噪声与振动控制

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2016年总目录

2016, 36(6): 0-1.

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2016-6目录扉页

2016, 36(6): 0-1.

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非局部理论的裂纹纳米谐振梁振动特性

郭旭晓，周含，张文明

2016, 36(6): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.001

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以两端固支纳米谐振梁为研究对象，考虑非局部效应、非线性轴向拉伸应力以及裂纹建立其物理模型并推导出运动控制方程。将裂纹等效为连接两段纳米梁的扭转弹簧，研究非局部效应、裂纹参数对系统自由振动固有频率以及振动模态的影响。采用非线性静电力和非线性轴向拉伸应力模型，用多尺度的数值方法研究系统主谐波共振响应的非线性刚度硬化现象与非局部效应系数以及裂纹各参数的关系。数值结果表明，非局部效应系数越大，系统固有频率越小，主共振非线性强度越大。对于两端固支谐振梁系统，裂纹位置对系统固有频率以及主共振非线性强度的影响存在着三个分界点，分别是纳米梁中点以及距离两端四分之一的两个点。研究结果可在微纳米器件的设计、性能改进及健康检测中得到应用。

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变速铣削稳定性预测的整体离散算法

宋春雷，彭志科

2016, 36(6): 7-11. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.002

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在铣削过程中，颤振的发生通常会导致被加工工件表面粗糙、刀具快速磨损，甚至会损坏主轴系统，严重影响机床生产效率和产品精度。其中，再生颤振在实际铣削过程中最为普遍。基于再生颤振原理和离散算法进行颤振预测，针对变速铣削中的周期较长、系数变化明显等问题，提出一种应用于变速铣削过程的整体逼近的离散化算法，并分析算法收敛性。结果证明，此方法可提高计算效率和精度。

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混合传递路径分析方法

杨立娟1，罗新杰1，苗慧慧2，陈雪峰1

2016, 36(6): 12-15. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.003

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根据悬臂壳实验台结构建立有限元模型，并结合实验模态分析对其进行修正，建立高精度有限元模型。利用实验模态分析结果计算结构阻尼参数，确立混合传递路径分析（TPA）中频率响应函数(FRF)的有限元计算方法，并且与实验结果对比，验证其有效性和可行性。利用Tikhonov正则化方法进行载荷识别，对悬臂壳实验台进行混合TPA实验研究，获得不同频率下各路径对目标点振动的贡献量，并将各路径对目标点的振动贡献量进行矢量叠加，与实验测试值进行对比。结果表明，各路径贡献量叠加结果与实验测试值吻合较好，可确定该结构的主要振动传递路径，从而为结构优化奠定基础。

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组合转子解析建模与拉杆蠕变导致的退化研究

刘强1, 2，王艾伦1, 2，罗真2

2016, 36(6): 16-20. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.004

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以铁木辛柯梁理论为基础建立集中参数解析模型，并以结构局部损伤将引起系统退化为切入点，研究拉杆蠕变松弛引起的组合转子退化特性。考虑拉杆螺栓的应力松弛与接触界面的影响，并对接触界面等效处理，对组合转子进行动力学分析，得到组合转子固有频率随时间的变化规律；通过定义组合转子频率相对降低量作为固有频率特性退化量参数，实现了组合转子退化的定量评估，从理论上得出由拉杆蠕变松弛引起的组合转子固有频率特性退化量随时间的函数曲线。

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电磁开关强非线性系统主共振分析

杨志安1，赵利沙2

2016, 36(6): 21-25. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.005

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以电磁开关系统为研究对象，根据拉格朗日麦克斯韦方程建立三阶非线性动力学模型，应用MLP法得到电磁开关强非线性系统主共振的幅频响应方程及位移和电流分别随时间变化的振动规律，分析系统各参数对系统主共振幅频响应曲线的影响。结果表明，系统的幅频响应曲线存在跳跃现象；随着阻尼系数的增大，系统的振幅减小；随着激励电压幅值增大，系统的振幅和共振区域增大；随着电阻增大，系统的振幅和共振区域减小。

