噪声与振动控制

Select

2017-4封面、目录

2017, 37(4): 0-1.

摘要 ( )

PDF(7960KB) ( )

相关文章 | 计量指标

Select

环境激励下Karhunen-Loève变换与模态分解间的关系

宋贤云，宋汉文

2017, 37(4): 1-4. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.001

摘要 ( )

PDF(1302KB) ( )

Karhunen-Loève（KL）变换作为一种基于相关函数的最佳变换，在振动分析领域已经受到广泛关注。然而，该方法还缺乏清晰完整的模态解释。在空间几何上，振动分析中模态分解是振动响应信号在由振型构成的基底上的展开，KL变换是信号在由一组正交KL特征向量构成的空间中的投影过程。对环境激励下响应的KL变换与模态分解进行类比，探讨两者间的关系。结果表明：KL特征向量收敛于质量信息加权后的振型；KL特征值表征各阶模态的能量参与度；KL变换系数收敛于模态坐标。最后，通过仿真计算验证分析结论的正确性。

相关文章 | 计量指标

Select

一种高阻尼螺旋桨在宽带激励力下的振动特性研究

许慧春1，郭云松3，谌勇1，2，陈锋1，2，华宏星1，2

2017, 37(4): 5-10. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.002

摘要 ( )

PDF(1635KB) ( )

提出一种新型高阻尼螺旋桨结构形式，通过将螺旋桨桨叶简化为弯曲梁，对常规桨叶和新型桨叶的随机振动特性进行对比分析。首先利用基于均匀湍流统计模型的相关分析方法，求取了作用在桨叶表面上的压力谱空间分布；然后运用基于模态叠加法的随机振动理论，讨论了系统参数对桨叶叶尖速度响应功率谱和脉动推力功率谱的影响规律。研究表明新型螺旋桨结构形式具有降低叶片固有频率处峰值响应的效果。

相关文章 | 计量指标

Select

含有输入时滞的悬架系统的最优控制

董天夫，方明霞

2017, 37(4): 11-14. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.003

摘要 ( )

PDF(1291KB) ( )

伴随着主动控制环节的应用,悬架系统中不可避免会出现时滞因素。以含有时滞的2DOF主动悬架系统为研究对象，分别使用不考虑时滞的传统控制律和采用状态变换及系统离散化处理时滞后的控制律进行控制，并对控制系统的响应和稳定性特性进行对比。不考虑系统时滞时，直接采用传统的控制律进行控制，理论分析和数值仿真均表明：当时滞较小时，系统依然保持稳定，达到一定值时，可能引起系统响应定性特性改变，甚至失稳发散。采用状态变换的方法处理时滞后进行主动控制，能保证系统的稳定性，该控制律较好地反应了输入时滞对控制方程的影响。

相关文章 | 计量指标

Select

基于载荷识别的辅助变流器柜体振动模型修正

丁杰1, 2，张平1，王永胜2，曾亚平2，臧晓斌2

2017, 37(4): 15-19. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.004

摘要 ( )

PDF(1546KB) ( )

为提高某地铁车辆辅助变流器柜体振动响应模拟结果的精度，提出一种结合动载荷识别与优化算法的振动模型修正方法。首先在辅助变流器柜体有限元模型的基础上，计算出载荷与响应之间的传递函数，并利用振动响应测试数据和传递函数计算出施加在各测点的载荷谱。然后采用序列二次规划算法对有限元模型进行模型修正，通过构造目标函数将多输出模型修正问题转化为单输出模型修正问题。最后，对修正后的有限元模型进行振动响应求解，分析结果与振动测试数据比较验证了模型修正方法的正确性。该方法可为进一步实现辅助变流器柜体的减振降噪创造必要条件。

相关文章 | 计量指标

Select

主动悬架LQG控制加权系数果蝇优化方法

李冰林，孙宁

2017, 37(4): 20-24. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.005

摘要 ( )

PDF(1564KB) ( )

在汽车主动悬架LQG控制器的设计中，以悬架性能指标作为目标函数的加权系数通常为定值，为使系统性能达到更优，提出利用果蝇算法的参数少、易调节、计算量小、寻优精度高的特性，对其进行优化，提高LQG控制器的设计效率和性能。仿真结果表明，与传统的LQG控制结果进行对比，所采用的LQG控制果蝇优化权值系数方法更能改善汽车的主动悬架的性能。

相关文章 | 计量指标

Select

整体式与分布式双层隔振系统性能对比研究

张伟，周相荣，贺华，丁炜

2017, 37(4): 25-29. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.006

摘要 ( )

PDF(1346KB) ( )

为改善整体式双层隔振系统中间质量因实际工程空间尺寸、质量以及加工精度限制导致刚性相对弱、质量偏心大和弹性效应明显而引起的隔振效果降低问题，采用中间质量为分布式双层隔振系统是一种处理措施。本文通过偏心激励下的非对称双层隔振系统理论建模，对比研究在同等条件下整体式统和分布式双层隔振系统隔振效果。研究结果表明分布式双层隔振系统在中高频隔振效果明显优于整体式双层隔振系统，且在小于整体式质量比时仍能获得相当的隔振效果，对工程应用具有一定指导价值。

相关文章 | 计量指标

Select

大型风力机塔架固有频率分析

曾梦伟1，魏克湘1，李颖峰2，颜熹1

2017, 37(4): 30-33. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.007

摘要 ( )

