噪声与振动控制

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几何非线性效应对受迫振动索理论解的影响评估

梁浩博1，刘小会1，2，杨曙光1，闵光云1，伍川3

2021, 41(5): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.001

摘要 ( )

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为研究单跨水平拉索背景下几何非线性的强弱对Galerkin离散法适用性产生的影响,首先引入两种不同的无量纲参数，将拉索面内非线性运动方程无量纲化，运用Galerkin离散法将偏微分运动方程转化为常微分方程，利用多尺度法进行摄动求解，得到幅频响应函数，并绘制幅频响应曲线；接着应用MATLAB得出系统时间历程曲线，最后应用ABAQUS软件进行有限元模拟，将有限元解与本文方法计算得到的数值解进行对比。在通过数值模拟得到系统时间历程曲线的同时，将两种无量纲方法也进行对比。结果表明：Galerkin离散法对于几何非线性较弱的系统适用性较高。无量纲化会导致系统非线性项系数变大。两种无量纲方法随着Irvine系数的增大，所得数值解更接近。研究成果可为索的非线性振动数值求解提供依据且有助于理论的完善。

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非线性系统载荷识别的最小二乘支持向量机法

周盼1，辛江慧1，丁继才2

2021, 41(5): 9-13. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.002

摘要 ( )

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为解除载荷识别问题对原系统先验知识的依赖，本文提出采用最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine，LS-SVM）对非线性系统进行逆模型辨识，随后在该逆模型基础上利用工作状态的响应数据识别时域载荷。通过对某一非线性系统的稳态和非稳态激励的仿真计算，验证了该方法的有效性。仿真结果表明LS-SVM能够辨识出可靠的非线性系统的逆模型，进而反演出较精确的时域载荷。该方法不需要了解系统的数学模型及参数，只需少量训练样本即可，因此该方法能够应用于工程实践中。

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基于听觉感知的飞机舱内噪声合成

李云鹤, 陈克安

2021, 41(5): 14-20. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.003

摘要 ( )

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飞机舱内噪声评价及控制研究需要大量的舱内噪声样本，只依靠实测飞机噪声获取数据具有成本高、数据量有限等缺点。声音合成技术可以在一定程度上弥补其不足，能够提供满足需求的声样本数据库。本文基于正弦+噪声模型，提出了飞机舱内噪声合成的两种方法，以波音737、空客321等4种机型巡航状态下的舱内噪声为参考噪声，合成了飞机舱内噪声。从听觉感知角度，开展了主观评价实验，采用成对比较法比较了参考噪声和合成声，验证了两种声音合成方法的有效性。

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古筝声音品质主观评价指标的CRNN量化方法

付鹏, 邓小伟, 周力, 余征跃

2021, 41(5): 21-25. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.004

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古筝等民族乐器声音品质好坏往往采用多位专家共同参与打分的方法来评定。这种评价主观性强、偏差大，且效率低、成本高。因此，本文提出一种基于深度学习的古筝声音品质主观评价指标量化方法。在确定了总体评价古筝声音品质的五个主观指标之后，该方法选择卷积循环神经网络（CRNN）作为深度学习模型框架，将实验收集到的古筝音频信息作为输入，以专家对各指标的综合评价结果作为模型监督，训练深度学习的主观评价指标量化模型。经过检验，这种方法达到了专家主观评价的综合效果，满足了实际检验需求。

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基于谱归纳的车辆振动分析

韩兴晋, 周劲松, 邓辰鑫

2021, 41(5): 26-30. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.005

摘要 ( )

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随着我国轨道交通的发展，车辆振动问题越发严重，威胁行车安全，对车辆振动数据进行归纳处理非常重要。针对某地铁车辆运行时振动水平较大现象，基于轨道车辆运行振动加速度的多通道性和分布非正态性，本文应用约翰逊法则归纳实测振动数据，与GJB/Z126-99数据归纳方法进行对比，发现构架振动环境恶略，应用约翰逊法则时在60Hz附近的归纳实测谱值超过IEC61373标准谱。基于归纳谱分析车辆的分层传递率，发现车辆的一系悬挂垂向传递效果不优。结果表明，约翰逊法则在处理非正态数据时更具有普适性，对振动故障诊断具有较好的参考价值。

