噪声与振动控制

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2018-1期封面、目录

2018, 38(1): 0-1.

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轻钢龙骨薄板间壁隔声的实验和设计述评

王季卿1，顾樯国 2

2018, 38(1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.001

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轻钢龙骨薄板间壁是建筑上常用的墙体。间壁的隔声性能因所选板材、龙骨、腔厚和腔内填充物以及它们在搭配组合上的不同而异。长期来国内外所积累的大量间壁隔声实验室测试资料，为隔声设计提供了参考。有关间壁隔声测量和构件声学性能的实验方法，虽已有一系列国际性 ISO测试标准 (许多被国家标准等同采用 )，但其中仍存在着不少值得注意和改进的方面。例如不同实验室的测试结果的互比性还很差，又如对间壁隔声有明显影响的龙骨刚度如何确定等问题，对此作了剖析。此外还从选材和构造上对如何提高轻质间壁的隔声性能进行探讨，为设计者提出若干建议。

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基于预实验分析的箱梁模型模态测试

曾少辉 1,2，雷晓燕1，罗锟1，汪振国1，欧开宽 1

2018, 38(1): 9-15. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.004

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以箱梁模型为实验对象，使用一种基于预实验分析的方法对箱梁模型进行模态识别。首先，在有限元模型模态分析结果的基础上，利用预实验分析确定合理的布点方案及最优激励点；再由预实验分析结果，采用激振器法对自由支撑的箱梁模型进行模态识别；最后，将实验模态与有限元模态进行相关性分析，以验证实验模态数据的可信性。实验结果表明，识别的四阶模态频率值与有限元分析结果在 10%以内，前三阶在 5%以内；与有限元模态相关性分析表明，实验测得的模态数据与有限元结果相似度高，尤其是对应前两阶模态振型相关性高达 90%以上。

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飞机发动机变阻尼变刚度吊挂系统隔振性能的计算分析

闫鹏嗣，马建敏

2018, 38(1): 16-20. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.003

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为了对发动机吊挂系统的隔振性能进行全面系统的研究，分别在发动机安装节和吊挂连杆模型中添加了 Voigt单元，通过调节 Voigt单元中的可变阻尼改变安装节或连杆的刚度，构成两种不同的变阻尼变刚度发动机 -吊挂 -机翼系统，建立其相应的力学模型和动力学方程；通过求解动力学方程，得到系统振动传递率。计算结果表明，合理设计变阻尼变刚度系统，不但能实现对系统共振峰值的抑制，而且能有效的降低非共振区域的振动传递率。

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基于预实验分析的箱梁模型模态测试

曾少辉1, 2，雷晓燕1，罗锟1，汪振国1，欧开宽1

2018, 38(1): 21-25. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.004

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以箱梁模型为实验对象，使用一种基于预实验分析的方法对箱梁模型进行模态识别。首先，在有限元模型模态分析结果的基础上，利用预实验分析确定合理的布点方案及最优激励点；再由预实验分析结果，采用激振器法对自由支撑的箱梁模型进行模态识别；最后，将实验模态与有限元模态进行相关性分析，以验证实验模态数据的可信性。实验结果表明，识别的四阶模态频率值与有限元分析结果在10 %以内，前三阶在5 %以内；与有限元模态相关性分析表明，实验测得的模态数据与有限元结果相似度高，尤其是对应前两阶模态振型相关性高达90 %以上。

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基于区间摄动法的不确定结构高频动响应预示

宋海洋，张文正，张丰收，吕稀，冯志鹏

2018, 38(1): 26-31. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.005

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统计能量分析是目前航空航天、汽车、船舶和核能等领域解决高频段振动及噪声问题的有效方法之一。考虑稳态统计能量分析模型中损耗因子和外载荷的不确定性，将带有测量误差的内损耗因子和耦合损耗因子等参数以区间变量形式表示。提出基于区间摄动方法的不确定结构高频段动响应预示方法，给出每个统计能量分析子系统总能量区间的计算步骤及方法，揭示损耗因子和外载荷测量误差对稳态响应预示结果的影响规律，通过对两块复合板结构的实验验证了理论的合理性和有效性。

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一种电容器底部隔声腔尺寸优化方法

周峰，匡兵，刘夫云，李德玺，林瑞

2018, 38(1): 32-35. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.006

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电容器底部加隔声腔是目前用于降低电容器噪声主要方法之一。为了更有效地降低电容器噪声，提出一种电容器底部隔声腔尺寸优化方法。对电容器隔声腔隔声原理进行分析，给出电容器隔声腔设计理论。通过电容器测试实验确定噪声的主要贡献频率，建立隔声腔有限元模型。在LMS Virtual Lab Acoustics 中以直接有限元法对隔声腔有限元模型进行声振耦合计算，得到隔声腔的隔声量与噪声频率之间的特性曲线。在LMS Virtual Lab Optimization模块中采用DOE技术对隔声腔结构参数进行优化。最后，以某型号电容器为例，对不同尺寸隔声腔进行噪声实验，实验结果表明：所提出的优化方法能有效地提高电容器底部隔声腔尺寸设计质量和速度。