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新型恒力末端执行机构力学特性研究

刘海平1, 2，孙鹏飞1, 2，从强1，史文华1，王耀兵1, 2

2016, 36(6): 26-31. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.006

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单根纵向受载变形梁与线性螺旋弹簧并联使用，提出一种可实现恒力输出的新型末端执行机构。分别建立了单根受载变形梁和恒力末端执行机构的力学模型。利用解析方法参数化分析了单根受载变形梁设计参数和线性螺旋弹簧预载荷对恒力末端执行机构输出力学特性的影响。考虑恒力末端执行机构在未知环境精细操作过程中冲击载荷的影响，假设受到典型半正弦冲击载荷作用，利用四阶龙格-库塔法对恒力末端执行机构动力学方程进行求解。计算结果表明：单根受载变形梁的纵向预压缩量、自由长度和线性螺旋弹簧预载荷可调整恒力机构的输出力幅值和有效恒力范围；冲击脉冲持续时间长度和系统阻尼可影响恒力末端执行机构输出动态力的幅值和衰减时间。

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Duffing系统的双参数分岔与全局特性分析

石建飞1，张艳龙1，王丽2，杜三山1

2016, 36(6): 32-37. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.007

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通过数值计算分析Duffing系统在双参数平面上最大Lyapunov指数的分布特性，得到系统在双参数平面上混沌运动、稳定周期运动和各种分岔曲线的参数区域，结合系统单参数分岔图和相图等，讨论参数耦合对系统动力学特性的影响和系统在双参数平面上的分岔与混沌过程。结果显示在双参数平面上由于混沌运动的参数区域被一系列的倍周期分岔曲线环包围，导致系统单参数分岔图出现连续周期泡结构，系统局部分岔特性变得非常复杂；在双参数平面上，经叉式分岔后系统出现倍周期分岔等各种分岔曲线，使得系统经叉式分岔后出现各种吸引子共存现象，利用多初值分叉图和胞映射法对系统经叉式分岔后的全局动力学特性进行详细深入地研究，发现系统参数对各吸引子的稳定性和吸引子吸引域的演变规律有重要影响。

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强振动环境下液压管道主动减振建模

潘文龙2，张怀亮1, 2，彭玲2

2016, 36(6): 38-44. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.008

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针对在强振动环境下工作的液压管道，建立振动液压管道梁模型，并结合管道流固耦合横向振动模型建立管道的主动减振模型。运用特征线和差分计算方法求解该数学模型，并且研究主动振动相位差、频率、作用位置和幅值对管道振动的影响规律，得到各减振参数对管道最大幅值和最大应力的影响曲线。发现当振动相位差为[π]时能使管道的最大幅值和最大应力分别降低44.55 %和39.69 %，并且适当调整其他三个参数有更佳的减振效果。研究结果表明，使用主动减振方法能够有效减小管道的振动，为管道主动减振提供一定的理论参考。

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聚集单元谱元法在承受冲击载荷结构动态分析中的应用

毛虎平1，乔文元1，郭保全2，王强1，董小瑞1

2016, 36(6): 45-50. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.009

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为了扩展谱元法的适应性，针对承受冲击载荷的结构动态响应问题，从谱单元离散方案出发并根据冲击载荷的特点，以冲击载荷最大值点为中心将谱单元尺寸按一定比例等比向两侧扩大，实现单元尺寸与载荷特征相适应，在此基础上，将动力学方程转化为1阶线性微分方程组，通过Bubnov-Galerkin法获得离散线性方程组，应用高斯消元法求解。最后，应用此方法对标准形式、线性单自由度吸振器、124杆桁架结构和连杆小头问题进行计算并与等距谱元法进行比较，说明了此方法的可行性和有效性。

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矩形永磁铁的磁力计算及其应用

柴凯1，杨庆超2，朱石坚2，楼京俊2

2016, 36(6): 51-55. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.010

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负刚度结构可用于系统的低频隔振，依据等效磁荷法建立矩形永磁铁的磁力和刚度解析模型，得到实现负刚度的最优磁铁布置和充磁方向，并设计三磁体型准零刚度隔振系统。仿真结果表明，矩形磁铁磁力和刚度计算模型准确，三磁体型准零刚度隔振器在不影响载荷性能的前提下具有优越的低频隔振性能。

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非平面运动球式自动平衡装置数值仿真与实验

江波，谭青，罗建

2016, 36(6): 56-61. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.011

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实际生产过程中，高速转子由于受不平衡力矩作用，会产生非平面运动。通过数值仿真和实验，研究非平面运动球式自动平衡装置过临界转速下的运动特性。运用病态性探测实现数值仿真过程中刚性方法(ω方法)与非刚性方法 (RK-45法)的自动切换。从而解决非平面运动球式自动平衡装置病态微分方程组的数值仿真与计算问题。通过对球式自动平衡实验台的实验研究验证了数值仿真与数学模型的正确性，并得出球式自动平衡装置对做非平面运动的转子的平面振动和空间转动都有很好的抑制作用和减振效果的结论。数值仿真算法在多体问题中具有借鉴意义。

