噪声与振动控制

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2017, 37(2): 0-1.

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转子系统振动特性演化规律研究

花纯利1, 2，曹国华2，冯世哲2，刘后广2

2017, 37(2): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.001

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基于碰摩理论建立Jeffcott转子系统动力学模型，基于现代非线性动力学和分叉理论对转子系统进行深入分析，确定周期无碰摩响应的边界、碰摩运动的边界及其稳定性边界。对系统参数阻尼比和偏心率对转子系统振动响应特性随旋转速度演化规律的影响进行详细分析，得到不同振动响应演化方式在阻尼比和偏心率参数平面上的分布，给出各种转子系统响应特性随旋转速度的演化规律。分析结果有助于更好地理解转子系统的无碰摩周期运动、同频全周碰摩运动、局部碰摩运动、反向涡动失稳以及跳跃现象等动态响应特性和系统参数之间的关系。

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压电悬臂梁机电耦合系统的建模及动力学特性分析

张梦倩，宋汉文

2017, 37(2): 7-12. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.002

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基于压电能量采集器中最为经典的压电悬臂梁模型展开研究。考虑悬臂梁的阵型信息和轴向应变分布，这导致与梁耦合的压电片的电边界条件复杂。分别基于

均匀电场分布和均匀电位移分布的两种不同电边界条件，深入探讨压电悬臂梁的机电耦合原理和耦合特性，并建立机电耦合系统的数学模型；在传统一阶能量采集电路的基础上，在电路中加入电感，建立二阶电路，并改进数学模型；对于加入电感后的模型，2阶电路可以与其耦合的n自由度机械系统共同构成一个n+1自由度系统，从而可对耦合系统进行系统整体的仿真分析，同时深入研究不同电路元件对系统采集效率的影响，发现电感的加入可极大提高系统能量采集效率。

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轴箱对轨道不平顺的响应及其可测性分析

方格，吴天行，彭志科，王誉蓉

2017, 37(2): 13-17. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.003

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轨道不平顺会加剧轮轨的动态作用，引起轮轨部件损坏、噪声等问题，一直是铁路维护工作的重点。考虑到维护的成本，对轨道不平顺程度的实时监测显得尤为

重要，其中轴箱加速度信号的二次积分是使用较多的方法。然而轴箱加速度包含的成分复杂，为了更深入地认识轴箱加速度的测量结果，建立多车轮与轨道相互作用模型，详细分析轨道不平顺激励下的轴箱与转向架的动态位移响应，重点关注轴箱响应对轨道不平顺的可测性，并给出了扩大测量频率范围的建议。结果显示：低频（长波长）情况下轴箱对轨道不平顺的响应接近理想，但是高频的位移响应受到多车轮耦合作用的影响，呈现很大的不确定性。

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双向正交加筋板声振响应解析方法研究

李生1，张安付2，王真3，黎申2，游卓2

2017, 37(2): 18-22. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.004

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提出双向正交加筋板声振响应的一种解析计算方法。使用两种连续性条件，建立双向正交加筋板的耦合振动方程。利用二维傅里叶级数作为双向正交加筋板振动
位移表达式，将双向正交加筋板振动微分方程化为线性方程组，求解获得双向正交加筋板的模态特性以及加筋板稳态声振响应，并通过了现有文献数据和有限元方法的验证。通过进一步的参数分析，研究加强筋在板上的排布方式对加筋板声振特性的影响
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不同边界条件下由阻尼材料所制振动梁仿真计算

郝敏，苏正涛，裴高林，王辰，陈高升,张浩

2017, 37(2): 23-27. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.005

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根据不同边界条件下振动梁的模态测试结果确定了振动梁振型和材料损耗因子，再由谐响应计算得到振动梁激励点和端点峰值、材料损耗因子，比较两种结果的

差异，最终发现振动梁试样一端连接激振设备、另一端无约束（为自由端）、水平放置的实验方案最为合理。同时针对单个振动梁试样在测试频段内共振数据少的缺陷，采用改变试样长度、测试多组试样的方法加以规避。

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基于掘进机履带架焊接变形的履带动力学特性分析

高永新，樊昊

2017, 37(2): 28-32. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.006

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针对履带架焊接变形对履带行走动力学的影响，应用Ansys有限元方法，模拟履带架的焊接过程，求得履带架的变形量。在此基础上，采用集中质量法建立履带

的多自由度动力学模型，根据Bekker理论以履带与地面间的接触力为外部载荷，采用数值分析法求解履带架不同变形量对履带张紧力和振动的影响。仿真结果表明：焊接变形使履带板出现摆角变化，受此影响，履带架的焊接变形对履带行走动力学影响较大，变形越大张紧力越大，在履带板摆角为0.7 °时，驱动处的履带张紧力在44 kN至45.6 kN之间变化，波动剧烈。

