噪声与振动控制

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2019, 39(1): 0-1.

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空间桁架结构减振设计与试验验证

骆海涛1，富佳1，王鹏2，王巍2，陈宁2

2019, 39(1): 1-4. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.001

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空间桁架结构由于管壁刚度大、末端载荷悬臂安装，传统直接敷加约束阻尼层的方法，减振效果并不明显。本文介绍了一种打断长管结构，在打断后短管上敷加自由阻尼层，通过胶黏剂来进行连接。这种结构与直接在长管上敷加约束阻尼层的结构相比，减振效果更好，质量也更轻。通过减振优化技术，设计出空间桁架和航天载荷的最优结构。采用B&K测试系统，对原始模型和打断长管新模型进行了振动试验过程中的数据采集，得到了空间桁架结构在X、Y、Z三个方向上载荷测点的加速度响应情况。试验结果表明，打断长管方案结合敷加粘弹性约束阻尼层的方法结构简单、易于实现，能有效降低桁架末端航天载荷的振动水平，对其他空间结构的减振设计具有重要的借鉴意义。

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助老机器人伴行模态振动对手部舒适性影响分析

穆小奇1，张小栋1, 2，王亚宾1，韩焕杰1

2019, 39(1): 5-9. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.002

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由于助老机器人在户外辅助老年人行走过程中会遇到路面不平或瞬时冲击，不仅会对助老机器人本身产生冲击振动影响，更重要的是还会引起由此带来老年人手部的局部振动。为了研究助老机器人是否满足老年人的舒适性要求，对助老机器人耐冲击振动特性及其对老年人伴行舒适性的影响进行了较深入的分析。首先，分析了助老机器人的前、后轮在不同位移输入下的强迫振动，建立了助老机器人的双轴垂直和俯仰两自由度振动模型；然后，利用助老机器人的几何关系建立了老年人的手部振动模型；最后，采用Matlab/Simulink软件分别从瞬时冲击和地面不平两类情况对助老机器人耐冲击振动特性及其对老年人伴行舒适性的影响进行了振动模型仿真分析。结果表明：两类情况下老年人手部的振动幅值和振动速率均较小，机器人能满足老年人的手部操作的舒适性要求。其研究过程为分析同类机器人相关问题提供了理论基础。

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改进傅里叶方法在梁结构振动特性分析中的应用

肖伟1，霍瑞东2，李海超2，高晟耀3，庞福振2

2019, 39(1): 10-15. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.003

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研究了一般边界条件下Euler-Bernoulli梁的振动特性。首先基于改进傅里叶法建立了梁结构的位移函数表达式，其中位移函数被表示为傅里叶余弦级数展开式与辅助多项式函数的叠加，其后基于最小势能原理建立拉格朗日方程，并通过Rayleigh-Ritz法进行求解，得到其固有模态及强迫振动响应。通过讨论旋转方向和横向弹簧刚度取值对计算结果收敛性的影响，验证了本方法的数值稳定性，得到用于模拟经典边界条件的弹簧刚度值。通过将本文计算结果与有限元法对比，验证了本方法的有效性。在此基础上对一般边界条件下梁结构受迫振动的响应特性进行了研究，讨论了弹簧刚度值等参数对梁结构振动特性的影响规律。

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弹性边界条件下弹性基础加筋板声辐射特性研究

孙勇敢1, 2，黎胜1，包振明3

2019, 39(1): 16-23. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.004

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本文以弹性边界条件下弹性基础加筋板为例，将弹性基础刚度，边界刚度计入总体刚度矩阵，建立了加筋板声辐射计算模型。讨论了弹性基础刚度，弹性基础作用范围，局部弹性基础位置，边界旋转刚度，边界支持刚度等对加筋板辐射声功率的影响，得到一些有意义的结论，为实际结构的声学性能计算提供参考。

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高速汽车驾驶员耳侧噪声贡献量分析

李文武，刘宁宁，王岩松，郭辉

2019, 39(1): 24-28. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.005

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摘要：汽车高速行驶过程中，车外气动噪声和轮胎辐射噪声对人耳侧的影响难以定量分析。利用高速公路试验结合传递路径分析的方法，研究汽车高速工况下车外相关位置气动噪声和轮胎辐射噪声的传递特性；分析了气动噪声和轮胎辐射噪声信号的频谱特性；对驾驶员耳侧的气动噪声和轮胎辐射噪声进行了定量分析，计算出车外不同位置、类型噪声对驾驶员耳侧的噪声贡献量，并进行了贡献量排序；将高速工况驾驶员耳侧拟合噪声信号与实测信号进行了对比分析。

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一种管道卡箍位置自动优化方法

於为刚1，赵正大2，陈果1，寸文渊2，陈雪梅2，侯民利2

2019, 39(1): 29-33. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.006

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基于仿真计算研究了卡箍位置对管道基频的影响规律，提出了一种基于管路模态位移的卡箍位置自动优化方法。首先分别对直管与空间管道进行卡箍位置对提高管道基频的灵敏度分析，研究了卡箍位置对管道基频的影响规律；在此基础上，提出了一种基于路模态位移的卡箍位置自动优化方法，并利用GJB相关规范中Z形和U形管道进行了方法验证。验证结果表明：通过该方法仿真得出的卡箍施加最优位置与GJB规范提出的卡箍位置具有高度的一致性，充分验证了该方法对于卡箍位置优化的准确性与有效性。

