噪声与振动控制

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2017-6期封面、目录/ 2017全年目录

2017, 37(6): 0-1.

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随机路面激励下车辆垂向振动微分几何解耦控制

邓涛，谭海鑫，李志飞，余浩源

2017, 37(6): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.001

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分析车辆悬挂与非悬挂质量动力学耦合机理，建立装备被动悬架的整车7自由度非线性模型，利用微分几何方法对该非线性模型受到随机路面激励时的垂向振动进行解耦分析。经过解耦的非线性系统成为独立的互不干扰的线性子系统，悬架簧上质量的振动不受路面激励的影响。进行解耦前后仿真对比分析，结果表明：解耦后的车身垂向加速度、车身俯仰角和侧倾角的振动幅值和频率大幅衰减，验证了解耦算法的有效性。

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挠性支承可倾瓦轴承完整动力学建模及分析

杨期江1，李伟光2，赵学智2，滕宪斌1

2017, 37(6): 7-11. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.002

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考虑动压润滑油膜温粘效应，首先建立轴颈-瓦块相对几何关系，导出支点反作用力与力矩的0阶与1阶泰勒展开方程，推导瓦块油膜力、力矩的平衡方程及其刚度阻尼系数，联合轴颈-瓦块运动的微分方程，建立挠性支承可倾瓦轴承完整动力学模型；通过与相关文献的试验数据进行对比分析，验证所提出的挠性支承可倾瓦轴承完整动力学模型的准确性。

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铁路箱梁辐射结构噪声测试与开孔影响分析

宋瑞1, 2，刘林芽1，徐斌2，刘全民1

2017, 37(6): 12-16. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.003

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基于室内外温差均衡、通风、排水等因素，往往会在铁路简支箱梁顶板、底板、腹板开设数量和尺寸不一的孔洞。现场实测表明，腔内噪声会通过孔洞泄露出去，增大腔外噪声。基于以上原因，有必要研究开孔对箱梁辐射噪声的影响。研究结论表明：箱梁板的振动频率主要集中在40 Hz至250 Hz范围内；底板侧的噪声主要由底板振动而产生；腹板侧的噪声测点主要由腹板和翼缘板的振动产生。比较分析实测值、不开孔模型理论值、开孔模型理论值后发现，开孔模型测点理论值均比不开孔模型理论值大，更接近于实测值。开孔对结构近场噪声影响不可忽略，理论计算时采用开孔计算模型能更好模拟箱梁结构噪声。

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结构应变模态参数辨识的最小二乘复频域方法

周思达1, 2, 3,曹博远1，周小陈4

2017, 37(6): 17-22. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.004

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由于应变模态对结构状态的敏感性，其在结构在线健康监测和损伤识别方面比位移模态更具优势。利用应变和位移的关系，将最小二乘复频域方法应用到结构应力应变分析中，建立基于应变测量数据的结构动力学参数频域辨识方法。由于应变模态和位移模态是同一种物理状态的不同表达形式，两者在数学表达上有相似性。首先建立以应变为变量的参数化公分母模型，在此基础上将非线性最小二乘问题进行线性化，得到加权线性最小二乘的方程误差。然后采用基于缩减正则方程的算法进行求解，减少计算量，并通过对模型参数施加约束来避免参数冗余。然后，设计并搭建一个自由梁的实验结构系统，利用光纤布拉格光栅应变传感器测量结构动应变数据，根据最小二乘复频域方法，基于应变测量数据辨识得到频率和阻尼比，与传统的基于加速度测量数据的辨识结果相吻合。另外，辨识所得应变模态振型与仿真结果也具有一致性。因此，数值仿真和实验验证表明，文中提出的基于最小二乘复频域方法能够准确辨识结构应变模态。

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自适应主动振动控制仿真分析

孙文豪，张锋，罗顺安，汪涵

2017, 37(6): 23-28. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.005

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在FxLMS自适应算法中，次级通道会影响输入信号自相关矩阵的可对角化性和特征值扩散度，从而影响算法的收敛速度。为了降低次级通道对输入信号的影响，加快算法的收敛，提出将改进的FxLMS算法—SOFxLMS算法应用于振动主动控制研究中。在Simulink中分别搭建基于两种算法的主动振动控制仿真结构，基于系统稳定的前提，在相同条件下对两种算法进行仿真对比分析。仿真结果表明：在迭代步长较大、滤波器阶数较少的条件下，SOFxLMS算法具有更好的振动控制效果。