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超磁致伸缩微振动电驱系统设计与实现

莫杭杰，杨斌堂，喻虎，曹逢雨

2017, 37(2): 33-37. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.007

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为了实现对超磁致伸缩驱动器的微振动进行实时精密控制，设计大功率程控电驱系统，包括恒流驱动电路和供电电路。首先，对该恒流驱动电路所采用的连续调

整型恒流源的原理进行研究。接着阐述该电路的具体设计以及元器件的选型。然后，详细介绍该恒流驱动电路的供电电路所采用的拓扑结构以及具体设计。实验结果表明：该大功率程控电驱系统输入的小电压信号与输出大电流信号的线性度为0.105 %，时漂为3 mA/h，频率可达500 Hz，并且驱动超磁致伸缩驱动器实现1 Hz和5 Hz的正弦输出，基本满足了驱动超磁致伸缩微振动的高精度、高稳定性、高集成度的要求。

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基于模态动力学的离心风机振动特性数值研究

张元禄，南国防

2017, 37(2): 38-41. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.008

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采用数值方法研究离心风机在流体激励力和叶轮离心力共同作用下的结构响应。离心风机在运行过程中的振动主要由流体激励力和叶轮离心力引起，传统的分析

方法很难准确地模拟和预测这种流固耦合振动。首先模拟离心风机内部三维非定常流场，然后将流场分析得出的流体激励力施加到风机叶轮上，采用模态动力学方法对离心风机进行振动响应计算。研究叶片数和前盘厚度两种结构参数对离心风机振动特性的影响。结果表明，存在最佳的叶片数和前盘厚度值，使得离心风机达到较好的减振效果；增加前盘厚度有利于提高叶轮强度，但是随着前盘厚度的增加，系统振动越来越强烈，因此在叶轮设计时应充分考虑叶轮强度以及风机整机振动性能以确定最佳叶轮结构。

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叶型改进对离心通风机内部气动激励影响机理的数值分析研究

丁可金，王强，王璐,吕亚

2017, 37(2): 42-46. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.009

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叶片是离心通风机核心部件，为研究叶型改进对离心通风机振动的影响，对某型离心通风机进行气动激励的仿真计算；通过定常计算，发现叶型改进能够推迟流

动分离，减小诱发振动的激励因素；通过非定常计算，发现叶型改进对离心通风机气动激励的影响主要体现在压力脉动的改善，尤其是叶频脉动的降低；用计算分析结果对通风机振动变化进行预估，样机试验结果表明，叶型改进能够降低叶频振动，同时也表明气动激励分析可为通风机低噪声改进效果提供判断依据。

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星箭解锁分离装置中摆臂的动力学分析

蒋青飞1，徐洋1，岳洪浩2，汪国元1，钱如峰1

2017, 37(2): 47-52. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.0010

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在非火工甚低点式星箭解锁分离装置工作过程中，要求星箭分离在很短的时间内完成以及避免在星箭分离过程中产生较大的冲击力对其他重要的敏感元器件造成

损害，因此在星箭解锁分离装置中摆臂旋转时间及由其与圆柱壳体碰撞产生的碰撞力对于整个分离过程的影响是不可忽略的。主要通过运用动力学及Herz接触理论对星箭解锁分离装置中一级摆臂、二级摆臂进行动力学建模及分析，运用数值分析软件对模型进行仿真计算，得出摆臂旋转时间和碰撞冲击力的仿真曲线，并通过实验验证理论模型的正确性；仿真分析结果与试验结果对比表明数据规律一致性较好，计算结果具有较高的可信度。

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导弹多点激励振动试验系统动力学仿真

王肇喜1，王海东1，王国顺1，仇原鹰2，陈燕云2

2017, 37(2): 53-56. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.011

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基于一种闭环控制方法，对导弹多点激励振动试验系统进行动力学仿真。通过对整个系统进行合理简化，利用MSC. Patran/Nastran有限元软件对振动试验系统

进行模态分析及随机振动分析。最后，计算出各控制点的振动加速度响应谱。结果表明，试验结果与仿真结果基本一致，验证了计算机动力学仿真的正确性。

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汽轮机-行星齿轮减速器耦合动力学特性分析

王志强1，荆建平1, 3，王冠洲2，陈昌敏1

2017, 37(2): 57-61. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.012

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大功率齿轮箱是船舶轮机系统的重要设备之一，汽轮机通过齿轮箱将动力输出，齿轮系统与转子系统耦合在一起。为研究齿轮的啮合与振动对转子系统动力学特

