噪声与振动控制

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2017, 37(5): 0-1.

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制动摩擦噪声产生机理与控制方法的研究进展

周奇郑1，王德石1，高晟耀2，刘宝1

2017, 37(5): 1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.001

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制动摩擦噪声对乘坐的舒适性、城市环境有重要影响。深入研究制动器摩擦噪声的产生机理对于控制其振动与噪声非常重要。评述了近30年来制动摩擦噪声产生机理与控制措施的研究进展，将制动摩擦噪声的产生机理归为自激振动、结构不稳定和“热点”理论三类，并从优化制动器结构、改善摩擦副材料特性等方面分析了制动摩擦噪声的控制措施。为了更好地认识制动摩擦噪声的产生机理和探讨其控制措施，建议从摩擦学、动力学与传热学多学科交叉的角度研究和分析摩擦噪声。

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非线性调频分量分解的转子油膜涡动信号分析研究

李玲玲，陈是扦，彭志科

2017, 37(5): 6-12. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.002

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转子轴承系统的振动信号常呈现非线性调频特征且信号分量在频域混叠，传统的频谱分析方法难以处理该类信号。基于参数化解调的非线性调频信号分解方法来分析油膜涡动、油膜振荡特征信号能够有效分解频域混叠的非平稳信号。首先通过优化频谱集中性指标来估计信号瞬时频率参数并用估计到的参数将非线性调频信号解调为平稳信号，最后用带通滤波器提取解调信号。仿真及实验信号通过该方法分析后的结果证明，所用非线性调频分量分解的信号分解方法能够有效提取转子轴承系统的油膜涡动、油膜振荡故障特征，从信号时频图及提取分量的时域图可以清晰看到油膜涡动、油膜振荡的发生发展过程，为早期油膜涡动判定提供依据。

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一种滚动隔震平台动力学建模及实验研究

刁建超1, 2，谢溪凌1, 2，凌华3，张志谊1, 2

2017, 37(5): 13-17. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.003

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针对振动敏感型设备地震响应隔离问题，研究一种滚动隔震平台，并给出凹形复位板曲面轮廓。建立隔震平台的运动微分方程，通过数值仿真对El-Centro地震波响应进行分析，结果表明隔震平台可消减地震加速度向其承载设备的传递，并且曲面轮廓限制了设备的相对位移。在仿真分析的基础上，对滚动隔震平台的隔震性能进行实验验证，结果显示滚动隔震平台水平方向共振频率在0.5 Hz～1 Hz之间，对于0～16 Hz内的随机激励，隔震后的加速度RMS值下降90 %以上；在隔震区，对单频激励也有较好的衰减效果。

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悬臂黏弹性体夹层梁的非线性随机振动抑制性能分析

张巍1，应祖光2，张四康2

2017, 37(5): 18-22. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.004

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悬臂黏弹性夹层梁的随机振动抑制是一个重要的实际问题。采用性能可控黏弹性体的夹层梁具有无需改变结构设计的可优化性与对于较宽频带激励的适应性。关于两端约束可控黏弹性夹层梁的线性振动已有一定研究，而非线性振动仍有待于进一步讨论。悬臂黏弹性夹层梁高阶模态的求解是一个较为复杂的问题。高斯宽带随机激励下黏弹性夹层梁的非线性多模态耦合振动分析是一个较为困难的问题。考虑黏弹性体的物理非线性，首次建立悬臂黏弹性夹层梁的非线性运动微分方程，确定振动模态，根据伽辽金法将该方程离散化为多模态耦合的非线性振动方程；对于高斯平稳随机激励，运用统计线性化法推导等价拟线性系统，计算系统的随机响应，得到悬臂黏弹性夹层梁非线性随机振动的均方位移，及等价的频响函数和功率谱；通过数值分析结果说明，悬臂黏弹性夹层梁对非线性随机振动具有有效的抑制性能。

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基于HHT的拉杆转子结构模态参数识别

边涛1,谢寿生1, 2,刘云龙1

2017, 37(5): 23-28. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.005

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为准确获取航空发动机拉杆转子结构模态特性，应用Hilbert-Huang变换（HHT）方法对结构的模态参数进行识别。首先对结构脉冲响应信号进行带通滤波和经验模式分解（EMD），进而得到结构各阶模态响应信号，然后对信号进行Hilbert变换获取其瞬时特性，最后对瞬时幅值自然对数和相位进行线性拟合，根据拟合结果计算出模态参数，通过与实验值的对比论证了该方法的准确性。