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桥面跳车冲击过程下车-桥系统动力响应分析

杨帆, 刘修平, 刘焕举, 黄纲领

2021, 41(5): 31-37. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.006

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为研究桥面跳车冲击作用下车-桥系统动力响应特征，以21自由度的4轴整车模型为研究对象，基于预设的障碍物几何模型，建立跳车过程下的车-桥耦合分析系统，并借助实际车辆跳车工况对所建立分析系统的适用性进行验证。结合有限元动力学分析方法，对跳车冲击过程中的车-桥系统力学性能进行分析。分析结果表明：所建立分析系统加速度分析结果与跳车试验测试结果吻合良好，所建立的跳车过程车-桥耦合分析系统具有良好的适用性；车辆驶过障碍物的过程中，车桥作用力最大波动值约为正常行驶的2.0倍，变化剧烈；跳车引起的驾驶不舒适体验与车速并非正相关，行车速度约为30 km?h-1跳车时的驾驶体验最差；各测点的动力响应在跳车时刻波动明显。

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基于颗粒阻尼的U肋加劲板减振降噪初探

孔德睿, 张迅, 刘子琦, 游颖川, 郑宁哲, 周靖翔

2021, 41(5): 38-44. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.007

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双重单面碰撞调谐质量阻尼器参数优化及减振性能分析

李欣, 王文熙, 王修勇, 张静

2021, 41(5): 45-49. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.008

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基于遗传算法的MRE隔振器动力学模型识别

刘涛, 黄学功, 马伟佳

2021, 41(5): 50-57. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.009

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天然气管道泄漏声学检测及定位方法

韩宝坤, 何景涛, 王金瑞, 张凯, 赵明明, 李念冲

2021, 41(5): 58-64. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.010

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单轮对多功能试验台液压激振伺服系统的控制设计

肖乾，杨丽婷，周生通，郭维年，周新建

2021, 41(5): 65-71. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.011

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PDF(2313KB) ( )

单轮对多功能试验台是模拟动车组在不同工况下的动态响应的重要设备，液压激振伺服系统是其重要的组成部分，其控制方式将会直接影响实验测试结果的精度。为此，建立了单轮对多功能试验台的液压激振伺服系统的数学模型，设计了自适应模糊PID控制器，并利用AMESim/Simulink建立了协同仿真模型，通过联合仿真接口模块，详细讨论了外部负载和流量对系统系统控制效果特性的影响；最后，通过实验进行比对分析。结果表明：采用自适应模糊PID控制策略后，响应速度提升了75%，超调量减少了77%，系统的响应速度、跟随性和鲁棒性得到明显的提升；CRH2拖车的IAP最大，其大小达到了18%，随着车体轮对质量的增加，输出曲线误差会随之增大；同时发现，输入流量的大小会对系统的启动瞬间产生较大的影响。

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一类含干摩擦弹性碰撞系统的动力学特性分析

安贵杰，刘俊杰，闫哲，张有强

2021, 41(5): 72-79. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.012

摘要 ( )

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建立一类含间隙和干摩擦单自由度弹性碰撞振动系统的动力学模型，分析推导了系统运动过程，定义两类Poincaré映射，利用数值仿真方法，研究了激振频率、摩擦系数及阻尼系数对系统动力学特性的影响。结果表明：在低频区域内，系统以颤碰运动为主，当摩擦系数增大时，其粘滞运动的范围有所增大；随着阻尼系数的增加，系统的混沌运动区域明显减少，其稳定性有所提高，可为此类系统的参数优化和稳定性分析提供一定的理论参考。

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输电线路内悬浮抱杆综合轴心压力的试验验证

马勇，夏拥军，孟凡豪

2021, 41(5): 80-85. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.013

摘要 ( )

PDF(1994KB) ( )

针对内悬浮抱杆理论计算方法基于一定假设，缺乏试验验证的问题，以理论计算模型为基础，以ZB-D-21/400/30型内悬浮抱杆为研究对象，开展抱杆在不同起吊载荷、不同倾角下的起升试验，研究抱杆在不同工作状态下的力学规律，并与理论计算值对比分析。通过试验得到，抱杆同一根主材不同位置、不同主材间所受应力差异较大，将合力作用在抱杆轴心的假设存在不合理性。抱杆所受平均应力随起升载荷、倾角的增大而增大，且与起升载荷呈近似线性关系，由变化趋势得到计算公式在抱杆悬浮状态下的计算是科学合理的。但从计算公式的验证性来看，理论计算结果大于试验平均值，误差在22.7%~32.6%，建议理论计算公式做适当的修正；从计算选型来看，理论计算结果小于试验最大值，误差在26.1%~30.7%，因此，抱杆选型时应考虑其在实际工况下所有弯矩的影响及同截面的主材不同应力的不平衡性。论文首次得到内悬浮抱杆的力学特性试验规律，对计算方法提出建议，为后续相关标准的修正及计算方法的研究提供了参考。

