噪声与振动控制

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2019, 39(3): 0-1.

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一种基于流形学习和 KNN算法的柴油机工况识别方法

江志农 1，赵南洋 1，夏敏 2，赵飞松 2，高佳丽 2，张进杰 3

2019, 39(3): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.001

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不同负荷状态下的柴油机振动、温度、转速等信号显著不同，而机组故障信号特征往往淹没在随负荷变化而剧烈变化的信号中，因此变负荷状态下的柴油机故障监测诊断难度较大，一直困扰着柴油机的实际故障诊断工作。本文提出了一种基于流形学习和KNN算法的柴油机工况识别方法，为柴油机变负荷工况下故障监测预警打下基础。方法融合机组的多源信号特征构建特征向量，通过流形学习t-分布邻域嵌入算法（t-SNE）实现特征向量的维数约简和敏感特征提取，采用K最近邻分类算法（KNN）完成柴油机运行负荷状态的自动分类。正常及故障状态下的柴油机信号验证了方法的有效性和实用性。

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风电齿轮箱高速轴圆锥滚子轴承动态特性分析

沈意平，徐默然，唐斌龙，李卉

2019, 39(3): 7-10. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.002

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齿轮箱是风电机组故障率最高的部件之一，其中高达50%的故障停机源于高速轴轴承的过早失效。外部变风载激励和齿轮箱内部激励下，高速轴轴承动载增大，将加速高速轴轴承破坏失效。论文以某750kW风电齿轮箱高速轴圆锥滚子轴承为分析对象，采用ADAMS软件建立圆锥滚子轴承的多体动力学仿真分析模型，研究轴向载荷和径向载荷变化对轴承动态响应特性的影响，基于美国Spectra Quest转子实验台开展了圆锥滚子轴承振动响应特性实验，掌握了圆锥滚子轴承的动态接触力与振动响应变化规律，将为风电齿轮箱高速轴圆锥滚子轴承选型与齿轮箱设计提供理论依据。

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不同耦合模式水下结构声辐射计算方法研究

蒋坤1，2，3，向阳1，2，3,张波1，2，3

2019, 39(3): 11-17. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.003

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针对水下双层圆柱壳中低频声辐射预报，分别利用基于流固耦合的FE-IBEM法和基于声固耦合的FE-IBEM法进行水下声辐射计算，比较上述两种算法在计算特性方面的差异，并通过算例对这两种算法进行分析。另外，还研究了环肋间距以及环肋厚度等对双层圆柱壳结构水下辐射噪声的影响。研究结果表明，流固耦合模式由于忽略了流体的可压缩性使得计算结果偏小，声固耦合模式充分考虑了流体对结构的耦合作用使得计算结果更合理，基于声固耦合模式的FE-IBEM法是计算结构水下辐射噪声的优选方法；合理选择环肋间距以及增加环肋厚度可以降低结构中低频水下辐射噪声。

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轨道参数对轮轨耦合系统固有频率的影响

马维国，关庆华，钟文生，陶功权，金学松，温泽峰

2019, 39(3): 18-23. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.004

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轮轨系统固有振动特性对车轮失圆和钢轨波磨的形成和发展具有重要影响。建立普通短轨枕整体道床轨道有限元模型和簧下质量-轨道耦合系统有限元模型，分析扣件刚度、地基刚度、簧下质量及轨枕间距对轨道和耦合系统固有频率的影响。结果表明：轨道一阶垂向弯曲频率随扣件刚度的增大而增大，地基刚度对轨道一阶垂向弯曲频率的影响较小；耦合系统一阶垂向弯曲频率（P2共振频率）随扣件刚度的增大而增大，随簧下质量的增大而减小；P2共振频率随地基刚度的增大而增大，当地基刚度大于300 MPa/m，地基刚度的变化对P2共振频率影响较小；轨道一阶垂向弯曲频率和P2共振频率随轨枕间距的增大而减小；轨枕间距随机变化可降低Pinned-Pinned共振响应峰值。通过现场力锤敲击与车辆轨道振动测试结果对模型进行验证，仿真结果与现场测试结果基本一致。

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600KN超大推力电磁振动试验台动圈结构的模态分析与优化

仝宁可1，杜环宇2,李鸿光2，刘营2，孟光2

2019, 39(3): 24-28. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.005

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本文以600KN超大推力电磁振动试验台的动圈结构为研究对象，采用有限元分析方法计算其振型及模态频率，尤其关注其一阶轴向模态并以之为指标进行结构优化。根据动圈实际工况，建立了加筋动圈模型并定义了动圈的支承约束刚度，完成了动圈结构的模态分析。本文定义了有效质量权重(Efficient Mass Percentage, EMP)概念，并用于提取一阶轴向共振频率，结果通过实验验证。最终利用动圈缩减模型消除模态分析过程中出现的对称模态和局部模态。通过各结构参数对一阶轴向共振频率的灵敏度分析，找到了影响频率提高的关键部分。通过优化，动圈结构的一阶轴向共振频率有显著提升。

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小波阈值降噪技术对 OPAX方法的改进研究

潘公宇朱瑞

2019, 39(3): 29-34. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.006

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扩展工况传递路径分析方法所需的输入信号均在汽车运行工况下采集的，混杂有其他干扰信号，严重影响分析结果的精确性。针对此问题，应用小波阈值降噪技术对OPAX方法进行改进。首先，构造了适合于车辆运行工况振动数据的小波估计阈值以及阈值函数。其次，以一辆装备四缸汽油机的乘用车为例，采集车辆在3WOT工况下，悬置主动端，被动端，车内响应点的振动加速度信号，整车系统的频响函数等。建立了从动力总成到车内座椅，方向盘和地板的传递路径分析模型。在发动机2阶工况下，对比地板处振动数据的实测值与计算值，发现两者吻合较好，验证了模型的准确性。最后以地板处实测值为标杆，对比改进后的OPAX计算值与原计算值，结果表明改进后的计算值更接近实测值，且在峰值频率处表现优异，有效提高了OPAX方法的分析精度。

