噪声与振动控制

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2017-3封面、目录

2017, 37(3): 0-1.

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基于连接特性识别的子结构综合法

李志深，周华，李鸿光

2017, 37(3): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.001

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子结构综合法因其分块计算的特性，适用于由多单元组成的系统动特性的计算，但是对结构间连接的处理尚缺乏系统的分析和处理，而实际应用中，由于子结构之间的连接较为复杂，导致传统的机械导纳法计算结果准确性较低。考虑子结构综合法中连接单元特性对综合计算带来的影响，引入虚阻抗的概念，在结构综合计算中将连接单元对结构特性的影响以阻抗阵的形式引入进来，而连接单元的特性则根据整体单元及各个子单元的频响特性逆向推导所得，通过离散单元及弹性连续体单元模型验证考虑连接特性的综合方法在计算上的准确性，并将方法引入到铣刀动特性的预测中，通过设计实验验证了方法的可靠性。

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中高频大振幅垂向振动下的坐姿人体7自由度建模及实验

梁世豪，黄煜

2017, 37(3): 8-13. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.002

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建立合适的人体振动模型，预测人体在不同振动环境下的动力学响应和各部位振动的传递性，能够对建筑和交通工具内部的振动控制起到指导作用。到目前为止，大多数垂直振动下的人体多自由度模型都是针对较低频率（<20 Hz）和较小幅度（<1.5 ms-2）的振动环境，未必适用于较高频率（>20 Hz）和较大幅度(>1.5 ms-2)的垂向振动环境。为了准确地预测坐姿人体对中高频、大振幅垂向振动的动力学响应，建立垂向振动下坐姿人体的7自由度修正模型，并通过实验测试25名志愿者在4种不同加速度幅值（1.0 m/s2、1.5 m/s2、2.0 m/s2、2.5 m/s2）的宽带随机(2～100 Hz)垂向振动下的视在质量。实验结果表明，相比ISO标准规定的3自由度模型，所提出的7自由度修正模型能较准确地预测坐姿人体对大振幅垂向振动的动力学响应。

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环境激励下脉冲响应函数与相关函数的关系

于亮亮，宋汉文

2017, 37(3): 14-18. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.003

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单位脉冲响应函数中包含了系统所有的动力特性参数，提取系统的单位脉冲函数或频率响应函数是获取系统动态特性参数、进行系统辨识以及对系统进行健康监测与精确控制的前提。在受环境激励的系统中，由于激励无法直接测量，导致单位脉冲响应函数无法直接获取。在自然激励技术（natural excitation technique）的基础上，基于复模态系统的多输入多输出位移响应，讨论了环境激励下系统单位脉冲响应函数与响应的相关函数之间的关系。基于实模态系统并将质量矩阵进一步假设为对角矩阵，辨识出系统所受环境激励的强度分布。根据辨识的模态参数以及环境激励的强度，由响应的相关函数重构了系统的单位脉冲响应函数。最后通过仿真进一步验证了文中的结论。

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柔性基础准零刚度隔振系统全局性态分析

赵建学1，俞翔2，柴凯1，杨庆超2

2017, 37(3): 19-23. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.004

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以具有柔性基础的准零刚度隔振系统为对象，建立非线性隔振系统的动力学模型，并在大参数范围内分析其分岔特性。利用点映射方法并选取多个分析平面研究系统吸引子及其吸引域等全局特性，分析周期吸引子共存现象。研究表明，准零刚度非线性隔振系统随激励力幅值的变化呈现出非常复杂的动力学特性，多处出现吸引子共存现象，周期3运动的出现使得系统已经对初始条件具有了一定的敏感性。

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简谐激励作用下强非线性吸振器的能量转移效能

陈建恩1，刘军1，葛为民1，孙敏2

2017, 37(3): 24-30. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.005

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以单自由度主结构承受简谐激励作用时强非线性吸振器的减振能力作为研究对象，运用复变量平均法获得系统的慢变方程，并进一步得到描述稳态响应的非线性方程组。通过对比复变量平均法和龙格库塔获得的解，验证推导过程的正确性。利用复变量平均法分析吸振器的能量转移效能及其恒定性。研究结果显示，不同激励幅值下系统的频率响应存在较大差异。当激励幅值相对较小时，吸振器的减振效果明显。随着简谐激励幅值的增加，吸振器的能量转移效能无法保持恒定，系统在一定频带内出现高低两个稳定响应分支，并且两个响应分支会随着激励幅值的进一步增加而合并。