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隔声量计算的边界元-有限元-统计能量法

石嘉欣，杨德庆，郁扬

2016, 36(6): 62-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.012

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提出边界元-有限元-统计能量（BEM+FEM+SEA，简称BFS）混合方法模拟驻波管，即BFS驻波管模拟法，计算材料的隔声量。探究了不同边界条件对BFS驻波管模拟法隔声量计算结果的影响；通过与有限元（FEM）驻波管模拟法、有限元-统计能量（FEM+SEA，简称FS）混响室模拟法以及瑞利-李兹理论法所得隔声量对比，验证BFS方法的有效性和精度。结果表明，BFS驻波管模拟法能够较为准确地模拟驻波管，得到待测材料的隔声量，相对于有限元（FEM）驻波管模拟法，能够有效解决震荡问题，减小计算量，提升计算速度，可适用于全频段声学材料性能的计算和评估，弥补实验手段耗时费力的缺点，尤其是在新产品的开发阶段具有一定的实际意义。

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分层多孔抗冲覆盖层水下爆炸响应分析

陈斌1，殷彩玉2

2016, 36(6): 67-71. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.013

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针对芯层为分层多孔泡沫的抗冲覆盖层在水下非接触爆炸冲击波作用时的响应进行了理论分析。对比了分层覆盖层与均匀覆盖层的冲击防护效果。结果表明：在同样的入射冲击波作用下，分层多孔覆盖层能有效降低覆盖层的厚度，抵抗更强的冲击波；但是，分层多孔覆盖层传递到被保护结构的应力要大于均匀覆盖层。该研究结果能为梯度覆盖层的设计提供参考。

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船用辅循环泵的低噪声水力模型技术研究

魏丹丹1，马俊2，陈文毅1

2016, 36(6): 72-76. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.014

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通过对原有辅循环泵的频谱特征和振动特性进行分析，找出辅循环泵振动噪声源，并提出相应的减振降噪措施。综合速度系数设计和相似理论设计的优点，对叶轮进行低噪声优化设计，设计两型不同叶片数的低噪声叶轮，进行三维建模和流场仿真计算分析，并据此对叶轮设计进行修正直到其满足要求，最后通过试验进行验证。

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有界窄带激励柴油机轴系扭振系统主参数共振

杨志安1，卞雅媛2

2016, 36(6): 77-81. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.015

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研究柴油机轴系扭振强非线性系统在有界窄带激励下的主参数共振响应和稳定性问题。应用改进多尺度法得到在有界窄带随机激励下柴油机轴系扭振系统的幅频响应方程，导出系统的Ito随机微分方程。通过矩法得到系统随机均方响应的近似表达式，分析各个参数对柴油机轴系扭振系统主参数共振均方值的影响。结果表明，主参数共振稳态解稳定的充分必要条件与系统二阶矩稳定的充分必要条件是一样的；随着阻尼值的增大，系统主参数共振振幅的均方值减小；随着曲轴扭转刚度的减小，系统主参数共振的均方响应曲线的斜率增大；随着随机扰动强度的增大，系统时间响应曲线和相图变化微小。

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整车声学管理过程及关键技术研究

刘晓波，刘剑

2016, 36(6): 82-86. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.016

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要想根本性地处理好轨道车辆的噪声问题，必须从研发初始阶段就对声学要求和设计进行管控，通过不断平衡用户、车辆制造商、部件供应商三者之间的关系，才能从整体上得到满意的结果。整车声学管理的过程可分为投标、研发、设计和验收四个阶段；提出整车声学管理的系统解决思路和管理过程中的关键技术问题；提出噪声源声学数据信息、声学结构数据信息的程序化管理方法和实现过程；建立基于声学数据库的整车噪声预测工具，其具有操作简便、计算快捷、声学信息全面等优点，可为车辆声学设计提供分析工具和设计参考。