性的影响，针对某船舶动力系统，利用有限元法分别建立转子系统与转子-齿轮耦合系统的动力学方程，考虑齿轮系统的时变啮合刚度，求解并对比两种模型的振动特性。计算结果表明，齿轮的振动会降低转子系统的支撑刚度，使转子系统的临界转速降低，并增大振动响应幅值。另外，齿轮啮合刚度的时变性引起的振动属于参激振动，这种高频激励会传递到转子上。为了更精确计算整个轮机转子轴系动力学特性，需要考虑与转子相耦合的齿轮系统的振动。

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转子与泵体间隙对转子泵性能影响的数值模拟

陈作炳，邹远志，江智，戴冕

2017, 37(2): 62-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.013

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转子泵是一种容积式泵，由于其具有机构简单、使用寿命长、维护简单等优点，现在已经被广泛运用于生活污水、城市污泥、高黏度液体甚至是固液两相流的处
理行业中。但是实际生产制造过程中，转子曲面与泵体之间的间隙依据经验设计，没有进行过具体的数据分析。在分析圆弧型三叶型凸轮转子泵线型的基础上，建立凸轮转子泵的二维模型，利用Fluent数值分析软件，分析不同转子与泵体间隙下，转子泵部流场的分布状态，得到端面间隙对三叶型凸轮转子泵性能的影响规律。仿真结果分析表明：转子与泵体间隙对三叶圆弧型凸轮转子泵的容积效率有一定的影响。

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锥柱组合结构水动力噪声试验研究

沈喆1，王雪仁2，缪旭弘2，庞福振1, 2，马建强1

2017, 37(2): 67-69. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.014

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开展锥柱组合结构水动力噪声试验，研究不同流速情况下结构的水动力噪声规律。基于重力式水洞试验场地，设计锥柱组合结构试验模型与水动力噪声测量试验

方案，开展锥柱组合结构水动力噪声试验，对比不同流速情况下锥柱组合结构水动力噪声特性，阐述流速对锥柱组合结构水动力噪声的影响规律；试验表明：在中低流速情况下，锥柱组合结构的水动力噪声较小；但随着流速的增大，其水动力噪声迅速增大；当来流速度达到8.59 m/s时，由于流体与模型产生的空化效应，锥柱组合结构在高频时的水动力噪声声源级增幅较大。

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吊挂设备对高速列车垂向舒适度影响

周春平1， 3，贺小龙2

2017, 37(2): 70-74. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.015

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为了研究设备的悬挂参数对车辆舒适度影响趋势，建立9自由度的车辆-设备刚柔耦合系统模型，得到车辆中部、构架上方三个参考点加速度频率响应函数表达式

，推导了参考点的舒适度计算公式，结果表明：车辆速度对舒适度影响明显，舒适度指标随着车辆速度增加而增加，且在设备悬挂于车体中部时车体端部垂向舒适度比中部大。基于隔振理论选定设备悬挂频率研究范围为5 Hz～12 Hz，计算发现设备悬挂频率的变化对车体参考点舒适度影响较小。同时选定设备悬挂连接点位置到车体前端距离le1的变化范围为6.5 m～21 m，结果显示悬挂位置靠近车体中部时，车辆中部和构架上方舒适度均减小，车辆也能获得良好的乘坐舒适性。最后计算车辆时速为200 km/h时三个参考点的加速度有效值，发现构架上方加速度有效值略大于车体中部，且悬挂设备越靠近车体端部，车辆中部加速度有效值越大，这种现象在10 Hz以内最为明显，随着频率不断增大，不同悬挂位置对中部加速度有效值影响逐渐减小。

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拖拉机驾驶室内异常噪声分析与控制

张敬涛，周以齐

2017, 37(2): 75-79. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.016

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针对出口欧洲的国产某型号拖拉机驾驶室内存在的异常噪声问题，提出利用频谱分析对异常噪声特性进行辨识，并利用壁板贡献度分析对引起异常噪声的主要机

构进行排序，通过理论分析结合测试试验，为拖拉机驾驶室降噪措施的制定提供了有效的参考意见。经工程实践验证，所提方法可以有效消除驾驶室内异常噪声，同时降低驾驶员耳旁噪声2 dB(A)，具有一定工程应用价值。

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基于OTPA方法的挖掘机驾驶室结构噪声源识别

齐全1，周以齐1，崔文玲2

2017, 37(2): 80-84. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.017

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工况下传递路径分析方法（OTPA）是在传统TPA方法的基础上改进而来的。目前OTPA方法已经广泛应用于工程机械领域振动信号之间的传递特性分析中，而在振动和噪声信号之间的应用较少。应用OTPA方法,以发动机振动为主要激励源进行分析，研究某型液压挖掘机的驾驶室耳旁结构噪声，并采用奇异值分解技术对输入信号进行处理。通过对比合成信号和实测信号，验证OTPA方法的有效性。通过各路径的噪声贡献分析，对降噪措施提出建议。