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Hermite径向基函数点插值配点法求解消声器横向模态

方春慧1，刘凤景1，周予2，方智3

2018, 38(1): 36-41. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.007

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为了避免划分网格，应用Hermite 径向基函数点插值配点法（HRPIC）求解消声器横向本征方程，应用该方法计算的圆形和跑道圆横截面本征波数分别与解析结果和有限元计算结果吻合较好。进而分析影响域尺寸，问题域内计算点数目以及径向基函数的形状参数对本征波数计算误差的影响。结果表明，本征波数的计算误差在一定范围内会随着影响域尺寸和问题域内节点数目的增大而减小，但是不会一直减小，存在最优的数值，无量纲的形状参数直接影响本征波数的计算精度。最后比较Hermite径向基函数点插值配点法与有限元法的计算速度。

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冷凝器冷却水通道声传递特性

劳星胜，彭旭，姚世卫

2018, 38(1): 42-45. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.008

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为阐明冷凝器冷却水通道的声传递特性、提高循环水系统声学设计能力，将换热方程和一维平面波方程耦合,推导得到换热管内冷却水声传递矩阵，针对冷凝器几何结构建立总传递矩阵并求解得到其冷却水通道声传递损失。建立试验系统验证了冷凝器冷却水管路声传递损失计算结果。根据换热管双向流固耦合分析计算结果，管外蒸汽绕流对换热管内冷却水脉动压力的影响可以忽略，冷凝器进出口管内水声和管壁振动测试结果也表明，该系统内冷却水脉动和管壁振动耦合紧密，管内流体脉动是管壁振动的主要激励源。研究结果还表明，通过调整冷凝器冷却水通结构参数可以调节冷却水声传递损失。婥

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某型滑油冷却风扇振动特性分析

蔡思奇，贺玉龙

2018, 38(1): 46-51. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.009

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为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象，通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析，并与改进前的转子进行对比。结果表明，以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近，改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小，因此在风扇使用过程中应保证其完整性，从而避免疲劳断裂等安全隐患。

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螺栓连接对高压转子结合面弯曲刚度的影响

郭文新，么宇辉，李韵，李富才，李鸿光

2018, 38(1): 52-57. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.010

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研究螺栓连接特性（如螺栓个数和预紧力大小）对航空发动机高压转子连接结构弯曲刚度的影响。首先建立螺栓结合面精细化有限元模型，利用ANSYS软件对不同螺栓个数和不同预紧力条件下结合面弯曲刚度进行仿真计算。之后，在MATLAB中对仿真结果进行曲线拟合，结果显示弯曲刚度与形变量之间可表示为双指数形式，螺栓个数和预紧力大小决定了方程系数。同时，提出“等效刚度系数”的概念来模拟高压转子螺栓连接装配技术。最后，通过实验对仿真结果进行验证，实验得到的形变量-刚度曲线与仿真结果一致。结果表明，得到的弯曲刚度和形变量之间的双指数函数关系有助于航空发动机的设计工作，提出的“等效刚度系数”可以较好地评价螺栓结合面的刚度特性。

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多孔流体阻尼式动力吸振器的动力学建模及实验研究

卢琦1, 2，谢溪凌1, 2，刁建超1, 2，张志谊1, 2

2018, 38(1): 58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.011动传递率

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针对振动敏感型通信器件的低频减振问题，研究一种多孔流体阻尼式动力吸振器。通过建立吸振器动力学模型，确定动力吸振器刚度和阻尼的最优参数，分析阻尼孔参数对沿程阻尼力和局部阻尼力的影响规律，给出吸振器阻尼的设计方法。在介质分别为水和硅油的情况下，对动力吸振器减振性能进行实验验证，结果显示动力吸振器的吸振频率在1.6 Hz～2 Hz 之间，随流体粘度增加，减振效果降低。主振质量吸振后的振动传递率最大可衰减53 %左右，表明多孔流体阻尼动力吸振器对于低频振动有较好的抑制效果。