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导弹发射冲击试验条件制定研究

龚学兵1, 2，任全彬1, 2，李翥1

2021, 41(5): 86-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.014

摘要 ( )

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为了解决在导弹总体设计中由于实测冲击数据不足导致全弹关键设备的冲击试验条件无法制定的问题，本文根据冲击响应谱的模型，结合发动机地面试车数据，利用弹簧-振子模型进行等效冲击谱的计算，并与实际遥测数据换算的冲击响应谱进行对比，利用全弹结构动力学响应分析结果，验证了本文算法的有效性，最终实现利用地面发动机的试车数据进行关键设备冲击载荷环境条件的制定。该方法可为方案阶段关键设备的冲击试验条件制定提供理论依据。

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基于ATF与EEMD变转速齿轮故障特征降噪方法

陈向民，段萌，张亢，舒国强，卢绪祥，李录平

2021, 41(5): 91-97. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.015

摘要 ( )

PDF(1809KB) ( )

针对变转速下的齿轮故障特征的降噪问题，提出了一种基于自适应时变滤波(Adaptive Time-varying Filtering, ATF)与集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)的齿轮故障特征降噪方法。该方法首先用线调频小波路径追踪(Chirplet Path Pursuit，CPP)算法从变转速下的齿轮故障振动信号中估计出齿轮啮合频率，并依据该啮合频率设计时变滤波器；再利用该时变滤波器对齿轮故障振动信号进行滤波，将滤波器阻带内的噪声予以去除；然后采用EEMD方法对滤波后的信号进一步降噪，减少滤波器通带内的噪声干扰；接着利用时变滤波器对降噪后的信号再次进行滤波，消除EEMD降噪时在阻带带来的噪声干扰；最后对降噪后的信号进行阶次分析，提取齿轮故障特征。对齿轮局部故障的算法仿真和应用实例分析表明，该方法不仅可以消除阻带的噪声干扰，而且对通带内的噪声也有较好的抑制作用，可有效凸显齿轮的故障特征。

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序贯概率比检验在非线性Lamb波检测中的应用

王琪，柯耀，苗育茁，黄浪，陈汉新

2021, 41(5): 98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.016

摘要 ( )

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摘要：为研究序贯概率比检验在Lamb波非线性检测中的应用，搭建了非线性Lamb波检测系统，该系统用于检测3mm厚的具有不同疲劳拉伸程度的铝合金板以获取二次谐波信号。本文将序贯概率比检验用于Lamb波非线性检测中，利用序贯概率比检验算法对收集的三种不同疲劳损伤程度的二次谐波进行分类和识别。结果表明，序贯概率比检验对不同疲劳损伤程度的二次谐波信号能有效分类。

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1580 热连轧机F2 轧机异常振动问题分析

李聪，张义方，童靳于，包家汉，郑近德，潘紫微

2021, 41(5): 103-108. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.017

摘要 ( )

PDF(2356KB) ( )

为研究某钢企1580热连轧机轧制薄规格带钢时带钢出现振纹及F2轧机异常剧烈振动问题，对F2轧机进行综合测试分析。依据图纸参数使用MATLAB对F2轧机主传动系统固有频率进行编程计算；对F2轧机整体系统模型进行有限元模态分析；通过谐响应分析研究轧制力周期激励下传动轴的频率位移响应，分析计算及仿真结果表明，带钢厚度波动所引起的轧制力周期载荷激励会引起主传动系统上下接轴发生共振，振动会通过主传动系统传递至轧机整体引起全局共振，研究成果为深入分析解决热连轧机振动问题提供新思路及有益借鉴。

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基于参数优化的MCKD的滚动轴承早期故障诊断

潘昕怡，岳建海

2021, 41(5): 109-113. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.018

摘要 ( )

PDF(1723KB) ( )

针对滚动轴承早期故障被淹没在噪声信号下特征信号微弱，故障特征难以提取的问题，将最大相关峭度解卷积(maximum correlated kurtosis deconvolution，MCKD)应用于滚动轴承早期故障诊断。并针对MCKD参数滤波器长度及移位数需人为选择的问题，提出一种基于参数优化的最大相关峭度解卷积的滚动轴承早期故障诊断方法。首先，针对轴承工作的实际工况讨论了最优移位数；然后，以经解卷积后信号的形态能量熵作为评价函数，利用网格搜索法对滤波器长度进行寻优；最后，利用参数优化后的MCKD算法增强信号中的冲击成分，通过包络谱判断轴承故障类型。实验表明，该方法可有效的增强轴承信号中微弱的故障特征成分，实现滚动轴承早期故障的诊断。

