结构噪声的优化控制提供参考。

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内燃机车司机室低频声—固耦合振动仿真

刘金伟，刘岩，张晓排

2014, 34(5): 78-81. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.017

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通过建立内燃机车声固耦合有限元模型，并在底架与转向架接触处施加X、Y、Z方向上的单位激扰力载荷，计算出司机室在30 Hz～150 Hz的声场响应。分析内燃机车司机室声固耦合模态、司机室振动响应、司机室空腔的声学模态以及司机室的声场响应得知，司机室的声压级在68 Hz、76 Hz、86 Hz、98 Hz、124 Hz由于共振产生明显峰值；而在98 Hz、124 Hz与车身壁板及车内声腔声学共振使司机室声压急剧上升。该结论可为司机室减振降噪提供参考。

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苏州轨交1号线隧道内振动传递测试与分析

侯晋 1，李双 1，袁国清 2，蒋伟康 2

2014, 34(5): 82-85. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.018

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在苏州轨道交通1号线滨河路至塔园路上行隧道内，采用锤击法分别测试短轨枕断面（III型减振器扣件+短轨枕式整体道床）和长轨枕断面（普通扣件+长轨枕式整体道床）钢轨上激励点至钢轨、轨枕、道床以及隧道侧壁的振动传递。测试结果表明，扣件对于钢轨振动的衰减主要体现在小于100 Hz的低频段，而轨枕对频率大于100 Hz的振动有相对好的衰减效果。对比两个断面中钢轨测点至道床的传递函数，III型减振器扣件+短轨枕式整体道床具有更好的减振效果，在40 Hz～80 Hz频段的振动峰值衰减10 dB左右。

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考虑隔振性能的动力总成悬置系统多目标优化

张要思，陈剑，蒋丰鑫

2014, 34(5): 86-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.019

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某工程机械动力总成悬置系统能量分布比较合理但隔振效果不理想，为此在ADAMS软件中，以系统能量解耦和振动传递率最小为优化目标，对悬置系统模型进行仿真，得到动力总成悬置系统优化悬置参数。对优化前后的悬置元件进行多工况隔振测试。分析和测试结果表明，优化后悬置系统能量解耦程度和隔振性能均达到满意效果。

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地铁车辆空调系统噪声分布规律

展伟，刘岩，钟志方，刘宗财

2014, 34(5): 91-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.020

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对地铁车辆在静止状态和不同速度下的空调系统开关工况进行噪声测试，对其空调系统噪声特性进行频谱分析，得到其分布规律：静止时空调系统的噪声声压级分布主要集中在160 Hz～2 000 Hz的频率范围内；空调系统噪声对坐与站的乘客的影响约1.5 dB(A)～2 dB(A)左右；车辆低速运行时空调噪声影响比较明显，且速度越低影响越大。该研究结果对地铁车辆减振降噪设计有一定的参考价值。

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阻尼处理降低重型卡车驾驶室低频噪声

周熙盛，贺才春，胡金昌，查国涛

2014, 34(5): 95-98. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.021

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提出一种基于模态分析的重卡驾驶室低频噪声控制方法，将其应用于一款在怠速工况下低频轰鸣噪声较严重的重型卡车上。首先对车内噪声的频谱特性进行测试分析，获取低频噪声的频率成分信息。然后对驾驶室白车身进行模态分析，确定噪声峰值频率与车身结构振动关系，并对该部位采用阻尼处理以降低结构辐射噪声。对处理后的试验车进行噪声评价测试，结果表明主要频率处的噪声峰值降低了5.4 dB(A)～7.5 dB(A)，试验车驾驶室低频噪声得到有效控制。

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重型汽车动力总成悬置NVH性能研究

运伟国 1， 2，王邵斌 2，杨少华 2

2014, 34(5): 99-101. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.022

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以某重型汽车动力总成悬置系统为研究对象，从理论上分析动力总成悬置的隔振原理及设计的基本原则，通过仿真计算与实车试验相结合研究重型汽车常见的4点悬置与4+2点悬置布置型式对动力总成刚体模态频率分布、各阶模态解耦、悬置在各工况时的隔振效率及驾驶室内关键点振动的影响。结果表明：4点悬置布置型式在车辆行驶于良好路面时均表现出较好的性能，但当路面状况差时，为有效缓减路面冲击应该考虑采用4+2点悬置布置型式。