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加筋圆柱壳声辐射特性研究及声学优化设计

张波1, 2，向阳1, 2，李飞1， 2，郭宁1, 2，肖鸿飞1， 2

2017, 37(3): 31-36. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.006

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为研究全频段加筋圆柱壳声辐射特性，基于VA-ONE建立FE-BEM混合法、FE-SEA混合法及SEA法低中高全频段的计算模型，并进行加筋圆柱壳辐射声功率的计算，从结构固有模态角度研究了各阶模态的声辐射效率。结果表明，加筋能够减小圆柱壳结构的总体辐射声功率，尤其可以减小低频段的辐射声功率；在中低频区，各阶模态的模态辐射效率具有较大差异，在中高频区，则相差不大。进一步研究了激励位置、壳厚、材质及辐射介质对加筋圆柱壳声辐射特性的影响。为减小加筋圆柱壳对外场点的辐射声功率，基于NCT模块及Design Optimization模块进行声学优化设计，结果表明，将GA算法与SQP算法或MMA算法组合使用不仅可以减少运算时间，而且可以获得较好的优化方案。

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分段式结构对风力机塔架振动特性的影响分析

程友良，薛占璞，渠江曼，蒋衍

2017, 37(3): 37-41. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.007

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针对分段式结构引起的风力发电塔架失稳问题，利用刚体有限元法建立分段式结构三维动力学模型，提取模态分析的前五阶非零模态的振型，研究在湍流工况下分段式塔架连接处内外法兰的振型特性，通过内外法兰的振型与频谱响应对比，分析分段结构对塔架振动特性的影响。结果表明：分段式的外法兰比内法兰各阶振动位移量小，振动变化幅度小，不易发生共振，外法兰的第1阶振型起主导作用，非线性的扭转变形小，该结果可为塔架在运行过程中避免发生共振及失稳现象提供一定的参考。

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水润滑橡胶轴承摩擦特性和水膜刚度试验研究

杨国峰，覃文源，张志谊

2017, 37(3): 42-46. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.008

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针对水润滑橡胶轴承摩擦特性与轴承尺寸之间的关系开展试验研究，采用轴承试验台分别测试两种规格尺寸的水润滑橡胶轴承摩擦特性，对摩擦特性进行数学建模并进行比较。同时测试水润滑橡胶轴承水膜刚度，探讨转速对水膜刚度的影响。试验结果表明，基于缩比轴承的试验数据可以推广到原始尺寸轴承，摩擦系数随轴承尺寸的增大而增大；转速对水膜刚度几乎没有影响，动压润滑状态下的水膜刚度远高于主轴和橡胶轴承的串联刚度。

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基于大涡模拟的水下射流噪声计算方法分析

王祖华，张锦岚

2017, 37(3): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.009

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在前期对低马赫数下气动噪声计算方法的研究基础上，建立大涡模拟(LES)和Lighthil声类比水动力噪声混合计算方法，并通过参考文献中的水下射流声学实验结果对该方法进行验证。首先，参考试验模型尺寸建立三维模型，分别划分流场计算和声学计算所需结构网格，通过试算确定外流域大小和网格划分方式；接着，采用LES对射流流场进行计算，通过压差、压力脉动、速度不均匀度等指标对湍流流场特性和计算稳定性进行分析；随后，将流场计算结果作为声源项插值到声学网格，基于Lighthill声类比理论，对水下射流噪声进行计算；最后，对比水下射流声学试验数据与流噪声计算结果，验证和分析该混合计算方法计算水下射流噪声的可行性和正确性。结果表明，所建立的LES和Lighthill混合计算方法能较好地模拟水下射流噪声，可用于水动力噪声的研究。

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车用交流发电机电磁振动噪声预测研究

赵汝炫1，董大伟1，闫兵1，张胜杰2，唐琴2

2017, 37(3): 52-57. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.010

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为了从发电机设计之初就能精确预测其振动和噪声，进而进行优化设计，需要建立一个电磁振动噪声预测分析模型。以一台36槽6极对的爪极发电机为研究对象，利用有限元法计算作用在定子铁芯上的电磁力，再耦合到电机结构模型中计算瞬态电磁振动，最后将电机振动响应作为声学边界条件，利用时域边界元法计算出电机的辐射噪声。计算表明该发电机的电磁振动噪声频率以36谐次为主，与实验测试的噪声频谱分布相同，两者最大声压级相差2.9 dB，实现了较高精度的电磁振动噪声预测分析，对发电机NVH研究具有指导意义。