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基于流固耦合的货车燃油箱动力学仿真分析及试验验证

程贤福，程安辉，李晶，梁高峰

2019, 39(1): 34-40. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.007

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某轻型货车路试中发现其燃油箱含有一半燃油时容易发生焊点开裂、防波板脱落的现象。针对此问题，基于流固耦合系统方程对轻型货车的燃油箱利用流固耦合法进行模态和振动仿真分析。首先对不同充液比油箱进行模态仿真，通过模态计算发现：与空油箱相比，含有燃油的油箱模态频率较低，随着注油量的增加，模态频率曲线随阶数增加变的平缓。在模态分析的基础上根据国标对燃油箱振动谱的规定，重点对含有50%燃油的燃油箱进行了振动仿真，通过提取焊点处横向、纵向、垂向三个方向及严酷方向的应力与试验应力值对比发现，误差均在10%以内，验证了该分析方法的正确性。

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基于振动台试验的岸桥地震动态特性研究

李哲1，伍世英1，王贡献2，胡吉全2

2019, 39(1): 41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.008

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岸边集装箱起重机（岸桥）的大型化使其更易遭受自然灾害，研究大型岸桥结构地震响应特征和破坏形式是当前急需解决的问题。受试验条件限制，目前还无法对岸桥原型进行地震动力学试验，有限元仿真分析是目前使用最广泛的方法，但其结果的可靠性还有待商榷。本文对某一大型岸桥结构进行有限元建模并进行了一系列不同地震载荷工况下的时程分析，结合缩尺模型振动台地震模拟试验，综合分析了岸桥结构的地震动态特性。试验结果分析能为岸桥的抗震研究及减隔振处理、模型试验提供参考依据。

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柱式负荷传感器的摆动支承振动分析

赖朝晖1，杨晓翔1，2，姚进辉3，赖征创1，3

2019, 39(1): 46-51. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.009

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动态称重条件下，柱式负荷传感器的支承方式可分为弹性支承和摆动支承。动态称重时，摆动支承的称重系统表现出显著的振动特性，影响称重准确度和负荷传感器的疲劳寿命。针对摆动支承柱式负荷传感器，分析其运动特性得出摆动支承的稳定性条件，得到摆动支承下回复力与摆动角及施加的竖向力近似成正比的关系。利用达朗贝尔原理建立柱式负荷传感器摆动支承振动的动力学控制方程，分别对其自由状态和动态称重状态的动力学响应进行数值计算，得出支承振动振幅和回复时间的影响因素，为动态称重准确度的分析提供参考，同时也可作为称重系统减振的设计依据。

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微商车的垂直振动不舒适度模型和实验研究

沈阳1，李豆2，黄煜2，王海军1，陈丹华1，黄元毅1

2019, 39(1): 52-55. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.010

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微商车因为突出的装载能力在国内中小城市和乡镇地区非常受欢迎。随着人们对车辆乘坐舒适性要求的提高，有必要研究微商车行驶时车内振动产生的不舒适度，建立振动不舒适度的预测模型，有助于更好地对车辆的振动控制进行指导。针对中小城市和乡镇地区较为复杂的路况，研究了微商车在沥青、水泥、砂石和颠簸四种路面行驶时车内垂直振动加速度和人体不舒适度值之间的关系。每个路况下选取6个振动样本，振动加速度采用Wb计权，范围为0.531-2.991m/s2，总共24个振动样本。30位评价人员采用绝对幅值评价法给出每个振动样本作用下的不舒适值。采用线性回归方法分析加速度和振动不舒适度的关系，建立了微商车在不同路况下行驶时车内垂直振动产生的不舒适度预测模型。

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发动机气门弹簧工艺参数调整

黄伟松，陈浩，蔡丽红，杨书伟，王以鹏

2019, 39(1): 56-59. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.011

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摘要：气门弹簧制造过程中，节距影响弹簧自由长度，从而影响气门弹簧的性能。本文根据实际的气门弹簧节距和线圈数，用MATLAB建立数学模型，确定弹簧自由长度、节距以及弹簧圈数之间的关系。基于ABAQUS平台，以标准弹簧为力学基础，对不同超差量的气门弹簧模型进行静力学有限元仿真分析和预应力模态分析。控制超差模型和标准模型的网格、材料以及边界条件等一致，比较两者仿真分析结果，得到弹簧自由长度超差量的变化对弹簧性能的影响。仿真结果表明，弹簧自由长度偏差量绝对值的增加都将导致米塞斯应力、最大剪切应力和一阶模态的变化。应某企业要求，与标准模型相比，偏差模型的偏差极限值应该小于2.5mm时，两个模型之间的应力偏差小于10%。因此，预设2.0mm偏差量能够保证弹簧的制造工艺。

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不同激励下双层底振动传递特性研究

何鹏1, 2，向阳1, 2，郭宁1, 2，张冠军1, 2，姜超君1, 2

2019, 39(1): 60-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.012

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为了控制结构振动引起的船舶辐射噪声，截取某型舰艇的机舱双层底并按比例缩减，建立了双层底结构的有限元模型，以舱室辅机设备离心泵机脚振动加速度作为单激励，离心泵与激振机激振力代表多激励，在20-400Hz频段内对单激励与多激励下双层底结构的频率响应进行分析，并计算了底桁和实肋板的结构声强，根据各实肋板和底桁的声强贡献度及声强矢量图对峰值频率的主要传递路径进行辨识排序；以此为基础在主要传递路径上布置阻振质量块，用声学边界元方法计算了双层底结构的远场辐射声，以研究频段内合成辐射声功率级为评价指标验证减振措施的可行性。研究发现双层底结构在单激励和多激励下的主要传递路径都位于激励侧下方，单激励变成多激励后系统的最大响应峰值频率由33Hz变成87Hz，底桁和实肋板的Y向结构声强和增大一个数量级；在主要振动传递路径布置阻振质量使双层底结构的声辐射减少了8.2dB。