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带阻塞喷射的大流量排气管降噪处理

汤冠琼，林宇震，秦皓，丁志磊

2014, 34(5): 102-105. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.023

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针对高温高压燃烧实验间中的排气噪声，在前期降噪尝试和频谱测量确定了噪声源基础上，设计了由多孔共振腔和多孔排气管组合的消声器，消除由临界孔板产生的刺耳的高频阻塞噪声，降低噪声总声压级。经实验测定，噪声的折合声压级降低了21 dB，取得明显降噪效果。不同消声器的组合为实验室的排气降噪提供了参考。

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基于CFD方法的调节阀流动噪声预测

王佳典 1，唐浩 2

2014, 34(5): 106-109. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.024

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阀门的噪声是阀门的重要性能指标之一。流体噪声是阀门噪声中重要的源之一，特别是阀门流速较高时，流体噪声的影响更加突出。使用计算流体力学（CFD）和声学计算方法，对某一种调节阀门的管路流体噪声使用瞬态方法和准稳态方法进行分析，并同试验的结果进行对比。对两种方法的优劣进行比较。

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薄膜材料吸声性能数值模拟

盖晓玲，李贤徽，张斌，谢鹏，马智慧

2014, 34(5): 110-113. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.025

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为了研究薄膜材料的吸声性能，对带空腔的单层薄膜、双层薄膜及未带空腔的双层薄膜的吸声性能进行了数值模拟。在其它参数保持不变时，随着薄膜材料的质量密度和空腔深度的增加，共振频率逐渐向低频方向移动。带空腔的双层薄膜吸声结构的吸声带宽明显高于单层薄膜的吸声带宽；未带空腔的双层薄膜吸声结构在频率低于一定值时，吸声系数可以保持常数不变。

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风电叶片双轴疲劳加载系统振动分析

廖高华 1，乌建中 2

2014, 34(5): 114-116. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.026

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多轴疲劳加载可使风电叶片各截面的试验载荷更等效实际所受疲劳载荷，缩短试验周期。针对风电叶片双轴疲劳加载系统，建立系统的动力学模型，列出动力学方程，再对振动体的运动轨迹仿真求解，得出运动轨迹图形。在此基础上，分析系统出现机电耦合的原因。利用试验装置验证，为多轴疲劳系统的应用提供理论依据及试验验证，也为后续的风电叶片疲劳加载试验打下基础。

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基于神经网络的柴油机声音品质评价预测

王芳 1，丁新隆 1，石岩 2

2014, 34(5): 117-119. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.027

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采用多元线性回归与人工神经网络系统（Artificial Neural Network，简称ANN）分别建立了柴油发动机噪声声音品质预测模型，并将两种模型的预测值与实测值进行比较。试验结果表明,该系统可以反映客观参数和主观满意度间的非线性关系，可以用来预测和描述柴油发动机噪声的声音品质。

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110 kV变电站噪声污染分析及控制

樊小鹏，李丽，黄成吉，刘嘉文，陈敏，邓倩

2014, 34(5): 120-124. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.028

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为掌握110 kV城市变电站的噪声污染水平，对正常运行的某110 kV变电站的主变及站界噪声进行系统测量，并对测试结果进行计算和分析。结果显示110 kV变电站的噪声频谱峰值主要集中在100 Hz～2 000 Hz的范围内，噪声以电磁噪声和冷却系统风机噪声为主；站界噪声测试结果显示大部分测点的昼夜噪声值均严重超标。对变电站噪声的污染特性、频谱特性和衰减规律进行分析研究，借助噪声衰减的理论，提出使变电站站界噪声达标的主要方法，为变电站设计和噪声控制提供参考。

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钢管再生混凝土拱桥拱肋地震响应及抗震性能

张军艳，翁光远

2014, 34(5): 125-129. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.029

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用再生骨料混凝土作为钢管混凝土结构的填充材料，形成钢管再生混凝土结构，研究钢管再生混凝土拱桥拱肋的抗震性能，以某单跨中承式拱桥为例，建立计算模型，分析结构模型的动力特性，计算了拱肋结构不同截面的弯矩响应峰值和轴力响应峰值，同时研究得出了不同再生骨料替代率的钢管再生混凝土结构5个屈服阶段的抗震评估曲线。通过比较计算，所得出的内力响应峰值和抗震评估曲线的关系，得出了拱肋结构的抗震性能。计算结果表明，钢管再生混凝土应用于拱肋结构有着较好的抗震性能，不同替代率的再生骨料对钢管混凝土拱桥结构拱肋抗震性能影响程度较小。