PDF(1286KB) ( )

以2 MW水平轴风力发电机组为研究对象，基于有限元分析对风机整体结构进行数值仿真。主要研究地基土刚度、塔顶质量、混凝土基础、塔筒门洞、塔筒休息平台对风机整体结构固有频率的影响规律。仿真结果显示：风机整体结构固有频率随塔顶质量的增大而呈现减小趋势，风机叶片、轮毂和机舱设计可适当选择轻质量的材料；整体结构固有频率随地基土刚度的增加而快速增加，但增加到一定数值时这种趋势逐渐减小；塔筒底部简化为刚性约束将导致分析结果误差较大。

相关文章 | 计量指标

Select

基于Virtual. Lab Acoustics的蜂窝夹层板结构传声特性分析

范鑫，崔洪宇，洪明

2017, 37(4): 34-39. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.008

摘要 ( )

PDF(2435KB) ( )

针对蜂窝夹层板进行传声特性仿真计算分析。基于声学间接边界元理论，利用有限元软件Patran进行夹层板的三维实体建模和模态分析，采用声学软件Virtual. Lab Acoustics计算结构的传声性能，得到场点声压分布、构件两侧声压级差和结构隔声量曲线。在此基础上系统地探讨面板厚度和密度以及芯层高度、壁厚及壁长五个设计参量对蜂窝夹层板传声性能的影响。结果显示，面板厚度与芯层高度对结构在低频段尤其是刚度控制区域的隔声性能影响显著。

相关文章 | 计量指标

Select

含裂纹功能梯度材料梁结构的振动功率流特性分析

衡星，朱翔，李天匀，王迪

2017, 37(4): 40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.009

摘要 ( )

PDF(1705KB) ( )

功能梯度材料（FGM）梁在工程中应用日益广泛，而梁中裂纹的存在改变了局部刚度等特性，使得功能梯度材料梁的振动和波传播特性发生改变。以含有张开型裂纹的功能梯度梁为对象分析其波传播和振动功率流特性。利用转动弹簧模型模拟裂纹，给出由裂纹引起的局部柔度表达式。建立无限长FGM欧拉梁结构的动力学方程，采用波动法结合梁的连续条件计算得到FGM欧拉梁的振动特性，对无缺陷梁和裂纹梁的输入功率流和传播功率流进行分析。讨论了材料梯度指数、激励频率、裂纹深度和裂纹位置等信息与输入功率流、传播功率流之间的关系,为基于振动功率流的裂纹FGM梁的损伤识别提供理论基础。

相关文章 | 计量指标

Select

基于dSPACE双层隔振试验及其仿真研究

黄驰，何其伟，高伟鹏，苏航

2017, 37(4): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.010

摘要 ( )

PDF(1687KB) ( )

由于控制系统中控制器输出到误差信号之间存在功率放大器、作动器以及误差传感器等，误差通道可能会使信号的幅值和相位发生改变，甚至改变信号的频率。运用FxLMS自适应控制算法，基于误差通道离线辨识，进行控制系统的仿真。基于dSPACE半实物仿真系统搭建试验平台，完成单频和双频信号的自适应主动控制，取得显著控制效果。

相关文章 | 计量指标

Select

修正的ARMA模型在微悬臂系统辨识中的应用

谭伟良1, 2

2017, 37(4): 52-56. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.011

摘要 ( )

PDF(1276KB) ( )

在力学显微镜和光力学的研究中，微悬臂是一种被广泛使用的微机械器件。为了了解微悬臂的模态信息，采用ARMA模型对微悬臂进行系统辨识和模态参数识别。针对观测噪声会使时间序列模型辨识精度变低的问题，研究如何将带有观测噪声的ARMA模型转化为无观测噪声的ARMA模型。得到微悬臂的ARMA模型后将其转化为连续系统的传递函数，再从传递函数中求出微悬臂的各模态参数。为了减小微悬臂对外力的延迟响应时间，根据系统辨识得到的模型，构造一个复原滤波器，微悬臂的位移信号通过这个复原滤波器后得到作用力信号。仿真及实验结果证明了所用的系统辨识、模态参数识别及信号复原方法的有效性。

相关文章 | 计量指标

Select

水下开口腔体流激振动实验与仿真研究

邵优华1，田锦2，黄修长2

2017, 37(4): 57-62. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.012

摘要 ( )

PDF(2248KB) ( )

采用实验与数值计算相结合的方法，研究流体流经开口腔时在开口处的压力脉动规律，以及开口腔在压力脉动作用下的振动特性。研究的内容主要有：通过实验和有限元/边界元方法获得开口腔模型在空气中和水中的模态振型以及频率；在开口腔的孔口后缘10毫米处布置一个压力传感器来测量流速对涡脱落频率的影响，通过开闭孔口的方式确认涡脱落的频率分量；使用大涡模拟计算得到不同流速条件下压力传感器对应位置的压力脉动规律，并与实验结果进行比较验证；在开口腔体侧面布置一个加速度传感器来测量不同流速条件下腔体结构振动情况；以CFD计算得到的压力脉动为输入，使用有限元/边界元方法计算得到加速度传感器对应位置处的加速度值，并与实验结果进行对比分析。

相关文章 | 计量指标

Select

一种手性声学覆盖层的水下抑声性能实验研究

张林芳1，黄修长2

2017, 37(4): 63-68. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.013

摘要 ( )