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某型爪极发电机的模态仿真与试验分析

张浩，贺岩松，徐中明，张志飞

2017, 37(3): 58-61. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.011

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爪极发电机固有频率和模态振型的准确计算是降低电机振动和噪声的基础。基于某型车用爪极发电机，噪声试验显示其存在结构共振导致的电磁噪声偏大问题。首先建立定子铁芯整体模型，在考虑端部绕组的情况下对线圈进行等体积式建模，并完成了整机模型的建立。对材料参数等效处理，通过数值软件进行零部件和整机的自由模态仿真，自由模态试验结果与仿真结果的最大误差为7.1 %，二者具有较好的一致性。最后完成整机约束模态试验和仿真，验证建模方法和模态分析的有效性。可为同类型爪极发电机建模和模态计算提供参考。

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基座刚度对主被动隔振系统控制效果的影响分析

张能1， 2，何琳1， 2，李彦1， 2

2017, 37(3): 62-65. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.012

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为了研究基于弹性基座的主被动隔振系统的隔振性能，将弹性基座简化为一个大刚度弹簧连接的质量单元，建立主被动隔振系统的三自由度模型和运动方程，推导主通道传递函数和次级通道传递函数的频域表达式。结合Fx LMS自适应控制算法，在Matlab/Simulink中建立该隔振系统模型，对上层机械设备施加含白噪声的多频正弦激励力，进行主动隔振研究。分析基座刚度对主通道、次级通道传递函数的幅频特性，振动线谱控制效果以及主动控制力的影响。结果发现较大的基座刚度有利于提高振动线谱控制效果，也有利于降低主动控制力需求。

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敏度算法的二次珠优化改善油底盘的频率特性

付远1，张友亮1，刘小红2，程香平1，郭炜1，王德1

2017, 37(3): 66-71. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.013

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采用敏度算法壳体珠优化对汽车油盘进行动力学再设计。因为高阶模态阻尼的指数式增大，会削弱高阶频率的共振，所以考虑前12阶本征频率对油盘的动力学特性的影响。二次优化的设计目标分别为前12阶频率最大化和600 Hz的带隙优化，分别通过两次模态优化迭代，成功地将油盘前12阶频率提升至高于启动频率0～200 Hz以上，同时也将这些本征频率成功地驱离稳定工况下的600 Hz范围。最后将优化后的结果，采用有限元模态分析验证，并将相应的优化模型采用数控加工成型的方式制备出来，从而实现了设计、优化和制造的一体化过程。

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一种识别Duffing非线性系统刚度的新方法

刘景良1，郑文婷2，黄文金1，黄志伟1

2017, 37(3): 72-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.014

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振动响应的频率变化与位移、速度、振幅息息相关，基于非线性振动系统的这一主要特征提出一种新的识别Duffing非线性系统刚度的方法。该方法首先通过Lindestedt-Poincaré法建立Duffing非线性系统瞬时幅值与瞬时频率的关系式，然后分别采用Hilbert变换和最大坡度法提取非线性系统响应的瞬时幅值和瞬时频率。在此基础上，应用最小二乘优化算法识别非线性系统的线性和立方体刚度。通过一个Duffing非线性系统数值算例对所提出的新方法进行验证，结果表明：即使在信号被噪声干扰的情况下，该方法仍然能够有效识别Duffing非线性系统的刚度。

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预应力简支工字钢梁自振频率变化规律研究

薛刚，李景祥

2017, 37(3): 78-81. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.015

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为研究预应力简支工字钢梁固有频率在不同工况下的变化规律及其变化的原因。采用分级施加预应力的方式进行2组体外预应力简支工字钢梁的动力试验，以预应力简支工字钢梁的试验研究结果为基础，建立简支工字钢梁和预应力简支工字钢梁有限元分析模型。试验结果与有限元对比分析表明：预应力筋张拉力、偏心距和预应力筋线型布置对预应力简支工字钢梁固有频率有影响，偏心距和预应力筋的线型布置对预应力钢梁固有频率影响较大，预应力筋张拉力影响较小。