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带限位器单层隔振系统冲击响应研究

韩璐，孟宪松，闫明，朱鹤

2017, 37(5): 29-32. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.006

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在舰艇设备中，通常采用隔振系统来吸收冲击所带来的能量，为了限制设备受到冲击载荷时发生过大变形，隔振系统通常带有限位器。以单自由度单层隔振系统为研究对象，采用时域有限元分析方法，分别对带有不同阻尼限位器的隔振装置受到水下爆炸载荷冲击下的响应进行数值仿真研究，计算得出隔振系统在冲击载荷作用下的相对位移响应和绝对加速度响应，分析了限位器参数对冲击响应的影响，旨在为舰艇设备抗冲击性能设计及性能评估提供参考。

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周期激励Ueda电路系统的双参数特性分析

张艳龙1，石建飞1，王丽2

2017, 37(5): 33-37. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.007

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数值计算周期激励Ueda电路系统在双参数平面上的最大Lyapunov指数，得到系统在双参数平面上周期运动、拟周期运动和混沌运动的参数区域。结合单参数分岔图和庞加莱截面图讨论多参数耦合对系统运动稳定性的影响以及系统在参数平面上的分岔混沌过程，表明在不同的参数匹配下系统的局部动力学特性非常复杂，参数之间的相互耦合关系对系统分岔与混沌过程的影响非常明显：当外激励幅值小于1.0时，系统在外激励频率小于1.181或大于1.936的区域内均为拟周期运动；当外激励幅值大于1.0时，系统在外激励频率小于0.9和大于2.5的区域内出现混沌运动和周期运动相交替的现象；选取合适的参数，系统由拟周期运动经锁相退化为周期运动，后经倍周期分岔序列进入混沌运动；在给定系统参数下，当外激励频小于0.2时，系统振子发生颤振。

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BTA深孔钻杆系统流固耦合非线性动力学研究

马国红，沈兴全

2017, 37(5): 38-41. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.008

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提出一种研究深孔钻杆系统流固耦合的非线性动力响应的方法。基于输液管道的理论，考虑钻杆和切削液耦合作用来构建钻杆系统的动力学模型。采用Galerkin方法对系统运动方程进行离散，并运用四阶Runge-Kutta方法获得系统方程的数值解。通过系统的分岔图、相图和频谱图，分析了钻杆系统振动的非线性特性。研究数值结果表明，钻杆系统具有丰富复杂的非线性动力特性，如周期性运动，拟周期运动和混沌运动，能够为深孔钻杆系统动态设计及控制提供理论指导。

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载荷校准自动加载系统振动分析

贾天娇，高尚，张海涛

2017, 37(5): 42-45. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.009

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采用液压自动协调加载系统，在飞机载荷校准试验中出现振动现象，并伴有较大声响，直接影响到人机安全。通过时域分析和频域分析方法，对大展弦比柔性机翼六点对称协调加载过程中的载荷数据进行分析，总结试验系统振动特点，重点研究试验件结构刚度、自动加载系统PID参数以及加载时间等影响试验系统协调性的关键因素，并根据工程经验给出PID参数取值范围。结果表明载荷校准试验件结构刚度较小时，作动器之间的协调性变差，自动加载系统容易发生低频振动，而适当延长加载时间，降低加载速率，能够安全有效地防止振动发生。

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一种间断肋式筏架的动力特性及隔振性能分析

司贵海1， 2，高芳清1，陈彦北2，张明禄1，郭强2

2017, 37(5): 46-49. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.010

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筏架的动力特性是影响浮筏系统隔振效果的一个重要因素。改变筏架肋板结构，提出一种新型的间断肋式筏架结构。基于Ansys有限元程序建立系统完整的三维模型，对其动力特性进行分析研究；采用功率流评估方法对间断肋式筏架的隔振性能进行了分析，并与传统式浮筏进行比较。研究表明间断肋式筏架系统隔振性能更优越，特别是在中高频段具有突出效果。

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考虑支撑间隙的齿轮系统动力学响应分析

张将1， 2，秦训鹏1, 2，陈浩冉1, 2

2017, 37(5): 50-54. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.011

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以两轴式变速器三档传动齿轮为研究对象，对于通过花键与输出轴连接的从动齿轮，由于制造误差和装配误差，在其中心处所存在的支撑间隙必将影响齿轮传递动态特性，对此以二状态模型描述从动齿轮支撑处间隙副的接触状态及碰撞摩擦特性，建立考虑时变啮合刚度，齿侧间隙，综合齿频误差等非线性特性因素的运动微分方程，采用变步长Runge-Kutta法对状态方程进行数值求解，结合相图、Poincare截面和功率谱密度图，综合分析间隙值大小等因素对齿轮系统的动力学特性的影响。数值算例分析表明，随着间隙值的增大，齿轮啮合线的传递误差从单周期运动逐渐过渡到混沌运动，从动轮的位移响应经历了单周期-准周期-单周期的变化；间隙值过大时，间隙副出现明显的单边接触状态。