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磁流变液的汽车碰撞缓冲吸能装置设计

赵树恩1，张俊飞1，李玉玲1, 2，林繁国3

2016, 36(6): 87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.017

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为了解决目前汽车保险杠刚度不可控、对不同碰撞环境适应性差的问题，针对磁流变液流变特性可控且吸能量大的特点，设计出阻尼力可控的保险杠缓冲吸能装置。以最大阻尼力和动态范围为优化目标，采用Matlab遗传算法对结构参数进行优化。分别建立装有传统吸能式保险杠和装有磁流变液缓冲吸能装置的整车碰撞模型，进行碰撞仿真实验。仿真结果表明：装有磁流变液缓冲吸能装置的汽车整车变形和最大碰撞力明显减小，可以有效减小对人员的伤害，提高汽车的被动安全性。

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非对称径向转向架曲线通过性能分析

谢钦，史炎，马卫华

2016, 36(6): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.018

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提出一种非对称径向转向架方案，分析了非对称径向转向架的受力特性和导向原理。使用Simpack建立相同参数的对称径向转向架、非对称径向转向架以及常规转向架动力学模型，分析了非对称径向转向架通过左、右曲线的动力学性能、三种转向架的曲线粘着利用率以及牵引力对三种转向架曲线通过性能的影响。仿真结果表明：非对称径向转向架在通过左、右曲线时具有很好的对称性；非对称径向转向架和对称径向转向架在干燥和湿滑的曲线轨道上运行时具有基本一致的黏着利用率，而在R700 m以下的小半径干燥曲线轨道上，两种径向转向架的粘着利用率高于常规转向架；随着曲线半径的增大，两种径向转向架的第一轮对摇头角和后轴轮轴横向力显著小于常规转向架；对于运行在不同的曲线半径下，两种径向转向架的脱轨系数和整车磨耗功率都优于常规转向架，由此可以得出，非对称径向转向架具有和对称径向转向架一样优于常规转向架的曲线通过性能。

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民用航空涡扇发动机静态喷气噪声预测

闫国华，邓波

2016, 36(6): 97-100. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.019

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喷气噪声是发动机主要噪声源之一，其大小直接影响到飞机的适航取证。由发动机静态噪声数据可以预测飞机飞行噪声级，提前了解飞机噪声的适航性，从而避免进行试验测量，达到节省时间和成本的目的。通过研究STONE喷气预测模型，提出民用航空涡扇发动机喷气噪声预测方法，并开发相应的Matlab预测程序。利用该程序预测C919客机主发的竞争发动机——CFM56-7B的喷气噪声，分析其噪声指向性以及频率特性，并与实验数据对比，验证此预测方法的准确性。

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轨道交通振动传播规律与减振措施研究进展

黄微波，杨阳，冯艳珠，张晓丽，吕平

2016, 36(6): 101-105. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.020

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城市轨道交通引起的环境振动与噪声问题日益严重，越来越受到人们的重视。综述振动传播规律和常用减振降噪措施，总结当前研究存在的问题并提出相关建议。地铁诱发的地面振动存在一个振动放大区和一个主要响应频带，对建筑物的影响主要是低频振动且以竖向振动为主。从源头采取减振措施是最直接最有效的方法，主要是在车辆和钢轨两方面采取措施。目前研究最多的是从振动传播途径采取措施，包括各种扣件减振、道床和轨道减振、隧道结构减振以及各种隔振技术。对于特殊的建筑和仪器，可以采取受振对象保护措施，包括设置隔振基础、阻尼器、隔振基座和减隔振元件等。只有运用多种减振措施，才能起到综合减振的目的，从而减轻振动对环境的影响。

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风洞一维离散噪声ANC技术研究

顾正华，王飞，盖文，周平

2016, 36(6): 106-110. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.021

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风洞噪声不仅直接影响人们的身心健康，更重要的是较大的背景噪声还降低了风洞声学试验能力和试验精度，降低风洞噪声已成为风洞建设中攻关的关键技术问题。因此提出基于Fx-LMS自适应控制算法实现一维离散噪声主动控制，实验结果表明其能有效解决单波麦克风失匹配带来的误差，减小权系数变化对系统的影响，提高系统收敛速度；根据优化后的算法参数，在0.55 m×0.4 m声学风洞消声室进行管道噪声主动降噪实验，获得理想的降噪效果。