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改进QPSO算法识别结构模态参数

胡皞1, 2，邵永亮1，常军1

2017, 37(3): 82-87. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.016

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为了进一步增强量子粒子群优化算法的全局寻优能力，提高粒子寻优效率，改善其容易陷入局部最优的缺陷，首先在引入同化和竞争思想的基础上提出一种改进的量子粒子群算法。该改进算法将民族间的同化竞争思想引入粒子寻优过程，以全局最优粒子作为中心粒子，不断同化其余粒子，使粒子之间保持不断竞争关系，以改进粒子的进化方式，提高粒子的寻优性能。接着将改进算法应用于结构模态参数识别，并采用简支梁数值模型对该算法的有效性进行验证，结果表明，改进算法较量子粒子群算法的识别精度和抗噪性都有显著的提高。最后通过三层框架试验验证改进算法在实际工程应用中的有效性。

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基于自适应切比雪夫滤波器的非线性有源噪声控制

郭新年，周恒瑞

2017, 37(3): 88-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.017

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提出一种基于自适应切比雪夫滤波器的非线性有源噪声控制算法FCLMS。FCLMS算法使用传统的FxLMS结构，将初级噪声使用第一类切比雪夫多项式展开，进而拟合该信号，而后使用LMS自适应算法进行噪声控制。该算法的计算复杂度低于2阶VFxLMS和1阶FS LMS算法。在不同的仿真模型下的仿真结果表明，该算法控制效果均达到或优于VFxLMS和FS LMS算法，且收敛速度快。

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冰箱压缩机2自由度隔振系统动态分析与测试

王孚懋，宋磊，张兰青，兰同宇，韦艳娟

2017, 37(3): 92-95. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.018

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将某型号冰箱压缩机简化为一种2自由度隔振模型，考虑垂直与侧倾两种运动形态，应用拉格朗日法建立动力学方程，绘制参数变化的幅频响应曲线，分析弹簧刚度、支撑间距、偏心距和系统阻尼对力传递率的影响。通过模态实验法测得2阶固有频率，与理论计算值进行对比，验证了理论分析的可靠性，可为冰箱压缩机结构优化与减振降噪设计提供参考依据。

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时速250公里动车组车内声源特性及其贡献量分析

张骏1, 张捷2, 陈沛2, 蔡振兵1, 肖新标2

2017, 37(3): 96-100. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.019

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针对时速250 km/h动车组车内噪声问题，使用试验和仿真相结合的方法，对其车内声源特性及其贡献量进行分析。首先，通过球形声阵列系统测试分析动车组的车内源强、频谱及分布特性，明确客室端部噪声主要能量集中在中心频率400 Hz～2 000 Hz的1/3倍频带，声源主要位于风挡区域和地板区域。然后，基于统计能量分析（SEA）方法，建立动车组的车内噪声仿真模型。模型中，声源激励采用线路试验实测数据、车体结构声学特性参数由实验室测试确定。进而，将仿真预测结果和声源识别结果进行联合对比，验证仿真模型的可靠性。最后，通过深入分析动车组车内噪声SEA模型的功率输入贡献，并对客室端部的噪声传递进行量化排序，确定各声源的车内噪声量化贡献。结果表明，时速250 km/h动车组的客室端部噪声源主要是轮轨噪声、其次为气动噪声。其中轮轨噪声在50 Hz～100 Hz和315 Hz～5 000 Hz的1/3倍频带贡献量达到80 %。所有声源经由地板和风挡连接处传声贡献率为50 %、侧墙和顶板贡献率为38 %。

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基于台架试验的汽车座椅异响评价方法探究

申超1，彭宇明1，杨明亮1，宋睿2，刘希鑫2

2017, 37(3): 101-106. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.020

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为了判断特定的零部件是否存在异响，目前主要通过台架试验进行主观评价。针对主观评价过度依靠有经验的人员且一致性较差的问题，首先详细地介绍座椅异响试验时载荷谱的采集和处理方法，然后对座椅异响评价方法进行探究，通过对主观评价结果和声学参数数据进行相关分析，总结出可反映主观评价结果的客观声学参数。该方法贴近工程实践且能将异响问题识别出来。

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副车架计算模态分析中衬套动刚度的当量方法

苏瑞强，丁渭平，杨明亮，申超，高思奇，王守健

2017, 37(3): 107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.021

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针对副车架计算模态分析中橡胶衬套的处理问题，在有限元分析软件中以CBUSH单元模拟橡胶衬套，并以橡胶衬套动刚度的当量值作为CBUSH单元的刚度赋值。从动刚度与静刚度之比的角度出发，提出一种基于橡胶衬套静刚度的动刚度当量方法，称之为“橡胶衬套动刚度的修正系数当量方法”。运用正交试验设计，通过试验模态与计算模态的对比验证所提橡胶衬套动刚度当量方法的有效性，同时，明确不同位置的橡胶衬套对模型精度的影响规律，可应用于相关建模分析中。