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变速器敲击噪声心理声学评价研究

郭栋，代文翔，刘骄，熊秀文

2019, 39(1): 67-72. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.013

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变速器齿轮敲击噪声具有声压级跳跃和宽频带特征，传递到车内会引起驾乘人员烦恼，进而对汽车的NVH性能造成影响。而传统A计权声压级不能全面有效的反映敲击噪声特征，导致敲击噪声得不到全面有效的评价。因此，为了全面的对变速器敲击噪声进行评价，本文基于心理声学理论，对变速器敲击室内台架试验噪声分别进行主观评价试验与客观心理声学参数计算，然后对主观评价结果与各个心理声学参数结果进行了相关性分析，发现语言干扰级、响度、粗糙度、尖锐度与主观评价结果相关系数都超过了0.9。在此基础上运用多元线性回归方法建立了变速器敲击噪声评价预测模型，并对模型进行了检验与验证，结果显示回归系数高达0.936，且预测误差也在10%以内，为变速器敲击噪声评价提供了参考。

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工况传递路径分析在方向盘振源识别中的应用

左曙光，胡坤，周大为

2019, 39(1): 73-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.014

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摘要：针对某三缸发动机车辆怠速工况下方向盘抖动的问题，利用工况传递路径分析方法找出方向盘抖动的原因。首先采集怠速工况的动力总成悬置点和方向盘的振动加速度信号，使用奇异值分解建立了从动力总成悬置被动端到方向盘的振动传递矩阵。然后对比传递矩阵合成的振动信号与拾振点的实测信号，验证了传递矩阵的正确性。最后计算各条路径对方向盘的振动能量贡献量，结合模态分析和信号的频谱分析，发现导致方向盘抖动的主要原因是副车架的共振，为解决方向盘抖动问题提供了依据。

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船舶推进轴系动态负荷测量方法研究

贺威1，贺志文1，谌勇1, 2，陈锋1, 2，华宏星1, 2

2019, 39(1): 78-83. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.015

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船舶推进轴系在运转中承受着复杂的负荷和应力，良好的承载状态对船舶长期安全航行具有重要意义。本文设计了一种基于应变片的无线遥测系统，可以实现不同对中状态下的轴系动态负荷测量。根据不同截面测得的应变数据结合建立的单支点负荷计算模型，可求得各轴承的实际负荷。在搭建的轴系缩比试验台上测得的负荷值与通过有限元模型仿真求得的负荷值相差不大，证明了该测试方法的可靠性。

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直升机模型舱室中的集群式有源噪声控制系统性能研究

玉昊昕，陈克安，代海

2019, 39(1): 84-88. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.016

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集群式有源噪声控制系统通过用多个小规模的多通道集中式系统来实现降噪控制，能根据需要在集中式系统的复杂度和分散式系统的稳定性风险之间取得平衡。本文对噪声集群式有源噪声控制系统在单频噪声下的性能进行了理论研究，得到了集群式系统的理论稳态误差和系统稳定条件。最后在直升机舱室模型中进行了集中式、集群式和分散式系统的有源噪声控制实验。实验结果表明，集群式系统的降噪量与集中式系统一致，且稳定性优于分散式系统。

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基于统计能量法的邮轮舱室噪声预报与控制

吴晓佳，温华兵，吴俊杰，李军，李晓亮

2019, 39(1): 89-93. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.017

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基于统计能量分析法（Statistical Energy Analysis，SEA），对邮轮舱室噪声进行了预报研究。分析了邮轮的主要噪声源，包括柴油机、发电机组、螺旋桨、空调和风机等动力设备工作时产生的空气和结构噪声。然后利用VA One软件建立了邮轮全船的SEA仿真模型，对其动力设备舱室和生活娱乐舱室等典型舱室进行了噪声预报，得到了各舱室的噪声频谱图及总的声压级值，并与IMO标准的限值进行比较。计算结果表明除四人间室外其他舱室均符合标准。分析四人间室的主要噪声来源，发现主要是上层的空调机室对其影响较大。提出对空调机室铺设不同结构类型的浮动地板来降低四人间室的噪声值，对比分析可得结构2和3降噪效果良好。最后研究了浮动地板不同厚度矿棉的声学特性，发现存在最优的厚度。

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基于动态子结构法的加筋圆柱壳冲击环境预报

杨文山1，杨勇2，赵勋2，郭君2，李晓文2

2019, 39(1): 94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.018

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目前舰艇冲击环境预报已越来越受到各国海军重视，其主要的研究手段包括有限元数值仿真和实船水下爆炸试验。由于实船试验耗费大量人力、财力资源且受实验环境干扰较大，不具备重复性，而现代计算机技术发展使得有限元数值仿真模拟舰艇大型复杂结构提供可能，但是舰船局部细化设计过程中，修改局部参数仍然需要对整体结构进行仿真计算，计算机仿真过程中依旧消耗大量计算资源、时间成本。因此本文以保证数值仿真精度同时降低计算成本为根本目的，旨在提供一种基于子结构方法的舰艇整体结构模态信息求解和水下爆炸载荷作用下冲击环境预报技术。