PDF(2524KB) ( )

在水池中进行敷设手性声学覆盖层的加筋板结构水下声辐射实验，对手性结构覆盖层的声辐射抑制特性进行测试和分析。将试验结果与实心橡胶进行对比，并对手性声学覆盖层的抑声机理进行分析，提出在手性声学覆盖层的核中填充EPS泡沫和在表面敷设铝板两种方法可以增加阻尼、抑制覆盖层声辐射面的振动。结果表明，EPS泡沫可增强手性多孔覆盖层的阻尼效应，改善手性多孔覆盖层的低频声辐射性能。

相关文章 | 计量指标

Select

敷设覆盖层圆板水下爆炸响应理论计算方法研究

邹超1，陈发祥1，金泽宇2，谌勇2

2017, 37(4): 69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.014

摘要 ( )

PDF(1189KB) ( )

为研究敷设覆盖层圆板水下爆炸响应，提出一种理论计算方法。敷设覆盖层对圆板水下爆炸响应影响包括两方面：一为对冲击载荷的影响，二为在冲击载荷作用下对响应的影响。该理论计算方法运用波在多层介质传播理论得到湿表面压力，并积分得到冲量，运用等效均一化理论得到覆盖层与钢板整体结构的等效参数，根据圆板振动理论得到圆板真空振动方程，通过考虑水附加质量的影响修正圆板振动频率，最后根据初始条件得到圆板的响应。将理论方法的结果与有限元结果通过实例进行对比，证明该理论计算方法可以很好地预测圆板振动的位移响应。

相关文章 | 计量指标

Select

车辆悬架部件的非线性特性研究进展

王靖岳1，2，郭胜2，鄂加强1

2017, 37(4): 74-79. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.015

摘要 ( )

PDF(1183KB) ( )

空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧是车辆悬架系统的重要组成部件，它们都具有非线性特性，可大大提高车辆的行驶平顺性。从非线性科学角度，重点介绍了空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧的研究现状和非线性特性及其对改善车辆性能的作用。分析了非线性车辆悬架部件的研究方法和发展方向。

相关文章 | 计量指标

Select

民用航空涡扇发动机核心机噪声预测评估

闫国华，聂平，苑文学

2017, 37(4): 80-84. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.016

摘要 ( )

PDF(1650KB) ( )

随着涡扇发动机的采用，核心机噪声成为主要噪声源。因此研究涡扇发动机核心机噪声特性就显得很重要。本文将涡扇发动机分为燃烧室和涡轮噪声再合并为核心机噪声的方法，并用于分析了CFM56-7B核心机噪声特性，将静态下核心机噪声级与燃烧室噪声级、涡轮噪声级做了比较，且将静态与起飞状态下核心机噪声有效感觉声压级做了比较。

相关文章 | 计量指标

Select

地铁钢轨波磨对轨道结构振动及减振特性影响

仲莹涵，关庆华，温泽峰，李伟，陶功权，张晴

2017, 37(4): 85-89. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.017

摘要 ( )

PDF(2032KB) ( )

现场调查某地铁线路上普通短轨枕、先锋扣件和钢弹簧浮置板三种轨道的钢轨波磨特征，并分别进行振动测试，研究钢轨存在波磨时，三种轨道结构的振动特性及减振效果。结果表明：三种轨道结构都是内轨波磨明显，外轨表面不平顺幅值相比内轨都很小，可以忽略不计其影响；波磨主波长频率成分很容易在轨道各零部件（包括隧道壁）振动中激发出来，并且会引起较大幅值的振动；在4 Hz～200 Hz频率范围内，波磨激励下的减振型轨道依然具有良好的减振性能，但是与其最初设计用于的减振效果相比，有明显的下降；先锋扣件轨道短波长波磨会削减隧道壁在高频段的减振效果；钢弹簧浮置板轨道的波磨幅值显著，虽然对其隧道壁的减振效果影响不明显，但是会造成钢轨振动增加。

相关文章 | 计量指标

Select

车下悬吊系统长期服役振动特性及减振研究

匡成骁曾京汪群生

2017, 37(4): 90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.018

摘要 ( )

PDF(1590KB) ( )

为研究车下悬吊系统长期服役振动特性，分析一个镟轮周期内车体和设备的振动特性，试验结果表明车体和设备的横向振动变化明显。建立考虑车体弹性的刚柔耦合动力学模型，研究分析悬吊参数对车体减振的影响。仿真结果表明车体横向振动在5万到10万公里内变化显著；车下设备横向悬挂频率与车体1阶横弯振动频率接近时，车体的减振效果最明显；阻尼比只在悬挂频率处于低频区域时才起到较大的作用；设备质量对车体振动的影响主要体现在镟轮周期的后期；合理选取悬挂参数可以有效降低长期服役过程中的车体横向振动。

相关文章 | 计量指标

Select

有源设备对车辆舒适度指标和设备振动烈度影响分析

班希翼1，余建勇1，贺小龙2

2017, 37(4): 95-99. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.019

摘要 ( )

PDF(1698KB) ( )