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复合式流体滤波器的衰减性能分析

罗先聪1，周知进1,2，古莹奎 1，熊雄3

2019, 39(3): 35-39. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.007

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摘要：液压系统压力脉动对执行机构精度与性能具有很大影响，因而压力脉动衰减与抑制有重要意义。基于电液比拟的方法，结合K型和H型各自的滤波特点，提出一种以K型和H型串联的分支谐振滤波器，建立了流体滤波器的等效电路图。结合液压系统的特性，分析新型复合式流体滤波器结构参数和管道长度对插入损失的影响。数值仿真表明：该衰减器有两个衰减峰值，低频衰减由H型部分主导，高频与K型部分相关，加装衰减器应靠近负载。结合实际工况，合理的选择结构参数，可以达到宽频的效果。

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随机动力学响应的高斯相关过程模拟

张巍 1，应祖光 2

2019, 39(3): 40-43. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.008

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动力学响应是描述系统振动状态、评估其性能、用于控制等的重要变量，复杂系统的不确定性、随机激励样本的不可测量性等导致传统随机响应时程与统计分析的计算困难，因此需要发展基于系统响应观测的、直接的随机过程概率模型与评估新方法。近年来，人工智能与数据处理技术等领域发展的无确定性系统模型的、直接随机过程概率模型，及其概率评估、系统状态预测等方法为动力学响应的概率分析提供了新思路，特别是具有很好普适性与可分析性的高斯相关过程已具有较完整的理论方法。鉴于此，本文提出针对动力学系统响应的、直接的随机过程概率模型与评估方法，并作探索性研究。先基于高斯白噪声激励动力学系统响应的统计特性分析，说明系统响应的高斯随机过程特性、响应在时间维度上的相关性、及其协方差随时间差的指数衰减特性等；再给出该系统响应的高斯相关过程概率建模与评估方法，包括由响应协方差计算，高斯过程协方差或核函数的拟合，到高斯相关过程概率模型的确定，响应样本过程的直接生成，及其统计评估等，并给出高斯相关过程的贝叶斯更新与系统状态预测有关基本公式。数值结果表明该高斯相关过程的概率建模与响应评估方法的可行性与有效性。

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子结构法在齿轮-箱体-基座耦合系统辐射噪声仿真中的应用研究

王晋鹏 1，宋敏 1，王鹏 1，刘岚 2，王莹 1

2019, 39(3): 44-49. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.009

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为了提高齿轮-箱体-基座耦合系统辐射噪声分析的计算效率，采用子结构法提取了基座在与箱体各连接点处的等效质量和等效刚度，并用质量单元和弹簧单元对基座进行了等效。在此基础上建立了齿轮-箱体-基座耦合系统的辐射噪声分析模型，完成了辐射噪声分析，并与全有限元/边界元法的分析结果进行了对比。结果表明：采用文中提出方法分析获得的耦合系统在各场点处的有效声压级与全有限元/边界元法分析结果间的差距均未超过4.5dB，同时文中方法的分析时间仅为全有限元/边界元法的32.7%。

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基于多场耦合变速箱振动噪声仿真分析及优化

欧健 1，陈圣文 1，张松 3，杨鄂川 2，张勇 1

2019, 39(3): 50-55. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.010

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本文以某三轴五档手动变速箱作为研究对象，运用LMS.VirtualLab多体动力学软件对箱体建立动力学模型，进行动力学分析以此获得轴承座动态反支力。再以轴承座动态反支力作为激励，分别建立综合考虑变速箱内部润滑液和空气影响与不考虑变速箱内部润滑油和空气影响的变速箱振动响应分析模型，并分析对比箱体的振动响应结果，然后运用声学边界元法预估了箱体辐射噪声并通过试验进行验证，最后通过箱体结构优化使该变速箱得到了降噪，对提前规避变速器的振动噪声问题具有重要的工程实际意义。

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基于虚拟样机的前轮自激摆振仿真与悬架参数优化

孙晴，谢小平

2019, 39(3): 56-62. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.011

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汽车系统参数匹配不合理会诱发自激摆振，对操纵稳定性有很大的危害。其是底盘系统一种非线性特征且对于相关参数非常敏感并难以再现。本文以某型乘用车为样车，建立精细虚拟样机模型再现其自激摆振现象。结合Hopf分岔理论进一步系统地分析了前麦弗逊式悬架下摆臂臂长及橡胶衬套六向刚度参数对样车自激摆振幅值和速度分岔特性的影响。依据多参数分析结果选择影响程度较大的参数进行优化设计，使摆振幅值降低了21.56%，同时减小了摆振速度区间，为合理设计悬架参数，有效抑制自激摆振现象提供理论依据。

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推焦速度对推焦装置振动特性影响分析

孟爽，向瑾，陈创

2019, 39(3): 63-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.012

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针对因推焦过程中采取的推焦速度不同，某型号焦炉推焦装置发生不同剧烈程度的振动，易造成炉体破坏，降低焦炭成品率等问题，采用虚拟样机动力学仿真分析的方法，以推焦装置为研究对象，将滑靴下部视为柔性体，构建推焦装置刚柔耦合模型，模型经验证准确后进行动力学仿真，探究推焦速度对推焦装置振动特性的影响。结果表明，在装置操作允许范围内，推焦时采取的推焦速度越小，推程中推焦杆竖直方向振动加速度有效值越小，振动明显减弱。研究结果为推焦装置减振优化设计提供了一定的理论参考