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双质体振动弛张筛动态特性分析

王成军1, 2，盛夏夏1，陈孝喆1，李刚2，章天雨1

2017, 37(6): 29-34. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.006

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以Binder弛张筛工作原理为基础，在Ansys Workbench中对弛张筛简化模型进行运动学、动力学分析，绘制动梁与静梁的运动曲线。对弛张筛基础筛分理论进行分析研究，构建弛张筛双向振动力学模型，在Matlab/Simulink中建立数学仿真模型，根据运动微分方程计算得出弛张筛振幅，与有限元仿真结果进行对比，验证动梁与静梁的运动规律。对筛面物料进行单颗粒运动学仿真，分析筛面物料颗粒的运动规律，并对筛面的运动情况进行研究，获得筛面运动性能参数。

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工业厂房动力机器工作平台振动疲劳性能研究

薛刚1，曹美玲1，孟煜童2

2017, 37(6): 35-40. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.007

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以某烧结矿筛分室工作平台为研究对象，对不同工况下筛分室工作平台进行振动测试。时域及频域分析结果表明，工作平台存在共振现象且振动幅值超限。为掌握工作平台的振动疲劳性能，建立有限元模型，以实测振动数据作为激励，通过瞬态动力学分析，得到不同共振条件下平台的振动疲劳性能。将目前运行的三个工况的疲劳性能作为基准，发现当振动筛运行频率f1与结构自振频率f2相等时，节点振幅增大25.6 %，疲劳寿命减小65.68 %；当f1与f2相差20 %时，节点振幅增大17.6 %，疲劳寿命减小50.33 %；当f1与f2相差40 %时，节点振幅增大7.23 %，疲劳寿命减小23.76 %。

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间歇激励下摘锭采摘过程的动力学分析

张有强，罗树丽，张宏

2017, 37(6): 41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.008

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摘锭是采棉机的核心部件，其性能直接影响采棉机的采净率，通过建立采棉机摘锭在采摘过程中的干摩擦振动系统模型，考察间歇摩擦激励和外激励与间歇摩擦激励耦合作用下摘锭动力学行为，结果表明采摘过程中仅在间歇摩擦力作用下摘锭的运动为伴随冲击的自由振动，振动幅值较小，不会使摘锭产生断裂破坏；在外激励与间歇摩擦激励耦合作用下，摘锭的运动行为呈现为复杂的冲击振动，振动幅值变化较大引起振动加剧，可能产生摘锭与脱棉盘之间的碰撞，这也是摘锭发生断裂破坏的原因。

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可变外激励下制动器低频振动的实验与数值仿真

张佳慧

2017, 37(6): 46-50. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.009

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在实验和数值仿真的基础上，利用三自由度模型来预测制动系统的动力响应，即可变外激励下的制动器低频振动。实验中制动器参数可调，外激励可变。采用事件驱动法对制动器低频振动进行数值仿真，实验和数值仿真中均可测得制动器低频振动，证明数值模拟结果可靠。通过实验与数值仿真观测制动系统参数变化以及外激励对其低频振动的影响，发现制动系统低频振动对其自身参数改变十分敏感；同时，选取适当形式的外激励可以抑制制动器的低频振动。

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燃气轮机转子系统振动激励源特性研究

庞学佳1，陈昌敏2，荆建平2，王志强2

2017, 37(6): 51-55. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.010

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燃气轮机的振动一直是设备的关键问题之一，燃气轮机结构复杂，导致其振动的激励源具有复杂性、多样性等特点，传递到其机脚处的振动更是船用燃气轮机所关注的研究课题之一。在对燃气轮机转子系统进行研究的基础上，对转子振动的典型激励源及其振动特性进行梳理和分析，并对传递到支撑处的激励力进行分析，采用力的传递率探究典型激励源传递到支撑处的振动特性，得到轴承参数和力的作用点对力的传递率的影响规律，并对流场激励力的特性进行分析，得到流场激励力的频率特性。研究成果对燃气轮机的减振降噪以及前期的参数设计都具有一定的指导意义。

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内饰车身地板振动性能优化分析

李华清，张相坤

2017, 37(6): 56-60. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.011

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在某SUV车型工程设计阶段，运用有限元法进行内饰车身地板响应点振动传递函数分析。与参考车型振动曲线对比，发现车身地板测点峰值大幅超出。通过模态贡献量及模态分析，诊断出振动传递函数峰值大幅超出是由地板局部模态引起。为提高地板局部刚度，以地板振动传递函数为目标函数进行形貌优化，设计出新的地板结构以降低测点振动峰值。制造样车后，对地板振动传递函数进行实车测试，验证仿真分析结果的有效性。研究结果表明，在车型工程设计阶段，基于形貌优化的振动传递函数分析可以有效应用于内饰车身地板减振结构设计中，降低后期实车抖动风险。