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轮胎模态分析试验研究

宫少琦，王晖，朱健，郭风晨，施长宏

2019, 39(1): 99-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.019

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为了优化轮胎模态试验方法，得到精确的轮胎模态参数，结合LMS Test Lab，研究模态试验三要素的选用原则，即测点布置、边界约束和激励形式的选取方式。试验结果表明：(1)对轮胎单一胎面进行模态测量，存在模态遗漏现象，且轴向与径向阵型易混淆，因此须进行轮胎三胎面(内胎面、正胎面、外台面)布点测量；(2)胎面整周少于36个测点时，轮胎高阶次花瓣阵型难以清晰呈现，因此须于三个胎面等角度间隔平行布置36×3个测点；(3)轮胎处于整车安装离地状态受激励时，支撑位移量微小，优于软绳约束状态；(4)激振器激励信号相干系数达到1，优于力锤锤击信号，并且使试验进行更加便捷与高效。本文提出了一种新的轮胎模态测试方法，并应用此方法得到了准确的轮胎模态参数，研究结果为轮胎噪声与振动控制提供了基本依据。

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履带车辆不平路面越野平均速度预测方法研究

段誉1, 乔新勇1, 芮强1, 姜红元2，杨浩2

2019, 39(1): 103-109. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.020

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为了研究路面不平度对履带车辆越野平均速度的影响规律，本文建立了履带车辆多体动力学模型，提出了振动响应指标并通过试验验证了模型的可信性；根据试验设计进行仿真计算，建立振动响应与车速、路面不平度间的近似模型；以振动响应指标的门限值为约束条件，采用目标寻优方法拟合了路面不平度与车速间的数学关系，提出了随机不平路面条件下的越野速度预测方法。应用该方法计算了车辆通过某试验场综合路面，结果表明：所建模型可以反映路面不平度对车速的影响，为车辆机动性预测提供了有效的量化手段。

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机械制冷机微振动固支测力修正

马军，聂云松，闫秀荣，童卫明

2019, 39(1): 110-115. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.021

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机械制冷机微振动固支测力结果的工程应用存在载荷值有误差和加载位置不明确两方面问题。基于动力学分析提出一种微振动固支测力修正方法，将测得的作用在测力台面几何中心的微振动力转化为作用在制冷机动子处的微振动力，实现了制冷机微振动力与其支撑结构刚度和质量解耦。修正所得的力频谱特性反映了制冷机实际输出的微振动力频谱特性，力的作用位置为制冷机微振动实际产生位置，解决了测力结果工程应用存在的问题，修正结果可应用于制冷机的微振动特性评估和微振动响应分析。

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粗糙沥青路面轮胎滚动噪声室内室外试验匹配度研究

郭云飞1，胡开明1，权循宇2，曹诚2，张文明1

2019, 39(1): 116-120. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.022

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粗糙沥青路面在我国公路建设中有着广泛的应用，为了减少该路面室外轮胎噪声试验对天气的依赖性，本文基于转鼓试验室轮胎噪声试验，对比了该路面室内室外轮胎噪声频谱的差异性，研究发现，在沥青转鼓鼓面上，当车辆的工况为50-20km/h滑行工况时，车内外噪声测点数据和室外试验数据有着很高的匹配度，且吻合部分的数据频段为该路面典型噪声频段；而当车辆的工况为20、30、40、50km/h匀速时，车内噪声测点数据吻合性较差，车轮噪声数据匹配度依旧较高。通过两者匹配度的研究可以发现，当进行该路面的四驱转鼓试验时，50-20km/h滑行工况的右后车轮数据可以很好地替代室外试验噪声数据，从而有效地减少了对恶劣环境的依赖性和试验成本，提高了试验的安全性。

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一种飞行模拟机运动系统的抖振特效建模方法

赵明波1，陈曦1，蒋龙威1，潘龙1，贾慈力2，詹江瀚3

2019, 39(1): 121-125. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.023

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运动系统是构建飞行模拟机虚拟环境的主要分系统之一，抖振特效模拟是提高运动系统仿真度的重要研究内容。采用正弦加随机振动的基本模型，结合飞机试飞数据中的振动统计数据——加速度功率谱密度，建立抖振特效生成模型。研究基于加速度功率谱密度的抖振参数估计方法，实现正弦分量、随机分量参数的计算。分析典型飞行状态下的振动数据特性，研究抖振特效特征影响参数的提取方法，实现全飞行状态下的抖振特效生成。以抖振参数和特征影响参数为驱动，提出了抖振特效的建模方法。实验结果表明，该方法能有效实现飞行模拟机系统中的抖振特效仿真。同时，也为虚拟现实技术其他应用中振动环境的构建提供一定的借鉴意义。

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汽车悬架衬套静动特性分析中缩径量影响研究

陈宝1，代正莉1，付江华1，陈哲明1，许言明2

2019, 39(1): 126-130. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.024

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为有效开展整车操稳性、平顺性的仿真研究，有必要对影响较大的汽车悬架衬套的静、动刚度范围进行精确设计及控制。本文通过采用3阶Ogden超弹性本构模型与3阶PRONY级数粘弹性模型建立了某汽车悬架减振器橡胶连接衬套超－粘弹性有限元模型，利用ABAQUS/Standard有限元分析模块分别研究了衬套缩径量大小与静、动刚度的关系，得到了不同缩径量下橡胶衬套静、动刚度曲线；结果表明，当缩径量小于0.6mm时，橡胶衬套静、动刚度随缩径量的增加而增大并呈近似的线性关系；当缩径量大于0.6mm后，静、动刚度随缩径量增大而增大的速率急剧变大而呈现非线性关系；本文研究说明，当缩径值达到一定程度后对橡胶衬套静、动刚度值的影响变大；最后通过试验测试发现有限元分析结果与测试结果相对误差在10%以内，证明了本次考虑缩径量影响的汽车悬架衬套静动特性分析的正确性，这对车用橡胶衬套的设计与分析研究具有一定的指导意义。