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地铁引起古建筑物振动三维数值分析

涂勤明，雷晓燕

2014, 34(5): 130-134. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.030

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以南昌市八一广场地铁旁的一个古建筑物为研究对象，通过建立包含4孔隧道的轨道—隧道—大地—建筑物三维有限元模型，进行模态分析和瞬态动力学分析。计算1、2号线单独运行及1、2号线同时运行三种情况下的建筑物振动。结果表明：埋深较浅的2号线对建筑物振动影响较大；只有当1号线和2号线同时运行时，建筑物振动才会超过限值，但超标量不大；随楼层上升，建筑物水平振动呈减小趋势，但在顶层却有最大值。

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KTV包间低频噪声控制

张炜权，吴九汇，马富银

2014, 34(5): 135-139. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.031

摘要 ( )

PDF(1341KB) ( )

KTV包间内的噪声污染主要在低频63 Hz～125 Hz，噪声级一般可以超过105 dB，其噪声源边界排放噪声也超出了相应的限值，针对KTV包间的噪声污染，介绍了目前比较成熟的噪声处理方案。首先KTV包间内的墙壁、顶棚、门和地板隔声处理；其次是介绍包间采取的吸声材料和广泛应用的吸声结构；包间音箱设备的隔振处理；包间内减少声波的泄露；以及新型局域共振声子晶体的理论及应用。

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基于Hilbert谱奇异值的滚动轴承故障诊断

夏均忠 1，苏涛 1，王龙 1，张阳 1，冷永刚 2

2014, 34(5): 140-144. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.032

摘要 ( )

PDF(1274KB) ( )

提出一种基于Hilbert谱奇异值的故障特征提取方法，将其与支持向量机结合应用于轴承故障诊断。利用小波阈值降噪的方法对拾取的轴承故障振动信号进行滤波降噪，然后利用经验模式分解将降噪信号分解为若干个IMF分量之和，对每个IMF分量进行Hilbert变换得到振动信号的Hilbert谱，对Hilbert谱进行奇异值分解得到反映轴承状态特征的奇异值序列，再利用奇异值作为特征向量，应用支持向量机进行轴承故障诊断，并对不同核函数的诊断结果进行了分析比较。对正常轴承、内圈故障、外圈故障、滚动体故障的实际信号的诊断验证了该方法可的有效性。

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EMD和平滑伪Wigner-Ville谱熵的轴承故障诊断

臧怀刚，王石云，李玉奎

2014, 34(5): 145-149. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.033

摘要 ( )

PDF(1431KB) ( )

提出一种基于经验模态分解(EMD)和平滑伪Wigner-Ville分布 (SPWVD) 谱熵的滚动轴承故障诊断的方法。EMD方法充分保留信号本身的非线性和非平稳特征，在信号的滤波和去噪中具有较大的优势，SPWVD谱熵用于定量刻画轴承不同状态下振动信号的时频能量分布，将二种算法相结合应用于不同工作状态滚动轴承，并设计最小二乘支持向量机(LS-SVM)智能模型，实现轴承状态和故障类型的自动分类和识别。通过SPWVD谱熵与谱峭度法的对比，验证了SPWVD谱熵的有效性。实验表明此方法能够有效地提取轴承故障的特征信息，提高轴承故障诊断率。

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基于LLTSA的转子故障数据集降维方法

袁德强 1, 2，赵荣珍 1, 2

2014, 34(5): 150-155. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.034

摘要 ( )

PDF(1231KB) ( )

特征数据集降维是机械故障智能诊断的关键步骤之一。常见的数据集降维方法难以准确的从高维非线性数据集中获取反映转子运行状态的敏感特征信息，导致故障模式识别精度降低。局部切空间排列算法（LTSA）对部分高维非线性数据集达到较好降维效果。但该算法不适合处理高曲率分布、稀疏不均匀分布等高维数据源。为此，在LTSA算法的基础上结合线性分块思想，提出线性局部切空间排列算法（LLTSA）。该算法充分考虑了数据集的整体与局部结构，将数据样本空间划分为一组最大线性块，使降维后的同类数据具有更好的聚类性。通过高维非线性转子振动数据时域特征数据集对该算法进行验证，结果表明经该算法降维后的数据集具有较好的聚类与分类性能。