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基于高维模型的客车发动机悬置系统NVH性能优化

李伟平，尹文锋，曾亮铭，杨玉清，毛光军

2017, 37(6): 61-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.012

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汽车NVH性能是衡量汽车乘坐舒适性的重要指标，其噪声声压级高低和振动幅值大小直接影响乘员的主观感受。通过怠速时整车NVH测试，确定动力总成悬置系统对驾驶员座椅处NVH性能影响最大。选取动力总成四点悬置处刚度和阻尼作为设计变量，利用基于薄板样条插值函数的高维模型（TPS-HDMR）构建设计变量与目标函数之间的近似模型。以驾驶员座椅处振动幅值为约束条件，采用遗传算法对驾驶员右耳处声压级进行优化，优化结果表明客车NVH性能得到明显提升，验证了该方法的可行性。

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刚柔混合法在双层隔振系统隔振效果预测中的应用

袁扬1, 2，向阳1, 2，李飞1, 2，郭宁1, 2，何鹏1, 2

2017, 37(6): 67-71. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.013

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首先建立双层隔振多刚体动力学计算模型，研究系统参数对隔振效果的影响。然后以6L16/24柴油机为研究对象，在原有单层隔振系统的基础上进行双层隔振设计。最后针对所设计的双层隔振系统，在Ansys中建立曲轴、机体和中间质量块的有限元模型，进行子结构缩减；在AVL-Excite中建立柴油机柔性体虚拟样机模型，仿真计算各悬置点的加速度，基于此计算其1/3倍频程谱和振动量级，在设计阶段从振级落差的角度预测双层隔振柴油机的隔振效果。

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水下爆炸作用下潜艇冲击环境影响因素研究

李晓文，范斌，杨勇，郭君

2017, 37(6): 72-76. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.014

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潜艇结构在其生命周期内不可避免会遭受水下爆炸冲击载荷作用，水下爆炸载荷引起的潜艇板架结构冲击响应往往是引起舰载设备破坏的主要因素，为保证潜艇结构安全性和舰载设备正常使用，有必要对潜艇设备冲击环境进行深入研究。潜艇在水下爆炸载荷作用下冲击环境计算涉及到攻角、炸药类型、冲击因子、水深以及舰载设备安装位置等多方面因素影响。采用数值仿真方法，对影响潜艇设备冲击环境的多方面因素分别进行研究，为潜艇结构抗冲击设计提供参考。

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不同浸没深度下锥型喷嘴结构固有振动特性研究

蒲鑫，吴耀中，李维嘉

2017, 37(6): 77-80. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.015

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锥形喷嘴结构工作环境复杂，其浸没深度会随着工况的不同经常改变，研究不同浸没深度下锥形喷嘴结构的固有振动特性具有重要意义。利用声固耦合有限元法，得到锥型喷嘴结构的前6阶固有频率与模态振型。利用压电陶瓷作为传感器和作动器搭建模态分析实验平台，采用正弦扫频的方法，测得锥型喷嘴结构的前6阶固有频率，验证数值方法的准确性。最后利用数值方法研究不同浸没深度下锥形喷嘴结构的耦合振动特性。

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连通式油气悬架整车建模与平顺性优化

田文朋1，刘钊1，王伟2

2017, 37(6): 81-85. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.016

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为改善某连通式油气悬架工程车辆的平顺性，基于7自由度整车数学模型，建立整车Simulink模型与液压系统AMEsim模型的联合仿真系统，将白噪声法生成的四轮相关路面时域模拟信号作为仿真激励，进行联合仿真分析。在确定车辆平顺性评价指标后，选择影响车辆性能的可优化悬架参数，建立目标函数和约束条件，应用改进的多目标遗传算法优化求解。将优化前后的参数值分别代入联合仿真模型，仿真结果显示，在50 km/h车速下，车身垂向加速度均方根值降低42 %，车轮动载荷均方根平均值降低44.2 %，悬架动行程均方根平均值提高32.6 %；在不同车速下，车辆的平顺性均得到大幅提高。

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后背门限位块硬度对车内鼓噪影响的研究

赵建兵1，彭硕2，赵龙灿1

2017, 37(6): 86-89. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.017

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为解决某SUV车内鼓噪问题，对车身各板件进行贡献量分析，发现后背门对车内噪声贡献量最大。通过车内声压测试，测得安装不同硬度限位块时的车内噪声信号，对比发现：当限位块硬度从原状态的70 HA降低到40 HA时，驾驶员右耳处和后排乘客左耳处的噪声峰值均有所下降，且后排降噪效果更明显，达到6.4 dB。但是，限位块最优硬度的选择还需兼顾耐久性，这需要进行进一步研究。

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复杂板件的隔声量仿真方法

赵蔷薇1，贾尚帅1，吴宏2，隋富生2

2017, 37(6): 90-93. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.018

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针对波纹板、加筋板等复杂结构的隔声量仿真分析，提出一种分频段的仿真分析方法，获得复杂板件较为准确的隔声量仿真结果。在中频区域，采用考虑边界条件及阻尼损耗因子的有限元法对复杂板件进行仿真分析；而对一阶频率之前的低频区域，即刚度控制区域，采用等效法进行复杂板件的仿真分析；为了提高高频区域的计算效率，对其采用统计能量法计算隔声量。全频段的综合隔声量仿真结果与实验结果非常吻合，验证分频段仿真方法的有效性。