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钢弹簧浮置板中低频振动特性分析

石蕊，张晓芸，石广田，张小安，和振兴

2019, 39(1): 131-135. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.025

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为了探究高架线路上钢弹簧浮置板减振轨道在外激励作用下的振动特性，建立了钢弹簧浮置板减振轨道-箱梁桥三维有限元模型，以美国六级谱激励下的轮轨力作为输入，对钢弹簧浮置板减振轨道的振动特性进行了系统的研究；在此基础上，分析了不同刚度的钢弹簧对在整体轨道结构振动的影响。研究结果表明：浮置板结构的振动特性以纵向上的弯曲振动为主，同时存在不均匀分布的局部振动特性，因此利用三维有限元模型才能很好的研究浮置板结构的整体和局部振动特性。整体轨道结构在中低频段的振动明显，其中钢轨的主振频率集中在200-250Hz以及425-475Hz；浮置板在150Hz以下的低频段振动密集，主振频段与钢轨一致，但在425-475Hz的振动幅值与低频段相近；浮置板在主振频段的弯曲振动不是规则的同幅值正弦形式，其幅值呈逐渐递增或递减分布。钢弹簧刚度对钢轨50Hz以下的振动频率分布有一定的影响；主要影响浮置板结构的整体振动形式，在频率较低时对振动幅值及局部振动形式也有较大的影响。

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成都地铁钢弹簧浮置板道床减振性能分析

韩艺翚1，贺玉龙1，李怀龙2

2019, 39(1): 136-139. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.026

摘要 ( )

PDF(1476KB) ( )

为评价成都地铁钢弹簧浮置道床的实际减振效果，选取线路条件基本相同的断面，分别对圆形盾构隧道直线段和曲线段的钢弹簧浮置板道床以及对应的普通整体式道床进行现场测试。在时域和频域内分析了钢弹簧浮置板道床减振段隧道壁垂向振动特性与实际减振效果。结果表明：（1）在圆形隧道直线段和曲线段中运用钢弹簧浮置板轨道均可对隧道壁振动起到很好的减振作用，隧道壁减振效果分别为22.16dB和19.15dB；（2）直线段和曲线段钢弹簧浮置板轨道的显著减振频率范围分布为25Hz~200Hz和40Hz~200Hz，但均在6.3~16Hz表现出振动放大现象。

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有砟轨道动力性能分析的频域方法

韩锋1，顾颖2，古松2，赵宇3，张迅3

2019, 39(1): 140-145. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.027

摘要 ( )

PDF(1665KB) ( )

建立有砟轨道的三层连续弹性支承模型，推导了钢轨、轨枕和道床的运动方程，并在频域内求得简谐激励下的稳态响应。再引入轮轨相互作用频域模型，并借助动柔度法计算轮轨力。在此基础上，采用MATLAB平台自编程序，实现轨道不平顺激励下的频域分析。在案例分析中，综合考虑轮轨力、力传递率、轨道各部件的振动等指标，对弹性扣件、枕下弹性垫板、复合轨枕、道砟垫以及它们的组合等多种减振措施进行对比。结果表明：减振措施使得系统的固有频率发生改变，进而导致各指标在不同频率范围出现复杂的变化规律；相比于弹性扣件，枕下弹性垫板和道砟垫表现出更好的综合效果，而复合轨枕的减振效果有限。

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成渝高速铁路某高架桥段地面三向振动特性分析

彭也也1，贺玉龙1，梅昌艮2，周青1

2019, 39(1): 146-150. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.028

摘要 ( )

PDF(1548KB) ( )

地面振动是高速铁路运营期的主要环境问题之一，为了研究高速铁路高架桥段地面振动的传播和衰减规律，选择成渝高速铁路某桥梁段进行了现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析了地面三向振动的时程特征和频谱特征，以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明，在同一距离处，横向、纵向振动加速度幅值及有效值均大于垂向；三向振动随距离的增加，加速度幅值及有效值均呈衰减趋势；垂向和纵向振动中，高频成分衰减迅速，低频衰减速度较缓，而横向则是低频和高频均衰减迅速，但远场仍是以低频为主；三向振动远场优势频率均在10Hz左右；计权垂向振级高于水平向振级，未计权的水平向振级均大于垂向振级。

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低速行驶地铁轨道振动信号小波去噪参数研究

曾宇，邬玉斌，宋瑞祥，户文成

2019, 39(1): 151-155. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.029

摘要 ( )

PDF(1250KB) ( )