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岸桥主要构件对整机地震响应的影响分析

李哲 1，伍世英 1，王贡献 2

2019, 39(3): 67-72. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.013

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地震和岸桥结构都极其复杂，进行岸桥地震研究存在较多不确定性，为了降低后期模型试验中的黑箱现象，首先对地震灾害现场岸桥结构破坏情况进行统计，明确岸桥结构地震激励下的主要破坏形式以及主要失效构件，再采用仿真计算对比各主要构件对岸桥整体结构地震响应的影响，验证了岸桥地震激励下门腿绕Z轴的弯曲刚度对整机影响占主导作用。论文的结论可以作为试验方案的指导，在保证试验顺利进行且结果准确可靠的前提下大幅提高试验效率。

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基于 Taguchi改进算法的脱水机悬挂系统参数优化研究

陈剑 1,2，何俊杰 1,2，李士爱 1,2，高彬彬 1,2，王开明 1,2

2019, 39(3): 73-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.014

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高速脱水机减振悬挂系统是其工作状态下抑振性能的基本保证，其中悬挂系统参数的波动更是直接影响高速脱水机的抑振效果。利用高速脱水机的动力学模型建立其筒体振幅的响应面模型，以该响应面模型为优化目标，悬挂系统参数为优化对象，分别采用传统遗传算法和基于Taguchi改进方法的混合遗传算法进行参数优化。对两种优化方法应用蒙特卡洛法进行了算法分析。基于优化结果，开展了高速脱水机多工况筒体振动试验研究，并进行了对比验证。结果表明，基于Taguchi改进方法的混合遗传算法具有更优的精确性和稳健性，对于工程应用具有指导意义。

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基于有限元法的动力总成悬置系统解耦方法研究

孙秋，雷刚，吕鑫阳，马洋洋

2019, 39(3): 78-82. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.015

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传统的动力总成悬置系统解耦方法通常是基于6自由度刚体-悬置数学模型得到与6自由度相关的解耦率。这种方法忽略动力总成悬置系统与车身、轮胎等子系统的耦合作用，难以反映实车状态下的解耦情况。为此，采用一种基于有限元法对动力总成悬置系统进行解耦的新方法。算例一用此方法对动力总成悬置系统有限元模型进行解耦，并与传统6自由度刚体—悬置数学模型解耦得到的解耦率进行对比，结果表明两种方法输出的模态解耦率矩阵结果基本一致，证明新方法的正确性与可行性。算例二基于整车有限元模型，用有限元法进行解耦，得到与整车13自由度相关的真实解耦率，证明新方法的收益性。

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准确求解固有频率提高分段积分阻尼识别精度及其应用

时海涛，程惠，赵晓丹

2019, 39(3): 83-87. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.016

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分段积分法是一种新近提出的阻尼识别方法，该方法的关键是需要准确识别信号固有频率。本文提出一种求解振动衰减信号有阻尼固有频率的方法，先使用傅里叶变换初估信号固有频率，通过两次积分运算构造出关于固有频率误差的方程组，解方程推导出计算公式,求得准确的信号固有频率，进而将其用于分段积分法识别阻尼。算例表明，该方法能够准确快速求解固有频率，通过控制整周期积分提高了阻尼识别精度，并且有益于准确计算出信号的幅值和相位，使得整个阻尼信号的识别和提取更加准确。将此方法应用于发动机齿轮室盖的阻尼识别。

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车轮高阶多边形磨耗对高速列车转向架区域噪声影响研究

韩铁礼 1，贾尚帅 1，吴越 2，韩健 2，肖新标 2

2019, 39(3): 88-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.017

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列车车轮多边形磨耗问题是目前高速列车运行过程中普遍存在的，多边形的出现会加剧轮轨间的相互作用，引发显著的异常振动噪声问题。本文通过跟踪测试车轮多边形发展和转向架区域振动噪声，分析讨论高阶车轮多边形磨耗对高速列车转向架区域噪声的影响。研究表明，当轮轨表出现显著多边形时，转向架区域噪声的显著频率会变为与多边形和行车速度相关的频率范围，随着车轮多边形磨耗水平的增加，转向架区域噪声显著增大。当车轮多边形磨耗激励频率和车辆过轨跨频率发生信号调制时，还会产生谐频噪声问题，增大了车轮多边形对噪声的影响频率范围，本文的研究成果可以为车辆振动噪声控制提供依据和参考。

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车轮多边形对轮轨静态匹配的影响

陈斌，关庆华

2019, 39(3): 92-98. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.018

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摘　要：为了分析车轮多边形对轮轨静态匹配的影响，设定车轮半径在圆周上具有周期性变化，并且考虑车轮横向磨耗的改变，建立多边形车轮空间模型。由于迹线法不适用于多边形车轮，本文在空间车轮模型上搜索与钢轨距离最小点，得到轮轨接触位置和几何参数。采用Hertz接触理论和Polach蠕滑力模型计算轮轨法向应力和蠕滑力，分析多边形车轮对轮轨接触静力学的影响。计算结果显示：多边形车轮的横向磨耗对轮轨静态匹配影响比较微弱，周向磨耗会引起轮轨接触斑和法向应力的周期性变化，影响程度随阶次的增加而增强。