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基于复合多尺度排列熵的轨枕状态诊断方法

邵志慧, 杨俭, 袁天辰, 伍伟嘉

2021, 41(5): 114-120. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.019

摘要 ( )

PDF(2188KB) ( )

为了实现对道床不同情况的结构板结下的轨枕状态的诊断，本文提出了一种基于复合多尺度排列熵(CMPE: Composite Multi-scale Permutation Entropy)的轨枕状态诊断方法。根据车轨耦合动力学原理建立车轨耦合垂向振动模型，用于仿真获取轨枕振动响应；利用CMPE算法表征轨枕振动响应中所包含的信息，构建轨枕振动响应识别特征集；并将其作为支持向量机的输入，对轨枕的振动响应进行分类，实现对轨枕状态的诊断。最终结果表明，该方法对轨枕状态识别准确率能达到90%以上，误检率很低，充分证明了本文所提方法的有效性和稳定性。

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基于密度聚类的塔机结构状态诊断方法

王胜春，安宏，安增辉，李文豪

2021, 41(5): 121-126. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.020

摘要 ( )

PDF(1528KB) ( )

首先建立大型塔机的有限元模型，通过该型塔机的型式试验报告验证模型的有效性，获取了塔机在完好状态和损伤状态下的动态位移信号。以完好状态的数据进行时间序列分析，建立AR模型,求得该模型的参数均值，用待检状态的位移数值拟合模型，用计算出的残差和各组数据均值作为特征值。提出了密度聚类中聚类半径的自适应计算方法，对提取的特征值进行密度聚类分析，实现了塔机完好状态和结构损伤状态的自动判别，进一步通过单肢实验数据进行了验证。这种基于密度聚类的诊断方法仅需要极少的传感器就可实现塔机结构状态的自动诊断。

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一种基于LSTM循环神经网络和振动测试的结构损伤检测方法

王子凡张健飞

2021, 41(5): 127-133. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.021

摘要 ( )

PDF(1674KB) ( )

本文提出了一种基于长短期记忆（LSTM）循环神经网络的损伤检测方法，通过直接提取结构动态测试时域数据中的特征实现结构的损伤识别，基于不同损伤情况的重力坝有限元模型生成的加速度数据对LSTM网络进行在不同噪声水平下进行训练和测试，采用网格搜索方法对网络超参数进行优化。数值试验和试验室悬臂梁振动试验结果表明基于LSTM的损伤检测方法具有很高的损伤识别准确率和抗噪能力，其性能相对传统的循环神经网络（RNN）和门控循环单元（GRU）神经网络，不同损伤工况测试准确率均有提升，最高达16.25%。

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船用柴油机曲轴轴瓦弱故障特征提取及检测研究

李炳强，周宏根，刘金峰，康超

2021, 41(5): 134-138. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.022

摘要 ( )

PDF(1679KB) ( )

船用柴油机轴瓦磨损引起的振动通常表现为具有一定随机性的周期性脉冲响应，属于多分量信号，通常被其它确定性分量所掩盖，这会降低传统包络分析用于故障特征提取的效率。为了提取船用柴油机曲轴轴瓦弱故障特征，采用Hilbert变换在时域和频域计算了包括离散频率分量和循环冲激响应在内的多分量信号的包络。信号的平方包络通过零频率谐振器以精确定位周期脉冲。谐振器输出的频谱在故障频率处出现峰值。用周期脉冲模拟噪声信号解释了该算法的工作原理。实验数据也验证了该方法的有效性。通过与基于Hilbert-Haung变换（HHT）的方法的比较，证明了该方法的有效性。

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基于参数自适应的VMD滚动轴承故障诊断

李永琪，彭珍瑞

2021, 41(5): 139-146. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.023

摘要 ( )

PDF(2404KB) ( )

为了更好地选取变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的参数且综合考虑轴承故障信号周期冲击性及循环平稳性，构建了一种平均包络谱峭度结合平均样本熵优化的变分模态分解及加权合成峭度提取最优本征模态分量(intrinsic mode function, IMF)的轴承故障诊断方法。首先，分别将平均包络谱峭度的倒数及平均样本熵归一化并求和。然后，以其最小值原则分别优化VMD参数，对信号进行VMD分解得到若干IMFs，计算各IMF加权合成峭度，其值最大即为最优IMF。最后，进行包络谱分析判别故障类型。运用内圈故障仿真信号和实际轴承数据验证本文方法的有效性。