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偏相干分析在客车降噪中的应用

王茜影1，谢小平1, 2，李阳1，杨悦3，王晨辉1

2017, 37(3): 112-116. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.022

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车内低频噪声一直是汽车NVH研究关注的重点问题，常需要找到对噪声影响较大的振动结构进行改进，但是振动对场点的贡献并不能代表对整个声场噪声的贡献量。针对多峰值多场点的车内声场问题，引入“总相干系数”和“相干系数和”的概念对现有的偏相干分析方法进行改进。对某型客车的车内噪声进行小波包分解，得到车内声场的声学特性,确定研究的频率范围。通过对各板件振动与车内测点噪声信号进行偏相干分析，确定对车内声场影响较大的结构，并在实车上实施了改进措施。结果表明，车内噪声测点声压级降低0.5 dB～2 dB，为有效降低客车车内噪声提供了指导方向。

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汽车发动机悬置系统多目标设计优化研究

张志强1，徐铁2，陈丹华2，蒋伟康1

2017, 37(3): 117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.023

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动力总成悬置系统对于汽车振动与噪声控制十分重要，通过考虑车身耦合因素，建立动力总成悬置系统十五自由度耦合模型，以扭矩轴解耦率和总传递振动力为综合优化目标进行优化，并将整车常用行驶工况考虑在内，以整车实测数据辨识出发动机激振力作为系统实际输入，应用粒子群算法对悬置系统刚度参数进行优化。计算表明选择合适的刚度参数可以有效降低汽车的传递振动力，并提高扭矩轴解耦率，从而改善汽车乘坐的舒适性。

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基于瞬时频率转速提取算法的汽车排气噪声分析

舒宏超1，陈剑1, 黄文兵2，金明2，司金龙2

2017, 37(3): 122-125. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.024

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对某卡车发动机排气噪声信号分帧处理，由短时自相关分析得到去除非转速相关随机噪声的信号序列，对该序列进行短时傅里叶变换得出时间-频率能量分布图；基于瞬时频率转速提取算法，利用改进谱峰值搜索法估计发动机瞬时频率进而得到转速曲线。利用该转速信息对原发动机排气噪声信号按等转速间隔切片进行谱阵图分析，确定发动机排气噪声与转速之间的对应关系，分析出主要阶次信息、敏感频率和转速，实现了基于瞬时频率估计转速提取算法的排气噪声分析，为排气系统的设计与优化提供理论参考。

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基于响应曲面法某汽车前侧窗玻璃振动约束条件建模与分析

贺银芝1, 2，石子豪1, 2，吕越1, 2

2017, 37(3): 126-130. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.025

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汽车行驶时，车内的气动噪声与侧窗玻璃的声振特性密切相关。不同的侧窗玻璃密封边界约束条件会导致其声振特性差别很大。因此对玻璃边界密封系统合理建模是研究以上问题的基础与前提。然而由于侧窗密封条的结构、变形问题复杂，直接建立真实的侧窗密封系统模型较困难。以某试验车左前侧窗系统为研究对象，根据功能等效原理以及密封条压缩线性假设，将侧窗密封条简化为矩形截面条状弹性体。利用响应曲面法与有限元方法，以试验结果的各阶固有频率为目标响应值，求解找到合适的矩形条等效刚度，建立简化模型。将仿真与试验结果进行对比，发现各阶振型吻合良好，证明该车型侧窗玻璃边界约束简化模型的可靠性。

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车身结构及阻尼材料对汽车NVH性能影响研究

李直腾1，胡桂金2，欧阳军1

2017, 37(3): 131-134. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.026

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为改善某车型的NVH性能，对其车身结构进行研究与应变能分析，对抗石击胶的喷涂与沥青阻尼板的厚度进行优化，并进行NVH性能测试。测试结果表明，噪声声压级有较明显降低。对测试结果进行对比分析，得出两种阻尼材料优化方案的特性，并给出最优组合方案。该分析测试方法能够对其他车型的NVH性能改善提供参考。

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扫路车专用风机气动噪声数值仿真研究

李亮1, 2，张斌1, 2，滕新科1，万军1, 2

2017, 37(3): 135-140. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.027

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以某型号扫路车专用风机气动噪声特性为研究对象，运用Lighthill声比拟理论和计算流体动力学技术对扫路车专用风机的非定常流场和气动声场进行数值研究，获得专用风机声功率级分布和气动噪声频谱特性。计算结果表明：扫路车专用风机的噪声源主要分布在叶片的吸力面和蜗舌区域；扫路车专用风机的噪声主要为低频噪声，吸力面的压力脉动是低频噪声的主要来源，离散噪声在气动噪声中所占的比重较大；叶片及蜗舌的设计是扫路车专用风机气动降噪需重点考虑的因素。