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敷设阻尼加筋外地板结构振动声辐射特性研究

张丰收1，沈火明2，张文正1，吕稀1，宋海洋1，熊夫睿1

2017, 37(2): 85-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.018

摘要 ( )

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结合声学分析软件建立高速列车加筋外地板结构有限元模型，研究阻尼材料对加筋外地板声辐射特性的影响，并探究面板厚度、结构阻尼系数和阻尼材料对外地

板隔声量的影响。研究结果表明：敷设阻尼层能够有效抑制外地板的声辐射，但不是越厚越好；增加面板厚度及结构阻尼系数能够提高外地板的隔声量；阻尼层厚度存在临界值，此时外地板隔声量最大。加筋外地板敷设树脂类阻尼且增大结构阻尼系数，声学性能较理想。

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涡扇发动机风扇静态噪声预测

闫国华，陈柏瑞

2017, 37(2): 91-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.019

摘要 ( )

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发动机风扇是涡扇发动机最主要的噪声源之一，其产生的机理是气体在高速旋转的叶片之间流动，引起强烈的宽频噪声和单音噪声。利用Matlab软件编程实现

Heidmann大风扇修正噪声模型，对某型大涵道比涡扇发动机风扇静态噪声进行预测。建立该发动机风扇噪声数据库，通过基于1/3倍频程频谱的声压级和感觉噪声级来分析噪声预测结果。

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某混合动力汽车非稳态车内声品质评价研究

华敏相，左言言，吴赛赛

2017, 37(2): 95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.020

摘要 ( )

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针对某混合动力汽车非稳态工况下的车内声品质评价进行研究。采集该车内不同位置、不同驱动模式以及不同车速情况下的车内噪声样本，对不同的非稳态工况进

行客观参量分析，得出电机单独驱动模式下可以用尖锐度评价非稳态车内声品质、混合驱动与发动机单独驱动模式下可以用响度评价非稳态车内声品质的结论。基于BP神经网络模型，进行基于心理声学客观参量与临界频率带解析小波分解的非稳态车内声品质评价，预测结果表明后者的预测效果优于前者，且稳定性较高。

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儿童安全座椅低频振动的仿真与优化设计

胡启国，王宇谦

2017, 37(2): 101-106. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.021

摘要 ( )

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为降低儿童安全座椅低频振动对儿童乘坐舒适性的影响，建立六自由度汽车与安全座椅动力学模型。利用Matlab/Simulink模拟汽车在B级路面以20 m/s速度行驶的工况，分析车辆和座椅的振动情况。建立优化目标泛函，为保证结果的客观性，采用层次分析法（AHP）确定优化泛函的各项加权系数。采用拉丁超立方抽样进行被动减振优化，采用LQG线性二次调节器进行主动控制，用这两种方法来实现乘坐舒适性的优化。对比仿真结果可以得出被动控制对低频处的共振峰值衰减没有效果，而主动控制在4 Hz、 7 Hz、10 Hz、12 Hz、15 Hz处与初始值产生的共振峰值相比有明显的衰减。两种实验得到的安全座椅垂直振动加速度均方根值表明，被动减振优化值比初始值降低了78.9 %，主动控制情况下比初始值优化了60.5 %。

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涡声理论在汽车A柱气动噪声优化中的应用

王毅刚，黄晓胜，危巍，杨志刚

2017, 37(2): 107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.022

摘要 ( )

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涡声理论表明气流流动产生的噪声主要取决于声源项涡量与速度叉乘项的散度的强弱。基于涡声方程，通过分析汽车A柱附近流场中速度、涡矢量以

及两者间夹角正弦值等物理量与气动噪声之间的关系，找到了影响A柱气动噪声的主要气动参数。研究表明，A柱区域气动噪声声压级与流场中速度和涡矢量的

叉乘变化规律一致，进一步分析涡量、速度以及两者夹角正弦值等三个流场气动参量发现，三者中绕A柱轴向的涡量对噪声的贡献量最大。据此，通过在A柱

上沿涡量方向加装扰流条可以有效控制A柱区域气动噪声；其中，增加16个扰流条的措施，可使前侧窗表面噪声最大降低4.2 dBA，对测点声压级的频谱分析表

明该方法在较宽的频段内均有降噪效果。

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降低飞机边线有效感觉噪声级的方法研究

杨宗耀，闫国华

2017, 37(2): 113-116. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.023

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为了使新飞机能够满足越来越严格的噪声适航审定要求，需要降低飞机三个噪声测量点的有效感觉噪声级。以边线噪声测量点为研究对象，研究飞

机边线有效感觉噪声级的影响因素，提出降低飞机边线有效感觉噪声级的方法。采用飞机边线噪声预测算法进行方法有效性验证，结果表明增大发动机涵道

比、减小飞机起飞推力并增加机翼面积是一种可行的降低飞机边线有效感觉噪声级方法。

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电梯系统垂直振动减振策略分析

常娜，何伟，李志豪

2017, 37(2): 117-120. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.024

摘要 ( )