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基于反共振原理的管路吸振器调谐方法

杨恺，张针粒

2017, 37(5): 55-60. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.012

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针对船用管路线谱振动传递的抑制问题，提出一种基于反共振原理的管路吸振器调谐方法。该方法利用吸振器带来的反共振物理特性，通过调谐动力吸振器固有频率，改变管路振动传递函数的反共振区域，使需要抑制的线谱频率处于该区域，从而改变管路振动传递特性，实现振动抑制。首先，介绍采用动力吸振器抑制管路线谱振动传递的策略。随后，针对船用管路提出动力吸振器的结构形式及其安装方式。其次，利用结构波理论，阐述基于反共振原理的调谐方法以及调谐步骤。最后，通过实验验证吸振器对某实船管路线谱振动传递的抑制性能。实验结果显示，调谐后的吸振器引入了反共振区域，有效降低了该线谱振动的传递。

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挖掘激励下斗轮机振动响应及影响因素研究

彭涛

2017, 37(5): 61-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.013

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斗轮机的振动是导致结构失效的关键原因。为此，通过拉格朗日方程建立斗轮机的4自由度离散动力学模型。基于动力学模型，研究4种典型工作姿态下斗轮机系统对挖掘阻力激励的响应，结果表明当斗轮机构处于最低位置时系统的位移和加速度响应最剧烈。针对此工况，进一步研究关键结构的刚度、以及斗轮质量对斗轮机系统固有频率以及振动响应的影响规律，结果表明：系统的前4阶固有频率对结构刚度的敏感性各不相同；斗轮质心振动位移随着斗轮质量和斗轮悬臂刚度的增加而单调减小；斗轮质心加速度大小随斗轮质量量增加而单调减小，而对悬臂拉杆刚度的变化不敏感。研究结果可为斗轮机上部结构的动力学设计提供理论依据。

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隔振道床对地铁车辆噪声影响分析

孙坤，葛剑敏

2017, 37(5): 67-70. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.014

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通过对某城市地铁车辆噪声测试分析，得到地铁经过一般整体道床、橡胶减振垫浮置板道床、中量级浮置板道床和重量级浮置板道床时，车体内外声场空间分布以及噪声频谱特性。结果表明，列车通过一般整体道床道床所产生的噪声声压级为4种道床中最低，通过减振垫浮置板道床产生的噪声声压级最高。隔振设计的浮置板道床使车内噪声增加，主要加强200 Hz频段以下的噪声，通过重量级浮置板道床时100 Hz～200 Hz车内低频噪声声压级最高，与中量级浮置板道床工况数据对比表明车内低频噪声强度与钢弹簧浮置板道床的隔振效果呈正相关。

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轨道交通驾驶室地板声学优化设计

尹晶葛剑敏

2017, 37(5): 71-74. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.015

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针对某轨道交通驾驶室内噪声水平较高的问题，建立驾驶室车体声固耦合有限元模型；建立地板结构有限元模型并进行隔声量仿真计算，与地板样件实测值对比，验证有限元模型中地板结构仿真的有效性；进一步建立驾驶室车体声固耦合有限元模型并与实测数据对比验证此模型的有效性；通过实测试验优选出新的地板结构设计方案，在建立的有限元模型中应用这一地板设计方案；最后得出结论，优化的地板结构设计方案能够明显改善驾驶室内噪声。

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地铁车内噪声超标分析

许孝堂1，金学松2

2017, 37(5): 75-79. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.016

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针对某地铁车内噪声超标问题，从车辆、轮轨两个方面展开研究，利用Brüel & Kj?r测试系统分析车辆的牵引、空调系统，车辆结构，轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明，牵引、空调系统对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为400 Hz～800 Hz、1 105 Hz，与车轮非圆没有直接关系；1 105 Hz与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下两个因素有关：一是透射噪声，车辆内移门存在漏风问题，车外噪声传入车内；二是结构传声，轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递，进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。

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嵌入式地铁减振扣件的设计开发

张小华1，乔小雷2，孟鸿涛2，冯光福3，孙德华1

2017, 37(5): 80-83. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.017

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根据南京地铁1号线地下线整体道床轨道结构的工况，设计开发了一款嵌入式地铁减振扣件。该扣件的接口安装尺寸和使用高度以及配套件与原普通扣件完全一致，降低了施工难度与周期，同时大幅降低了既有线路改造升级的成本；减振扣件的插入损失达到12.89 dB，车辆在垂向和横向的平稳性指标为优。新型地铁减振扣件可在不影响列车正常运营和轨道结构边界不变的前提下，实现线路的快捷改造升级，并有效保证列车的平稳运行和减小对周边环境的影响。

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地铁车内噪声影响因素分析与改善

郭建强，孙召进，刘宗财，朱雷威

2017, 37(5): 84-87. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.018

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地铁车辆的主要噪声源是轮轨噪声，该噪声经过隧道壁面的反射，在隧道内形成混响声场，然后透过车体结构传递到车内，影响车内乘坐舒适性。研究经典理论和相关标准中对轮轨噪声影响因素的定性论述，通过国内地铁实测数据，定量分析各因素对车内噪声的具体影响程度。在此基础上，提出地铁车内噪声综合控制建议，供地铁线路规划设计参考。