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某三轴越野运输车共振试验分析和改进

王凤杰，周广凤，王永强

2017, 37(3): 141-146. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.028

摘要 ( )

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在公路行驶过程中，发现某三轴越野运输车车速在50 km/h～60 km/h范围内存在较强烈的共振现象，驾乘人员主观感受舒适性较差。通过理论分析与道路行驶试验相结合的方法，找出该车型在此车速段整车共振频率为3.7 Hz左右，因车轮产生的摇振频率与整车的固有频率相接近而产生共振。为消除振动现象，本着对车辆改动最小的原则，通过调整前后悬架板簧刚度方法调整整车的振动频率。试验结果表明,振动噪声降低明显，驾乘人员乘坐舒适性和整车平顺性得到改善。

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成灌快铁桥墩处环境振动测试分析

邓红梅

2017, 37(3): 147-150. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.029

摘要 ( )

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为研究桥墩处的环境振动特性，采用现场实测的方法对成灌快速铁路桥墩处环境振动进行测试。分析桥墩处环境振动的时程曲线、频谱曲线数据，初步得出地面竖向环境振动特性，并采用回归分析方法，拟合出竖向振动的衰减公式。结果表明：随着距线路中心距离的增加，振动加速度逐渐减小，地面振动持续时间较短，约为6 s；环境振动在衰减过程中，近振源处的衰减速度大于远振源处的衰减速度；环境振动的能量主要集中在10 Hz～63 Hz之间；桥墩处的竖向环境振动最大值符合指数衰减规律。

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AEO解调方法及在滚动轴承故障诊断中的应用

程军圣，向天尧，杨兴凯，杨宇

2017, 37(3): 151-155. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.030

摘要 ( )

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针对希尔伯特变换与传统能量算子解调方法的缺点，提出一种新的解调方法——解析能量算子（Analytic Energy Operator，AEO）解调。仿真信号分析结果表明，相对于希尔伯特变换与传统能量算子解调，解析能量算子解调方法具有较高的解调精度。基于解析能量算子解调，又提出基于AEO能量谱的滚动轴承故障诊断方法，对滚动轴承仿真和实验信号进行分析，与其它方法的对比结果表明所提出方法的有效性和优越性。

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基于改进多尺度熵与VPMCD的滚动轴承故障诊断

姜战伟，郑近德，潘海洋，潘紫微

2017, 37(3): 156-161. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.031

摘要 ( )

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多尺度熵(Multiscale entropy , MSE)是一种衡量时间序列复杂性的方法，针对其粗粒化过程由时间序列长度变短而导致熵值不精确、波动较大等问题，提出一种改进的多尺度熵(Improved multiscale entropy, IMSE)算法。在此基础上，结合迭代拉普拉斯得分(Iteration Laplacian Score, ILS)特征选择和多变量预测模型(Variable predictive model based class discriminate, VPMCD)，提出一种新的滚动轴承智能故障诊断方法。最后，将提出的方法应用于滚动轴承试验数据分析，并与现有方法进行对比。结果表明，提出的方法不仅能够有效地识别滚动状态和故障类型，而且其诊断效果优于现有方法。

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基于稀疏表示和SVM的航空发动机故障诊断

巩孟林，陈卫，钟也磐，杜炜，李思路，梁涛

2017, 37(3): 162-167. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.032

摘要 ( )

PDF(2007KB) ( )

针对某型航空发动机减速器一级齿轮毂断裂问题，考虑其不易拆卸的特点，提出基于信号稀疏表示和支持向量机（Support Vector Machine, SVM）的故障诊断算法。首先，利用稀疏表示提取出最大和次大的稀疏系数作为特征向量。其次，选取支持向量机进行故障识别，在小样本学习条件下保持了较高的识别准确率。通过对简易减速器和航空发动机振动信号的分析证明了所提算法的有效性及其在工程应用中的价值。

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基于奇异谱相对熵与灰色绝对关联度的监测数据特征分析

于萍1，金炜东2，陈春利2

2017, 37(3): 168-172. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.033

摘要 ( )

PDF(1435KB) ( )