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机场单噪声事件评估方法改进研究

李东亚，胡荣，许跃凤，陈琳

2016, 36(6): 111-115. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.022

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为了提高机场噪声评估合理性，针对单噪声事件，基于航迹模拟仿真数据，通过实距计算、插值计算和修正计算绘制机场噪声动态等值线图和敏感点噪声变化图。考虑噪声动态变化结果，分析现有静态评估指标[Amax]不足，采用[SEL]指标并对噪声敏感点进行噪声补偿处理。最后以广州白云机场GYA方向进场为例，从地面和空间噪声的分布对比分析了现行评估指标和改进评估指标的评估结果。结果表明：现行[Amax]指标评估忽视了噪声累积，造成噪声结果偏小，改进[SEL]指标与[Amax]指标相比较，敏感点噪声值提高超过10 dB；改进[SEL]指标较[Amax]指标在各等级噪声所影响面积、体积方面均有所增加。

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拉索-磁致伸缩作动器系统PID控制仿真分析

王修勇，李建强，孙洪鑫，方聪

2016, 36(6): 116-120. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.023

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拉索的大幅振动给斜拉桥安全运营带来威胁，利用磁致伸缩作动器施加轴向控制力抑制拉索横向振动是一种可行的方法。首先建立磁致伸缩作动器动力学模型，得到了该作动器力-位移传递函数，然后提出拉索-磁致伸缩作动器系统PID控制算法，根据拉索振动幅度大小通过调节PID控制参数，来施加轴向控制力，达到对拉索的控制效果。最后针对自由振动、简谐激励、随机激励三种情况用PID控制算法对拉索-磁致伸缩作动器系统进行了拉索控制效果仿真分析。研究表明，PID控制算法对拉索振动具有很好的控制效果。

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楼内配变室砼地板结构振动声辐射分析

徐禄文1，梁林2，高芳清2，吴祺2

2016, 36(6): 121-125. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.024

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楼内配变设备（例如变压器）工作时会引起与之相连的混凝土地板振动，并通过传递引起其它结构振动，这些振动会产生结构声辐射现象。对此进行分析为楼内配变室结构传声研究的一部分工作，假定砼地板四边固支并适当考虑地基的弹性作用，采用Hamilton方程和振型叠加法对地板的振动位移方程进行了推导与求解，并据此对地板的结构声辐射进行研究。其中注意到振动模态对结构声辐射功率贡献的非独立性，计入结构振动模态耦合项的影响，对地板的结构声辐射效率与声功率进行分析。

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无砟轨道-箱梁结构振动传递及参数影响分析

罗锟，雷晓燕，曾少辉

2016, 36(6): 126-130. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.025

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随着高架桥梁在轨道交通中的广泛应用，轨道交通引起的桥梁结构振动与噪声问题越来越引起人们的关注。以常见的无砟轨道-箱梁结构为研究对象，考虑常用的扣件、桥梁支座及CA砂浆性能参数，基于轨道和桥梁振动理论建立钢轨-轨道板-CA砂浆层-基座-桥梁系统空间实体振动分析模型，以轨道和桥梁结构的位移导纳为考核指标，分析振动在无砟轨道-箱梁结构中的传递，研究各关键参数对振动衰减的影响。计算结果表明：高速列车运行引起的10 Hz以内的低频振动衰减较慢，10 Hz以上的振动随着频率的增加衰减速度逐渐加快；桥梁腹板10 Hz以内的横向振动幅值约为竖向振动的10 %，10 Hz以上两者振动水平相当；桥梁支座对桥梁结构低频振动有一定减振作用，而弹性扣件对中高频的桥梁结构振动有减振作用，CA砂浆层刚度对桥梁结构的振动影响较小；低刚度扣件减小桥梁振动的同时，会加剧较高频率的钢轨振动。计算及分析结果可为高速铁路桥梁结构的减振降噪设计提供参考。

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基于车桥耦合的高架槽形梁结构噪声影响分析

曾峰，刘林芽，吴宇鹏，宋瑞

2016, 36(6): 131-135. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.026

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为了探讨列车通过轨道交通高架槽形梁时诱发的结构噪声，以某拟建30 m轨道交通槽形梁为研究对象，建立车桥耦合系统振动分析模型以及槽形梁结构声辐射有限元/边界元模型。采用多体动力学软件Simpack建立列车的空间动力学模型，采用有限元软件Ansys建立槽形梁有限元模型，基于Simpack和Ansys相结合的联合仿真方法，获取轮轨激振力。在计算列车荷载作用下槽形梁结构振动响应的基础上，采用有限元-间接边界元耦合声学分析法，探讨底板厚度以及腹板高度对槽形梁结构噪声的影响。研究结果表明：底板厚度的增加可以降低槽形梁梁体正下方的结构噪声，但并非越厚越好，底板厚度对结构远声场有一定程度的影响，但降噪效果不明显；腹板高度的变化使槽形梁结构噪声辐射衰减方向有所改变，桥梁腹板两侧噪声辐射衰减速度较快；桥梁底板正上方的结构辐射噪声最强区域有缩小趋势；分析结果可为轨道交通槽形梁结构减振降噪优化设计提供一定的理论参考依据。