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基于敏感特征评估的退火窑辊道轴承故障诊断方法

周康渠1，阚志群1，辛玉1，吴雪明2，张朝武1

2021, 41(5): 147-154. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.024

摘要 ( )

PDF(2446KB) ( )

针对玻璃生产线退火窑辊道轴承振动信号存在强噪声污染，故障诊断准确率低，效率差等问题，提出了一种基于灰关联熵分析和敏感特征评估的辊道轴承故障智能诊断方法。首先，将原故障信号用经验模态分解为多个IMF分量，采用灰关联熵分析法筛选IMF分量并进行小波阈值降噪，重构故障信号。其次，选择时域和频域特征，定义基于故障特征类间、类内距离的敏感特征评估因子，筛选出敏感特征集。最后，使用RBF神经网络对故障特征集进行识别。滚动轴承故障测试实验结果表明，该方法能够有效提升故障轴承振动信号的信噪比，并评估筛选出敏感特征，从而实现对滚动轴承的智能诊断。

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基于VMD降噪和CNN的轴承故障诊断

朵慕社，纪国宜，朱海龙，杨小东

2021, 41(5): 155-160. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.025

摘要 ( )

PDF(1917KB) ( )

针对轴承运行环境复杂且振动信号具有非稳定性，受噪声影响较大，难以提取有效故障特征并准确诊断问题，提出一种改进变分模态分解降噪和卷积神经网络的智能诊断方法。首先利用排列熵阈值法确定VMD分解层数，对分解出的本征模态分量按照峭度准则和互相关准则重构，然后将降噪后的信号作为特征向量输入到CNN模型中训练，利用训练后的模型实现未知故障的诊断。试验结果表明，提出的方法能快速的对轴承进行故障诊断，并具有较高的准确率。

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超导电动磁悬浮列车次级悬挂半主动控制研究

张伟海，曾靖淞，闫兆盈，李刚，马光同

2021, 41(5): 161-168. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.026

摘要 ( )

PDF(2148KB) ( )

为了提高超导电动磁悬浮列车的乘坐舒适性，建立了由三辆车体与四台转向架铰接式组成的14自由度超导电动磁悬浮列车垂向-俯仰动力学模型，以轨道随机不平顺时间序列作为激励，本文通过研究车体垂向速度和垂向加速度的耦合作用规律，提出了改进天棚阻尼半主动控制方法。通过建立仿真模型，对比分析了天棚阻尼和改进天棚阻尼两种半主动控制方法应用于超导电动磁悬浮车辆次级悬挂的减振效果。结果表明，在改进天棚阻尼控制作用下，编组车辆中间车体质心处的垂向加速度和俯仰加速度的均方根值相比被动控制分别降低了19.77%和17.34%；在获得相同减振效果的前提下，相较于天棚阻尼半主动控制方法，改进天棚阻尼控制半主动方法作用下输出控制力的峰值减小了12.8%，因此改进天棚阻尼控制方法控制效果更佳，减振效率更高，更适用于车辆振动的控制。

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纯电动物流车动力学建模及仿真优化分析

孙永厚，祝家好，刘夫云，杜中刚

2021, 41(5): 169-174. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.027

摘要 ( )

PDF(1584KB) ( )

针对改善纯电动物流车的平顺性问题，以企业某车型为研究对象，利用动力学软件Adams/Car，建立基于四柱试验台的纯电动物流车动力学模型；以前、后桥的减振器阻尼参数和驾驶室悬置参数为优化变量，驾驶室座椅导轨处y向和z向的振动响应为优化目标，利用最优拉丁超立方设计方法对优化变量进行灵敏度分析，确定需要优化的多个主要影响变量，通过多目标遗传算法NSGA-Ⅱ（Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II）对其进行优化；最后在水泥路面工况下，针对不同车速对整车动力学模型进行平顺性仿真试验。分析结果表明，优化后的座椅导轨处y向和z向的加速度功率谱密度曲线峰值降幅明显，整车动力学模型的仿真精度大幅提高，平顺性得到显著改善。

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非均布汽车冷却风扇噪声实验及数值研究

罗来彬1，吴亚东1, 2，彭志刚1, 3，欧阳华1, 2

2021, 41(5): 175-181. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.028

摘要 ( )

PDF(2613KB) ( )