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基于声学灵敏度的槽形梁结构参数影响分析

刘林芽，秦佳良，宋瑞，曾峰

2017, 37(5): 88-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.019

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为研究槽形梁结构参数对结构噪声的影响，基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立轨道交通槽形梁的有限元模型，并计算列车荷载作用下槽形梁结构振动响应，采用间接边界元法计算分析轨道交通槽形梁结构噪声特性。最后再利用有限差分法计算槽形梁结构-声学灵敏度，分析槽形梁底板厚度、腹板厚度和翼缘板厚度对不同声场场点的线性声压级在不同频率处的影响。研究结果表明：轨道交通槽形梁结构噪声的峰值频率在31.5 Hz～80 Hz之间。加厚底板有利于控制桥梁附近小范围内的结构噪声，对远场点的噪声无能为力；加厚腹板会增大近场点的最大声压级，但对远场点噪声具有一定的降噪作用。而且加厚底板和加厚腹板对在100 Hz以上频段场点声压的影响比较小，翼缘板厚度对槽形梁结构噪声的影响也很小。

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基于EEMD-Fast ICA-STFT的车用起动电机噪声源识别

龚承启，华春蓉

2017, 37(5): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.020

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提出基于集成经验模态分解（EEMD）、快速独立分量分析（Fast ICA）和短时傅里叶变换（STFT）的噪声源识别方法，对起动电机噪声信号进行声源识别研究。首先采用集成经验模态分解法将单一通道的电机噪声信号分解为一系列本征模态分量，随后用Fast ICA算法提取独立成分，最后利用短时傅里叶变换良好的时频分析特性，对Fast ICA分离结果进行时频分析，结合时频分析结果和电机噪声的先验知识，确定了各独立分量与电机不同噪声源的对应关系。

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某车室低频噪声近似建模分析与板件优化

胡启国1，王宇谦1，李苏平2

2017, 37(5): 97-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.021

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为了降低车室低频噪声，采用对声学贡献较大的车室地板、后地板、前围板、顶棚、前车门内板及后车门内板的厚度参数为因子，以车身质量、车身模态频率、驾驶员头部处声压峰值和声压均方根值为响应，采用最优拉丁超立方试验设计方法采集样本数据进行因子空间设计。利用径向基神经网络方法，建立了4个响应关于6个因子的误差小、精度高的近似模型，并对所建立的近似模型进行误差分析。以驾驶员头部处声压峰值最小为目标函数，板件厚度参数为自变量，驾驶员头部处声压均方根值、车身质量和车身模态频率为约束条件。采用自适应模拟退火算法对板件厚度进行优化设计，其优化结果表明，驾驶员头部处最大声压峰值所在的频率158 Hz处的声压降低了4.45 dB，134 Hz处的声压峰值降低了5.47 dB，在其他声压峰值较高的频率处，测点声压均有不同程度降低，说明在满足约束条件同时，通过优化有效地降低车室空腔噪声，提高车辆的声学舒适性。

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侧风下的汽车非光滑表面后视镜气动降噪研究

范伟军，陈涛，石少亮

2017, 37(5): 103-108. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.022

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汽车高速行驶时的气动噪声严重影响汽车乘坐舒适性，研究表明仿生凹坑非光滑表面的扰流效应具有气动降噪的作用。通过以汽车行驶时常见的侧风工况为研究点，在后视镜边缘布置仿生凹坑非光滑单元结构，研究侧风对非光滑表面气动降噪效果的扰动。采用分离涡模拟（Detached eddy simulation，DES）与计算气动声学（Computational aeroacoutics，CAA）相结合的方法，在无侧风与侧风工况下进行数值模拟得到监测点声压级频谱。通过对比定常分析中A柱后视镜区域流动特征，压力云图，并结合侧窗区域监测点的声压级频谱图，探讨非光滑表面在侧风下对流场控制及气动降噪中的作用。研究结果表明侧风对非光滑表面后视镜气动降噪效果存在较大影响，并且在侧风下背风侧时非光滑表面的降噪效果最好。

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离合器设计参数对汽车起步振动的影响研究

陈权瑞万里翔刘雪莱王波

2017, 37(5): 109-114. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.023

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为了研究离合器设计参数对汽车起步振动性能的影响，建立包含摩擦式离合器的汽车传动系非线性动力学模型。建模中，考虑离合器的摩擦和多级扭转非线性特性。仿真得到汽车起步过程传动系统的动力学响应，对起步过程离合器从动盘转速进行时域和频域分析，通过实车测试验证所建立的模型的正确性。最后分析离合器从动盘性能参数对起步时产生的起步抖动和耸车两种振动的影响，依据分析结果对离合器设计参数进行结构改进。结果表明：起步抖动和耸车分别发生在离合器接合和接合完成过程中，振动频率分别等于接合完成前后系统的第1阶固有频率。分析离合器从动盘各特性参数对起步抖动和耸车的影响，并根据分析结果对离合器从动盘进行了调整，对比调整前后仿真和实车测试的结果发现，起步抖动和耸车均有所改善。