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上海地铁荷载作用下邻近建筑物振动响应分析

高广运1, 2,陈娟1, 2，朱林圆 3

2016, 36(6): 136-141. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.027

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为进一步了解上海地区地铁运行所引起的临近建筑物振动情况，根据上海实际地层剖面建立隧道-土体-建筑物相互作用三维有限元数值模型，分析地铁运行所引起的相邻建筑物各层水平和竖向振动变化规律。其中，列车荷载由三质点振动模型求出并施加于轨道上。同时对列车运行速度、建筑物与隧道距离及建筑物楼层数等因素对振动幅值的影响进行分析。结果表明，同一建筑物内竖向振动随层高基本不变，水平向振动先减小后增加，顶层有明显的振动放大现象；建筑物各层的振动随列车车速的减小、与轨道中心距离的增大和楼层数的增大而减小；但随着楼层数的增加，建筑物各层水平向振动放大现象也更明显。

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基于SVD的EMD模态混叠消除方法

张小明1，唐建1，韩锦2

2016, 36(6): 142-147. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.028

摘要 ( )

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为了改进EMD中模态混叠的缺陷，提出一种基于SVD的模态混叠消除方法。SVD有两个特性，一是每个频率成分对应两个大小相当的奇异值；二是各频率成分经分解得到的奇异值大小与该频率成分的振幅呈正相关。该方法根据信号中主要频率成分构造出一组与原信号频率相等、幅值与原信号振幅成整倍数的正弦信号，并与原信号叠加后对叠加信号进行SVD分解，然后成对选取分解得到的奇异值重构出一组信号，依次减去前面加入的对应频率的正弦信号即可得到分解结果。实验表明，对于EMD分解模态混叠现象严重的信号，该方法能够进行有效消除模态混叠。

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基于模态分布表的数控车床切削振动诊断分析

赵峰

2016, 36(6): 148-153. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.029

摘要 ( )

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为了建立批量型数控车床准确的模态分布表，跟踪记录十余台套车床装配过程中的工艺信息，同时运用动态测试手段获取了装配序列的每组模态参数。总结该型机床的模态分布表，分析出整机中部件结构和装配工艺对整机动态特性的贡献量。对该型机床在各种切削状态下出现的振动问题进行归类，按照振动谱系的振幅特征其可以分为两类：精加工状态下出现的微振动和粗加工状态下出现的强振动。通过多台套机床的加工试验分析发现：精加工状态下，只有部分机床出现这类微振动问题，判断是装配环节的差异性引起的；粗加工重切削状态下，所有的机床都出现了切削振纹现象，判断可能是部件结构或结合面的装配工艺引起的。对照模态分布表，可以诊断出装配序列工艺信息中对微振动影响较大的环节，同时可以分析出部件结构或结合面工艺引起强振动的薄弱环节所在，根据诊断分析结论可对该型机床进行针对性的优化改进。

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LMD和时频熵在行星齿轮箱状态监测中的应用

丁闯，江鹏程，张兵志，冯辅周

2016, 36(6): 154-157. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.030

摘要 ( )

PDF(1381KB) ( )

随着行星齿轮传动在军用飞机、新型装甲装备及自行火炮中的广泛应用，研究行星齿轮箱的状态监测方法意义重大。以行星齿轮箱为研究对象，提出一种基于局部均值分解和时频熵的行星齿轮箱状态监测方法。首先利用局部均值分解方法自适应地将振动信号分解成若干个具有物理意义的乘积函数之和，然后对分解得到的各乘积函数进行Hilbert变换，得到信号的时频分布，最后使用时频熵算法计算行星齿轮箱不同运行状态的熵值，以此作为判断行星齿轮箱运行状态的依据。分析结果表明，局部均值分解和时频熵方法对于行星齿轮箱的状态监测非常有效。

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运用免疫遗传算法优化WNN诊断滚动轴承早期故障

陈法法1，陈保家1，程珩2，杨晶晶1

2016, 36(6): 158-163. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.031

摘要 ( )