基于实验和仿真的结果建立非均布汽车风扇及加换热器后的噪声预测模型。首先，声学实验结果表明汽车风扇的声压级近似与转速的6次方成正比，体现出典型偶极子声源特性。然后，基于CFD计算结果，采用涡声理论分析了风扇噪声源分布。最后，在偶极子声源模型基础上，结合实验测试结果得到噪声预测模型，通过将该预测模型用于不同的汽车风扇和加换热器后的情况，预测值和实验相差1.5 dBA以内，表明该预测模型具有较好的通用性，可根据早期风扇设计的数值计算结果快速预测冷却风扇的噪声。

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永磁同步驱动电机运行性能与振动分析

王大文1, 郑东1, 华春蓉1，沈思思2

2021, 41(5): 182-186. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.029

摘要 ( )

PDF(1791KB) ( )

驱动电机的运行性能和振动分别影响电动汽车的动力性和乘坐舒适性。有较多学者对电机运行性能和振动性能只进行了单独研究。本文采用数值计算方法分析8极48槽同步电机的运行性能和振动响应。先建立二维有限元模型并验证模型正确性；然后进行运行性能和分析，发现其输出功率效较高，但其转脉动值较大，约为27.12%；最后进行振动分析，谐响应分析发现在2400Hz与4000Hz接近电机定子模态三、四阶固有频率，齿顶振动位移大，进一步得出两个频率成分的振动云图。

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内燃动车组动力包振动烈度全局灵敏度研究

孙维光1，郑伟1，张文瀚2，张立民3

2021, 41(5): 187-191. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.030

摘要 ( )

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引用Sobol全局灵敏度概念，建立了动力包机组随悬挂参数变化的振动烈度函数（V_rms），推导了动力包机组振动烈度关于悬挂隔振参数全局灵敏度计算方法。避免了局部灵敏度的缺陷和悬挂参数非线性的困难。计算了机组在不同转速工况下V_rms关于动力包悬挂参数的全局灵敏度指标（S_vy）。计算结果表明：不同转速工况和不同悬挂参数条件下机组振动烈度灵敏度S_vy均有显著差异。同时还讨论了对S_vy影响较大的悬挂参数，为后期动力包隔振参数优化设计奠定了基础。

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机车独立式司机室振动试验和仿真分析

张文春，蔡延年，王大鹏，李忞，石巍

2021, 41(5): 192-196. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.031

摘要 ( )

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机车车辆噪声、振动和不平顺问题对司乘人员的舒适度越来越重要。针对某型干线内燃机车运行过程中出现的司机室振动问题，通过机车负载试验、模态试验分析了司机室振动的频谱特性及其与车体振动的关联；建立整车的有限元模型计算结构模态和柴发机组激励产生的谐响应，分析了结构参数摄动对司机室振动特性的影响。结果显示，整车在16.43 Hz存在谐响应峰值，司机室振动主要由柴发机组1倍频激励下的整车耦合振动引起，材料厚度和刚度参数摄动对司机室的振动会产生显著影响。

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电驱刚体模态对某电动车路噪的影响分析

张学丘，呼华斌，陈赞，桑志国，毛杰

2021, 41(5): 197-202. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.032

摘要 ( )

PDF(1883KB) ( )

摘要：某纯电动汽车在粗糙路面上以60Km/h匀速行驶时，主观评价会有严重的压耳感。经过和目标值对比，以及对音频的滤波回放，确认30Hz和40Hz峰值是引起主观压耳感的主要原因。该电动车为后轴驱动，电驱动总成通过三点悬置安装在后副车架上，而后副车架与车身通过4个衬套连接，形成二级隔振系统。通过分层级传递路径分析，确认30Hz峰值产生的根本原因为电驱总成刚体模态与尾门模态耦合，而40Hz峰值主要为轮胎的扭转模态导致轮芯的激励力较大所致。通过优化悬置刚度，即第一级隔振系统刚度，将电驱总成对地的侧倾模态频率调整为40Hz，将电驱总成设计成40Hz的动力吸振器以降低整车40Hz路噪峰值。再通过优化后副车架衬套刚度，即第二级隔振系统刚度，使得电驱总成在整车状态下的刚体模态与尾门模态避频，解决30Hz路噪问题。经过试验验证，路噪30-40Hz下降4-5dB，主观感受良好。运用电驱总成刚体模态解决低频路噪的思路，对类似的问题有一定的参考意义。

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电动汽车方向盘抖动问题诊断与优化分析

李建华，杨志伟，陈双增

2021, 41(5): 203-206. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.033

摘要 ( )

PDF(1505KB) ( )