为了研究有源设备对车辆舒适度指标和设备振动烈度的影响，建立15自由度的车辆-有源设备刚柔耦合系统模型，得到车辆中部、构架上方和有源设备的频域响应函数表达式，并基于新型预测-矫正积分法对车辆-设备耦合系统进行数值求解，采用舒适度指标和振动烈度的频域计算方法得到车辆的舒适度指标和设备振动烈度，研究多个有源设备对车辆振动的影响趋势。结果表明：相比设备自身激励，轮轨激励是引起车辆舒适度指标、设备振动烈度显著变化的主要因素；车辆运行速度对舒适度指标影响明显：速度增加，舒适度指标和振动烈度逐渐增大；设备的悬挂频率对车辆中部舒适度指标影响更明显，冷却风机和变压器悬挂频率的增加最多能使车体中部舒适度指标分别增加0.3和0.5，设备悬挂频率的增加都将使得其自身振动烈度降低，而对其他设备振动烈度影响不大。研究结果可为车下有源设备悬挂参数设计提供参考。

相关文章 | 计量指标

Select

VA One在舱室噪声预报中的应用

郭云松1，丁炜1，周相荣1，蒋维钢2

2017, 37(4): 100-104. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.020

摘要 ( )

PDF(1355KB) ( )

介绍统计能量法的基本理论，并以某科考船为分析对象，利用VA One软件进行舱室噪声预报，分析声学材料、阻尼材料及空调噪声对舱室噪声的影响。结果发现：添加声学材料后，舱室噪声下降显著；3种阻尼方案总体上来说对舱室噪声影响差别不大，但从重量方面考虑，方案二优于其它2种；选用具有良好降噪效果的布风器，可减小空调噪声对上层建筑舱室噪声的影响。

相关文章 | 计量指标

Select

船舶新型推力轴承集成减振系统纵振减振能力研究

何江洋1， 2，何琳1， 2，徐伟1， 2

2017, 37(4): 105-109. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.021

摘要 ( )

PDF(1588KB) ( )

以船舶推力轴承集成减振系统为背景，运用传递矩阵法建立减振系统与轴系纵向耦合模型，开展推力轴承非刚性支撑后轴系动态特性研究，重点分析集成减振系统对螺旋桨叶频及倍叶频的衰减能力，并结合试验室台架开展试验。结果表明：集成减振系统能够有效衰减推力轴承低频振动，加载线谱15 Hz衰减量达到14.4 dB；同时在推力作用下系统纵向位移满足轴系运行安全性，100 kN推力作用下位移约为0.4 mm。

相关文章 | 计量指标

Select

基于声传递向量方法的车轮扁疤冲击噪声分析

尹镪，蔡成标，朱胜阳

2017, 37(4): 110-114. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.022

摘要 ( )

PDF(1767KB) ( )

建立一种基于声传递向量分析车轮扁疤冲击作用下轮轨噪声时频特性的模型。首先建立详细的车轮有限元模型进行模态分析，提取模态质量，模态振型等参数。结合车轮模态特征，并将钢轨视为Timoshenko梁，基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立可以考虑车轮弹性变形和轮轨接触非线性的时域车轨耦合振动模型。通过轮轨动力学计算得到车轮扁疤冲击下的车轮和钢轨时域振动速度，并由快速傅里叶变换（FFT）获得轮轨接触点处轮轨振动速度的频谱；同时，采用边界元声传递向量（ATV）方法计算得到单位力作用下车轮与钢轨噪声辐射频谱。结合车轮扁疤引起的轮轨振动速度频谱、单位力作用下的速度导纳和噪声辐射频谱计算得到受声点处的声压谱，并通过快速傅里叶逆变换（IFFT）获得其声压时程。结果表明本文模型可以很好地模拟轮轨冲击振动和噪声的时域与频域特性。

相关文章 | 计量指标

Select

舰船冲击谱若干计算方法比较研究

谢浩1，冯麟涵2,吴静波2,李晓文1,郭君1

2017, 37(4): 115-120. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.023

摘要 ( )

PDF(1739KB) ( )

在水下爆炸冲击载荷作用下，舰船通常采用冲击谱来考核设备抗冲击性能。但由于没有统一计算标准，不同工程人员采用冲击谱的算法不同，得到的计算结果差异很大。针对现在已有冲击谱的不同计算方法，分别采用直接积分法、递归法、三次样条法、递归滤波法等计算方法对滤波后的信号求解冲击谱，通过改变采样频率和采样精度分析不同计算方法的使用条件、精度、效率。结果表明在采样精度一定时，与其他方法相比，递归法、递归滤波法计算效率高、稳定性好，适合实际工程使用。

相关文章 | 计量指标

Select

强夯加固地基土振动传播特性及隔振孔隔振分析

丁文湘1，丁海滨2，徐长节2，杨园野2

2017, 37(4): 121-125. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.024

摘要 ( )

PDF(1657KB) ( )

随着强夯法的广泛应用，强夯引起的环境振动问题越来越受到重视，通过理论分析，进行数值模拟，通过与实际施工情况进行比对，确认模拟的有效性。然后通过模拟改变单一变量，研究了强夯施工中的施工参数夯锤锤径、夯击能组合对环境振动的影响，并采用同样的方法，分析非连续性隔振屏障，隔振孔的三项参数孔径、孔间距及孔深，对于隔振效果的影响。发现同等锤重条件下，大锤径有利于减小环境振动，同等夯击能下，轻锤高落有益于减小环境振动；隔振孔孔深达到一定值时，孔径和孔间距比值越大，隔振效果越佳。研究结论对于强夯施工中的环境振动控制具有一定的参考价值。