提出将奇异值分解（SVD）与相对熵、灰色绝对关联度算法相结合，对武广线车轮踏面磨损4工况监测数据提取特征进行分析，旨在充分认识踏面工作状态经历正常-轻微磨损-中度磨损-严重磨损接近镟修这一过程中的信号变化规律，并开展基于奇异谱熵特征提取的对照实验。后续仿真结果表明：踏面性能退化越深，其监测信号与正常状态的相似性就越小，所得奇异谱相对熵特征值越大，灰色绝对关联度特征值就越小，即此二维两个特征是衡量车轮踏面性能退化过程的有效指标；其次，奇异谱相对熵的特征分析结果明显优于对照实验中的奇异谱熵。

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基于最大相关峭度反褶积的齿轮箱复合故障特征提取

王志坚，寇彦飞，王俊元，张纪平，齐明思，赵志芳

2017, 37(3): 173-176. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.034

摘要 ( )

PDF(1469KB) ( )

提出一种基于最大相关峭度反褶积（Maximum correlated kurtosis deconvolution，MCKD）的复合故障特征提取方法，通过MCKD对原信号降噪，提取感兴趣的周期成分，同时将此方法与最小熵反褶积对比研究，验证该方法的强降噪效果。将该方法运用于齿轮箱复合故障诊断中，可成功提取出各个故障特征。

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运行工况对承压阀振动影响规律的试验研究

李海涛，潘国培，贺华，丁炜

2017, 37(3): 177-181. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.035

摘要 ( )

PDF(1714KB) ( )

液压管路系统具有多工况运行的特点，为研究工况对承压阀振动的影响，对承压阀进行了内部流场仿真分析与试验研究，分别以流量与进口压力参数变化对承压阀出口法兰振动总级的影响规律为对象进行综合分析，通过分析发现，随着流量与进口压力的增加，承压阀的出口法兰处振动加速度总级逐渐增大；在大流量与高进口压力状态下，流量与进口压力的增加对承压阀出口法兰处振动加速度总级的影响作用逐渐减弱，振动加速度总级随之增加幅值减小。该结论在现实工程中具有一定的参考意义。

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水泵振动模态测试及故障诊断分析

沈高飞，陈立，李淑萍

2017, 37(3): 182-184. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.036

摘要 ( )

PDF(1412KB) ( )

实验模态及故障诊断分析是研究结构动力学特性的重要方法。对某一型号水泵进行实验模态分析，得到其固有频率、阻尼比和振型等模态参数，并结合振动故障诊断方法，分析该水泵结构设计中存在的问题，为后续的结构减振和优化设计提供参考。

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三向大变形抗冲击平台仿真技术研究

郭云松，张乾，彭勇晟，丁炜

2017, 37(3): 185-188. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.037

摘要 ( )

PDF(2246KB) ( )

随着现代舰船试验冲击环境严酷度的提高，需对冲击试验测量用仪器进行更有效的冲击防护。抗冲击仪器平台通过三向大变形抗冲击设计，并运用冲击仿真技术研究为试验用测量仪器提供一个可靠稳定的抗冲击工作环境，同时提供可靠稳定的电源环境以及便捷的操作空间。抗冲击平台选用大变形空气弹簧，采取拼装式框架设计，样机的实船安装满足了平台的安装功能要求。仿真计算结果说明三向大变形抗冲击平台方案所选用的抗冲击元件能够满足台体的变形位移要求，所选取的台体材料在冲击环境下未超出其许用应力范围。

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一种进气消声器设计及其在拖拉机中的应用

谭延峥，李舜酩，程春，张宗振

2017, 37(3): 189-192. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.038

摘要 ( )

PDF(1353KB) ( )

某型号拖拉机的发动机进气系统噪声过大，严重影响驾驶员身心健康，需对其进行降噪设计。首先，基于试验测试，分析进气噪声特征。其次，基于直通穿孔管消声理论，将直通穿孔管结构看做一种共振消声单元，提出并设计一种针对宽频带噪声的多腔共振型消声器结构。同时，采用声学有限元软件Virtual. Lab对该消声器声学性能进行仿真研究。最后，将该消声器加装在实车上进行试验验证。结果表明，数值模拟结果与试验结果能较好吻合，所设计的消声器能明显降低发动机进气噪声，消声量达到15 dB(A)，优于国标要求。

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带有过渡管的消声器传递损失误差分析及修正

李政，王攀

2017, 37(3): 193-196. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.039

摘要 ( )

PDF(1511KB) ( )