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吊杆式起重机二维摆动的防摆控制研究

贾鹏霄，周越，李鑫伟

2019, 39(3): 99-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.019

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吊杆式起重机在进行回转运动时会使悬挂的负载产生二维摆动；这种摆动不仅降低作业效率，而且有可能与周围的货物或人员发生碰撞，造成安全事故；为了防止安全事故的发生，对起重机操作人员的操作水平提出了很高的要求。为了减轻操作人员的负担，开发能同时控制起重机运动又能对负载摆动进行抑制的控制系统就显得非常重要。在已有的研究中，为了对负载二维的摆动进行抑制，往往需要对转台的回转运动和臂架的俯仰运动同时进行控制，这样一方面增加了控制器的复杂性，另一方面也增加了成本。为此，本文设计了一种仅需控制回转运动就能实现定位和防摆的非线性控制器，通过Lyapunov稳定性理论对控制器的稳定性进行了证明，并且通过仿真对控制器的有效性进行了验证。

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减振轨道结构对地铁车内振动与噪声的影响

夏放，王安斌

2019, 39(3): 103-106. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.020

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本文针对减振轨道结构车内振动与噪声比较明显的现象，对国内某一地铁线路不同轨道结构下的车内振动与噪声进行了现场测量与分析。试验结果表明，Z计权方式下的钢弹簧浮置板轨道减振结构的车内垂向与横向振动分别比普通轨道结构高7.46dB和0.57dB，A计权方式下的车内噪声相比增加9.71dB；GJ-32扣件型减振轨道结构的车内垂向与横向振动分别比普通轨道结构高4.94dB和2.88 dB，车内噪声增加8.71dB。通过对试验数据的倍频程和FFT的分析发现，车内的低频噪声主要是出现在钢弹簧轨道结构上，400Hz～700Hz的中频噪声主要出现在GJ-32型减振扣件轨道结构上。由此得出结论，减振轨道结构是导致车内振动与噪声异常的一个重要因素。

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弹性扣件对列车车内噪声声品质的影响

谢蓥松 1，李莉 2，鞠龙华 1，王安斌 1

2019, 39(3): 107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.021

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为了分析弹性扣件对城市轨道交通列车车内噪声声品质的影响，在不同车速情况下进行弹性扣件和普通扣件地段地铁列车车内噪声测试，利用不同的声品质客观评价参数评价车内噪声，对比分析弹性扣件和普通扣件地段车内噪声声品质。结果表明：在车速不高于40km/h时，车内中低频噪声是主要影响因素，应该把降低中低频噪声作为车内降噪的重点；车内噪声的A声级、响度、烦扰度和语言干扰级在弹性扣件地段比在普通扣件地段大，尖锐度、粗糙度在弹性扣件地段比在普通扣件地段小，抖动度则变化较小；弹性扣件对贯通道中央、车厢端部噪声的声压级、响度、语言干扰级影响较大，对上述位置噪声的尖锐度、抖动度、粗糙度和烦扰度、以及车体中部、司机室内部噪声的声压级和声品质客观评价参数影响都较小。

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基于舱段数据的整船冲击环境组合预报方法

吴静波 1，黄式璋 2，郭君 2，温岩岩 2

2019, 39(3): 113-117. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.022

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随着舰载设备抗冲击研究的不断发展，能否准确预报水下圆柱壳的整体冲击环境对于设备的布置与安装具有重大意义。对圆柱壳进行水下爆炸试验是一种具有较高可信度的研究手段，但成本巨大，相对而言，舱段试验较为容易方便。本文对比了舱段与整体水下圆柱壳的冲击环境差异，发现水下圆柱壳与舱段的冲击环境差异主要集中于低频段，水下圆柱壳的低频响应以低阶振动模态为主，而舱段的低频响应以刚体运动为主。根据上述差异，本文结合经验模态分解法、船体梁理论，提出了以舱段冲击环境数据来预报整个圆柱壳冲击环境的组合方法，且具有较高的模拟精度。

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运载火箭前端测控设备减振隔噪技术研究

潘玉竹 1，贾学军 1，张国栋 1，范虹 1，郭金刚 2

2019, 39(3): 118-121. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.023

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为适应新一代运载火箭“三垂”的测发模式，前端测控设备被置于发射平台台体内部房间。在火箭起飞阶段，发射平台内部的这些测控设备需要承受严酷的振动、噪声环境。为保证测控设备在发射过程中能够正常工作，本文提出了一种减振、隔噪的设计思路，通过型号飞行任务证明了这种设计方法减振、隔噪效果的有效性。

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基于 EEMD样本熵与小波神经网络的汽车关门声品质预测

马志远，王洪波，孙晴

2019, 39(3): 122-127. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.024

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针对传统客观心理学参量在非稳态噪声品质预测中的不足，以汽车关门声为对象，提出一种基于EEMD分解的样本熵表征关门声的信号特征，并结合小波神经网络进行声品质预测。对声样本进行EEMD分解得到IMF分量，计算各IMF分量的样本熵，并构造成特征向量。分别以此特征向量和声品质主观评分值作为输入输出构建小波神经网络预测模型。作为对比，构建了基于该特征向量的BP网络预测模型、基于心理学参量的小波神经网络预测模型和BP网络预测模型。分析结果表明，在关门声品质预测中，EEMD样本熵比客观心理学参数能更好的反映信号的时变非稳态特性，预测效果更好；且小波神经网络较BP网络的预测精度更高，模型训练速度更快。