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推进轴系橡胶艉轴承刚度等效研究

徐颖蕾1，张志谊1, 2

2018, 38(1): 63-67. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.012

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研究推进轴系橡胶艉轴承刚度等效方法，给出重力作用下的轴系艉轴承的等效支承位置及刚度。建立转轴-轴承非线性接触有限元模型，获得轴承表面压力和位移分布，然后采用单点、多点支承模型进行刚度等效。结果表明，单点支承等效可以较为准确地描述转轴位移，但转角不够准确；5 点支承等效较单点支承等效具有更高的精度，可以较为准确地描述轴系变形，而且动刚度等效也能较准确地描述频响特性（微幅振动条件下），尤其对于低频区域（小于60 Hz），与转轴-轴承接触模型的计算结果几乎一致。

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共振式消声器气流再生噪声分析

朱福1，郭辉1, 2, 3，王岩松1，魏民祥2，吴江3

2018, 38(1): 68-73. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.013

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为研究汽车共振式排气消声器气流再生噪声与气流速度和温度的关系，利用大涡模拟（LES）湍流模型与声类比（AA）方法，建立了消声器流场和声场模型，搭建实验台并验证了模型的正确性。在此基础上，分析了流噪声和湍动能。结果表明：在消声器的结构突变处，流体噪声源和湍动能均较大，云图分布具有一致性。消声器气流再生噪声以3 000 Hz以下为主，噪声值随着进口流速的增大而增大，随着气流温度的增大而减小，但频谱特性受流速和温度的影响较小。消声器多场耦合下的气流再生噪声研究结果可为消声器设计提供一定参考。

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动平台光电设备冲击隔离的工程设计

姜伟伟1, 2，扈宏毅1, 2，刘儒贞1, 2

2018, 38(1): 74-78. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.014

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以减小冲击对光电设备的影响，增加设备的可靠性和使用寿命为目标，详细论述机动平台光电设备冲击隔离的工程设计方法。首先推导冲击隔离公式，基于该公式讨论缓冲器两个主要指标阻尼比、刚度与设备位移、速度、加速度响应的关系；然后给出冲击隔离系统冲击能量消耗的基本公式，讨论冲击能量消耗速度与缓冲器的刚度、阻尼比的关系；最后论述如何确定冲击隔离缓冲器的技术参数，一体考虑冲击、振动隔离时的工程设计方法。

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采用波动法研究有限板振动功率流

漆琼芳，张苗，蒋士亮

2018, 38(1): 79-84. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.015

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对有限尺寸十字型多板耦合结构建立波动法耦合运动模型，通过弯曲波和面内波波幅系数矩阵的组合与离散，得到板在线连接处的耦合运动方程的一般形式，对比波动法的半解析结果与有限元数值结果，验证自编波动法MATLAB程序的收敛性和准确性。探讨板连接角和激励角等参数对弯曲波功率流和面内波功率流的影响。频率较低阶段，弯曲波功率流明显大于面内波功率流，面内振动功率流可以忽略，随着频率的增加，面内波功率流增大，可能与弯曲波数量级一致。在全频域范围内，激励板的弯曲振动功率流均随激励角度的增大而增大，而接受板面内波功率流是连接处的波形转化和直接激励力的相反作用的结果。板连接角在90°附近时，接受板功率流较大，振动衰减明显。

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悬挂系统易损件跌落破损评价

李辉1，陈安军1, 2

2018, 38(1): 85-89. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.016

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以考虑易损件的悬挂系统为研究对象，建立跌落冲击下系统无量纲动力学方程。利用四阶龙格库塔数值分析方法求解动力学方程，以系统参数、无量纲跌落冲击速度、频率比、阻尼比或悬挂角为基本评价量，构建易损件跌落破损边界曲面，讨论系统悬挂角、频率比及阻尼比等对易损件的跌落破损边界的影响。数值分析表明：高频率比有利于系统对产品的保护；小阻尼条件下，阻尼匹配满足一定的范围对产品具有较好的保护作用；较小的系统悬挂角时，系统的安全区域较大；系统设计中应综合考虑各参数的影响，提高系统抗冲击性能，达到保护产品的目的。

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运动皮带受带轮跳动激励的横向振动分析

朱玉田，郑昌隆，刘钊，张攀登

2018, 38(1): 90-93. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.017

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轴向运动连续体是多种工程系统力学理论研究中的重要模型，其横向振动稳态响应的理论解法尚未成熟。利用Hamilton 原理，建立带轮跳动激励下轴向运动皮带横向振动的拉格朗日动力学偏微分方程，将系统运动微分方程表达为复数形式，利用复数的性质和简谐激励稳态响应的规律，直接求得运动皮带受迫振动稳态响应的解析解，从而分析横向振动响应的幅频、相频特性与共振特性，得到系统共振频率。通过工程应用实例，试验验证该方法的合理性和有效性。闭合形式的解析解可进一步分析轴向运动系统振动特性，并且可方便地作为考核数值方法有效性和可靠性的算例。