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导致组合转子退化的裂纹位置敏感性分析

高思霄，王艾伦

2014, 34(5): 156-160. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.035

摘要 ( )

PDF(1520KB) ( )

裂纹对组合转子性能退化具有重要影响。为此，基于键合图法建立通用组合转子扭转振动力学模型，研究拉杆裂纹导致组合转子性能退化的位置敏感性。研究表明：裂纹位置从拉杆两端到中部，组合转子性能退化对裂纹的敏感性逐渐降低；但当拉杆裂纹深度小到一定程度后，组合转子性能退化对裂纹位置不敏感；轮盘数、拉杆数越少，组合转子性能退化对裂纹的敏感性越高。

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基于小波包变换与核主成分分析的铣削颤振识别

任静波，孙根正，陈冰，罗明

2014, 34(5): 161-165. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.036

摘要 ( )

PDF(1356KB) ( )

提出一种基于小波包变换（wavelet packets transform, WPT）与核主成分分析（kernel principal component analysis，KPCA）的颤振识别方法。铣削颤振会抑制或增强某些频段内的信号，利用四层小波包分解与重构，得到16个频段内的重构信号，获得各重构信号的面积，并进行归一化处理，完成铣削颤振特征向量的选择。继而通过对比基于主成分分析（principal component analysis，PCA）与核主成分分析的特征提取方法的特征提取效果，选取KPCA对特征向量进行降维处理，最后以降维后的数据作为最小二乘支持向量机分类器的输入对铣削状态进行识别。结果表明，在小样本的情况下仍能有效、准确地对铣削状态进行分类，分类准确率达95.0 %。

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分形与几何特征融合的转子故障特征提取方法

王浩1, 2，赵荣珍 1, 2

2014, 34(5): 166-170. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.037

摘要 ( )

PDF(1612KB) ( )

转子系统故障信号是典型的非线性、非平稳信号，分形几何为描述转子系统故障信号的特性提供了一个分析工具，但仅仅依靠分形维数无法有效的提取转子系统的故障特征。本文引入紧密度和丰度两个量，与基于的分形维数一起，对转子系统故障信号进行分析；最后采用神经网络技术对转子系统的正常、不对中、不平衡、碰磨、松动五种不同的运行状态进行分类识别。实验结果表明，通过对分形维数和紧密度、丰度的联合可较好地评定和区分转子系统的运行状态。

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一种改进的集合平均经验模态分解去噪方法

屈中阳，李鸿光

2014, 34(5): 171-176. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.038

摘要 ( )

PDF(1319KB) ( )

针对现有非平稳信号去噪处理中的难点，提出一种改进的基于集合平均经验模态分解（EEMD）去噪方法，该方法根据本征模态函数（IMF）能量从被测信号中估计出噪声，使用估计的噪声代替EEMD方法中添加的噪声，最后将集合平均IMF分量累加得到去噪信号。使用相关性判据剔除了EMD分解产生的伪IMF分量，改进了噪声估计方法。仿真表明，改进的方法能够对调幅调频含噪信号进行有效的去噪处理。

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水下耦合机械噪声源的量化识别及试验

张磊，曹跃云，杨自春

2014, 34(5): 177-181. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.039

摘要 ( )

PDF(1337KB) ( )

目前水下机械噪声源及其传递路径识别效果较难。为此，将盲源分离算法和传递路径分析方法融合和集成。视多振源信号为卷积混叠，结合LU分解，提出一种新的非正交联合块对角化方法进行耦合振动源的分离。将分离振源作为工况传递路径分析方法的输入振源，建立水下机械振动噪声源识别算法，并对潜艇舱段模型的水下振动—声辐射试验对算法进行验证。结果表明，与现存方法相比，该盲源分离算法具有易实现、收敛速度快、精度高等优点；所集成的源识别算法在水下声场预报和振源贡献量排序中的性能均优于振源耦合时的结果，与实际情况吻合好，达到了高效、准确地识别机械噪声源的目的。