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变速器输出端起步粘滑异响分析与改进措施

杨朝 1，2，张军 2，沈蜜 2，万鑫 1，2，曾波 2，杨诚 1

2019, 39(3): 128-132. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.025

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通过对某车型在起步过程中出现“咔哒”异响现象进行分析，最终确定起步异响是由于变速器输出轴内端面与联轴器接触端面粘滑振动诱发产生。根据接触结构特点理论计算了粘滑发生可能性并建立简化物理模型分析粘滑运动模式。同时也分析了与异响问题相关结构特点对异响的影响因素并提出多种工程化控制因素，最终采用在接触面间添加特制减摩垫圈改变接触结合界面动态摩擦特性的方法有效解决了该车型起步异响问题。目前，国内外对传动系统中的粘滑问题研究较少，本文研究成果对后续车型开发设计中类似问题的规避具有重要指导意义。

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考虑声强测试网格的汽车雨刮器驱动系统噪声定位精度研究

郭帅平 1，廖子豪 2，黄源 2，宾光富 1,2

2019, 39(3): 133-137. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.026

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针对某型汽车雨刮器驱动系统噪声源定位问题，研究了不同尺寸的测试网格对噪声声源定位精度的影响。首先根据驱动电机实际尺寸与各组成构件，选定有效测量面积，以测量点尽量靠近各噪声源位置为基本原则，结合实际中传声器测试条件，在测量面上分别设置尺寸为4.5cm、3cm和1.5cm的三种测试网格来进行主噪声源定位研究，以及基于尺寸为1cm的测试网格进行整体声强分布精度的研究；利用B&K声音测试设备及其系统，采用离散点测量法进行声强测试，得到声强云图，进行噪声源定位分析。结果表明：测试中采用尺寸为4.5cm的网格声源定位精度最低，尺寸为1.5cm的网格生源定位精度高，但测量周期长，操作繁琐，而采用尺寸为3cm的网格能快速精准地实现主噪声声源定位，综合效果最佳；基于尺寸为1.0cm的测试网格，结合悬针辅助定位方法，准确的得到了汽车雨刮器驱动系统整体声强分布。

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基于相干分析的复杂船舶系统噪声源识别方法研究

周福昌，吴书有，杜兆伟

2019, 39(3): 138-141. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.027

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本文首先介绍了常相干分析、偏相干分析和重相干分析等相干分析理论；然后针对复杂的船舶机械系统，提出了多输入单输出系统低频线谱噪声源识别和分离方法；接着基于典型船舶系统振动噪声测试结果，开展了系统低频线谱噪声源的识别和分离，得到了系统主要低频线谱的来源。实际工程应用表明，本文提出的噪声源识别方法，提高了工程中振动噪声问题治理的效率和准确性，为复杂船舶系统噪声源治理提供有力支撑。

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车内低频路噪问题的分析与控制

赵伟丰 1,2，王文彬 1,2，周浩东 1,2

2019, 39(3): 142-146. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.028

摘要 ( )

PDF(2503KB) ( )

针对某车型低频路噪大问题，建立时域弱耦合传递路径分析模型，进行传递路径贡献量分析,识别出后纵臂为主要传递路径。对车身进行模态测试分析，后侧围部位在问题频率存在呼吸模态。通过优化后纵臂衬套隔振及抑制车身板件振幅，有效降低车内路噪。

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整车路噪仿真及优化技术应用

陈钊 1，霍俊焱 2，吴星晨 2，邓江华 2，王海洋 2

2019, 39(3): 147-151. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.029

摘要 ( )

PDF(2155KB) ( )

系统介绍了整车路噪仿真及优化技术在设计开发阶段的应用，包括路噪目标值设定方法、高精度整车模型搭建、逆矩阵法计算6自由度载荷、整车路噪仿真、路噪问题诊断FS方法、路噪优化案例。提出了系统的诊断路噪问题的“FS”方法，运用此方法可系统的对路噪问题分析诊断，快速定位问题点。给出“FS”法在某车型路噪问题诊断案例，验证其有效性。

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综合交通枢纽站内环境噪声特性分析

罗锟，张新亚，雷晓燕

2019, 39(3): 152-157. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.030

摘要 ( )

PDF(2194KB) ( )

综合交通枢纽站内环境噪声水平直接影响工作人员和旅客的舒适性，关系着铁路站区综合开发的可持续发展。以某综合交通枢纽为工程背景，实测了站内不同结构层的声压级水平，并进行时域和频域分析，研究了不同类型列车和地铁进出站对站台、候车厅环境噪声的影响。得到以下结论：（1）站台层小时等效声级为65.4dBA-70.2dBA。候车厅高峰时间段小时等效声级为72.8dBA，相对于平峰时段高出4.6dBA，40-200Hz频段范围内噪声实测高于舒适度限值。（2）不同类型列车进出站引起的站台层噪声响应存在最大声压级和响应时间的差异，但频谱响应的优势频段均为400-2500Hz。（3）列车制动进站过程，站台层、候车大厅的低频噪声响应基本不变，列车轮轨碰撞、制动等引起的较高频段的噪声响应迅速增强，主频向高频移动。其中站台层等效A声级为73.8dBA，候车大厅为75.3dBA。（4）随着与列车通行线路中心线距离的增大，站台关键点噪声响应呈现对数形式的衰减。（5）地铁的通行，对候车大厅的噪声环境影响不大。

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高频振动沉桩对周边环境的影响

时林丰 1，谢建斌 1，刘克文 2，胡井友 3，林煌超 1，王卓蕾 1

2019, 39(3): 158-162. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.031

摘要 ( )

PDF(1584KB) ( )