PDF(1466KB) ( )

以1:1的曳引式电梯为研究对象，针对曳引机转子偏心引起的垂直方向共振进行研究，建立电梯系统动力学方程，应用Matlab编程求解出系统各阶固

有频率的变化范围，发现当电梯运行至30 s时系统固有频率与曳引机激振频率非常接近，针对该问题提出了一种通过减小橡胶隔振垫的刚度系数来改变系统

固有频率的方法，然后用相同刚度系数的橡胶弹簧替换橡胶隔振垫，仿真结果表明改进后的电梯系统固有频率与曳引机激振频率一直都不会相同，有效地防

止了共振的发生，证明该减振策略有效。

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温度对敷有阻尼层的铝型材声学性能的影响

陈沛1，沈火明1，张捷2，肖新标2

2017, 37(2): 121-126. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.025

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为了研究温度变化对敷有黏弹性阻尼层的高速列车车体铝型材结构声学性能的影响，建立高速列车车体铝型材隔声和振动声辐射计算模型，其中100

Hz～500 Hz中低频段采用混合有限元-统计能量分析法（FE-SEA），630 Hz以上高频段采用统计能量分析法（SEA）。基于试验测试数据，考虑黏弹性材料温

变特性对其杨氏模量和阻尼损耗因子的影响。通过数值模型，研究不同温度条件下铝型材隔声量及振动声辐射性能的变化，分析温度对敷有阻尼层的铝型材

声学性能的影响。结果显示：温度的影响主要集中在共振区及1 600 Hz以上的高频段。阻尼层在10 ℃～50 ℃环境中，即处于黏流态时对铝型材声学性能的

优化作用较好，但在10 ℃以下环境中敷设阻尼层的降噪效果将有所减弱。

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基于层次分析法的森林公园风声景评价研究

洪昕晨，林洲瑜，池梦薇，张薇，朱里莹，兰思仁

2017, 37(2): 127-130. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.026

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以福州国家森林公园为例，应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process)，通过3个准则层因素和17个指标层因素探究影响森林公园风声景感受

的景观指标。结果表明：在准则层的重要性排序中，植被群落结构因素>植物器官因素>建筑材质因素，所占权重分别为37.54 %、35.88 %和26.58 %。在指标

层的重要性排序中，隶属于准则层中植物器官因素的风吹树叶声的权重值远高于其他因子,占总权重的10.26 %，进一步说明叶作为植物的主要器官之一，在

风作用下产生的声景观感受的重要地位。有关结论为今后科学系统地开发、建设森林公园提供理论基础。

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基于香农采样定理的结构风振时域计算改进

张建，王国砚，王昊

2017, 37(2): 131-136. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.027

摘要 ( )

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基于同步测点的风压时程数据的响应计算有两种方法：时域法和频域法，它们得到的结果存在一定的差异。针对如何改善时域算法的精度进行研究

，提出基于香农采样定理对风压时程数据进行加密的方法。将此方法运用到一个有解析解的两自由度结构算例和一个实际工程算例中，对采样数据量和采样

频率都一定的荷载时程数据进行香农插值加密；分别采用插值加密之后的数据与未插值加密的数据进行计算，得到频域和时域结果。通过计算结果的比较得

到以下结论：荷载时程数据相同的情况下，对于风致振动响应，频域计算的结果一般比时域计算更精确，时域计算的误差主要由高频部分的误差引起；运用

香农采样定理，对已采得的数据进行插值加密，频域计算精度基本不变，但时域计算精度能得到提高。

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基于ASTFA和SDEO解调的行星齿轮箱故障诊断方法

程军圣，杨兴凯，李宝庆，杨宇

2017, 37(2): 137-142. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.028

摘要 ( )

PDF(1937KB) ( )

针对行星齿轮箱故障信号的调制特点，提出基于自适应最稀疏时频分析(Adaptive and Sparsest Time-Frequency Analysis，ASTFA)和对称差分

能量算子(Symmetric Difference Energy Operator，SDEO)相结合的解调方法，用于提取故障信号的瞬时幅值和瞬时频率信息。采用ASTFA方法分解行星齿

轮箱故障信号，得到若干个单分量信号，采用SDEO进行解调，得到各单分量信号的瞬时幅值和瞬时频率，并计算得到包络谱。采用该方法分析行星齿轮箱故

障仿真信号和故障实际信号，结果表明，该方法能准确地提取故障特征，实现行星齿轮箱故障诊断。

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基于FIR-EMD和改进SVM的铁路轴承故障诊断

贺志晶1，王兴2，李凯2，齐向东2，徐殊宁2，李冉2

2017, 37(2): 143-147. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.029

摘要 ( )