在消声器试验中，消声器与测试管道通常用过渡管连接，针对过渡管导致损失误差的问题，采用三维声学有限元软件对锥形过渡管截面积比、锥形管长度和通过频率三个因素引起的扩张腔式消声器传递损失误差进行分析。经过研究发现，锥形过渡管引入的误差主要导致传递损失呈周期性震荡且低频段误差高于高频段。锥形过渡管截面积比越大，则误差越大，增加锥形管长度有利于减小误差。其次，在两载法基础上提出一种传递矩阵求逆的修正算法，通过对中间传声器间的声学单元传递矩阵求逆，可有效消除锥形过渡管引入的误差。

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流体管道超声导波无损检测

张术臣，赵昕海，李鸿光，李富才

2017, 37(3): 197-202. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.040

摘要 ( )

PDF(1632KB) ( )

研究工程中流体管道的结构损伤识别技术具有现实的意义。以实现管道损伤定位为目的，探讨超声导波检测技术在流体管道的结构损伤识别中的可行性以及其识别精度。选择材料为20#碳钢的圆管为研究对象，根据频散方程利用数值法求解其各个模态频散曲线。以管中导波的传播原理为基础，从管中导波的模式、频散特征、避开截止频率、传播速度等方面因素选择激励信号，通过Abaqus有限元仿真分析导波在流体管道中的传播机理，利用概率密度函数法实现流体管道损伤定位。最后通过在管道上引入切槽损伤和孔损伤进行实验，对定位方法进行验证，实验结果与仿真分析基本吻合，证明了该方法的工程实用价值。

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引入声全息技术的发动机噪声源识别试验研究

王守健，万里翔，杨明亮，高思奇，苏瑞强，丁渭平

2017, 37(3): 203-206. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.041

摘要 ( )

PDF(1546KB) ( )

针对某型3缸汽油发动机运用声全息技术进行发动机噪声源识别。首先在台架上对发动机进行1m声压级瞬态测试，由此确认进气侧的噪声辐射最大。然后在进气侧进行声全息试验，通过分析声压云图和噪声频谱，识别出该发动机进气侧的主要噪声源位于发电机处，噪声峰值频带为1 000 Hz～2 500 Hz。为了确定噪声源具体位置，结合近场声压法和表面振动法，在声全息识别出的主要噪声源位置进行补测试验，发现发电机的振动和近场噪声峰值频带均与1 000 Hz～2 500 Hz重合，由此可以确定该发动机进气侧的主要噪声源是发电机。综合运用声全息技术和传统的噪声源识别方法对发动机进行噪声源识别试验，不仅可以提高传统识别方法的效率，还可以弥补声全息技术精度不高的缺陷。

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太空站某装置及支承结构的噪声测试、分析及降噪措施探讨

熊志远1，尚文锦2，吴瑞1，宋瑞祥 1，康钟绪 1

2017, 37(3): 207-210. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.042

摘要 ( )

PDF(1150KB) ( )

针对太空站生命保障系统某装置及其支承结构进行多工况下的噪声测试，依据测试结果分析该系统噪声超标的各种因素及噪声频谱，并提出相应的治理措施。结果表明：长方体框架不会因转鼓的运转而激起噪音；激起噪声由强到弱的顺序依次为转鼓与背板之间的螺栓紧连接、转鼓、背板；转鼓与背板之间螺栓的紧与松连接时，背板激起的噪声差值在0.5 m、1 m处分别为12.4 dB(A)、8.6 dB(A)，降噪措施主要为加高质量隔振垫，阻止刚性连接；转鼓产生的噪声在0.5 m、1 m分别为62.9 dB(A)、60 dB(A)，在壳体表层涂刷、黏贴高阻尼或约束阻尼材料能够使转鼓噪声值低于标准要求60 dB(A)；背板对噪声的影响最小，但是提高其刚度，减小其面积，对整个系统的降噪有利。

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燃气电厂立式余热锅炉低频噪声控制

钟振茂, 赵迎九

2017, 37(3): 211-216. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.03.043

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某燃气电厂的立式余热锅炉噪声很大，低频突出，且由于布局较紧凑，常规的整体隔声围护措施无法实施。为此，针对该类型锅炉的低频噪声进行研究，表明其低频噪声主要来自于高温烟气流经换热管阵时产生的涡流脱落噪声，根据分析结果，研发了燃气电厂立式余热锅炉低频噪声源头治理成套装置，放置在锅炉内部，消除低频噪声。产品在实际中进行了应用，结果表明，该装置能够降低锅炉低频噪声，明显改善周边声环境。

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