针对地铁低速行驶时的轨道振动信号，分析小波去噪参数的选取对去噪效果的影响。以北京某地铁站附近的隧道断面的轨道铅垂向振动加速度信号为例，对轨道振动信号进行小波分解、阈值去噪和重构。以信噪比作为去噪质量评价指标，采用Kruskal-Wallis非参数检验方法分析小波系、小波阶数、小波分解层数和阈值的选取对去噪效果的影响。基于信噪比最大化原则，确定地铁低速行驶时轨道振动信号的最优小波去噪参数。结果表明：显著性水平0.05下，小波系、小波阶数的选取对地铁轨道振动信号小波去噪效果没有显著影响，不同的小波分解层数、阈值对地铁轨道振动信号小波去噪效果的影响不全相同；以SymletsA小波系的4阶小波为去噪小波基，经过3层小波分解，基于无偏似然估计阈值和软阈值函数进行小波去噪后的信号获得最大的信噪比，去噪后的振动信号保留了原始信号的峰值特征，同时信号曲线的光滑性有了显著改善。

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高速铁路扣件弹条性能分析及频响特性研究

施何瑛，王安斌，高晓刚

2019, 39(1): 156-159. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.030

摘要 ( )

PDF(1416KB) ( )

为研究扣件弹条在高速列车运行下的性能及频响特性，本文以某型扣件SKL15弹条为研究对象，采用软件Solidworks和ABAQUS建立详细的扣件系统模型。分析了弹条在自由状态下及组装下的模态，得到弹条同振型模态频率,分别是297Hz、440Hz、758Hz、1292Hz和363Hz、632Hz、1233Hz、1645Hz。并对扣件进行了不同扭矩下弹条性能参数分析实验，得到正常安装条件下弹条弹程和扣压力的关系。为进一步分析弹条性能，在某高铁试验段进行了的轨道结构频响测试，得到弹条峰值频率约620Hz与弹条组装模态所得频率632Hz基本吻合，在该频率段扣件系统可能产生共振，引起扣件疲劳失效。

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部分观测下结构质量及非线性恢复力免模型识别

李靖1，许斌1, 2

2019, 39(1): 160-165. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.031

摘要 ( )

PDF(1918KB) ( )

强动力荷载作用后结构的非线性恢复力是其非线性行为的最直观描述，但由于不同结构非线性特性的复杂性，非线性行为往往难以事先用准确的参数化形式描述，而且由于土木工程结构的活荷载的不确定性，结构质量也往往无法准确预知，结构各自由度所有动力响应也难以完整获得。为此，本文提出一种仅利用结构部分自由度上的加速度响应，结合等效线性理论与无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF )算法，迭代识别结构非线性恢复力与结构质量方法。该方法不需要假设任何参数化或非参数化模型。通过在一个线性多自由地系统中引入磁流变阻尼器(MR)模拟非线性元件构成非线性动力模型，考虑不同质量初始值和一处或者多处存在非线性而且非线性特征不一样的情况，基于部分自由度上的加速度响应测量，对结构中磁流变阻尼器的恢复力以及结构质量进行了识别，通过与理论值的比较验证了该方法的有效性。

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基于SWD-AVDIF的齿轮箱复合故障诊断方法

李娟1，程军圣1，黄祝庆2，卿宏军1, 2

2019, 39(1): 166-171. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.032

摘要 ( )

PDF(2020KB) ( )

针对由噪声干扰和故障强度分布不均引起的齿轮箱复合故障诊断问题，论文提出了基于群分解和平均差值形态算子（Swarm Decomposition- Average Difference Filter，简称SWD-AVDIF）的齿轮箱复合故障诊断方法。首先运用群分解（Swarm Decomposition, 简称SWD）将齿轮箱振动信号分解为若干单一模态振荡分量（Oscillatory Components，简称OCs）；然后对分量进行AVDIF解调，得到SWD-AVDIF解调谱；最后根据解调结果判别故障类型。与EMD对比，仿真信号验证了SWD方法在频率区分能力上的优越性；运用齿轮箱复合故障仿真信号和实验信号进行分析，结果表明该方法能够有效地分离不同故障信号并加强故障特征，为齿轮箱复合故障诊断提供了一种新的方法。

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基于LMS和Fast-Kurtogram的滚动轴承早期故障诊断

杨晓雨，荆双喜，罗志鹏

2019, 39(1): 172-176. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.033

摘要 ( )

PDF(1831KB) ( )

针对滚动轴承早期故障特征提取困难的问题，本文提出一种LMS（Least Mean Square，LMS）算法降噪、Fast-Kurtogram选频和共振解调技术相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先对采集到的信号进行自适应降噪，减弱背景噪声的影响；然后利用谱峭度值对故障信号中瞬态成分敏感的特性，通过计算降噪后信号的快速峭度图，确定滤波器最优频带中心和带宽；最后进行共振包络解调提取出滚动轴承早期故障特征。通过仿真和实验验证分析，验证了该方法在滚动轴承早期故障诊断中的适用性和有效性。

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基于改进复杂追踪算法的结构模态参数识别

常军1，刘昊1，尤传雨1, 2，邵永亮1, 3

2019, 39(1): 177-185. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.034

摘要 ( )

PDF(2607KB) ( )

基于固定梯度的复杂追踪算法在进行目标函数寻优时，具有收敛速度慢，易陷入局部极值，且针对不同的模型需人为选择合适的学习步长等不足，限制了该算法的实际应用性。为此，论文将最优步长思想引入复杂追踪算法，根据实时分离度自动调整步长，并根据分离信号的峭度值自适应地选择不同的非线性函数，以提高算法的计算精度，进而提高其实用性。为验证该改进复杂追踪算法识别结构模态参数识别的可行性与优越性，采用该方法分别识别了六自由度质量-弹簧系统、简支梁的数值模型和三层框架试验模型的模态参数，并与原方法进行识别结果对比，表明该改进算法可以较准确地识别结构模态参数。