PDF(1842KB) ( )

针对铁路轴承故障难以有效识别的问题，提出了一种基于FIR-EMD和改进SVM的铁路轴承故障诊断方法。首先，对采集到的振动信号进行FIR降噪，再对降噪后的信号进行EMD分解,接着对分解后的信号构造IMF能量矩，最后将能量矩作为改进SVM的输入实现铁路轴承故障分类。实验结果表明该方法能有效地识

别铁路轴承故障类型。

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矿用轴流风机叶片异步振动频率获取方法

陈庆光，王超

2017, 37(2): 148-151. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.030

摘要 ( )

PDF(1410KB) ( )

对于矿用轴流式主通风机叶片振动在线监测系统，当叶片发生异步振动时，由于叶尖定时测振属于严重欠采样法，同时具有非均匀采样性，导致叶

片振动参数识别难度增加。针对该问题，提出轴流风机叶片异步振动频率的获取方法，即通过对轴流风机叶片振动位移序列进行傅里叶变换，求得叶片振动

的差频部分，再通过遍历法求得叶片振动的整频部分，取两者之和从而获得叶片的实际一阶振动频率。在对上述方法进行理论推导的基础上，针对一台矿用

轴流风机的叶片，通过数值仿真验证该方法的可行性和可靠性，为矿用轴流风机叶片异步振动在线监测系统的工程应用提供了理论分析方法。

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运用改进帝国竞争算法识别结构模态参数

邵永亮，常军

2017, 37(2): 152-157. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.031

摘要 ( )

PDF(1443KB) ( )

智能优化算法以其可在输入输出数据不完备且含噪声污染以及在系统刚度、质量等先验信息缺乏的情况下识别结构参数的优点，近些年来被广泛应用于参数识别。然而，智能算法识别结构参数时容易出现早熟收敛和陷入局部最优的问题，从而导致识别结果误差较大。帝国竞争算法(ICA)作为一种新颖的智能优化算法，在结构参数识别中也同样存在这类缺陷。为此提出一种融合粒子群优化算法(PSO)全局最优思想的改进帝国竞争算法，并将其运用于结构模态参数识别中。五个标准测试函数的测试结果表明，改进帝国竞争算法的性能优于传统帝国竞争算法。最后通过不同加噪环境下简支梁结构的算例分析，进一步验证改进算法可以有效克服寻优过程中早熟收敛、误差较大的缺陷，并且具有良好的抗噪性。

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某型发动机减速器齿轮毂裂纹故障研究

程礼1，2，李思路1，郭立1，屈轲1, 高君宇1，巩孟林1

2017, 37(2): 158-162. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.032

摘要 ( )

PDF(1854KB) ( )

针对某型发动机减速器出现的齿轮毂裂纹故障，基于UG建立减速器齿轮传动系统的实体模型，对减速器一级齿轮毂进行柔性体仿真，采用弹簧模拟齿轮毂花键之间的弹性力作用，通过改变弹簧刚度的方法模拟一级齿轮毂存在故障时的状态，对比研究处于正常状态和带有裂纹齿轮毂故障状态的发动机减速器各部件的动态响应，发现故障状态下减速器各部件振动量明显增大，由此确立将振动量作为故障监测特征量的思想。利用所设计搭建的整机振动测试系统对10台次发动机振动状态进行测试，对比研究两种状态下减速器在其特征频带上的振动量大小，结果表明故障状态下振动量明显大于正常状态，从而验证仿真计算的正确性。

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运用BP-AdaBoost模型识别随机车载作用下大跨斜拉桥拉索损伤

谭冬梅，谢华，陈杰，瞿伟廉，查大奎

2017, 37(2): 163-167. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.033

摘要 ( )

PDF(1294KB) ( )

为了有效地进行大跨结构的损伤识别，提出随机车载作用下利用BP-Ada Boost (Back Propagation neural network，Adaptive Boosting)模型对大跨斜拉桥拉索进行损伤识别的方法。该方法首先依据交通调查数据，建立随机交通荷载模型，再运用提升框架，对结构损伤前后的振动测试信号进行提升小波包分解，将小波包信号分量能量累积变异值作为特征值，识别斜拉索损伤位置，然后以此建立BP-AdaBoost 模型，利用AdaBoost算法和BP神经网络相结合的方法对大跨斜拉桥拉索的损伤程度进行识别，并研究噪声对该算法的影响。数值分析结果表明，该方法有较强的抗噪声干扰能力，在随机车载作用下，运用BP-AdaBoost模型能够有效识别大跨斜拉桥拉索损伤。

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一种新型液压管道抗振支承研究

熊宇1，张怀亮1, 2，彭欢1

2017, 37(2): 168-172. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.034

摘要 ( )