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基于惯性参数的动力总成悬置系统解耦分析

周宇杰，雷刚，贺艳辉，张骑虎

2017, 37(6): 94-97. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.019

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基于传统的动力总成悬置系统6自由度模型，可得到与6自由度相关的解耦率。而通过商业软件Adams建立动力总成悬置系统模型并利用vibration插件进行计算时，平动方向上的解耦率与传统6自由度模型相同，而转动方向上的三个分量被分解为6个与惯性参数相关的分量。基于Adams模态能量表达，用Matlab软件编写动力总成悬置系统的解耦率计算程序，利用多目标优化方法对悬置系统进行优化设计。结果表明，对悬置刚度进行优化能有效提高解耦率。

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船用汽轮机组振动激励源特性分析

孙原理1，雷博2，郑辉2

2017, 37(6): 98-101. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.020

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船用汽轮机组运行时会产生较强的振动，易引发关键构件的疲劳破坏，而充分了解船用汽轮机组的振动激励源特性是减小其振动的前提。对某船用汽轮机组在不同运行工况下的振动激励源特性进行仿真研究。首先，分别通过理论分析和数值计算得到汽轮机组的旋转和气动激励源，计算不同运行工况下的等效激励力；然后，将等效激励力加载到地面安装条件下的汽轮机组有限元模型上，计算不同工况下汽轮机组的振动响应；最后，通过对比不同工况下汽轮机组的响应特征，确定旋转不平衡力是汽轮机组所受激励的主要成分，并进一步建立船用汽轮机组的振动加速度与机组转速的关系。该研究方法及有关结论对船用汽轮机组减振优化设计具有一定的指导意义。

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电驱动动力总成噪声识别与优化

杨远1, 刘海1, 陈勇1, 李占江2, 李洪亮1

2017, 37(6): 102-106. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.021

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纯电动汽车的动力总成与传统汽车存在着明显区别，其噪声源也有较大差异。以新型“低速重载”电驱动动力总成为研究对象，研究其在加速与匀速运行状态下的噪声情况，运用单体声功率及频谱分析的方法识别出变速器齿轮产生的啮合噪声是电驱动动力总成系统噪声产生的主要原因。然后采用参数化建模方法建立齿轮传动系统模型，通过齿轮微观修形和传递误差计算的方法对噪声贡献量大的啮合齿轮进行优化设计，从而改善电驱动动力总成系统的声学环境，为改进低噪声的动力总成设计提供理论依据。

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多设备源激励下水中柱壳结构声振特性研究

高晟耀1，缪旭弘1，王雪仁1，周奇郑2

2017, 37(6): 107-110. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.022

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研究多个设备振动激励下的水中有限长圆柱壳体振动与声辐射特性。基于薄壳理论，建立单频多个设备振动激励下水中有限长圆柱壳体的声振耦合方程，采用模态展开法推导出多源激励下壳体振动响应和辐射声功率的解析表达式，分析设备激励源数、激励形式及其组合方式等对壳体振动响应和辐射声功率的影响规律。研究表明：多设备振动激励作用下，施加的多点激励力间距越大，壳体结构振速响应和辐射声功率越低；沿周向施加线激励力，不易激起壳体振动与声辐射，而沿轴向施加的激励力越集中，所激起壳体的振动与声辐射越强；在激励力合力相同的条件下，增加激励力接触面积可有效隔声。研究结果可为水下航行体的振动噪声控制提供理论依据。

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涡轮增压发动机进气系统加速气流声识别和控制

唐蓓1，邓兆祥1, 2, 3，金岩3

2017, 37(6): 111-114. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.023

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针对增压发动机加速过程产生的进气系统气流噪声，采用滤波回放方式对各个频带的噪声通过主观评价进行贡献度识别，确定对主观感受影响较大的频段。对进气系统的各个位置分别采用隔声的方式，识别出噪声的发生位置主要在干净空气管和高压管路热端的部位。在高压管路上设计高频消声器，对低压管路的辐射噪声采用隔声的方案进行处理。改进方案较好地改善加速车内的声品质。

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扭力梁式后悬架模态与疲劳实验研究

黄志超，王九州，程梁

2017, 37(6): 115-119. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.024

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扭力梁式后悬架是汽车行驶系统中重要的承重构件，在不同的行驶工况下，会受到不同幅值和不同频率的激励。在激励频率和扭力梁式后悬架固有频率接近或相同时，会产生共振，进而发生疲劳断裂。通过对扭力梁式后悬架进行模态实验，获得该结构的固有频率和模态振型。对同一型号的扭力梁式后悬架进行弯曲、扭转疲劳实验，得到其疲劳破坏的具体形式。对产生破坏的扭力梁式后悬架进行模态实验，对未损坏和损坏的扭力梁式后悬架各自的固有频率和模态振型进行对比分析，发现产生疲劳破损的扭力梁式后悬架在某一阶频率下的模态振型有较大变化，结构的固有频率值和固有频率分布的变化并不很大。