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行星齿轮断齿故障动力学仿真与故障提取

陈裴，荆建平

2014, 34(5): 182-186. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.040

摘要 ( )

PDF(1295KB) ( )

行星齿轮在运动中部件会弹性变形，为此，在刚体动力学模型中引入柔性体的方法，基于ADAMS多体动力学仿真软件，对某船用行星齿轮进行刚柔耦合仿真。在太阳轮出现断齿时将太阳轮和行星架设置为柔性体，重点考虑运动仿真中这两个部件的变形。将发生故障后的动力学响应与正常状态进行对比，比较故障后柔性部件和刚性部件加速度频谱信号的異同，分析断齿故障特征和对应的故障频率。

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基于谱质心直方图—SVM的滚动轴承故障诊断

李军杰，马建仓，柏会宁，孟宏伟

2014, 34(5): 187-191. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.041

摘要 ( )

PDF(1134KB) ( )

轴承早期故障信号的信噪比较低，较难识别。为提高轴承早期故障诊断的准确率，分析了现有方法和视觉信息处理方式的相似点，从视觉信息处理的角度进行研究，提出一种基于谱质心直方图的滚动轴承故障特征提取方法，将所提出方法用于滚动轴承不同运行状态下的故障特征提取，将所提取特征作为支持向量机的输入特征向量从而实现对滚动轴承不同运行状态的智能分类。实验证明，谱质心直方图提高了轴承早期故障诊断准确率，准确率平均提高了2 %，优于Mel频率倒谱系数特征。

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砧骨激励式人工中耳作动器的设计及实验

程金磊 1，田佳彬 1，周雷 2，塔娜 1，黄新生 2，饶柱石 1

2014, 34(5): 192-197. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.042

摘要 ( )

PDF(1797KB) ( )

为治疗感音神经性听力损伤，设计的中耳植入式助听器，近年来已成为国内外研究的热点。提出一种砧骨激励式中耳植入助听装置，设计时综合考虑植入位置、空间、手术过程等，并对加工出的装置进行了相关实验。该装置采用压电式作动器，结构简单，作动器产生的力能够高效地传送至听骨链。在设计过程中使用有限单元法（FEM）对装置的共振频率和输出位移进行预估，仿真及实验结果说明该作动器具有良好的动态响应特性，谐波失真度小于1 %，在6.9 Vrms电压驱动下能够提供相当于鼓膜处90 dB SPL激励的效果，可以激励镫骨产生足够的位移以补偿听力损失，是一款有效的助听装置。

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正弦扫频及随机激励颗粒阻尼器减振效果比较

汪小银 1，单颖春 1，刘献栋 1，何田 1，吴金涛 2

2014, 34(5): 198-202. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.043

摘要 ( )

PDF(1374KB) ( )

用多组颗粒阻尼器对航天器上某工程结构进行减振实验研究，并用两种指标（共振峰处传递函数和测点与激振台加速度均方根之比）分别评价了正弦扫频和随机激励作用下颗粒阻尼器减振效果，发现采用正弦扫频、随机激励两种激励条件时，得出的减振效果有明显差异。为此，对差异机理进行了研究、分析。结果表明：颗粒阻尼器作为一种强非线性的被动阻尼器，其减振效果的评价不宜基于某种特定的激励条件和采用单一的评价指标，而应根据具体的使用环境选择合适的激励条件和评价指标。

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微振动主动隔振平台的超磁致伸缩驱动器设计

赵龙，杨斌堂，孙晓芬

2014, 34(5): 203-209. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.044

摘要 ( )

PDF(1555KB) ( )

对三自由度微振动主动隔振平台的基础器件——超磁致伸缩驱动器（GMA）和放大机构进行结构参数的优化设计。基于对GMA系统从能量输入到输出整个过程的电—磁—机械耦合特性分析，提出了结构的能量损耗率最小的优化方法。结构参数优化后的GMA能量损耗率仅为优化前的0.34倍。将优化结果带入驱动系统动力学模型，优化后的位移响应幅值增大为优化前的2.28倍，初始时刻的冲击加速度响应减小为优化前的0.11倍。仿真结果表明基于能量损耗率最小的超磁致伸缩驱动系统的优化设计方法有效，设计结果满足微振动隔振平台对GMA及放大机构的驱动稳定性、驱动效率、驱动幅值的设计要求。