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车内噪声异常识别及系统优化

郑利锋，王铁，李国兴

2017, 37(5): 115-118. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.024

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牵引车在主观评估过程出现车内噪声异常，在定置状态下进行扫频测试，对不同声源进行识别，确定发动机振动是引起车内噪声异常的主要原因。通过对动力总成悬置系统进行仿真分析，识别出悬置系统存在的问题，并给出优化方向。以悬置刚度为优化参数，以动力总成悬置系统主振动能量分布的加权组合作为优化设计的目标函数，给出优化后的悬置参数。最后，在相同测试条件下，对优化后的悬置系统进行测试，结果表明优化后的系统解决了车内噪声异常问题。

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整车车内噪声仿真的SEA分析方法研究及应用

侯献军1, 2，郭金1, 2，杜松泽1, 2，郭彩祎1, 2，刘志恩1, 2

2017, 37(5): 119-123. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.025

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关于整车车内噪声的仿真分析方法，在理论上，FEM/BEM方法可以进行全频段的仿真，但由于高频噪声的波长短，且在仿真初期结构材料的参数不确定，FEM/BEM参数识别和计算难度大，在这种情况下，基于能量平均思想的统计能量方法显现出其特定的求解优势。针对SEA分析方法理论就该方法在车内噪声应用领域展开探讨，从整车车内噪声激励源及噪声传递途径、整车NVH性能开发方法和整车SEA建模方法三个角度对车内高频噪声仿真进行阐述。SEA仿真在整车方面的应用现阶段主要用来指导声学包开发，对SEA仿真中的关键科学问题与工程实际的结合，介绍2个典型工程案例：其一基于双墙理论的车门隔声量优化，通过建立相对独立的双墙模型，提高建模过程中的仿真精度；其二通过控制声学包装优化变速箱高频啸叫，采用车内双层地毯的优化方法，降低驾驶员头部的声压1.31 dB。通过SEA方法对车内高频噪声进行仿真显著改善车辆的NVH性能，提高车辆乘坐舒适性，可为相关领域的研究提供参考及借鉴。

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自动挡车型Creep Groan噪声传递路径分析与优化

徐宜敏1，段龙杨1，翁建生2，吴赵生1，王轮1

2017, 37(5): 124-127. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.026

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Creep Groan（吱嘎声）噪声是一种频率小于1 000 Hz的低频噪声，当自动挡车型采用D挡、R挡慢慢松开刹车起步或低速轻踩刹车慢慢停止时都容易产生该噪声。以前Creep Groan噪声主要通过修改摩擦片的摩擦材料进行优化，很少通过分析和改进Creep Groan噪声传递路径进行优化。主要通过相干性、ODS、NTF分析，确定Creep Groan噪声主要传递路径为车辆前悬挂系统，关键节点为车辆前悬挂系统中减震器的Top mount。通过降低Top mount 硬度使Creep Groan噪声改善明显，达到可接受主观驾评。

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疲劳寿命计算在制动盘罩壳结构优化设计中的应用

吴帅1，2，张晓艳1，2，王德宸1，2，孙玉1，2，赵勇强1，2

2017, 37(5): 128-131. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.027

摘要 ( )

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为解决某SUV车型在行驶过程中制动盘罩壳由于随机交变载荷激励引起的振动疲劳开裂问题，结合实际工程项目，基于Radioss的模态频率响应结果进行振动疲劳寿命数值模拟。结合仿真分析结果，提出一种“圆形凹坑”特殊结构改善制动盘罩壳安装孔局部区域刚度，达到结构优化目的。对比仿真分析及耐久试验结果表明，利用该分析方法不仅可以准确预测制动盘罩壳疲劳寿命薄弱区域，还可以利用“圆形凹坑”特殊结构提高部件刚度，起到结构优化设计的同时，还能大大减少项目开发成本，有效指导设计人员进行方案选定和问题整改。

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某拖拉机驾驶室声学特性分析与改进

李贵, 陈洪涛,孙黎明, 王志鹏,郑志昊

2017, 37(5): 132-135. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.028

摘要 ( )