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地铁所致某音乐排练厅室内二次结构噪声测试与仿真

邬玉斌1，宋瑞祥1，曾钦娥1, 2，吴丹1，何蕾1，户文成1, 3

2017, 37(6): 120-125. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.025

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近年来，随着地铁建设的迅速发展，地铁运行时所产生的振动对邻近建筑室内的二次结构噪声影响逐渐引起人们的关注。为研究室内二次结构噪声数值预测方法，以北京地铁某正线邻近二层音乐排练厅为例，首先对建筑墙、楼板的振动及室内噪声状况进行多点同步详细测试，通过实测数据分析得到地铁运行所致建筑室内振动及二次结构噪声特性；然后采用大型有限元软件Ansys建立隧道-岩土-建筑-声场三维精细化数值仿真模型，对地铁列车通过时的室内二次结构噪声进行仿真计算，并与实测数据进行对比分析。结果表明：地铁列车运行引起的建筑室内二次结构噪声在63 Hz处出现峰值；在100 Hz以下频率范围内仿真结果与实测结果吻合较好；受模型网格划分尺寸影响，100 Hz以上振动和二次结构噪声数值计算结果小于实测值，考虑到地铁运行引起的振动频率主要分布在1 Hz至100 Hz范围内，其对100 Hz以上的振动及二次结构噪声影响相对较小，因此可认为所采用的数值计算方法是科学可靠的，可为类似地铁沿线建筑室内二次结构噪声预测评价提供参考。

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高速列车所致声屏障结构的动力响应分析

刘功玉，罗文俊，李恒斌

2017, 37(6): 126-130. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.026

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利用通用有限元软件Ansys建立插板式声屏障有限元分析模型,对脉动风荷载作用下的声屏障立柱和面板的动力响应进行瞬态分析，结果表明声屏障结构最大的动力响应发生在倒数第二根立柱的顶端，面板的最大动力响应发生在面板与倒数第二根立柱顶端接触的地方，且面板的最大动力响应要略小于立柱的最大动力响应。声屏障立柱和面板的位移、加速度峰值随列车运行速度的提高而增大，随声屏障距线路中心距的增大而减小。运用基于Matlab的傅立叶变换对声屏障立柱和面板的位移峰值进行频谱分析，结果表明声屏障结构不会发生共振。为保证列车运行时声屏障结构的安全，综合考虑分析结果，建议声屏障设计时其基频应在15 Hz以上。

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结构星噪声与振动组合环境激励试验及效应研究

晏廷飞，方贵前，刘沫

2017, 37(6): 131-134. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.027

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受地面试验技术条件的限制，目前对卫星发射及飞行过程所经历的复合环境采用单项环境模拟试验来实现，通常是进行随机振动试验或者噪声试验。实际上，无论单独的随机振动试验还是单独的噪声试验都难以准确模拟卫星在发射飞行状态所经历的复合环境，在不同频段会存在“过”或“欠”试验的问题。以某型号结构星为对象，开展噪声与振动组合试验技术研究，对声振组合试验、随机振动试验、噪声试验的有效性及耦合效应进行分析与总结，为后续卫星产品开展相关试验提供参考。

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腹板参数对槽形梁结构噪声影响分析

秦佳良，刘林芽，宋瑞，曾峰

2017, 37(6): 135-138. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.028

摘要 ( )

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为分析腹板参数对槽形梁结构噪声的影响，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和边界元模型，采用有限元法和间接边界元法计算分析列车荷载作用下的槽形梁结构噪声特性，最后又分析腹板厚度和腹板半径对槽形梁结构噪声的影响。分析结果表明：轨道交通槽形梁结构噪声的峰值频率在31.5 Hz至80 Hz之间；增加腹板厚度会增大近场点的最大线性声压级，但对远场点的噪声具有一定的降噪作用；增大腹板半径对近场点的结构噪声影响较小，但却会增大远场点的结构噪声。这可为轨道交通槽形梁的结构声学优化提供一定的理论参考。

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输电塔动力特性计算与模态试验研究

陈守海，谭平，杨子玄

2017, 37(6): 139-143. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.029

摘要 ( )

PDF(1495KB) ( )