摘要：针对纯电动车在沥青路上匀速20km/h行驶方向盘抖动问题，分析了方向盘抖动产生机理和影响因素，通过针对性的试验测试，分析传递特性和抖动响应特征，根据诊断分析思路和工程经验快速锁定引起抖动的激励源范围。根据橡胶垫刚度经验公式分析结果，降低衬套橡胶刚度，提升隔振性能且降低了后扭力梁刚体模态频率，避免与方向盘系统发生模态耦合。通过优化衬套的对比试验分析，高效地确定可工程化的优化整改方案，有效解决方向盘抖动问题。该优化方案和分析思路，对其他车型及相似的抖动或其他零部件系统共振问题的解决具有较好的指导意义。

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两种典型装载工况下阿芙拉型油船振动特性预报与分析

瞿小凌, 吴晨飞, 付佳

2021, 41(5): 207-211. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.034

摘要 ( )

PDF(2112KB) ( )

船舶在海上航行时,会历经多种装载工况，其中又以压载工况和满载工况这两种装载工况最为典型。在这两种典型工况下，船舶的振动性能是不同的。利用有限元法分别对在压载装载工况和满载装载工况下的11.4万吨阿芙拉型油船进行全船振动特性预报和振动性能分析，计算得到在两种不同装载工况下的全船固有频率及其振型、在螺旋桨脉动压力和主机激振力作用下的强迫振动响应值。计算结果表明，在两种不同的典型装载工况下，11.4万吨阿芙拉型油船的振动性能良好，满足ISO 6954-2000的振动衡准。

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杭州市龙井村声景观评价及影响因素研究

饶育源1，吴晓华1，梁美欣1，吴钇琼2

2021, 41(5): 212-218. DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2021.05.035

摘要 ( )

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本文以龙井村作为研究对象，应用主客观分析法对龙井村进行声景观评价并探寻其影响因素。首先对龙井村的12个点位的连续A声级测量，结果发现有8处点位平均声级过大不符合标准。然后以龙井村的游客作为调查对象，在龙井村中进行随机问卷调查，目的是研究游客对龙井村声景观的主观感受及影响因素。调查结果发现环境的平均声级与满意度和舒适度相关，而游客的社会特征中性别、年龄、学历及居住区域与声景观评价显著相关，而游客的居住类型及茶叶爱好不显著相关。

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主干路交叉口居住小区住宅室内外噪声的实测分析

熊威王红卫

2021, 41(5): 219-224.

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以城市主干路交叉口某居住小区为例，对既有住宅室内外声环境进行现场调研和噪声级测试，实验共获取室内外136个测点的昼、夜噪声数据。结果表明：住宅室内外声环境受交通噪声影响很大，仅有10个测点的噪声值满足国家标准；室外噪声值受测试位置影响明显，面向道路一侧室外噪声要明显高于背离道路一侧，昼间平均值高出7.4 dB(A)，夜间平均值高出8.1 dB(A)，而室内噪声值受测试位置影响较小；室内噪声中起居室噪声普遍高于卧室，各栋住宅起居室噪声平均值高于卧室4.1 dB(A)；室内噪声与室外噪声之间具有显著的相关性，决定系数R2平均值为0.924，表明住宅室内噪声的主要来源为室外的交通噪声。本文研究结果可为主干路交叉口住宅噪声降噪工程提供参考依据。

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槽形梁上不同轨道结构的降噪效果研究

杨力石广田杜淼李培轩宋杲

2021, 41(5): 225-229.

摘要 ( )

PDF(2021KB) ( )

城市轨道交通桥梁结构噪声问题已受到高度关注。在桥梁减振降噪方面，目前主要采用减振轨道来控制振动能量的传递，以降低桥梁的结构噪声实现降噪的目的。减振措施的设计可针对扣件、轨枕和道床部位，均能实现减振的目的，但目前并没有关于在不同部位采用减振措施时对桥梁结构噪声的影响研究。因此本文采用列车-轨道-桥梁相互作用理论和有限元-边界元方法，分析了铺设采用高弹性扣件的减振轨道、普通整体道床以及橡胶浮置板减振轨道时槽形梁的声辐射特性，对比研究了三种减振降噪措施的降噪效果。研究结果表明在轨道结构不同部位采用减振措施，均能在一定程度上降低槽形梁的结构噪声，但采用橡胶浮置板减振轨道的降噪效果更优。

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一种智能车图像采集减振平台设计与仿真分析

邵泽鹏

2021, 41(5): 230-235.