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斜支承系统关键件的跌落破损评价

段宁宁1, 2，余立1, 2

2019, 39(1): 186-191. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.03

摘要 ( )

PDF(2025KB) ( )

建立考虑关键件的斜支承系统模型，基于系统跌落冲击动力学方程，利用四阶Runge-Kutta法，以系统参数、跌落冲击初始速度、支承角或频率比或系统阻尼比作为三个基本参量，获得关键件跌落破损边界，探讨支承角、频率比、系统阻尼比等对关键件跌落破损边界的影响规律。评价结果显示：较小的支承角或较大的频率比有利于扩大系统关键件的未损坏区；系统阻尼比存在最优值，恰当地选择阻尼比可改善斜支承系统的抗跌落冲击性；为使斜支承系统获得理想的减振和抗跌落冲击性能，需综合考虑内装物主体等效刚度系数、弹簧原长等参数。

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基于KICA-GDA和LSSVM的齿轮箱轴承故障诊断

杨伟新1，王平1，2, 李舜酩2

2019, 39(1): 192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.036

摘要 ( )

PDF(1578KB) ( )

摘要：为了提高齿轮箱轴承故障识别率，提出基于核独立分量分析（KICA）、广义辨别分析（GDA）与最小二乘支持向量机（LSSVM）的轴承故障识别方法。首先将轴承故障振动信号的谱峭度、信息熵等故障特征作为原始特征向量，通过KICA方法将原始特征向量映射到核特征空间,从而去掉不同故障特征间的冗余并消除原始特征向量间的相关性。然后利用GDA方法对故障特征进行非线性融合，并构造新的特征向量。最后，将新的特征向量作为LSSVM分类器的输入，并实现轴承的故障分类。齿轮箱滚动轴承故障诊断试验结果表明：KICA-GDA和LSSVM的故障诊断方法可以识别出更多的轴承故障信息，且提高了LSSVM的分类性能，该方法相对于直接采用LSSVM进行分类的轴承故障方法具有更优秀的分类性能。

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工作变形在变压器状态识别中的应用

田昊洋1，季怡萍1，厉敏宪1，黄华1，姚煜中2

2019, 39(1): 197-200. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.037

摘要 ( )

PDF(1616KB) ( )

本文首先从油浸变压器振动机理及振动传播途径出发，研究油箱壁振动用于判定变压器工作状态的可行性。然后论述了目前常用的振动强度用于故障诊断的局限性，提出了应用ODS工作变形方法对变压器进行状态监测的方法。并针对传统ODS方法难以定量判断的缺点，引入ODS定量判据RAC，并通过设计了线圈垫块掉落的故障模式，模态测试显示垫块掉落后，线圈前4阶固有频率下降约10%，证明故障模式成立。最后，通过试验求得故障状态与两次正常状态的ODS，用定量判据RAC对三次ODS进行分析，并区分出故障状态和正常状态ODS的差别，说明工作变形在变压器状态识别中有效可行

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特高压直流工程用大截面导线的阻尼特性

齐翼1, 2，芮晓明1，尹泉2，张昭2,姬昆鹏2

2019, 39(1): 201-204. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.038

摘要 ( )

PDF(1543KB) ( )

自锦屏-苏南±800kV直流输电工程起，900mm2及以上大截面导线开始应用于我国特高压直流输电线路工程。自灵州-绍兴±800kV直流输电工程起，1250mm2大截面导线开始广泛应用。为掌握微风振动条件下大截面导线的阻尼特性，本文基于微风振动模拟试验，以1250mm2系列大截面导线为对象，进行了五种1250mm2系列大截面导线的自阻尼特性试验及分析，得出五种导线自阻尼特性的解析表达式、功率特性及频响特性，给出了1250mm2型线与圆线、1250mm2导线与1000mm2导线自阻尼特性的对比分析。

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约束阻尼结构阻尼效果的有限元预测方法研究

伍先俊

2019, 39(1): 205-209. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.039

摘要 ( )

PDF(1252KB) ( )

阻尼材料作为减振降噪方法在工程中应用很多，约束阻尼结构铺设阻尼材料后总阻尼因子的计算是一个很重要的问题，经典的含约束阻尼双层梁结构和三层梁结构的阻尼解析计算方法对复杂结构不适用，目前急需可靠实用的工程计算和设计方法。本文基于模态应变能给出了复杂结构的阻尼有限元计算方法，同时基于统计能量分析原理提出一种宽带激励下总阻尼效果的评价公式，以及基于该评价公式的有限元优化设计方法。通过对双层阻尼梁结构和含约束面板的三层阻尼梁结构的阻尼解析计算和有限元计算法预报对比，验证了有限元计算方法的正确性。依据阻尼效果评价公式对某约束阻尼平板的阻尼层和约束面板厚度进行了优化设计，并通过谐波响应分析验证了优化方法的正确性。本文基于ANSYS软件的分析方法可供工程中复杂结构阻尼设计参考。

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四方折叠梁声子晶体低频带隙特性研究

高南沙1, 2，李沛霖1,周文林1，侯宏1, 2

2019, 39(1): 210-215. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.040

摘要 ( )

PDF(2619KB) ( )