输电塔是国家电网的重要组成部分，具有结构高、跨度大、柔性强等特点，对风荷载反应灵敏。建立能反映输电塔动态特性的模型对风致振动控制至关重要。为研究输电塔理论模型的准确程度，分别建立3种输电塔实验模型，包括多质点模型、梁单元有限元模型和梁-杆混合单元有限元模型，并对其进行模态分析；同时采用锤击法，以单点激励多点响应（SIMO）的测试方法对输电塔实验模型进行模态测试。将各方案与测试结果进行比较分析，结果表明：梁-杆混合模型的求解精度高于另外两种计算模型的精度，能较好模拟输电塔的动力特性，是最优的输电塔模拟方案。

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综合交通枢纽车致振动响应特性研究

崔聪聪, 雷晓燕，张凌

2017, 37(6): 144-150. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.030

摘要 ( )

PDF(2078KB) ( )

针对“站桥合一”的大型综合交通枢纽工程，研究在不同行车速度和不同线路工况下候车厅楼板以及大跨度悬挑结构的振动响应传递规律，研究列车高速过站时站房结构的动力响应，分析客运站各个楼层的动力响应规律、车致振动在客运站内的传播衰减规律。首先，以南昌西站站房结构为例，利用无砟轨道双层梁模型对轮轨力进行数值模拟，采用有限元法建立列车-轨道-站房耦合系统整体动力学分析模型，在有限元模型上施加不同工况的列车荷载，研究结果表明正线列车所致振动响应远小于到发线列车所致振动响应，双线行车所致振动响应约为单线行车的两倍，车致振动沿着与线路垂直方向和楼层高度方向快速衰减，车致振动沿着框架柱传递振动响应，但是轴柱中心线的振动响应小于跨中的振动响应。车致振动响应沿着高度方向呈现指数衰减。车致振动响应的垂向振动、横向振动存在量级上的差异，因此综合交通枢纽车站的振动舒适度问题可以主要关注竖向振动。

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高速铁路CA砂浆层-轨道板系统高频振动分析

李亚光，钟庭生，圣小珍

2017, 37(6): 151-157. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.031

摘要 ( )

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高速铁路CA砂浆层-轨道板系统高频振动分析是高速铁路轮轨噪声研究的重要组成部分，其分析频率高达数千赫兹。以往对其的研究大多为静力学分析，而少量的动力学分析所涉及的频率都比较低。对高频振动问题，如果直接使用有限元商业软件，不但有计算效率不高的问题，而且不方便开发独立的轮轨噪声预测模型。以CA砂浆层和轨道板全为实体单元的有限元模型分析结果为基准，对比几种相对简单的有限元模型的分析结果以及采用模态叠加法的分析结果。对比分析表明，在所关心的频率范围0～2 000 Hz内,简化的薄板-弹簧阻尼器有限元模型和模态叠加法均能给出足够精确的结果。

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运用分量信号小波能量法识别时变结构损伤

刘景良1，高源1，骆勇鹏1，郑文婷2

2017, 37(6): 158-162. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.032

摘要 ( )

PDF(1264KB) ( )

在采用解析模态分解定理提取分量信号的基础上，对一阶分量信号进行复Morlet小波变换，并定义损伤前后一阶小波能量比值指标来识别时变结构的损伤位置，然后从损伤位置处的响应信号出发，引入滑动时间窗思想，提出归一化一阶小波能量变化指标，来预测结构损伤的演化过程。采用一个刚度突变和线性变化的三层剪切型建筑结构数值算例对提出的损伤指标进行验证，结果表明：该指标能够有效识别结构的损伤位置和时变损伤。

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基础存在裂缝的风机塔振动测试与分析

贾行建，杨学山，何先龙，佘天莉

2017, 37(6): 163-167. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.033

摘要 ( )

PDF(1551KB) ( )

风机塔混凝土基础常存在开裂、不均匀沉降现象，严重时会导致塔筒倒塌。相比不均匀沉降，开裂程度特别是非表层的开裂难以直接测量，也难以准确评估其影响。对基础存在裂缝的风机塔开展振动测试与分析：首先选择一座基础出现开裂的风机塔和一座作为参考的同类型同场地的风机塔，同时开展振动测试；然后分析两座风机塔的振动特性；最后通过对比固有频率、振动强度等振动特性，发现相同测试工况下基础出现裂缝的风机塔的振动特性相比作为参考的风机塔，前三阶固有频率值虽然相差不大，但是其第3阶和第1阶的FFT幅值比远大于作为参考的风机塔；其加速度最大值在微风时与作为参考的风机塔相差不大，但是在风力较大或机舱偏航冲击工况下明显大于作为参考的风机塔。测试结果表明：塔筒加速度振动强度对基础裂缝比较敏感，而固有频率值不敏感，但是其高阶的FFT幅值对基础裂缝比较敏感。测试结果可为基于风机塔振动特性的变化快速评估基础裂缝的严重程度及分析此类型故障对风机塔运营安全的影响提供一定的参考。