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作为智能汽车感知融合中的重要组成部分，图像采集信息平台的稳定性对图像采集效果至关重要。针对车载相机等灵敏元件对车载图像信息采集装置减振平台的需求，结合实际对结构体质量和动行程等条件约束，所设计的智能车图像信息采集装置减振平台通过调节模型参数以适应在低频区间的减振需求。将路面噪声通过车辆悬架的减振后的输出作为最终输入，通过对所建立的减振试验平台进行调参，研究结构参数对平台减振性能的影响，尤其是在低频区减振效果。通过调节相关系统参数能较好的抑制悬架减振后的低频振动。为了进一步优化减振系统性能且增强低频抑制效果，在Stewart平台基础上又引入了惯容器元件，通过仿真分析进一步考察平台设计及优化方案。

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低频吸声复合结构的研制与性能研究

张慧洁刘超李翔姚智敏蔡俊

2021, 41(5): 236-240.

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PDF(1509KB) ( )

为了有效提高低频吸声效果，本文以聚酯纤维、微穿孔板和铝纤维板为研究对象，采用阻抗管声学性能测试方法，以聚酯纤维板、微穿孔板和铝纤维板各自后留80mm空腔的吸声性能为依据，分别与另一材料两两组合形成复合结构，以期从声波传播过程中的衰减机理来说明吸声性能的变化原因。研究结果表明：铝纤维板+聚酯纤维吸音板+空腔复合结构低频性能最佳，该结构在100-500Hz的平均吸声系数达到0.55。该复合结构形式简单，制作方便，具有很好的技术可行性和市场应用前景。

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含非均匀介质覆盖层吸声特性研究

董天韧胡昊灏陈杨

2021, 41(5): 241-246.

摘要 ( )

PDF(2006KB) ( )

针对含周期变截面圆锥空腔声学覆盖层声吸收问题，利用分层近似的方法，首先将变截面圆锥空腔分为多个薄层，每一薄层都可以视为圆柱空腔结构，然后利用传递矩阵计算吸声系数，最后通过与有限元软件计算结果对比，验证了该方法的正确性。论文还分析了覆盖层材料参数、结构背衬，平面波入射角度和空腔形状等因素对吸声系数的影响，为设计高吸声系数声学覆盖层提供参考。

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双层金属橡胶隔振器的理论分析与隔振性能研究

余慧杰张升

2021, 41(5): 247-250.

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摘要：针对精密电子设备对隔振性能的高要求，研究并设计了一种双层金属橡胶非线性隔振器。首先根据金属橡胶的非线性特点，建立了一种二自由度金属橡胶隔振器的力学模型，用平均法求解了该力学模型的绝对位移传递率曲线并用数值仿真进行验证。然后讨论了干摩擦力和非线性刚度等参数对隔振效果的影响，分析结果表明，干摩擦的增大能明显降低共振峰值，而非线性刚度的增大也不仅会改变共振峰点的频率，还会增加共振区的放大倍数；最后根据理论模型优化设计了双层隔振物理系统，并进行物理试验来验证理论模型的正确性。理论分析和实验验证为金属橡胶隔振器的设计提供了依据和方法。

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基于能量分析法对阻尼钢板声辐射的优化研究

李军鄢亮

2021, 41(5): 251-254.

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PDF(1763KB) ( )

本文建立一个金属箱体，对阻尼钢板声辐射进行了优化研究。在阻尼质量不变的情况下，采用渐进式优化算法，对阻尼在钢板上分布的研究，实现减少阻尼钢板声辐射的目标。首先，建立箱体和阻尼钢板仿真模型，采用渐进式优化算法，得到阻尼优化模型。将得到的优化模型进行仿真计算，并得到麦克风监测点的声压级，与初始模型的结果对比，实现了2.10dB的降噪效果。同时建立与仿真尺寸相同的阻尼钢板实物，进行试验验证，发现仿真结果和试验结果有很好的一致性。经过本文的研究，验证基于能量分析法对阻尼钢板优化的有效性，有着较好的降噪效果，为汽车工程应用提供一种有效的方法。

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应用数值模型评估复合型材填充硬质泡沫的声学影响

陈红伟王奇

2021, 41(5): 255-260.

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车内噪声问题是机车设计中的一个关键因素，通常考虑使用声学处理的方式来增加关键部位的隔声性能。从设计成本考虑，增加的声学处理材料需要建立在确实能够增加结构声学性能的基础上。型材结构作为常用的机车车体结构，其隔声性能的好坏直接影响车内噪声水平。本文应用数值仿真方法研究中空型材增加硬质泡沫对整体结构声学特性的影响。基于模型从整体结构振动，辐射效率的角度分析在增加泡沫前后的变化，进而了解整个结构能量的传递过程，仿真分析与实际的测试结果保持一致。

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