依托云南省昆明市昆纺原址改造项目钢管桩高频液压振动沉桩工程实例，通过勘察、室内土工试验，基于Midas GTS NX的三维动力有限元数值模拟，从激振频率、桩径、激振力和土层情况4个方面入手，系统分析了钢管桩高频振动沉桩对周边环境影响的作用机理。研究结果表明：激振频率越底，沉桩对周边环境影响越大；在距离钢管桩一定范围内，桩径越小，沉桩对周边环境影响越大；激振力及土体动弹性模量越大，沉桩对周边环境影响越大。最后,根据研究结果，提出了减小振动沉桩环境影响的工程措施。

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嵌入式轨道的振动噪声特性及优化研究

江小州 1，温泽峰 2，齐欢欢 1，冯志鹏 1，刘帅 1，张锐 1

2019, 39(3): 163-168. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.032

摘要 ( )

PDF(2153KB) ( )

摘要：结合有限元和边界元法对有轨电车以60km/h运行时的嵌入式轨道振动噪声特性进行分析，结果表明嵌入式轨道槽内结构振动显著，可以有效地进行振动能量耗散。嵌入式轨道沿着垂向和横向上的减振效果明显。嵌入式轨道的主要辐射噪声频段为250~1200Hz，尤其表现在400~500Hz和800~1000Hz频段内。嵌入式轨道槽内结构噪声贡献显著，轨道板噪声贡献量较小。通过槽内材料参数优化，分别得到了浇注料、降噪块和弹性垫板的最优的弹性模量和阻尼损耗因子，并分析了噪声敏感参数，以降噪块形状为优化方向，分析得到了较优的嵌入式轨道型式。综合材料参数和降噪块形状优化结果，辐射声功率级总值可以降低1.7dBA。

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某核电厂自然通风冷却塔噪声环境影响及防治措施探讨

郝睿，江君，杨宗甄

2019, 39(3): 169-172. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.033

摘要 ( )

PDF(1476KB) ( )

通过对某火电厂自然通风冷却塔的噪声实测值与HJ2.4-2009导则推荐模式比对分析，表明导则推荐模式对冷却塔噪声衰减规律是适用的。结合我国内陆核电厂多规划采用大型自然通风冷却塔的背景，运用该推荐模式对某规划核电厂的自然通风冷却塔噪声影响进行预测分析，结果说明厂界噪声存在一定超标。总结了冷却塔的主要噪声治理措施，并结合核电厂须设置一定范围非居住区边界的环保法规要求，提出核电厂自然通风冷却塔噪声治理可采用设定的非居住区边界作为“虚拟围墙”，综合周边敏感点分布和试运行期监测结果，再采取技术经济合理可行降噪方案的观点，而不是完全以传统厂界（征地边界）噪声达标作为治理标准。这种方案既避免环保“一刀切”的弊端，也符合企业现实发展的环保需求。

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船体振动的轴系周期性故障特征信息识取方法

温小飞 1.2，孙潇潇 1，黄智强 3，周瑞平 2

2019, 39(3): 173-179. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.034

摘要 ( )

PDF(1984KB) ( )

针对船舶推进轴系早期碰摩故障冲击信号周期性强且易被强烈的背景噪声所淹没的问题，提出了基于船体尾部结构振动的轴系周期性故障特征信息识取方法，简称EEAF（EEMD + Autocorrelation Analysis + FFT）。首先，对采集的复杂船体尾部结构振动信号进行集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD），得到一系列固有模式分量（IMF）；再以自相关函数的性质为准则，筛选出存在周期成分的IMF分量；最后对相应分解层进行快速傅里叶变换，频谱分析识取表征轴系早期碰摩故障的特征量。通过轴系故障的仿真和实船试验研究，验证了该方法的有效性和可行性。

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多轴系耦合作用下齿轮系统转子裂纹故障的振动特性研究

万志国 1，訾艳阳 2，窦益华 1，李锁斌 1

2019, 39(3): 180-186. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.035

摘要 ( )

PDF(1951KB) ( )

为了探究多轴系耦合齿轮系统中的转子裂纹故障与单轴系转子裂纹故障振动响应特性的异同点，基于Jones轴承建模理论，建立滚动轴承的拟静力学模型；利用Timoshenko梁单元建立传动轴的有限元模型；考虑时变啮合刚度、齿轮传递误差、陀螺效应等因素，利用集中参数法建立齿轮副的动力学模型。将轴承、传动轴与齿轮副模型进行集成，建立齿轮系统非线性动力学模型；利用能量释放率理论与应力强度因子为零法分析裂纹转子单元的呼吸效应，利用Newmark-?数值积分法对转子裂纹故障进行动力学仿真，研究转子裂纹故障的振动响应特征。结果表明：与单轴系转子裂纹故障不同，当齿轮系统发生转子裂纹故障时，由于齿轮啮合的引起的耦合效应及转子裂纹引起的呼吸效应，时域响应表现出明显的幅值调制现象，频域中转频及其2倍频幅值增加明显，在啮合频率处伴有明显的边频带。研究结果为齿轮系统转子裂纹故障的监测与诊断提供了理论基础。

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基于声音信号的托辊故障诊断方法

郝洪涛 1，2，倪凡凡 1，丁文捷 1，2

2019, 39(3): 187-192. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.036

摘要 ( )

PDF(1858KB) ( )