相关文章 | 计量指标

Select

两种典型覆冰斜拉索气动特性及驰振分析

王凯丽1，谭冬梅1，瞿伟廉1，罗素珍1，连世豪1，周武辉2

2017, 37(4): 126-131. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.025

摘要 ( )

PDF(2480KB) ( )

应用FLUENT中的SST k-ω模型对不同风速下三维新月形、D形覆冰斜拉索的绕流场进行数值模拟，得到了0°～60°风攻角下的阻力系数、升力系数以及驰振力系数，并与直向拉索的模拟数据进行对比，进而研究风速、覆冰类型、风攻角以及斜向角度对拉索气动特性和驰振稳定性的影响规律。结果表明：风速、覆冰类型、风攻角以及斜向角度对覆冰斜拉索的阻力系数、升力系数均有影响，且影响规律不尽相同；经过计算，在特定风攻角处，覆冰斜拉索的驰振力系数小于0，具有发生覆冰驰振的可能性；通过比较各模拟数据，可以看出直索不能代替斜拉索进行数值模拟来研究其气动特性及驰振稳定性。

相关文章 | 计量指标

Select

城市轨道交通高架U型梁车-轨-桥耦合振动分析

汪振国1，雷晓燕1，罗锟1，徐平2

2017, 37(4): 132-137. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.026

摘要 ( )

PDF(1385KB) ( )

基于多体动力学原理与有限元法，利用多体动力学软件Simpack建立三维车-轨-桥耦合振动仿真模型，对列车过桥时U型梁及轨道结构竖向和横向振动进行分析，研究扣件、板下弹性支承与桥梁支座参数对U型梁和轨道结构振动的影响，给出各参数合理取值范围。研究结果表明：列车以80 km/h的速度过桥时，1阶模态对U型梁局部振动贡献最大，且在轨道不平顺激励下，容易激发高阶模态，致使U型梁局部振动加剧；U型梁翼缘处横向振动不容忽视，且应重点关注钢轨与轨道板的竖向振动；增大扣件刚度可明显减小钢轨变形，但过大的扣件刚度会使轨道板和U梁振动加剧，建议扣件竖向刚度取值范围为20 MN/m～50 MN/m；增大板下弹性支承刚度可明显减小轨道板及钢轨的竖向变形，但过大的刚度将削弱轨道弹性，不利于减振，建议板下弹性支承竖向刚度取值范围为1.0×103 MN/m～1.5×103 MN/m；支座刚度在一定范围内增大可减小U梁、轨道板和钢轨的振动，但过大的刚度反而会使振动加剧，建议支座竖向刚度取值范围为3×103 MN/m～4×103 MN/m。

相关文章 | 计量指标

Select

地铁线路轨道中高频动态特性研究

吴海涛，李伟，温泽峰，池茂儒

2017, 37(4): 138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.027

摘要 ( )

PDF(2218KB) ( )

地铁线路轨道中高频动态特性对轮轨振动噪声和钢轨短波长波磨的产生有重要作用。建立地铁整体道床轨道的三维实体有限元模型，结合现场力锤敲击法测试结果，计算分析地铁轨道的中高频动态特性，分析扣件刚度、轮对载荷对轨道中高频动态特性的影响。研究结果表明：普通扣件（垂向静态刚度约40 kN/mm）-整体轨道结构在150 Hz以下低频模态表现为轨道板和钢轨整体的垂向弯曲振动，在150 Hz～1 500 Hz中高频模态表现为钢轨相对于轨道板的弯曲振动、轨道板单独的弯曲振动和钢轨局部的扭转振动；扣件垂向刚度在10 kN/mm～40 kN/mm范围内变化对频率在750 Hz以下钢轨垂向动态特性有影响，对钢轨750 Hz以上的中高频模态振型影响不明显；轮对模态在1 500 Hz以下主要表现为弯曲和扭转振动，其对轨道的低频模态振型（钢轨和轨道板整体垂向弯曲振动）影响不明显，对轨道部分中高频模态（钢轨的垂向弯曲振动）影响明显。在400 Hz～1 100 Hz频率范围内，考虑轮对影响的轨道垂向模态频率增大，增大范围为10 Hz～56 Hz。

相关文章 | 计量指标

Select

行星轮系动力学仿真分析与故障诊断

丁闯，张兵志，冯辅周，任国春

2017, 37(4): 144-149. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.028

摘要 ( )

PDF(1679KB) ( )

目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用，研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理，揭示其故障特征，本文建立了行星齿轮系统的动力学模型，研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响，得出了齿轮正常、太阳轮裂纹和行星轮裂纹等三种状态下系统的频率特征，总结了故障特征频率；最后试验验证了仿真结果的有效性，得出的故障特征频率可用于行星轮系的故障诊断。

相关文章 | 计量指标

Select

往复压缩机十字头滑块故障的小波包敏感特征提取研究

李震，刘韬，陈庆

2017, 37(4): 150-154. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.029

摘要 ( )

PDF(1387KB) ( )