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行星齿轮箱振动信号特征提取新方法

李伟，王付广，刘聪，徐培民

2017, 37(6): 168-172. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.034

摘要 ( )

PDF(1410KB) ( )

与轴承、定轴齿轮箱相比，提取行星齿轮箱的故障特征更加困难，且传统方法对行星齿轮箱的诊断效果不好。针对行星齿轮箱故障振动信号的非线性、复杂性等特性，提出一种基于小波包样本熵和均方根值的故障特征提取新方法。该方法首先对原始信号进行连续等长度截取，获得样本信号，再利用小波包变换分解样本信号，计算分解后各频段的样本熵和均方根值，并进行归一化处理。将归一化参数作为加权平均的权重，计算加权平均的样本熵和均方根值。最后将两参数做商得到新参数。故障诊断及抗噪试验结果表明，新特征提取方法能增大行星齿轮箱不同故障特征的区分度且有较好的稳定性，同时新参数具有一定的抗噪性。

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粒子滤波方法在转子典型故障诊断中的应用

刘晓强1，荆建平2, 3，李亚伟2，杨广振2，贾林4

2017, 37(6): 173-179. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.035

摘要 ( )

PDF(2129KB) ( )

转子的故障诊断是当前转子动力学的一个难点。针对这个问题，提出基于粒子滤波方法的转子典型故障诊断方法。针对Jeffcott转子建立不对中、裂纹和弯曲复合故障模型，并构建基于粒子滤波器的参数估计方程。通过在转子实验台上模拟故障对算法进行验证，结果表明：粒子滤波方法对于转子故障有较高的识别能力，可以诊断单一故障和多重故障。与传统的转子故障诊断方法相比，它不依赖于经验和故障事例，同时可较精确地估计故障参数。

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基于频率识别纤维增强复合材料弧形板分层损伤

潘静雯1，袁浩凡2，张芝芳1

2017, 37(6): 180-185. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.036

摘要 ( )

PDF(1730KB) ( )

利用损伤发生前后的频率变化识别纤维增强复合材料（FRP）弧形层合板中的分层损伤。首先建立含分层损伤的FRP弧形板有限元模型，在不同分层损伤情况下计算弧形板的频率，与无损伤弧形板比较后得到频率改变量。分别使用遗传算法、有代理模型的遗传算法和人工神经网络等三种逆向检测算法对分层的界面、位置和大小进行识别，发现遗传算法比人工神经网络的预测精度要高很多，而有代理模型的遗传算法由于采用近似模型替代遗传算法中的有限元模型，大大提高了算法的运算效率，在保证精度的前提下，损伤识别的时间是直接遗传算法的1/163。

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阻尼减振技术在管道上的应用研究

余栋栋，何立东，冀沛尧

2017, 37(6): 186-189. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.037

摘要 ( )

PDF(1392KB) ( )

针对沧州某石化企业管线的振动问题，应用新型黏滞性阻尼器，研究管道阻尼减振技术。现场考察与测量发现，柱塞泵出口到换热器入口之间的一段管道振动剧烈，最高振幅达到1 123 μm。利用有限元软件建立振动管道模型，分析管道模态与振型，结合管道结构与实际振动情况，分析振动原因。再运用SAP2000仿真模拟阻尼减振，使阻尼器的安装方案达到最优化。减振改造后管线振动最大处的振幅减小到276 μm，整条管线在安全范围内稳定运行,保证了化工产生的安全。

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钢轨阻尼器控制钢轨波磨噪声的应用

尹学军1，2，刘兴龙1，刘永强2，梁中东3

2017, 37(6): 190-193. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.038

摘要 ( )

PDF(1947KB) ( )

随着近年来城市轨道交通的快速发展，钢轨波磨问题以及因其产生的振动噪声问题越来越受到人们的关注，它直接影响乘客的舒适度。青岛科而泰环境控制技术有限公司研发的一种钢轨阻尼器能够显著增加钢轨阻尼，有效控制钢轨波磨振动与辐射噪声。应用该技术对北京地铁某线路的钢轨波磨振动噪声进行治理，取得良好的减振降噪效果，钢轨垂向振动降低12.0 dB，钢轨横向振动降低6.0 dB，隧道内噪声降低7.7 dBA，车厢噪声降低7.6 dBA。

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压缩机吸气消声器气动噪声辐射特性研究

孙晓东，陆海江，孙慧，刘超

2017, 37(6): 194-198. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.039

摘要 ( )

PDF(2095KB) ( )