为实现对远程带式输送机托辊故障的检测，研发了基于声音信号的托辊故障诊断方法。结合远程带式输送机托辊轴承的特性，针对性提出了多种分析方法结合的方案。诊断系统中包括时域检测、快速傅里叶变换（FFT）峰值检测、功率谱检测、小波包分解与重构和希尔伯特（Hilbert）包络分析结合、经验模态值分解（EMD）检测方法，实现了采集数据显示、波形分析和故障诊断。其中，时域检测、快速傅里叶变换峰值检测、功率谱检测可初步判断托辊是否发生故障，经验模态值分解可以预估出带式输送机托辊发生故障的区段，小波包分解与重构和希尔伯特包络分析联合法可进一步提取托辊轴承故障频率，确定轴承发生故障的部位。最后，通过实验验证了基于声音信号的托辊故障诊断方法的有效性。

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火箭蒙皮上梁结构的损伤识别方法研究

毛行，陈家照，张炜

2019, 39(3): 193-198. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.037

摘要 ( )

PDF(1584KB) ( )

针对火箭蒙皮上梁结构损伤识别问题，首先利用基于模态应变能的损伤识别指标，对火箭蒙皮上梁结构进行损伤位置识别，再利用基于广义柔度矩阵的损伤敏感函数并结合遗传算法，对火箭蒙皮上梁结构进行损伤程度大小的计算。该损伤识别方法以结构损伤导致模态参数变化为依据，通过对比损伤前后模态应变能变化构建损伤识别指标。在数值仿真中，对T型梁进行了方法验证，发现该方法能够准确识别损伤位置和大小。最后根据火箭蒙皮上T型梁结构特点，设计试验并研究了方法的可行性，发现在T型梁结构上，该方法能够有效地识别损伤位置和大小，误差均在5%以下。

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基于 GSO算法的自适应随机共振轴承故障诊断

方宇，袁丛振，胡定玉

2019, 39(3): 199-203. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.038

摘要 ( )

PDF(1597KB) ( )

摘要:针对强噪声下轴承故障弱信号较难检测和传统仅靠单参数优化随机共振系统问题，提出一种基于萤火虫优化算法(GSO）的自适应随机共振轴承故障信号检测方法。首先按固定频率压缩比压缩频率；然后以传统随机共振系统输出信噪比作为GSO算法的初始荧光素，利用GSO算法选取随机共振系统的结构参数a，b；最后通过双稳随机共振系统的输出信噪比检测轴承故障弱信号是否增强，通过系统的输出时域图分析信号的周期性，通过功率谱分析轴承故障弱信号的特征频率。仿真验证与试验验证结果分析表明，该方法可检测出轴承故障弱信号，实现弱信号的增强和降噪。

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桥梁健康监测采样信号 EMD小波相关降噪研究

严鹏

2019, 39(3): 204-209. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.039

摘要 ( )

PDF(1647KB) ( )

为了进一步降低桥梁健康监测采样信号的噪声水平，根据其信号特征，在传统EMD小波阈值降噪算法的基础上，提出一种改进的降噪算法，称为EMD小波相关降噪算法。该算法综合了EMD、小波变换和相关检测三种方法的优点，首先对各阶IMF小波降噪前后的分量分别进行整体和局部相关检测，并以前三阶整体相关系数的均值作为降噪阈值，最后进行局部相关阈值降噪，得到降噪后的信号。将该算法与EMD小波阈值降噪和小波默认阈值降噪算法进行数值仿真和有限元仿真试验对比，结果表明，提出的EMD小波相关降噪算法具有更好的降噪效果，能够用于桥梁健康监测采样信号降噪处理。

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转轴与密封碰摩故障及振动响应特征分析

万召，马会防，曹冲，王卫国

2019, 39(3): 210-214. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.040

摘要 ( )

PDF(1690KB) ( )

报道了一例转轴与蓖齿密封的严重碰摩故障，碰摩造成铜质蓖齿密封磨损、铜材摩擦发热软化且受挤压流动、转静子抱死以及橡胶密封元件烧蚀等问题，通过对转轴-密封结构分析和分解检查，及振动响应信号的分析处理，研究了碰摩发生的过程及原因。基于加速度响应的三维频谱，对比分析碰摩前后频谱特征，表明碰摩具有明显的冲击效应，频率响应呈现宽频带、小振幅的“毛刺”现象，且在0频及nX/3(n=1,2)等特征频率处有明显的能量聚集，并会使1X、2X倍频振幅显著上升，工程中可以基于以上特征来判断系统是否发生此类碰摩。

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半主动调谐质量阻尼器控制管道振动实验研究

丁继超，何立东，冀沛尧

2019, 39(3): 215-220. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.041

摘要 ( )

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在石化企业，气流在弯头、异径管处发生冲击，使得管道产生强烈受迫振动，影响机组的正常运行和生产。针对管道振动现象，建立了二维门型管道振动试验台，首先利用ANSYS有限元仿真软件对管道模型进行建模，得到前五阶固有频率，管道的第一阶固有频率为20Hz，并用作调谐质量阻尼器的目标频率。在管道上安装调谐质量阻尼器（TMD），实验研究调谐质量阻尼器振动控制技术抑制管道振动的影响规律。结果表明，调谐质量阻尼器能有效控制目标频率附近频带的振动，降幅达81%，在管道不同位置安装调谐质量阻尼器都具有很好的减振效果，但在其他频带减振效果差。本文在调谐质量阻尼器上施加半主动开关控制策略后，可消除移频效应，目标频率的降幅可达98%，最终实现变频调节，宽频减振。

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金属丝网与金属橡胶材料的压缩特性对比研究

董万元，杨利，师永宁

2019, 39(3): 221-225. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.042

摘要 ( )

PDF(1880KB) ( )