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基于二分法-PSO的碰摩转子有限元模型修正

刘涛1，刘娟2

2018, 38(1): 94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.018

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根据模型修正理论，基于有限元模型模态分析结果与试验结果，采用二分法–PSO优化算法，进行模型修正。该方法提高了有限元模型修正的速度与精度，且避免了在PSO迭代寻优过程中陷入局部最优的问题。结果表明，采用基于二分法–PSO的模型修正方法得到的有限元模型的精度有了大幅度的提高，且更为准确地反映了试验模型的结构特征。将修正后的模型用于碰摩故障的研究，研究转速变化对转子碰摩动力学特性的影响，研究结果表明：仿真结果与试验结果一致性较高，为实际工程中转子系统的安全稳定运行提供一定的实际参考价值。

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某型柴油机缸盖罩噪声预测及降噪研究

沈聪，李舜酩，潘高元，谭延峥

2018, 38(1): 99-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.019

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车辆发动机噪声过大会影响驾驶舒适性，故有必要对其进行降噪。针对某型柴油机缸盖罩噪声突出的问题，采用仿真分析与结构振动声辐射理论相结合的方法，对缸盖罩的振动响应和辐射噪声进行预测。通过识别振动薄弱环节，确定优化方向，提出结构改进方案。根据改进方案得出的研究结果表明，缸盖罩顶面振动响应较大，改进后其总声功率级降低了5.81 dB(A)，降噪效果明显。

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基于小波变换的整车驾驶性评价信号去噪

刘海江1，李敏1，黄伟1，童荣辉2

2018, 38(1): 103-108. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.020

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整车驾驶性评价试验采集的加速度信号中混有噪声，严重影响了数据的准确性。针对整车驾驶性评价试验中采集的加速度数据存在的噪声对驾驶性评价指标值的准确性产生影响的问题，提出一种适合于整车驾驶性评价试验数据的小波去噪方法：根据整车加速度数据特征，初步选择备选的小波基函数，通过评价信噪比和均方根误差确定最优的小波基函数和阈值选取规则组合，在此基础上对含噪信号进行多个尺度的分解，通过评价由平滑度和均方根误差构造的复合指标确定最优小波分解层数，从而实现对噪声信号的滤除。对一换挡工况的加速度试验数据采用上述方法的去噪并进行分析，分析结果表明，该小波去噪方法不仅较好地保留了换挡工况中用于评价驾驶性的振动与冲击指标特征，并且能够有效地提取信号的有用频率成分，保证了驾驶性评价指标值的准确性。

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基于模糊滑模backstepping 的半主动空气悬架设计

孙丽颖，王君莹

2018, 38(1): 109-113. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.021

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为了研究半主动空气悬架系统对车辆行驶性能的影响，提出基于半主动空气悬架的模糊滑模backstepping 控制。建立1/4 二自由度半主动空气悬架动力学模型，用模糊逻辑系统逼近未知函数，解决了阻尼系数不易测的问题。该方法设计的控制器能够适应因车辆行驶状态或者环境发生改变而引起的系统参数在一定范围内的变化。仿真结果表明，与被动悬架相比，模糊滑模backstepping控制器对于提高半主动空气悬架系统减振效果更加明显。

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方向盘橡胶悬置隔振技术研究

杜华蓉1，李舜酩1，程春1，冷峻2, 谭延峥1

2018, 38(1): 114-117. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.022

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方向盘的振动会影响驾驶舒适性，因此有必要对方向盘进行隔振技术研究。针对某型号拖拉机方向盘振动突出问题，利用理论和实验相结合的方法分析出发动机在中高速时方向盘振动异常的原因，提出了方向盘橡胶悬置的改进方法。结果表明：由于发动机激励频率与方向盘模态频率接近，从而导致方向盘共振；在此拖拉机方向盘上安装橡胶悬置有良好的隔振作用，振幅明显减小。

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双倍档变速器动力学

史炎

2018, 38(1): 118-121. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.023

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使用2 个行星齿轮排构建了一种新型自动变速器--双倍档变速器，利用行星齿轮转速能自动调节的特点，实现了驱动力在2 个行星齿轮排之间连续传递。每个行星齿轮排的齿圈和太阳轮交替接外啮合齿轮产生2 个传动比，从而简单地增加外啮合齿轮数量就可实现8 速、12 速、16 速。使用SIMPACK软件建立了双倍档变速器的2 个档位仿真模型，研究起动、换档、制动工况。分析表明，起步时扭矩增长可控，制动时有发动机阻力辅助，效果更佳；换挡策略多
样，可以满足不同人群的要求；输出轴不间断换档有线性转速和衰减转速2 种形式，为达到转速线性换档而不引起振动冲击的理想效果，需开展深入细致的研究。