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为了降低拖拉机驾驶室内中高频噪声，建立基于统计能量分析（SEA）方法的驾驶室内噪声预测模型。通过理论计算和试验方法确定模型的基本参数和激励输入，通过仿真与试验对比验证了SEA模型的准确性。最后对驾驶室内声腔的功率输入分析，得到对驾驶室内噪声贡献较大的板件子系统，据此提出有针对性的声学包装改进方案，仿真结果表明该声学包装设计方案可以有效降低驾驶室内中高频噪声，总声压级降低1.87 dB(A)，为拖拉机驾驶室内噪声控制及声学包装优化提供有效依据。

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基于动态子结构方法探讨分析地铁运行引起建筑物的振动

冯青松1，王子玉1，张翊翔2

2017, 37(5): 136-141. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.029

摘要 ( )

PDF(1747KB) ( )

运用动态子结构固定界面模态综合法，结合Ansys有限元分析软件建立隧道-土层-建筑物系统动力学分析模型，通过与有限元整体建模分析法进行比较，验证了动态子结构法的准确性，对比分析系统的振动特性，分析隧道埋深、桩基深度对建筑物振动的影响。分析结果表明：隧道上方的建筑物桩基不利于建筑物减振，增加隧道埋深、增加隧道与建筑物桩尖的距离，可以有效降低建筑物振动。固定界面模态综合法具有较高的精度，计算效率高，在地铁列车引起建筑物振动分析中具有较好的适用性。

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利用部分加速度测量的多自由度结构质量及滞回力识别

王云1，许斌2, 3

2017, 37(5): 142-148. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.030

摘要 ( )

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在强动力荷载作用下结构滞回力可直接描述损伤的发生发展过程，并用于结构耗能的定量评估。提出一种仅利用结构部分自由度上加速度响应时程且结构刚度、阻尼、质量均未知时的结构质量识别迭代和滞回力识别方法。首先基于质量预估值利用扩展卡尔曼滤波方法预测结构的位移和速度响应以及未知加速度响应，利用二重切比雪夫多项式对质量进行更新并迭代直到收敛，最后基于收敛的质量识别值描述结构滞回性能，识别结构滞回力。在一个多自由度集中质量数值模型中引入磁流变阻尼器模拟非线性构件，在结构仅已知部分自由度上加速度响应时程的条件下，数值模拟结果发现结构质量分布和阻尼器的滞回阻尼力均有良好的识别结果，同时考察了测量噪声的影响。

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和土体中线弹性连续屏障的隔振分析

丁海滨1，杨园野1，徐长节1, 2,童立红1，赵秀绍1

2017, 37(5): 149-153. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.031

摘要 ( )

PDF(1450KB) ( )

基于Biot波动理论，推导了饱和土中S波入射线弹性固体连续屏障时反射P1波、P2波、S波的反射系数与透射S波、P波的透射系数的解析解。进行算例分析，得出各反射透射系数与线弹性固体连续屏障密度、泊松比及弹性模量的关系。结果表明：线弹性固体隔振结构密度对P1波和P2波反射系数基本无影响；而随着线弹性固体隔振结构密度的增大，S波的反射和透射系数及P波的透射系数均逐渐减小，且渐趋稳定；线弹性固体连续屏障泊松比和弹性模量的变化对P1波P2波反射系数及P波透射系数基本无影响，而对S波的反射系数和透射系数影响较大，S波的反射系数随着线弹性固体连续屏障的泊松比和弹性模量的增大而增高，S波的透射系数随着泊松比的增大而减小，随着弹性模量的增大而增大。

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基于频率法的悬索桥锚跨索股索力测试分析

薛刚 1，孙树宝 1，李建刚 2

2017, 37(5): 154-159. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.032

摘要 ( )

PDF(1596KB) ( )

为准确获得悬索桥锚跨索股索力，便于在施工过程中对索力进行精确控制，针对锚跨结构的构造特点，采用振动频率法进行锚跨索股索力测试，分析激励方式、传感器的布置位置等因素对振动频率识别的影响，得到索股在不同应力、频率阶次、拉索长度下索力计算结果的变化规律。研究结果表明：采用频率法进行测量时，应尽量选用人工激励；传感器布置位置受到限制时，可将传感器布置到距离索股端部L/6处，以便更加准确识别拉索振动频率；进行索股索力计算时，选取1阶固有频率能较好保证索力计算的精度要求；索股的应力接近其正常受拉承载能力极限状态时，拉索的材料属性得到充分发挥，索力计算误差较小。

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行波管中高温平板结构动力学响应预报

田艳妮1，王建民2，秦朝红2，程昊2，华宏星1

2017, 37(5): 160-165. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.033

摘要 ( )