提出了一种二维四方折叠梁声子晶体结构，通过有限元仿真分析了该结构的低频带隙特型和几何参数影响因素，提出了多重共振耦合机理。结果表明：二维四方折叠梁局域共振型声子晶体的几何尺寸，即四方折叠梁的宽度，其增大可以导致带隙变窄，甚至消失。折叠梁、基体材料和谐振子连接处的几何尺寸和对于带隙的影响具有一致性，其尺寸的增加只是使第一带隙向低频移动。的大原胞的不同排列组合可以打开或者关闭低频带隙。本文设计思想丰富了声子晶体低频带隙相关理论，可为其相关结构设计提供理论指导。

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蜗舌型式对离心通风机气动激励的影响分析

丁可金，罗玉娟，高延军

2019, 39(1): 216-220. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.041

摘要 ( )

PDF(4116KB) ( )

蜗舌是离心通风机重要部位之一，为研究蜗舌型式对离心通风机振动噪声的影响，本文对某型离心通风机进行气动激励的计算仿真。通过定常计算，发现蜗舌结构型式的改进能够改善局部区域的漩涡，减小诱发振动的激励因素；通过非定常计算，发现蜗舌结构型式的改进对离心通风机气动激励的影响主要体现在局部区域压力脉动的改善，尤其是叶轮出口气流激发的叶频脉动的降低。根据计算分析结果对通风机振动噪声变化进行了预估，试验结果表明，蜗舌结构的改进能够降低通风机振动噪声，气动激励数值分析可为通风机低噪声改进效果提供判断依据。

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基于声腔传递函数的前围隔音垫选型

陈明，康润程，李绍磊，姚璐

2019, 39(1): 221-223. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.042

摘要 ( )

PDF(1051KB) ( )

为快速、准确的实现前围隔音垫选型，提升车内声学品质，展开本研究。本文以声腔传递函数原理为理论基础，以整备车身为测试环境，通过理论分析和精准测试，明确3款不同材质的前围隔音垫隔声性能差异。通过对比分析，明确PET+EVA+双组分棉材质的前围隔音垫较适合测试样车，从而完成对测试样车的前围隔音垫选型。本文为整车状态下前围隔音垫选型提供了真实有效的测试案例，为提高乘用车车内噪声水平提供有效建议。

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复杂机械隔振系统阻抗与传递损失关联性研究

吴武辉1, 2，向阳2，罗文1，张领1，万汉群1

2019, 39(1): 224-229. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.043

摘要 ( )

PDF(1701KB) ( )

复杂机械系统一般弹性元件和刚性元件构成。在系统稳态运行状态下，弹性元件与刚性元件构成的系统阻抗是影响隔振系统传递损失的关键因素。本文建立了双通道传递系统阻抗数学模型，搭建了双层隔振机械系统试验台架，使用B&K3660D型多通道测量系统以及B&K 8203型力锤，采用锤击激励法测量阻抗，得到了系统初始安装状态的机械阻抗。通过调节机械系统基座结构强度，以及管路系统支撑刚度，研究了两传输通道系统阻抗与机械系统隔振效果，管路系统传递损失之间的关联性，并分析出了两传输通道系统阻抗与两者之间的定量关系。试验研究表明：1，适度提高基座结构阻抗有利于隔振装置的隔振效果，当隔振系统的隔振效果不能满足设计的要求时，增大试验基座阻抗有利于系统的隔振效果,2，通过改变管路系统弹性元件的属性及其布局形式，能有效增大管路系统的阻抗，提高挠性管路系统的能量传递损失，有效降低隔振系统的基座振级。

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Miura折叠超材料在简谐激励下的振动响应

张大鹏，周翔

2019, 39(1): 230-234. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.044

摘要 ( )

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折叠超材料基于折叠结构发展而来，具有超常的物理性能。应用ADAMS分析典型的三种结构模型，在力和位移两种简谐激励下，不同折痕刚度对Miura折叠超材料振动响应的影响。结果表明，单自由度结构的Miura模型在两种激励下频率响应类似，通过改变折痕刚度可以改变其共振频率，达到很好的低频隔振效果。多自由度模型可以通过增加堆叠数量降低共振频率。为Miura折叠结构的隔振设计提供一定理论参考。

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一种多支撑隔振系统传递功率流测试方法

王骁，王敏庆，王婷，赵璇

2019, 39(1): 235-237. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.045

摘要 ( )

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针对多支撑隔振系统，采用一种间接测试功率流的方法，搭建了功率流测试平台。通过比较直接方法与间接方法获得的隔振系统传递功率流，验证了间接测试方法的有效性，避免了传统隔振系统功率流测试力信号不易获取的问题。功率流间接测试方法在工程中更易实施，对工程中隔振系统及相关结构的功率流获取具有一定的借鉴价值。

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新型电磁永磁振动研磨机理及应用

夏昂，杨斌堂

2019, 39(1): 238-244. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.046

摘要 ( )

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针对磁力研磨的加工效率和加工质量问题，根据研磨加工的材料去除模型，增大研磨压力可以提高研磨效率。通过改进磁力研磨方式，引入高频振动，增大研磨粒子的瞬时压力，提高研磨效率和加工质量。本文设计了一种简单的电磁永磁复合作用的高频振动头，用于辅助磁力研磨，该振动头结构和磁路简单，漏磁少，可方便置于数控机床或者机械臂上实现复杂形面加工。所提出的研磨机理将研磨粒子的纯水平旋转运动变为水平旋转和上下振动的复合运动，材料去除率增高，经体视显微镜观察，相对于原始表面和单纯磁力研磨的表面，表面质量得到明显改善。同时，分析了电磁永磁振动研磨的加工特性。

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