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整车动力传动系统弯曲模态实验识别及优化研究

邓欣1，钟秤平1，陈清爽1，段龙杨1，翁建生2，刘淑英1

2018, 38(1): 122-126. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.024

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动力传动系统的弯曲共振是导致动力总成或传动系统的失效及车内振动噪声大的重要原因之一。系统的约束方式和状态对其固有频率和振型有重要影响。针对某轻卡在高速行驶工况出现的动力总成附件失效问题进行试验诊断，确定为动力传动系统弯曲共振导致。通过研究不同约束方式对动力转动系弯曲模态的影响，建立最符合整车实际运行状态的弯曲模态识别步骤及方法。结合CAE分析对传动轴进行优化设计，提高其1 阶弯曲模态频率，有效地解决了疲劳失效问题，同时改善车内高速轰鸣。

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排气系统模态影响因素研究及应用

张慧芳，鲍金龙，范永恒，吕士海，陈岳昌

2018, 38(1): 127-129. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.025

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运用CAE仿真方法，研究排气系统上各个零部件对排气模态振型和频率的影响，分别得出影响振型及频率的关键部件，对前期如何控制排气振动和后期问题整改以及试验相关性分析具有重要指导意义。

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拖拉机前轴悬架参数优化设计

袁加奇1, 2，范骏1，周永清2

2018, 38(1): 130-136. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.026

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以常发CF700 型拖拉机为研究对象，以MATLAB/SIMULINK为研究平台，建立了带前悬架的拖拉机四自由度平面振动模型，仿真研究无前轴悬架拖拉机的振动特性，并与拖拉机在GB/T 10910—2004 100 m较平滑跑道上的振动测试结果对比，结果表明平均相对误差为16.8 %，在可接受的范围内。通过仿真研究得到前轴悬架刚度和阻尼系数分别为334 kN/m 和12 665 N.s/m 时，拖拉机的综合性能达到最优。拖拉机机身质心处垂向振动加速度均方根值、俯仰角振
动加速度均方根值、座椅垂向振动加速度均方根值以及前轮胎动载荷均方根值分别下降了14.57 %、34.31 %、4.42 %和17.76 %，拖拉机的乘坐舒适性和行驶安全性方面得到了一定的改善。

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车下有源悬吊设备与车体耦合振动研究

田向阳

2018, 38(1): 137-142. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.027

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通过对我国高速动车组进行线路试验，发现车下有源旋转设备的不平衡质量所引发设备颤振会与车体地板发生耦合振动，影响车辆动力学性能。为研究有源车下设备与车体耦合振动特性，考虑车体的弹性振动，建立车体与车下悬吊设备的刚柔耦合动力学模型，分析有源旋转设备不平衡量对设备和车体振动的影响。结果表明，有源设备在特定频率范围内容易激发车体的低阶模态，随着不平衡量增加，导致车体振动逐渐增大。为减小车下有源设备振动
对车辆动力学性能影响，进行有源设备悬挂参数匹配研究，得出最佳悬挂刚度和阻尼；同时提出有源旋转设备的两级隔振方案，研究发现两级隔振方案能够有效降低车体垂向振动，最大可减小约26 %。

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踏面不圆顺对高速列车车轮运行声辐射的影响

张立国

2018, 38(1): 143-146. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.028

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：选取3 个轮径差相同的同型高速列车车轮，并基于车轮有限元和边界元声学模型，研究车轮踏面不圆顺对于车轮在速度300 km/h 运行状态下声辐射特性的影响。对比分析结果表明：工程中仅以轮径差大小来预测车轮声辐射水平的方法有失科学性。轮径差相同的不同车轮，其引起的声辐射特性可能不同，而是与车轮踏面不圆顺在各个波长下的所对应的轮轨力有密切关系；车轮在某频率下的声辐射水平，直接取决于该频率下轮轨力的大小；同时，高频段
的粗糙度相比低频段更易激发出较大的轮轨力，也就会产生更显著的噪声辐射水平，因此，车轮在镟修时，更应着重削减其在高频段的粗糙度。

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高速动车组车轮多边形对车内噪声的影响

王远，佟岩

2018, 38(1): 147-150. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.029

摘要 ( )