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研究热噪声复合载荷作用下结构的动力学响应对高超声速飞行器结构的设计具有重要的指导意义，实验室多采用高温行波管进行热噪声复合试验研究，本文针对行波管中高温平板结构动力学响应预示方法进行研究。选取四边固支C/SiC材料平板为研究对象，首先研究热效应对平板结构固有模态特性的影响，然后在平板表面施加一维行波声载荷模拟行波管中声场，利用解析方法求解结构在热噪声复合载荷下的动力学响应。结果表明，在加热过程中平板固有频率先减小至极小值，而后逐渐回升。在固有频率下降阶段，材料弹性模量减小和热应力对于结构刚度的软化效应强于热变形的硬化效应；在固有频率回升阶段，热变形的硬化效用起决定性作用。线性响应范围内，平板在热噪声复合载荷下的加速度响应特性取决于其热模态。

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涡轴发动机起动信号的奇异值分解研究

卢娜，任兴民，金明鑫,杨永锋

2017, 37(5): 166-169. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.034

摘要 ( )

PDF(1458KB) ( )

针对涡轴发动机动力涡轮转子起动过程中的振动信号，采用奇异值分解方法实现非平稳振动信号的去噪和奇异值重构，从中提取起动信号的振动特性。发现某涡轴发动机凸台1和凸台2的振动主频为154 Hz，为涡轴发动机2阶临界转速的2/3倍频，凸台3的振动主频为160 Hz。这些振动特征可为发动机振动排故和动平衡提供参考信息。

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基于在线监测与故障诊断原理的PTA装置振动异常原因分析

宫少琦1，张伟2，国明笛3

2017, 37(5): 170-174. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.035

摘要 ( )

PDF(1860KB) ( )

为了保证PTA生产装置安全、稳定和长期运行，对PTA生产装置设备实施在线监测，实现机组长周期运行数据的监测与分析，进而为及时捕捉振动信息提供便利条件。对动不平衡类故障机理进行深入剖析，并在一定程度上总结动不平衡故障特征，依此准确识别汽轮机两次突发性动不平衡故障，即断叶片故障，及时给出企业有价值的生产指导建议。对PTA装置在线监测与故障诊断的工程实际应用表明：(1)对设备振动故障机理与故障特征的研究，为故障诊断提供了基本依据；(2)对设备故障的早期发现与处理，极大限度的缩小了因设备事故带来的伤害范围与经济损失；(3)对设备长周期运行数据的监测与分析，为预知维修管理提供了有效保障。PTA装置振动异常分析工程应用充分体现了在线监测与故障诊断的及时性、全周期性及便捷性等诸多优点，应广泛推广到工程实际中。

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遗传算法优化稀疏分解的齿轮箱故障诊断研究

宋昌浩，纪国宜

2017, 37(5): 175-179. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.036

摘要 ( )

PDF(1808KB) ( )

齿轮箱传动结构复杂，其出现故障时的振动信号往往含有强噪声。在强噪声背景下微弱信号的特征提取是振动信号处理领域的难题。稀疏分解方法能够自适应地提取强噪声背景下的微弱信号特征，但其在寻找最优匹配原子时计算量特别大。为加快匹配最优原子的速度，提出利用遗传算法优化匹配追踪的信号稀疏分解算法，优化后的算法大大降低了匹配追踪算法中寻找最优原子参数的计算量。齿轮故障振动信号的主要特征是调制现象，通过稀疏分解对含有噪声的信号进行降噪，然后进行频域分析，根据频域分析结果实现齿轮的故障诊断。对仿真的齿轮调制振动信号和实际采集的齿轮箱振动信号分析表明，该方法能够从含有强噪声的振动信号中快速且准确地提取出故障特征频率。

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振动试飞数据归纳方法及在振动耐久试验中的应用

雷晓波，霞妹，李密，文敏，雷蒂远

2017, 37(5): 180-184. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.037

摘要 ( )

PDF(1227KB) ( )

基于现有国军标和数理统计原理，给出了振动数据归纳流程中若干环节的具体实现方法，建立了周期振动和随机振动试飞数据归纳方法。通过选取具有代表性的实测振动数据样本，结合建立的归纳方法来获取振动耐久试验谱图，并以某进气道测量耙振动试飞为例，给出其具体实现方法。基于振动等效加速理论，以耐久试验谱图为等效标准,采用均方根为加速因子对试飞振动数据进行等效加速计算，得出各个飞行架次耙体振动等效时间，结果表明:不同架次振动等效时间差异大。振动数据归纳方法为振动试飞鉴定提供了重要的方法支持,振动耐久谱归纳方法和等效时间计算方法为获取飞机、发动机部件耐久试验条件提供了新的方法。

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秸秆复合墙体隔声性能计算机模拟及试验研究

陈继浩,冀志江,王静

2017, 37(5): 185-188. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.038

摘要 ( )

PDF(1521KB) ( )

采用计算机模拟和试验对比的方法，对多层复合的秸秆复合墙板和结合轻钢龙骨结构的双层墙体的隔声性能进行了研究。结果显示，105 mm厚多层复合的秸秆复合墙板隔声达到36 dB，达到建筑内隔墙的隔声性能要求。采用轻钢龙骨作为支撑结构，并两面贴附秸秆复合板的双层墙体隔声性能达到49 dB，具有较好的隔声性能，为充分利用秸秆资源，形成轻钢龙骨结构的装配式建筑具有参考意义。