由于往复压缩机振动信号具有非平稳和低信噪比特点，利用传统的时域或频域分析方法很难提取到反应压缩机的运行状况有效特征。压缩机发生故障时，信号能量沿频率的分布与正常状态有较大差异，本文利用小波包对非平稳信号的分解和时域重构能力，提出一种基于小波包分析的多频带平均能量特征提取方法；针对各特征对故障的敏感度不同，提出了一种基于欧式距离的特征选择方法，选择的特征能较好地反映压缩机的运行状态，最后通过往复压缩机的实验数据验证了该方法的可行性和有效性。

相关文章 | 计量指标

Select

基于长短时记忆网络的旋转机械状态预测研究

赵建鹏，周俊

2017, 37(4): 155-159. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.030

摘要 ( )

PDF(1696KB) ( )

作为深度学习算法的一种，长短时记忆网络越来越成为时间序列预测的重要手段，简要阐述长短时记忆网络的基本原理，并将其应用于旋转机械状态监控领域，以轴承数据为样本进行仿真，针对轴承数据的非平稳性，运用经验模态分解方法将其分解为平稳信号，并计算其本征模态分量能量熵作为状态特征，通过计算长短时记忆网络对旋转机械状态单步预测的结果，并与支持向量回归机模型的预测结果进行比较，证明长短时记忆网络在旋转机械状态预测方面可以取得比支持向量回归机更好的效果。

相关文章 | 计量指标

Select

变分模态分解和K-L散度在振动筛轴承故障诊断中的应用

徐元博，蔡宗琰

2017, 37(4): 160-165. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.031

摘要 ( )

PDF(2280KB) ( )

振动筛属于振动机械设备中的筛分设备，其结构特点与运行原理与一般的旋转机械有很大不同，因此提取出的振动信号同从旋转机械提取出的振动信号也同样有较大区别，主要体现在信号中不仅存在大量背景噪声，而且成分也较为复杂。对于此类信号，模态分解算法是个行之有效的方法，模态分解算法在去除大量高频噪声的同时，还能将振动信号分解成一系列具有单一成分的模态分量，从而能更好发现振动信号的物理意义。基于此，引入一种新的故障诊断方法，首先利用变分模态分解将故障信号分解为若干个窄带模态分量，然后根据K-L散度值选定最佳的分量，最后进行包络运算得出故障频率。通过仿真模拟实验与振动筛轴承故障诊断的实际应用，并与之前的经典模态分解算法——经验模态分解和集成经验模态分解进行对比，发现该算法更具有优越性和实用性。

相关文章 | 计量指标

Select

Xgboost在滚动轴承故障诊断中的应用

张钰1，陈珺1，王晓峰2，刘飞1

2017, 37(4): 166-170. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.032

摘要 ( )

PDF(1434KB) ( )

针对不同轴承数据特征选择困难和单个分类器方法在滚动轴承故障诊断中精度较低的问题，提出一种基于分类与回归树的Xgboost(eXtreme Gradient Boosting)轴承故障诊断算法。Xgboost是包含多个分类器的集成学习方法。通过Xgboost的“提升”思想来提高滚动轴承故障诊断的精度。首先，从滚动轴承的振动信号中提取时域特征参数；然后利用Xgboost算法对滚动轴承故障进行诊断。将SQI-MFS实验平台的轴承振动数据，与传统分类器（支持向量机、邻近算法和人工神经网络）以及单个分类回归树的诊断结果相比，结果表明Xgboost在轴承故障诊断率上优于上述几种算法，且计算时间比传统提升决策树算法短。

相关文章 | 计量指标

Select

基于MDS和神经网络的滚动轴承故障诊断方法

马朝永，黄攀，胥永刚，付胜

2017, 37(4): 171-174. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.033

摘要 ( )

PDF(1146KB) ( )

针对滚动轴承的智能诊断问题，提出基于多维尺度分析（Multidimensional Scaling，简称MDS）和神经网络的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先提取原始信号常用的时域统计指标，再将包含故障信息的统计指标进行MDS降维处理，减少后续模式识别难度，最后将降维后的统计指标作为神经网络的输入参数来判断滚动轴承的故障类型。对滚动轴承正常状态、滚动体故障、外圈故障和内圈故障四种模式下的振动信号进行分析，结果表明，运用MDS进行降维预处理的神经网络故障诊断方法比没有经过预处理的故障诊断方法有更高的故障识别效率，可以准确有效识别滚动轴承的故障类型。

相关文章 | 计量指标

Select

基于遗传编程的无量纲指标在行星齿轮箱故障诊断中的应用

胥永刚，马伟峰, 马朝永，付胜

2017, 37(4): 175-179. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.034

摘要 ( )

PDF(1439KB) ( )

针对传统的信号处理方法较难获取行星齿轮箱故障特征和有量纲指标在变工况情况下诊断失效的问题，提出将无量纲指标应用于行星齿轮箱故障诊断的方法。首先分别计算行星齿轮箱在不同故障模式下振动信号的七个无量纲指标，然后用遗传编程的方法构建新的复合诊断指标，最后将该复合诊断指标在变载荷、变转速工况下对不同的故障模式进行区分。实验结果表明，该方法可以识别行星齿轮箱在不同工况下的故障状态，验证了其有效性。

相关文章 | 计量指标

Select

#br# 基于振动信号的船用空压机故障诊断

吴诗谦，赵建华，欧阳光耀

2017, 37(4): 180-184. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.035

摘要 ( )

PDF(1631KB) ( )