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高速动车组在运行过程中车内会出现异常噪音的问题。通过对国内某型高速动车组车轮镟修前后，车内噪声和车轮粗糙度进行测试。对比分析镟修前后车内噪声频谱特性和车轮多边形特征，发现异常噪音车辆的对应的车轮均存在严重的多边形特征，镟修后车轮多边形特征明显改善，车内噪声值明显降低。研究结果表明，车轮多边形是造成车内异常噪音的主要原因，通过噪声测试能够一定程度上监测车轮多边形程度，镟修是目前解决高速动车组车内异常噪音最有效的方法。本研究对监控车轮多边形，防止严重的车轮多边形对高速动车组车辆造成更严重的影响起到重要作用。

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某型舰载电子机柜的减振器设计

李健1，杭佳棋1，张恒2，陆建3，葛舟3

2018, 38(1): 151-155. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.030

摘要 ( )

PDF(1529KB) ( )

为了提高电子机柜在工作中的可靠性与稳定性，除了加强电子机柜本身的强度设计，还可以采用整体的隔振缓冲系统来提高其抗振、抗冲击能力。结合无谐振原理设计一种舰载用的新型减振器结构并计算其结构参数，利用ANSYS Workbench 建立有限元仿真模型，根据舰载环境下的振动和冲击特性对其进行有限元分析，最后通过环境振动和冲击试验对仿真分析结果进行验证，结果表明所设计的减振器满足舰载环境的振动和冲击要求，并可为以后的结构
参数优化和新的减振器结构的设计提供参考。

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基于闭环计算的船舶舱室空气噪声工程预报

沈浩瀚1，陈永兵1，张志刚2

2018, 38(1): 156-159. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.031

摘要 ( )

PDF(1290KB) ( )

舱室空气噪声快速预报对船舶早期声学设计有着重要作用。在传统“S-P-R”系统分析预报方法的基础上，引入“声学单元”的概念，考虑舱室间噪声能量的耦合关系，将“开环”计算转化为“闭环”计算，提高了计算精度。该预报方法被应用到某大型油轮的噪声预报中，其计算结果与SEA软件比较可见，“闭环S-P-R”能有效克服“开环S-P-R”在大型复杂船舶结构舱室空气噪声预报的不足。

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公路交通荷载作用下波阻板隔振效果试验分析

焦欧阳1，周凤玺1，2，王根强3，乔雄1

2018, 38(1): 160-163. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.032

摘要 ( )

PDF(1523KB) ( )

公路交通荷载作用下引起的地基振动问题已经成为环境振动与控制领域的研究热点之一。以国道312 线甘肃境内平凉西至界石铺段维修改造工程项目中对公路沿线周边民用建筑由于地基振动引起的损坏为研究背景，通过现场试验对公路交通荷载作用下地基中波阻板的实际隔振效果进行研究。采用实测速度作为振动评价指标，针对卡车和压路机两种荷载作用下，分别研究素混凝土、泡沫夹芯和无砂混凝土等3 种不同材料波阻板的主动隔振效果。研究结果表明，公路交通荷载作用下，通过设置波阻板可以有效减小振动输出，其中泡沫夹芯波阻板的隔振效果最好，无砂混凝土波阻板次之。

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综合交通枢纽的振动特性与舒适度研究

崔聪聪, 雷晓燕，张凌，张晗

2018, 38(1): 164-170. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.033

摘要 ( )

PDF(1647KB) ( )

综合交通枢纽车站是一种新型建筑物，由于列车运动对建筑物振动的影响是一个复杂的过程，目前对客运站振动舒适性的分析和评价没有统一的方法和标准，有必要对综合交通枢纽车站的振动特性与舒适度进行研究。首先，汇总相关标准，得到不同国家的振动标准评价量，比较选取适合综合枢纽车站的评价标准，以南昌西站站房结构为例，对其进行模态分析、谐响应分析，提取车站不同结构层关键点的振动响应，研究其位移导纳、速度导纳、加速度导纳
随着频率的变化，研究结果表明车站处于上柔下刚的结构体系，纵向刚度小于横向、竖向刚度，实际工程中应注意结构的纵向稳定性问题，在谐响应荷载的作用下，结构整体处于1 Hz～20 Hz 的低频振动，不同结构层的响应敏感频率不同，根据其自振频率研究振动舒适度问题，最终综合德国标准与烦恼率模型得到的新的振动限值，为后期综合交通枢纽舒适度评价提供参考。

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不同结构型式与参数单层窗隔声性能试验分析

蔡乐刚，朱杰，陈洋

2018, 38(1): 171-176. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.034

摘要 ( )

PDF(2147KB) ( )