PDF(1871KB) ( )

针对滚动轴承早期故障特征与故障类别非线性难以有效辨识的问题，设计一种基于免疫遗传算法优化小波神经网络（wavelet neural network，WNN）的滚动轴承早期故障诊断模型。首先对滚动轴承的早期振动故障信号进行EEMD分解，提取分解后的IMF分量能量作为小波神经网络的输入特征向量，采用免疫遗传算法优化小波神经网络的初始权值向量和阈值向量，加快小波神经网络的收敛速度，提高其训练精度。实验结果表明，基于免疫遗传算法优化小波神经网络的早期故障诊断模型可以有效应用于滚动轴承的早期故障诊断中，通过与传统故障诊断方法对比分析，验证了该模型的有效性和优越性。

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0.5谐次相位在非均匀发火柴油机故障定位上的应用研究

袁扬1, 2，向阳1, 2，王帅1, 2

2016, 36(6): 164-168. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.032

摘要 ( )

PDF(1921KB) ( )

为探究非均匀发火多缸柴油机燃烧故障的诊断和定位方法，以轴系扭振理论为基础，首先分析非均匀发火柴油机谐波相位与发火间隔角的关系。接着基于AVL-EXCITE建立以50°/70°间隔发火的某V12柴油机轴系扭振集总参数计算模型，并设置不同负荷下各缸单缸失火故障，仿真计算其0.5谐次的相位和幅值，然后对该V12柴油机进行试验研究。仿真计算结果和部分缸失火故障试验数据的对比表明该V12机的0.5谐波相位以25°/35°交替转换，验证了理论分析的正确性。基于此提出根据0.5谐次幅值判断有无故障、A1缸基准相位差定位故障位置的故障诊断规则。

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黏弹性阻尼器硅油中气泡的存在对其阻尼性能的影响

杨伟新，王金舜，王平

2016, 36(6): 169-172. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.033

摘要 ( )

PDF(1244KB) ( )

为了研究某型直升机尾传动轴组件黏弹性阻尼器硅油中存在气泡对其阻尼性能的影响，分别对两种阻尼器结构进行试验，其中一种阻尼器硅油胶囊中硅油存在一定长度的气泡，另一种基本上没有气泡。通过振动台对带轴承支座的两种结构阻尼器进行激振，比较了两种阻尼器结构在相同激励下耗散能量的能力。同时为模拟阻尼器在直升机上的实际工况条件，还比较了两种阻尼器结构耗散能量的能力随载荷变化的情况。研究结果表明，黏弹性阻尼器硅油中存在气泡将会降低其阻尼性能。

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基于遗传算法的准零刚度隔振系统优化设计

蓝双，杨晓翔

2016, 36(6): 173-177. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.034

摘要 ( )

PDF(1490KB) ( )

针对一种准零刚度隔振系统，建立其力学模型，求得准零刚度条件，分析系统在平衡位置的刚度特性。根据系统特点，提出将无量纲刚度[K<1]所对应的位移区间长度作为优化的目标函数。建立优化数学模型，结合遗传算法，提出一套准零刚度隔振系统的优化设计方法。建立隔振系统的Adams仿真模型，仿真结果表明优化后系统的隔振性能有很大的提升，验证优化方法的有效性和可靠性。为此类隔振系统的优化设计提供思路和参考。

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冰箱压缩机吸气消声器声学特性分析

韩宝坤，牛家鹏，闫成稳，鲍怀谦

2016, 36(6): 178-181. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.035

摘要 ( )

PDF(1433KB) ( )

采用在压缩机吸气端设置消声器的方法降低冰箱在运行过程中制冷压缩机所产生的噪声。采用Creo 3.0对压缩机吸气消声器进行三维建模，使用CATIA划分网格，运用LMS. Virtual. Lab对内腔无导流管的消声器进行声学传递损失计算。针对无导流管的消声器在压缩机主要噪声频段消声效果不稳定的特征，设计内腔方形导流管、内腔圆形导流管两种消声器，与无导流管消声器进行对比，发现导流管可以提高消声器的消声性能，而导流管的形状也影响消声器的消声性能，圆形导流管比方形导流管有更好的降噪效果。最后通过压缩机整体噪声测试实验，验证上述不同结构消声器在压缩机稳定工况时降噪的对比效果，得出圆形导流管消声器对于整机辐射噪声消声效果好的结论。