船用往复式空压机激励源众多、结构复杂、工作环境恶劣、信号传播路径复杂等因素都影响信号的分析与故障源的确定。为提取特征频率,运用常规方法和基于小波变换的强制去噪、默认阈值去噪和给定软阈值去噪方法对空压机振动信号进行处理，通过比较这四种方法的优劣和适用条件，发现默认阈值法能很好地保留特征信号并且去噪效果良好，所以选取默认阈值去噪法对空压机振动信号的时域和频域进行分析。时域分析发现0.5×r/min冲击间隔明显，频域分析发现1×r/min频率突出且伴随出现2×r/min的情况，根据该空压机的振动机理和历史维修记录针对性地提出检修方案。对检修后的空压机进行二次诊断，结果表明整机振动烈度和主要频率处的幅值显著降低，检修效果良好。

相关文章 | 计量指标

Select

一维二组元声子晶体结构参数的传递矩阵法反演研究

张振国1，耿晓雯2，刘英1，张恒3

2017, 37(4): 185-187. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.036

摘要 ( )

PDF(1148KB) ( )

采用声传递理论及传递矩阵研究方法，从反问题角度对无限周期一维二组元声子晶体进行理论研究和方法设计。从结构参数角度进行带隙研究，并进行计算机模拟。结果表明，可以从反演的角度对带隙进行研究，从结构参数角度研究无限周期的带隙，可以设计具有某个频率范围带隙的声子晶体隔声构件，从而为实际应用开辟一条新的途径。

相关文章 | 计量指标

Select

宽频吸振器设计及其刚度控制

宋伟志，赵海军，姚永玉，周辉，陈智勇，李洲稷

2017, 37(4): 188-191. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.037

摘要 ( )

PDF(1605KB) ( )

针对传统吸振器减振频带狭窄的问题进行半主动吸振器研究，介绍磁流变弹性体的制备原料及配比。基于磁偶极子理论分析磁流变效应。利用Matlab对半主动吸振器进行建模和仿真，并分析其宽频减振性能，针对添加吸振器导致的受控系统共振现象，提出消除共振的刚度控制方法。以磁流变弹性体为弹性元件设计吸振器，通过实验验证所设计吸振器的宽频减振效果，分析受控系统的幅频特性，并对提出的控制方法进行验证

相关文章 | 计量指标

Select

动车组空气弹簧节流孔直径优化研究

冯扬，池茂儒，高红星，周橙

2017, 37(4): 192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.038

摘要 ( )

PDF(1739KB) ( )

为研究铁道车辆二系垂向阻尼装置由减振器变为节流孔带来的改变，基于某高速动车组动力学试验和该动车组所用空气弹簧动态特性试验，建立其动力学模型。从车体垂向平稳性、振动加速度角度分析节流孔直径选型。结果表明：空气弹簧节流孔不仅能影响垂向阻尼，同时也影响垂向刚度；分析垂向平稳性时可以考虑选择0.7 Hz激振频率下空气弹簧刚度和阻尼特性等效其非线性特性；变减振器为节流孔后，节流孔能有效减小垂向振动加速度均方根值；在列车运行速度高于150 km/h时，建议减振器阻尼范围为10 Ns/mm至20 Ns/mm，节流孔直径范围为12 mm至16 mm；比较两种阻尼装置，建议选择节流孔提供阻尼。

相关文章 | 计量指标

Select

悬臂梁式动力吸振器多频减振研究

周荣亚

2017, 37(4): 197-200. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.039

摘要 ( )

PDF(1178KB) ( )

将悬臂梁作为动力吸振器附加在振动主结构上来达到振动抑制的目的，数值计算分析表明悬臂梁式动力吸振器具有多频减振特性。按照模态理论建立基于悬臂梁的具有集中参数的等效复式动力吸振器模型，悬臂梁的每一阶模态作为一个自由度的弹簧质量系统，把悬臂梁每阶模态的有效模态质量和等效模态刚度作为每一自由度弹簧质量系统的集中质量和刚度。用悬臂梁式动力吸振器的附加动刚度验证等效复式动力吸振器模型的正确性。将悬臂梁式动力吸振器附加在主梁末端，调谐悬臂梁式动力吸振器的前4阶模态达到对主悬臂梁的多频减振效果，证实了悬臂梁式动力吸振器多频减振特性。

相关文章 | 计量指标

Select

波纹管-黏滞流体隔振器特性与实验

谢溪凌1, 2，陈燕毫1, 2，刁建超1, 2，张志谊1, 2

2017, 37(4): 201-205. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.040

摘要 ( )

PDF(1850KB) ( )

针对振动敏感型电子器件的振动隔离问题，研究一种行程较大、动力放大因子较小、高频衰减率较高的隔振器。首先提出采用焊接波纹管和黏滞流体的两参数隔振器，其高频段衰减率约为[-]30 dB/dec，共振放大因子约为6 dB，然后通过力学建模给出提高隔振效率的三参数隔振器参数，通过串联弹簧和增大阻尼，进一步降低共振放大因子，同时改善高频区衰减效果。实验结果表明，三参数隔振器的放大因子小于5 dB，高频段衰减率约为[-]52 dB/dec；在0～500 Hz内，隔振后的加速度RMS值下降90 %以上。

相关文章 | 计量指标

Select

基于三维有限元分析的汽车风道材料降噪方法

刘昉，王争论，康伟

2017, 37(4): 206-208. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.041

摘要 ( )