以某变频压缩机吸气消声器为研究对象，在不同压缩机转速下，研究消声器内流场气动噪声辐射特性。通过仿真分析消声器内部流场和声场，采用FW-H声学模型计算其声场参数，获得噪声源数据，计算气动噪声辐射特性，并与整机测试结果进行对比分析。结果表明，吸气消声器噪声源强度从入口至出口沿气流方向逐渐增大，主要噪声源位于出口附近；随转速增加，噪声源强度逐渐增大；出口和入口的声压级都随转速上升而增大，且声压级的最大值所在频段随转速上升逐渐向高频移动；相同转速下，出口处的声压级高于入口处；消声器气动噪声表现为一种宽频噪声，主要集中于400 Hz至6 000 Hz频段内，吸气消声器气动噪声对压缩机整机噪声影响较大。

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非均匀梁结构减振降噪吸振装置的多目标优化设计

熊夫睿，叶献辉，冯志鹏

2017, 37(6): 199-205. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.040

摘要 ( )

PDF(1406KB) ( )

非均匀梁结构广泛存在于汽车、航空、船舶等工业领域中。开展非均匀振声分析和优化，对实现结构的整体减振降噪具有重要意义。引入一类含平动和转动自由度的吸振装置，首先建立沿轴向几何尺寸非均匀的梁结构振声分析数学模型。该数学模型中吸振装置和非均匀梁的运动方程相耦合。运用传递矩阵方法，对耦合系统进行频域内的振声响应分析，提出表征结构在频域内的振声优化指标。应用多目标粒子群算法，对耦合吸振装置的非均匀梁结构的振声指标在频域内进行多目标优化。优化变量包括吸振装置的个数、刚度参数、布置位置等。在5 Hz至800 Hz频段内对吸振装置进行多目标优化设计，实现非均匀梁结构在该频段内的减振降噪。

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运用模态叠加法研究扩张式消声器的传递损失

钟庭生，李亚光，圣小珍，肖新标，杜几平，刘谋凯

2017, 37(6): 206-210. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.041

摘要 ( )

PDF(1481KB) ( )

采用声学模态叠加法建立单腔扩张式消声器传递损失计算模型，然后通过Matlab编程实现单腔扩张式消声器传递损失的数值计算。在此基础上，比较声学模态叠加法、有限元法和基于平面波假定的经典公式法在计算单腔扩张式消声器传递损失上的差别，研究单腔扩张式消声器膨胀段尺寸对传递损失的影响。结果表明，对于平面入射波，声学模态叠加法可用于单腔扩张式消声器各频段传递损失的计算；增大膨胀段的半径能有效提高低频段的传递损失，但对高频段的影响较小；随着膨胀段宽度的增大，传递损失的峰值向低频移动，传递损失最大的频段向高频移动。

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自然激励技术在时延相关白噪声激励系统中的应用

纪红刚1，宋汉文2

2017, 37(6): 211-215. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.042

摘要 ( )

PDF(1681KB) ( )

工况模态分析（operational modal analysis，OMA）是一种只基于输出数据进行系统模态参数辨识的技术。由于系统所受激励未知，通常假设其为互不相关的白噪声。自然激励技术（natural excitation technique，NExT）正是一种基于该假设的从响应数据中提取自由衰减信号的高效方法。然而对于真实工况，系统所受激励之间互不相关的假设过于严格，例如行驶的车辆等所受激励为时间延迟相关的白噪声。针对这类情况，基于复模态系统讨论NExT理论的适用性。结果表明，NExT是否适用取决于从相关函数中截取的用来进行OMA分析的数据段的位置，当数据段位于T>ε区间内，NExT是适用的。在ε已知的情况下，可以基于NExT对系统进行工况模态分析。最后通过仿真进一步验证该结论。

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NOPD技术在转子压缩机减振中的应用研究

黄波，陆寅啸

2017, 37(6): 216-219. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.043

摘要 ( )

PDF(1579KB) ( )

压缩机泵体轴系振动会导致电机气隙不均，从而引起电机电磁振动加剧。传统阻尼技术无法应用于压缩机内部的高温、高压环境。为了降低泵体轴系振动，采用非阻塞性颗粒阻尼减振技术（NOPD技术）设计专门用于泵体减振的NOPD减振器。为得到效果较优的NOPD减振器设计参数，针对某款变频压缩机设计4种不同颗粒填充数、腔体材质的NOPD减振器，安装在电机转子的平衡块位置处。整机振动实验结果表明：与未安装NOPD减振器的批量机相比，安装NOPD减振器的试制机壳体振动均明显下降。颗粒填充数量越多，减振器减振效果越好。

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邻近居民楼10 kV杆式变压器噪声影响与治理措施

陈锦栋1,钱浓林1,张雍斌1,黄青青2, 李明1

2017, 37(6): 220-216. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2017.06.044

摘要 ( )

PDF(1411KB) ( )

主要阐述城市电网中数量众多的10 kV杆式变压器的噪声特性及噪声传播产生的影响，并分析邻近居民楼的杆式变压器产生的噪声对居民楼的影响程度，提出采用单侧隔声屏罩、全封闭隔声屏罩的降噪方案，并通过现场试验对其进行论证。

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