通过试验研究玻璃形式与规格、窗框型材、开启方式与密封形式对单层隔声窗隔声性能的影响，结果表明：玻璃形式对平开窗的计权隔声量影响较小，但低频共振现象存在显著差异；单层窗在低频段隔声效果基本相近，对200Hz～2 000 Hz频段，真空玻璃、夹胶中空玻璃形式窗隔声性能相对最好；塑钢窗的隔声性能稍好于断桥铝型材窗，且二者皆显著优于普通铝合金窗;增大窗框型材厚度可有效提升整体隔声性能；平开窗隔声性能显著优于推拉窗，两者差异主要体现在中高频段吻合效应的严重程度;而采用包覆式密封条对提升推拉窗隔声量有一定效果。以上结论可为降噪工程设计提供参考依据。

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含损伤板的动载荷识别精度研究

周凤，缪炳荣，陈翔宇，王名月，杨忠坤

2018, 38(1): 177-181. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.035

摘要 ( )

PDF(1325KB) ( )

为了深入研究动载荷识别问题，改善识别精度受测点信息和传感器布置数目限制的影响。首先采用逆问题正分析的方法，在时域正演法识别的理论基础上，研究结构损伤对载荷识别结果的影响，然后分析讨论测点位置、采样时间间隔对识别精度的影响。结果表明，在板结构有损伤的情况下，该方法能有效地识别出非损伤处的载荷且计算效率较高，但对于损伤处载荷的识别精度较低。另外，通过优化传感器的布置以及选择合适的采样时间间隔，可较大
程度提高识别精度，为载荷识别的准确性提供参考。

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基于谱峭度和Teager能量算子的轴承故障特征增强

刘建春1，胡俊锋2，3，熊国良2，唐晓红2，张龙2

2018, 38(1): 182-187. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.036

摘要 ( )

PDF(2256KB) ( )

共振解调法的难点在于带通滤波器的确定，谱峭度可根据信号特征寻找最优滤波器参数，很好地解决以上问题。然而谱峭度在对低信噪比数据进行处理时，滤波后的信号往往残留较大带噪声，极大地影响了后续故障诊断的准确性。针对该问题，提出利用Teager 能量算子追踪SK滤波信号的系统总能量，从信号能量的角度消除带内噪声，二次增强隐藏于噪声中的故障冲击特征，最后通过包络谱分析获得诊断结果。应用轴承故障仿真数据、实验室内圈和外圈故障数据验证了本方法的有效性。

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基于多频率尺度模糊熵和ELM的滚动轴承剩余寿命预测

王付广，李伟，郑近德，徐培民

2018, 38(1): 188-192. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.037

摘要 ( )

PDF(1360KB) ( )

针对滚动轴承剩余寿命预测问题，利用经验模态分解对滚动轴承全寿命振动信号进行分解，得到有限个IMF分量，对这些IMF分量分别进行模糊熵分析，提取出滚动轴承故障特征信息，得到多频率尺度模糊熵值。然后采用PCA进行降维，建立滚动轴承性能退化评估指标。把经PCA融合后的IMF模糊熵值输入到ELM极限学习机中，训练ELM预测模型，对滚动轴承进行短期退化趋势预测，以及剩余寿命预测，并与经PCA融合后的IMF样本熵值的预测性能进行对比，证明所提指标的预测精度较高且预测结果趋于保守，更适合用于滚动轴承的剩余寿命预测。

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基于插值多尺度熵与模糊C-均值的滚动轴承故障诊断

郑近德，代俊习，朱小龙，潘海洋，潘紫微

2018, 38(1): 193-198. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.038

摘要 ( )

PDF(1575KB) ( )

多尺度熵是一种有效的衡量时间序列复杂性的方法。为了克服多尺度熵粗粒化过程遗漏特征信息的问题，提出了一种基于三次样条插值时间序列的插值多尺度熵算法。该方法首先通过三次样条插值时间序列代替原粗粒化过程，再计算各个尺度下的样本熵。通过分析仿真信号将提出的方法与原多尺度熵方法进行对比，结果表明了方法的有效性和优越性。在此基础上，提出一种基于插值多尺度熵与模糊C-均值的滚动轴承故障诊断方法。最后，将提出的故障诊断方法应用于滚动轴承的试验数据分析。结果表明，所提出的方法比基于MSE的故障诊断方法识别率更高。

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改进的经验小波变换在滚动轴承故障诊断中的应用

朱艳萍，包文杰，涂晓彤，胡越，李富才

2018, 38(1): 199-203. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.039

摘要 ( )

PDF(1958KB) ( )