PDF(1352KB) ( )

声波在汽车空调通风道道中主要以平面波成分出现，然而，当声波的波长大于管道截面尺寸时，就会出现高次波成分，采用一维计算方法或二维方法就会出现较大的误差，三维有限元方法能够有效解决计算过程中出现的误差。采用传递函数法在阻抗管中对PE发泡材料和三种面密度的模压织物平板材料吸声系数进行测试。测试结果表明，闭孔发泡塑料吸声性能最差，模压织物面密度越大，吸声性能越好。以测得的阻抗作为边界条件，采用三维有限元方法，对直管风道样件管口辐射噪声。直管样件测试和仿真分析结果表明，模压织物材料的面密度对隔声性能影响较小，900 gsm模压织物风道比500 gsm和700 gsm改善0.8 dB左右，模压织物比发泡塑料噪声改善3 dB。

相关文章 | 计量指标

Select

基于频响函数法的曲轴轴系扭振分析与控制

郭军丽，苏章明，陈寒霜，邢维者，徐仰汇

2017, 37(4): 209-213. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.042

摘要 ( )

PDF(1636KB) ( )

基于原点频响函数法对曲轴轴系匹配三种不同TVD时的扭振进行计算，可以快速预测TVD减振效果。首先引入扭转减振器减振原理；其次介绍集总参数有限元法计算扭振的方法；然后通过扭转模态识别曲轴轴系的模态频率，通过频响函数结果判别曲轴轴系在单位激励力矩作用下扭振幅值的大小；最后，试验测试曲轴安装TVD位置处的扭振加速度，并和仿真进行对比。结果发现，频响函数法计算的扭振幅值曲线和测试结果趋势相同，且对这三种TVD降低车内噪声的效果进行了比较。

相关文章 | 计量指标

Select

摩托车单缸平衡轴汽油机怠速撞击声音的改善

王尚礼，刘小林，姚强伟，刘天胜，赵鑫，谭红梅

2017, 37(4): 214-217. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.043

摘要 ( )

PDF(1522KB) ( )

以摩托车单缸汽油机为研究对象，用声压传感器在发动机右侧测试，热机状态的声音比冷机的大了1.8 dB(A)、3.8 sone，较大声压在工作周期频率(12.5 Hz)的1～9阶，用转速表测试发动机的转速变化，热机转速最大变化率比冷机增大了12.8 %。将声音与燃烧、温度和转速变化等因素综合分析和试验表明：化油器状态对应配气相位不能适应空燃比0.97～1.03，平衡轴对应的曲柄转动惯量不足，曲轴正偏置使点火角提前，进排气相位提前是声音大的主要原因。采用提前排气开、推迟进气和增大气门间隙来减小气门叠开角，设计新结构曲柄增大转动惯量，推迟点火角减小冲击等措施。结果表明：调整机的声音最大降低了2.2 dB(A)、4.1 sone，最大转速变化率减小了10.2 %，主观对比评价感受：调整机的声音优于原型机。

相关文章 | 计量指标

Select

排气消声器动感音开发

朱立锋，石岩，罗恩志，陈岳昌，吴洲

2017, 37(4): 218-222. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.044

摘要 ( )

PDF(1708KB) ( )

基于排气声源噪声测试，制定排气动感音性能目标，应用GT-POWER软件计算消声器高温气流条件下的传递损失，分析温度和流速对阻抗复合式消声器消声能力的影响，并进行消声器内部结构设计，采用尾管声模态原理，进行尾管长度设计，最终根据尾管噪声测试结果，对比不同尾管长度对于共振带和阶次声压级的影响，排气尾管噪声主观评价满足动感音要求。

相关文章 | 计量指标

Select

基于P/T灵敏度预测车内轰鸣噪声

毛杰，朱凌，刘显臣，彭鸿，郭志伟，黄新华

2017, 37(4): 223-226. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.045

摘要 ( )

PDF(1454KB) ( )

搭建某车型的整车有限元模型，并对动力总成的当量模型进行详细说明。基于P/T灵敏度方法计算动力总成质心扭矩激励下的车内噪声，发现其在3 350 r/min～3 750 r/min范围内超出目标线，存在轰鸣风险。为验证该方法的有效性和可靠性，进行3档WOT工况下车内噪声测试，结果显示在上述转速带内存在轰鸣现象，从而证明了P/T灵敏度方法的正确性。

相关文章 | 计量指标

Select

压缩机吸气消声器腔室密封性对传声损失的影响分析

孙晓东，陆海江，孙慧，刘超，张飞

2017, 37(4): 227-233. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.04.046

摘要 ( )

PDF(1348KB) ( )

以某压缩机吸气消声器为研究对象进行研究。该消声器为四腔结构，含有两个共振腔，两个扩张腔。针对各腔之间存在泄漏问题进行仿真分析与实验验证，采用有限元声学软件分析其传声损失，并在半消音室中进行压缩机噪声测试。对比分析发现，两共振腔之间泄漏会导致共振腔失效，两扩张腔之间泄漏会导致扩张腔传声损失下降，扩张腔与共振腔之间泄漏会导致共振腔消声频率增大，扩张腔消声频率减小。如果两个泄漏的腔分别连接消声器进出口，则所有腔消声峰值都会消失，传声损失大幅下降。

相关文章 | 计量指标

过刊目录