通过分析金属丝网垫和金属橡胶垫的制备工艺、细观特征并对其进行静态压缩试验，研究压缩变形量和密度对金属丝网垫和金属橡胶垫材料压缩力学性能的影响，从而分析这两种材料的承载能力和能量耗散特性。试验结果表明：金属丝网垫和金属橡胶垫材料的载荷-位移曲线具有相同的变化趋势且都具有刚度非线性特性；但是在相同的尺寸和密度下，金属橡胶垫的承载能力较金属丝网垫的承载能力强，且在相同的变形条件下金属橡胶的能量耗散能力较金属丝网垫的能量耗散能力强，即金属橡胶的阻

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消声器的模块化设计开发理念

齐昀，贾维新，赵明，李恒

2019, 39(3): 226-229. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.043

摘要 ( )

PDF(1397KB) ( )

消声器结构已广泛应用于管路系统的NVH解决方案，能有效抑制特定频率范围的噪声成分，以降低辐射噪声水平。消声结构的设计原理与工程开发，目前已相对较成熟，但如何提高NVH调音效率又保证声学调校的精度？如何实现通用化与多平台的共用，从而降低生产制造成本？这将是未来消声器结构的全新设计理念：模块化开发。本文详细阐述了模块化开发的理念与相应结构的声学特性，结合实际工程案例论证模块化消声器在增压中冷管NVH开发中的作用，并深入探讨了模块化开发的发展优势。

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海上升压站振动测试和分析

朱瑞军 1，何先龙 2，金波 3，王锋 1，戚建功 1，郑涛 3

2019, 39(3): 230-234. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.044

摘要 ( )

PDF(2048KB) ( )

摘要：近海风电场产生的电压需要经过海洋升压站升压后输送到陆地使用，振动检测和分析是海洋升压站的日常安全维护的重要手段，江苏某近海风电场升压站震感强烈，为了检测升压站的结构健康状况，测试此升压站的实际振动情况，组建了振动检测系统，测试得到此升压站第1层和第4层两个水平向和垂直向振动加速度和振动速度的数据，并且对数据进行了时程图和自功率谱的分析，发现此升压站高层振动强度大于底层振动强度，机电设备的振动对于升压站局部振动影响较大，严重时会影响正常生活和工作，振动一阶固有频率较低，结构振动能量主要集中在一阶固有频率处，但是第1层振动和第4层振动的主要频率在各个方向都有稍微的偏差，偏差不足1%。测试和分析结果表明，机电设备对于升压站局部振动影响明显，此升压站可能存在结构连接松动的情况，本文的研究可以为海洋升压站的快速故障诊断提供一定的参考。

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声阵列测试技术在微型泵降噪中的应用研究

白国军 1，李军 1，纪红刚 1，袁国刚 2

2019, 39(3): 235-240. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.045

摘要 ( )

PDF(1956KB) ( )

声源定位作为机械降噪的关键之一，有效指导着产品噪声问题的解决。某微型压力水泵的噪声较大，为了有效降噪，综合声阵列测试技术和机械降噪技术，构建了一套完整的降噪优化流程方法。在声源定位过程中采用声阵列采集实验数据，利用声强法与波束形成技术获取得到微型压力水泵噪声源的主要声源位置位于套筒中部，结合流场与结构场的实验分析，进一步验证了泵体噪声主要由套筒结构的振动发声所致。在准确识别声源的位置后提出相应的降低本体噪声的改进方法并进行了验证，结果表明：增大壳体的阻抗特性和通过弱化电机与顶盖和底盖的轴向连接刚度的方式可以有效降低压力水泵的噪声。

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工业建筑隔声墙结构设计与应用

尹绪超 1，陈涛 1，万叶青 2

2019, 39(3): 241-244. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.046

摘要 ( )

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摘要：为降低车间大型冲床设备噪声引起的干扰及混响，按照噪声水平划分动、静两个工作模块区域，在两模块之间建立一道高尺度并兼备吸、隔声功能的多层对称墙体结构：（1）该隔墙支撑骨架主要由冷弯薄壁C型檩条组成，辅助有拉条及套筒支撑，隐藏在吸声铝合金穿孔装饰面板内部；（2）声学结构层为铝合金穿孔板、超细玻璃棉、阻尼隔声板组成的双层对称结构，通过焊接或钉接方式固定在支撑骨架上。为评估该复合隔声墙体结构的隔声能力，在工程实施完毕后，采用人工声源发出强噪声源测量隔墙两侧的传声损失，测试结果表明：在250Hz-5000Hz频段，该隔墙能够明显阻断噪声传递，隔声量最大可达到31dB(A)。该结构隔声降噪效果明显，外形美观，施工简单易行，经济性能优良，可为车间噪声治理提供一定的参考价值。

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一种圆筒状污水泵站降噪工程设计

王孚懋，王晨，张玉环，张申，刘青禹

2019, 39(3): 245-249. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2019.03.047

摘要 ( )

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一种圆筒状结构城市污水泵站设备运行噪声高达90dB(A)，对临近居民楼产生噪声污染。对圆筒状建筑结构特点与声源进行了分析，确定水泵运行噪声与室内混响噪声影响较大，采取了室内吸声与设备隔振等综合性降噪措施。通过吸声降噪与隔振设计，确定了泵房降噪工程方案与材料参数，并与现场试验测试数据进行了对比分析。结果表明，泵房室内工作台位置降噪量达17.6 dB(A)，水泵1米处降噪量达6.8dB(A)，厂界噪声满足1类声环境功能区噪声限值要求，获得了预期工程效果。

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