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消声器传递损失计算的单元能量叠加法

王世华,季振林

2017, 37(5): 189-192. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.039

摘要 ( )

PDF(1421KB) ( )

在消声器进出口管道平面波截止频率以上，高阶模态被激发，传统方法假设进出口为平面波计算消声器传递损失的方法已不再适用。基于有限元法，把进出口面划分出若干个单元，将每个单元上的声场分布近似为平面波，建立基于单元能量叠加计算消声器传递损失的方法，并使用本文方法和Virtual. Lab Acoustics软件计算了三种类型消声器的传递损失，分析了非平面波现象。结果表明，本文方法可行且能够有效地考虑非平面波的影响。

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一种新型电磁式吸振器的设计与分析

苏航，翁雪涛，高伟鹏，黄驰

2017, 37(5): 193-197. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.040

摘要 ( )

PDF(1350KB) ( )

设计并分析一种新型电磁式主动吸振器，研究其输出力的稳定性以及最大输出力。对其磁路结构进行仿真并用等效磁路法分析磁路，得到本电磁作动器的输出力计算公式。针对不同磁力的永磁体和直径各异的线圈对作动器输出力进行定性分析。主动吸振器的仿真计算与实验室输出力测试结果进行了对比。

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聚氨酯硬泡连续屏障近场隔振效果分析

常亮,曾松,朱先均,赵艳影,吴子祥

2017, 37(5): 198-203. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.041

摘要 ( )

PDF(1593KB) ( )

传统的连续屏障在缓解环境振动方面已取得比较理想的效果，但其整体稳定性差，对低频的隔振效果不佳。基于此背景，提出了锚杆约束的聚氨酯硬泡连续屏障。通过有限元数值分析方法，对聚氨酯硬泡连续屏障和混凝土连续屏障分别在地面简谐激励和桩振源简谐激励作用下的近场隔振性能进行研究。研究表明：地面振源激励下，混凝土连续墙和聚氨酯硬泡连续屏障对中高频振动有较好的隔振效果，混凝土连续墙对低频(<10 Hz)振动隔振效果不佳，聚氨酯硬泡连续屏障对5 Hz～10 Hz的低频振动有很好的隔振效果；桩振源激励下，两种屏障的隔振效果比地面振源激励时效果更好，两种屏障对中高频振动及5 Hz～10 Hz的低频振动有较好的隔振效果。

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时域衰减信号的复合材料叶片阻尼不确定性测试

梁晓龙，李晖，牛义，周正学

2017, 37(5): 204-209. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.042

摘要 ( )

PDF(1379KB) ( )

基于复合材料叶片的时域衰减信号，对其阻尼的不确定性进行测试研究。首先，组建复合材料叶片的阻尼测试系统，提出具体的阻尼不确定性测试流程，并通过“标准差”指标来量化表征某一阶阻尼的不确定性程度；然后，以三种不同类型的TC500碳纤维/树脂基复合材料直板叶片为研究对象，通过测试获取其在不同衰减时刻的阻尼结果，并证明其阻尼确实存在不确定性现象；最后，讨论激励幅度、边界条件、背景噪声对复合材料叶片某一阶阻尼不确定性的影响程度和影响规律，并提出采用线性平均法来准确获得其阻尼结果。

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高速入水冲击下传感器的聚氨酯防护研究

郭云松，徐恒斌,李平,彭勇晟

2017, 37(5): 210-213. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.043

摘要 ( )

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随着现代工业的发展与提高，现代测量技术针对高速入水结构测量传感器的防护工作提出了要求。通过对三种不同硬度，体系同为PTMG配方的聚氨酯弹性体试片进行拉伸试验、粘接性能试验获取材料的力学及粘接性能参数。进一步采用Ansys-Workbench显式动力学分析软件对防护模型在高速入水冲击过程进行仿真分析，从而得出一种硬度的聚氨酯材料满足冲击环境要求。最后通过防护样件的试验冲击考核结果，说明聚氨酯弹性体作为高速入水冲击下传感器防护的可行性。

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一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法

杨伟新,李彦，王平

2017, 37(5): 214-220. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.05.044

摘要 ( )

PDF(1209KB) ( )

在某型航空发动机叶片疲劳试验件数量严重不足的情况下，提出一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法－逐级载荷加载法。该方法先以一个相对较低的振动水平对叶片进行激励，然后逐级加大叶片的激励水平，直至叶片出现疲劳破坏，最后获取该叶片的疲劳极限。应用该方法对某型发动机第5级轴流压气叶片进行疲劳试验，有效地获取该叶片的疲劳极限。

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