PDF(1301KB) ( )

根据管道减振原理，设计一种新型管道液压抗振支承。该液压管道支承通过弹簧、弹簧片对振动能量进行吸收，并具有结构简单、安装方便的优点。建立振动环境下液压管道振动的数学模型，通过仿真分析安装抗振支承前后管道应力的波动响应，并进行实验验证。结果表明：该抗振支承能有效减小管道应力和流体波动，减振后管道应力最大值和流体压力平均波动幅值分别减小了14.80 %、40.49 %，有关结论能为在基础振动环境下的管道抗振提供一定的依据和参考。

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一种新型双腔隔振器动力学特性仿真与试验研究

周俊辉1，陈前2，李方硕3

2017, 37(2): 173-177. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.035

摘要 ( )

PDF(1416KB) ( )

双腔液固混合介质（SALiM）隔振器是一种适用于低频重载隔振的新型隔振器，它由主腔室、附加腔室、连通管道以及油液和波纹管弹性单元体组成的液固混合介质构成。根据连通管道中流体运动的动量方程建立隔振器非线性动力学模型，将非线性流体阻尼线性化，得出系统的等效刚度和阻尼表达式。理论分析和仿真结果表明，系统的等效刚度和阻尼具有复杂变化特性。连通管道内部油液流动受到流体阻尼力、管道内部液柱惯性力的综合影响，系统等效刚度可能会出现渐软、渐硬、振荡等复杂特性。运用MTS试验机测试隔振器在简谐位移激励下的刚度和阻尼特性，并搭建隔振试验系统。试验结果较好地验证了理论分析和仿真计算所得结论，为下一步的工程设计奠定了基础。

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双出杆磁流变阻尼器设计与性能分析

周炎，朱炜，芮筱亭，魏慜

2017, 37(2): 178-181. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.036

摘要 ( )

PDF(1578KB) ( )

基于磁流变液的流变特性，设计应用于减振系统的双出杆磁流变阻尼器，详细讨论了双出杆磁流变阻尼器设计过程中主要构件参数的确定以及磁路尺寸计算。通过Work bench有限元软件对饱和磁路问题进行分析，表明活塞轴心区域和磁流变液工作区域的磁路基本同时饱和，验证了设计尺寸的合理性，从而提高阻尼器的工作效益，获取较大出力。基于Bingham模型，将实验测试得到的力学性能数据与理论计算数据进行对比，结果保持一致，验证了设计方案的可行性。

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声品质排气消声器的正向设计方法

刘志恩1，2，郭彩祎1，2，颜伏伍1，2，杜松泽1，2，肖生浩1，2，郭金2

2017, 37(2): 182-187. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.037

摘要 ( )

PDF(1803KB) ( )

为提升某乘用车急加速工况下排气噪声的运动感，通过控制排气噪声主要阶次声压级和能量配比从而达到改善排气声品质的目标。从典型消声器结构单元消声频率与阶次对应关系入手，推导典型消声单元传递损失与排气噪声的阶次相关性；基于某乘用车排气系统消声器模型设计四组正交组合方案，采用CAE方法研究抗性消声器结构对阶次噪声的影响规律，总结出排气噪声中四阶成分与六阶成分对扩张腔结构参数、四阶成分对共振腔结构参数、二阶成分对赫尔姆兹谐振腔结构参数变化敏感的规律。以此为依据正向设计消声器，实现排气噪声阶次成分调整。加工样件并进行排气噪声尾管试验，证明排气噪声阶次成分分布满足设计要求，主观感受声品质满足运动感目标。该研究可为消声器正向开发及声品质目标实现提供借鉴。

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参考模型寻优策略在半主动隔振试验中的应用

李方硕，周俊辉

2017, 37(2): 188-191. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.038

摘要 ( )

PDF(1465KB) ( )

针对一种新式的变刚度阻尼隔振器，利用NI软硬件平台，搭建半主动控制试验系统。提出一种RMBC（Reference model based control）控制策略，研究半主动隔振系统在线性扫频激励和随机组合激励下的工作特性。试验结果表明，对于扫频激励，半主动隔振系统可以有效地规避共振；对于随机组合激励，半主动系统可以根据当前工况选择最佳输出阻尼。半主动控制试验验证了RMBC控制律的有效性，同时发现一些潜在问题，可为下一步工程应用提供参考。

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城市轨道交通环境影响评价振动预测模型对比分析

曹宇静

2017, 37(2): 192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.039

摘要 ( )

PDF(1050KB) ( )