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基于DOE的挖掘机排气消声器结构优化设计

吕金水，陈剑，袁正

2014, 34(5): 210-213. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.045

摘要 ( )

PDF(1290KB) ( )

以某型挖掘机的排气消声器为例，通过现场测试及仿真分析，找出了消声量较小的频率段。运用DOE方法，对各消声单元主要尺寸进行参数化建模，安排优化拉丁方试验，分析各消声结构对其消声性能的贡献量。通过多目标优化计算得到最优化的消声器结构参数。优化后消声器的模拟计算结果表明，改进后的消声器在目标频率段的消声量明显提高。

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锥管结构消声性能的有限元分析

司斌，陈剑，李家柱

2014, 34(5): 214-218. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.046

摘要 ( )

PDF(1736KB) ( )

声学性能和空气动力学性能是评价消声器的两项重要指标，锥管结构因其良好的空气动力学性能和低频消声性能受到相关研究人员的关注。运用有限元数值计算方法，以传递损失作为评价指标，探索其结构参数对扩张式消声器消声性能的影响。研究发现，随着锥角增大，锥管消声频带向高频方向扩展；锥管长度主要影响消声带宽；扩散管口与收缩管口面积比主要影响消声峰值；锥管结构运用于扩张式消声器中对传递损失曲线具有移频、降幅、改善通过频率处消声性能的作用。

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一体式排气净化消声器消声性能分析

赵开琦，江国和，王志刚

2014, 34(5): 219-222. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.047

摘要 ( )

PDF(1476KB) ( )

为了达到船用柴油机排气净化和降噪的双重功能，对设计的一体式排气净化消声器，建立有限元模型，运用声场仿真分析软件Virtual Lab 对其消声特性进行分析，分别研究排气流速，温度，出口管反射，内插管及蜂窝载体对消声器消声性能的影响，得到了各个因素的影响机理，从而验证了一体式排气净化消声器设计的合理性。

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动力吸振器在电动机振动控制中的应用

渠鸿飞，褚夫强，尹绪超，黄承，王安斌

2014, 34(5): 223-227. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.048

摘要 ( )

PDF(1203KB) ( )

某舰船泵用电动机运转时，在安装基础上产生了较大的振动。有限元仿真计算和模态试验发现，安装基板上存在的250 Hz及400 Hz的弯曲模态产生较明显的共振。针对此2阶共振频率设计阻尼式动力吸振器，通过“设计—标定—修正”，使动力吸振器达到所设计的频率。在实机上进行了安装测试，结果表明应用该动力吸振器后电动机安装基板上的振动降低了约7 dB，作用效果明显。

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应用兰姆波测定材料弹性参数的反演方法

孔铭1，李富才 1，周利民 2

2014, 34(5): 228-233. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.049

摘要 ( )

PDF(1309KB) ( )

提出基于兰姆波基础阶对称模式的反演方法来估计材料的弹性常数。兰姆波在存在复杂边界的结构中传播时，时域上边界回波相互混叠，各波包成分难以识别。根据兰姆波的频散特性，选取群速度最快对称模式的低频，用于反演计算。利用相位展开法获取基础阶对称模式的相速度实验值；建立以相速度实验值、弹性常数估计值、频率为变量的误差函数，当误差函数最小时，相速度实验值与基于弹性常数估计值的频散曲线吻合度最好。结合薄铝板、发电机大功率电机的线棒绝缘层、转向架的弹性常数反演过程，并进行误差分析，验证基础阶对称模式反演方法的可行性、通用性。

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影响约束阻尼结构阻尼性能的因素

吕平，高金岗，李晶,伯忠维

2014, 34(5): 234-240. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2014.05.050

摘要 ( )

PDF(1136KB) ( )

采用自由梁振动法，研究阻尼层厚度、约束层材料及环境温度等三个变量，对约束阻尼结构阻尼性能的影响。结果表明：阻尼层厚度在1 mm～4 mm范围内，约束阻尼结构的阻尼性能随阻尼层厚度的增加而降低；约束层材料分别为钢板、大理石板、砂浆板时，约束阻尼结构的阻尼性能不同；低温、高温环境均使约束阻尼结构阻尼值变小；常温环境下，约束阻尼结构的阻尼值较大，复合损耗因子超过了0.154。

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