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部分穿孔管消声器声学性能有限元分析

温逸云，邓兆祥，张杨

2016, 36(6): 182-185. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.036

摘要 ( )

PDF(1358KB) ( )

穿孔管消声器因具有良好的声学性能和较低的压力损失而被运用于消除内燃机排气噪声。通过运用有限元法研究部分穿孔消声器穿孔率、插入长度、周向和轴向穿孔分布、扩张腔直径等设计参数对消声器消声性能的影响。得到如下结论:穿孔率增大、插入长度变短会引起低频共振峰向高频方向偏移；穿孔率增大、扩张腔直径减小都会引起有效消声频率范围的拓宽；穿孔的轴向、周向分布对消声器消声性能没有影响。

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舱筏系统中隔振器多向阻抗的辨识

孙巍1，徐时吟2

2016, 36(6): 186-191. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.037

摘要 ( )

PDF(1686KB) ( )

针对舱筏系统中的橡胶隔振器，构建由刚体质量块以及待测隔振器所组成的耦合系统模型。利用试验测得的系统整体及刚体质量块的导纳矩阵，采用子结构分解方法得到隔振器的多向阻抗矩阵。辨识结果与测试结果吻合较好，验证子结构分解法对隔振器多向阻抗辨识的有效性，为舱筏系统的精细化建模提供参考。

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站姿人体与轻质结构水平耦合振动单自由度等效模型参数研究

杨予，薛圣雅，蔡其茅

2016, 36(6): 192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.038

摘要 ( )

PDF(1546KB) ( )

给出了一种通过实验获得人与轻质结构水平耦合振动单自由度等效模型参数的方法。首先采用单自由度振动台对人与结构水平方向耦合自由振动位移时程进行测试，然后在推导出振动台水平振动阻尼比计算公式的基础上通过最小二乘法拟合得出人体等效自振频率和等效阻尼比。测试中考虑了人体正面与振动方向夹角分别为0度、45度和90度三种状态以及有无抓握扶手对测试结果的影响。分析结果表明，在结构/人体质量比约为0.25时人体等效自振频率在0.1 Hz～0.48Hz，等效阻尼比在0.05～0.39之间变化，当人双手抓握扶手时等效自振频率和等效阻尼比最大。

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轿车带内饰车身模态试验分析

谭继锦，戚东元

2016, 36(6): 197-201. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.039

摘要 ( )

PDF(1886KB) ( )

针对带内饰车身模态参数难以识别的问题，在结构线性度检验的基础上，分别采用频域识别和时域识别两种方法对某轿车带内饰车身进行模态试验。介绍了试验方案与信号采集技术，重点对识别方法进行比较研究，其中时域随机子空间法的较好应用效果为车身模态试验提供新思路。最后通过有限元分析与试验结果对比，验证了内饰车身建模分析的准确性，所确定的内饰车身模态参数为车身NVH性能分析奠定基础。

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某型车进气轰鸣问题研究

孙佳1, 2，周丹丹1, 2，罗恩志1, 2

2016, 36(6): 202-205. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.040

摘要 ( )

PDF(1587KB) ( )

某新开发自然吸气发动机车辆在加速过程中当发动机转速为2 000 r/min左右时车内存在轰鸣声，严重影响车内乘坐舒适性。运用道路试验分析、CAE分析等手段对噪声产生的原因进行研究，最终确定原因是进气系统压力波动导致空气滤清器振动，经由车身连接点至车内传递路径放大导致轰鸣噪声。通过优化进气系统压力波动，增加赫姆霍兹谐振腔，降低激励源，并在车身与空滤连接点增加橡胶垫片以衰减振动传递，使车内前后排噪声幅值各降低7 dB左右。

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车内空调压缩机异响的控制实验

常晶晶，丁康，李永焯

2016, 36(6): 206-210. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1335.2016.06.041

摘要 ( )

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某车型空调开启后，发动机转速升至2 400 r/min附近时车内产生明显的异响声。试验排除了压缩机本体振动过大、压缩机振动经空调管路放大的可能性后，通过传递函数测试及发动机悬置支架模态测试，确定右悬置支架的一阶固有频率与压缩机在该工况下的工作频率耦合产生共振，是导致车内产生异响声的根本原因。通过改进支架结构提高其一阶固有频率，避开了常用转速下压缩机的工作频率范围。将改进后的悬置支架装车验证，结果表明车内异响得以明显改善。这种研究方法对改善同类汽车异响问题具有重要的实际意义。

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