近年来，城市轨道交通发展迅速，在已经开通运营的线路中，地下线比重相当大，约占总线路长度的70%。地下线在运营过程中产生的环境影响主要为环境振动。因此，预测列车运营过程中产生的环境振动影响是地下线环境影评价的关键。通过系统地对比分析国家环境保护标准（《环境影响评价技术导则城市轨道交通》（HJ453-2008））和北京市地方标准（《地铁噪声与振动控制规范》（DB11/T 838-2011））中推荐的环境振动预测模型，结合地铁实际运营过程中产生的环境振动影响，分析这两种振动预测模型各自的优点和不足之处，为下一阶段国标和北京市地标的修订工作提出针对性的意见和建议。

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基于音圈作动器的大型柔性结构振动主动控制

安增勇1，吴成松2

2017, 37(2): 197-202. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.040

摘要 ( )

PDF(1882KB) ( )

大型环形柔性结构作为卫星天线的典型结构，由于其显著增大的天线口径有效提高了通信精确度，而使重量仅微小增加，已经成为大口径卫星天线的主流结构。同时它具有固有频率极低、阻尼弱、刚度小等缺点，低频、长时间的模态响应很容易被激起。因此，大型环形柔性结构的振动控制变得尤为重要。针对大型环形柔性结构振动问题，提出一种基于激光位移传感器、音圈作动器和PD-fuzzy控制算法的振动主动控制方法。其中，激光位移传感器能够测量的最小位移为0.01 mm，音圈作动器输出位移和力，基于激光位移传感器的反馈信号运用PD-fuzzy控制算法控制音圈作动器。建立大型环形柔性结构的有限元模型并分析其特性，同时构建试验验证系统。结果表明，该振动主动控制方法性能良好，能够控制大型环形柔性结构的超低频振动，而不会产生附加刚度。

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液压挖掘机动力系统振动分析与控制

俞松松，张影，刘兴鑫

2017, 37(2): 203-206. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.041

摘要 ( )

PDF(1632KB) ( )

针对某挖掘机主泵剧烈振动问题，应用拉格朗日方程建立动力系统的动力学模型，得到动力系统的刚体模态频率，通过分析排除刚体模态共振的可能。利用有限元方法，对比分析法兰厚度、主泵重心至法兰距离对动力系统结构模态频率的影响，对关键参数进行识别和优化。对优化前后主泵振动进行对比测试，发现振动有效值降幅达75.7 %，验证了理论建模、分析及测试方法的正确性。

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某乘用车车内噪声与方向盘振动分析与改进

杨家友1，张攀2

2017, 37(2): 207-212. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.042

摘要 ( )

PDF(1989KB) ( )

对某MPV样车（多功能乘用车）进行整车NVH测试，结果表明怠速工况下空调开启时的车内前排噪声和方向盘振动不满足设计要求。通过传递路径分析方法进行试验排查，发现该工况下，车辆前围板（膨胀阀安装位置）在发动机第4阶频率处振动异常是问题的主要原因。经过进一步验证，确定需对样车前围板进行结构改进。接下来通过有限元分析方法对前围板进行结构仿真优化，并在样车上进行优化后的试验验证。试验结果证实优化方案可行，车内前排噪声和方向盘振动得到有效控制。

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地球低轨道卫星天线在轨热致振动分析

祝尚坤1，何安琦1，刘杰1，张翔1，王耀霆2，李兵1

2017, 37(2): 213-216. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.043

摘要 ( )

PDF(1266KB) ( )

由于地球的频繁遮挡，当地球卫星在低轨道运行时，卫星的可展开天线会处在高低温交替的环境中，从而形成剧烈变化的温度场。剧烈的温度梯度变化会导致柔性较大的可展开天线发生热致振动，降低卫星全极化探测头部等关键部件的寿命。首先建立某型号卫星的物理模型，然后利用有限元法对其进行在轨时的空间瞬态热分析,得到可展开天线的温度场，将温度作为约束映射到结构仿真中，再在结构有限元模型上分析卫星的热变形，实现卫星天线热致振动的预测并为天线结构优化设计提供数据支持。对卫星模型进行热分析可以监测各时期的温度场以及预测有可能发生的热致振动，从而在不断优化设计的基础上避免这种不利的扰动。

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空调压缩机噪声控制研究

傅亮，夏博雯，黄磊，杨涛，罗竹辉，贺才春

2017, 37(2): 217-222. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.02.044

摘要 ( )

PDF(1356KB) ( )

针对某空调压缩机的噪声问题，开展系统的噪声控制研究。根据空调压缩机噪声产生机理，对压缩机进行噪声测试分析，针对其噪声特性开展噪声控制方案设计；对三种不同降噪方案进行SEA声学仿真分析，选择降噪方案二为最优降噪方案并实施，测试结果表明空调机组各测点的实际降噪量达3 dB(A)～6 dB(A)，其中，靠近压缩机的测点2降噪量为5.3 dB(A)，表明降噪方案有效。

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