经验小波变换是一种基于Fourier 频谱特性，通过构建自适应小波滤波器组来分析复杂多分量信号的方法。该方法能够有效识别信号中的不同模态分量，但由于其Fourier 频谱分割问题，在处理噪声及不稳定信号方面有所欠缺。针对这一问题，采用改进的经验小波变换方法，将信号分解为具有物理意义的经验模态。改进的经验小波变换主要考虑被处理信号的频谱形状，通过采用基于顺序统计滤波器（OSF）的包络方法以及遵循三个准则来获取有效峰值的方法，改进Fourier 频谱分割过程。将改进的方法应用于滚动轴承故障诊断中，由于改进的经验小波变换能够将振动信号分解为一系列单分量成分，因此在轴承振动信号包络谱中能够清晰的发现故障特征。通过对滚动轴承振动模拟信号和实验信号的分析验证了该方法的有效性。

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基于谱峭度与变分模态分解的转子微弱不对中故障诊断

唐贵基，王菲，周福成，赵晨

2018, 38(1): 204-208. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.040

摘要 ( )

PDF(1856KB) ( )

针对噪声干扰下转子微弱不对中故障特征难以提取的问题，提出一种谱峭度与变分模态分解的转子故障诊断方法。该方法首先利用谱峭度（Spectral Kurtosis）滤除信号背景噪声以强化故障特征相关信号分量，然后通过变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）将转子振动信号分解为一系列本征模态分量并对各分量进行频谱分析，提取转子的故障特征。将该方法应用到转子不对中故障实验数据中，结果表明，该方法能有效提取出转子微弱不对中故障特征，并且结果要优于基于谱峭度与经验模态分解（EMD）方法的分析结果。

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基于RF和ANFIS算法的直驱风电机组故障预警

丁显1，徐进2，滕伟1，柳亦兵1

2018, 38(1): 209-214. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.041

摘要 ( )

PDF(1666KB) ( )

针对风电机组运行工况复杂和单一状态参数不能较好实现故障早期预警的特点，提出随机森林算法（RF）和自适应模糊神经网络算法（ANFIS）相结合的故障预警方法。该方法充分考虑机组运行数据高维非线性特点，应用随机森林算法，建立有功功率与运行参数的数据驱动模型，计算各运行参数影响有功功率的相关度；构建自适应网络模糊推理系统模型，以训练误差最大值作为故障预警阈值，实时监测发电机运行状态。将该方法应用于某1.5 MW直驱机组发电机故障预警分析，结果表明，该方法能够提前预警发电机健康状态，避免严重事故发生，对风电场开展预防性维护、维修具有重要的指导意义。

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基于贝叶斯估计的动载荷识别方法

雷博1，郑辉1，2

2018, 38(1): 215-221. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.042

摘要 ( )

PDF(1635KB) ( )

为了降低测量误差等不确定性因素对识别结果的影响，建立基于贝叶斯估计理论的动力学系统载荷识别方法。首先，根据动力学系统运动方程，利用贝叶斯理论，推导载荷和误差参数的联合后验分布，进而得到载荷和误差参数的边缘概率分布；然后，采用马尔可夫蒙特卡罗方法，估计动力学系统所受的载荷，并利用仿真算例与基于奇异值分解的载荷识别方法进行对比；最后，利用实验数据，进一步验证本方法的有效性。结果表明，该方法在一定程度上减小了不确定性因素造成的识别误差，对于提高动载荷识别精度具有一定的参考意义。

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基于声发射的气力输送颗粒相质量流量监测

安连锁，刘伟龙，魏萌，沈国清，张世平

2018, 38(1): 222-224. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.043

摘要 ( )

PDF(1559KB) ( )

气力输送中颗粒相质量流量是其运行时需要监测的重要参数之一。利用声发射信号来监测颗粒相质量流量能够做到实时在线测量。利用集合经验模态分解（EEMD）算法基于原始信号进行分解的优势以及人工神经网络优良的非线性映射能力，建立一个EEMD与BP神经网络联合质量流量测量模型，并以随机实验数据样本对网络进行训练，以实现对颗粒相质量流量的在线估计。联合模型与实验结果吻合度较好，为稀相气力输送中颗粒相质量流量在线测量提供了一种简单、可靠的方法。

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多级离心泵振动故障诊断分析及处理

雪增红，白小榜，罗绍华，李文伟，包文瑞

2018, 38(1): 225-228. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2018.01.044

摘要 ( )

PDF(1430KB) ( )

振动是影响离心泵机组安全可靠性运行的重要因素。针对某石化公司多级离心泵振动超标、不能正常运行等问题，借助北京京航公司HG8908C数据采集系统进行振动测试，运用频谱分析方法对其振动信号幅域、时域、频域详细诊断分析，给出其可能的故障因素，并结合解体情况提出调整转子中心、适当增大叶轮出口与导叶进口间的动静间隙等相关方案，有效地解决了振动故障问题，提高了泵组的可靠性。此方法及解决措施对类似振动故障问题具有一定参考价值和指导意义。

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