噪声与振动控制

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2022-3封面、目次

2022, 42(3): 0-1.

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高铁桩网复合路基参数对环境振动影响分析

高广运, 张璐璐, 游远洋, 耿建龙,

2022, 42(3): 1-5.

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三维地震下层间隔震高层建筑结构地震响应研究

周旺旺, 刘德稳, 招继炳, 赵洁, 刘阳

2022, 42(3): 6-12.

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实际地震具有多维特性，只考虑水平地震作用往往不够真实全面。基于此，建立某高层框架-核心筒层间隔震结构模型，在8 度罕遇地震下，输入一维、二维、三维地震，对设置传统水平隔震支座的层间隔震高层建筑结构，进行动力弹塑性时程分析。三维地震激励下，层间隔震高层建筑结构地震响应增大，采用传统水平隔震支座容易出现拉应力超限问题。针对边缘隔震支座出现的拉应力超限问题，设置三维隔震支座结构，并与传统水平隔震支座结构进行分析对比。结果表明：采用三维隔震支座后，解决了拉应力超限问题；结构的层间位移、基底剪力、楼层加速度均明显减少且结构核心筒损伤程度减轻，并且对竖向地震力也具有良好的控制效果，说明三维隔震支座隔减震性能优于传统水平隔震支座。

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具有分流对冲的穿孔管吸声方法

朱从云, 张仁琪, 丁国芳, 黄其柏

2022, 42(3): 13-18.

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：发动机的排气气流流速是影响消声器综合性能的重要参数，随着排气气流流速增加消声器内产生的再生噪声增加，使得消声器的吸声效果变差。为解决此问题，提出通过将排气气流进行分流与对冲降低排气气流流速来提高吸声效果的吸声方法。首先通过一个锥形分流单元将进入消声器的气流进行分流，分流后的气流通过穿孔管上的小孔进入到穿孔管内腔，使气流在穿孔管内腔发生对冲，从而降低排气气流流速提高吸声效果。通过对整体结构进行消声子单元划分、传递矩阵计算、传递损失自变量与因变量函数关系分析得到传递损失的影响因素与变化特性，并对理论模型进行实验验证。实验结果表明：提出的吸声方法可在高速排气气流的情况下，使传递损失始终维持在稳定状态，以入口气流流速从15 m/s 增加到45 m/s 为例，传递损失从26.5 dB降低到24.5 dB，降幅为0.075 %，证明了该结构具有良好且稳定的吸声效果。

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移动荷载作用下离散支承曲线轨道梁振动特性研究#br#

孙宗丹, 黄强, , 刘干斌,

2022, 42(3): 19-24.

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将钢轨视为Euler 曲梁，将钢轨扣件视为弹簧-阻尼器单元，利用振型叠加法和龙格-库塔数值方法计算得到移动荷载作用下整体式曲线轨道的响应特征。研究表明，在现有列车速度下，竖向挠度随着列车速度的增加而增加，增加幅度与曲线半径有关。扭转位移随列车速度增加降至零后基本不变，径向挠度则先降为零后快速增大，存在一个理想车速。当曲线半径小于轨道最小半径要求时，增加曲线半径可以减少曲梁挠度的大小，当满足最小半径后，继续增大曲线半径反而会增大扭转位移和径向挠度。超高角改变对曲梁的竖向挠度影响不大，但对径向挠度或扭转位移有重要影响，增加曲线半径可以减少径向挠度为零时对应的超高角值。在列车速度一定时，合理匹配曲线半径和超高角可以达到减少曲线轨道振动响应的目的。

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大型船用柴油发电机组浮筏隔振系统设计与优化

肖程诗, 吴绍维, 王俊, 韩国文

2022, 42(3): 25-29.

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浮筏隔振技术已在船舶的减振降噪中取得显著的进展，对于大型船用设备的浮筏隔振装置，需要使用较多的隔振器来承担设备重量，且隔振效果也欠佳。为改善大型船用设备浮筏隔振系统的隔振性能，节约隔振器成本，以船用柴油发电机组为隔振对象，比较气囊型隔振器和橡胶型隔振器的特点，提出四种浮筏隔振系统方案，并利用ANSYS有限元软件对四种方案进行仿真分析，采用振级落差法对各方案隔振性能进行评估。结果表明：双层气囊浮筏隔振系统方案的隔振性能更为优越，方案优化后可以有效减少隔振器的使用数量，能够充分解决大型设备的隔振问题，为以后大型装置浮筏系统的设计提供参考。

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带管路舱筏隔振系统动力学建模与管路设计方法

雷智洋, 陈志刚, 闫肖杰,

2022, 42(3): 30-35.

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针对带复杂管路的舱筏隔振系统，利用基于频响函数子结构综合的建模方法，建立带管路的一般的舱筏隔振系统动力学模型。针对设备管路与舱筏、艇体的连接方式，提出三种不同管路连接方式下的舱筏隔振系统设计方案。通过对方案进行对比分析，建立设备管路的设计准则。结果表明，设备管路最好通过刚性连接对称固定到舱筏上，然后管路再通过弹性连接与艇体连接，这样可以有效地降低艇体振动声辐射。

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微穿孔板-聚氨酯微孔薄膜复合结构吸声特性

陈亮, 沈敏, 何为, 余联庆, 王真

2022, 42(3): 36-41.

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当微穿孔板背后空腔的长度受到结构限制，对于低频噪声很难吸收，在微穿孔板后增加一层聚氨酯微孔可渗透薄膜形成复合结构可增加低频吸声特性。设计一种改进的聚氨酯微孔可渗透薄膜流阻测量实验装置，充分考虑材料本身质量的影响，建立微穿孔板-可渗透薄膜复合结构声阻抗电声等效电路，该方法可普遍用于预测此类复合结构吸声特性。理论计算不同可渗透膜材料的面密度、流阻等参数对复合结构垂直入射吸声系数的影响。结果表明：在微穿孔板背后增加一层聚氨酯微孔可渗透薄膜，可以在中低频段获得较好的吸声效果。

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车用凸形板结构的隔声分析

张少波, 柳江, 张洪波, 王树梁

2022, 42(3): 42-48.

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针对路面车辆的行驶噪声，利用外尔声子晶体表面态具有沿特定方向声传输的特性，通过声振子结构来设计声边界，调整声传输路径，改善车内声环境。首先提出一种新的凸形板单元模型，进而探讨合成维度SH(Shear Horizontal)波输入下的一维声子晶体应用于汽车隔声的理论依据，最终得到不同结构参数下模型色散曲线及色散曲线影响因素，实现声边界效应。通过仿真分析证明，模型存在实现声定向传播和声阻现象的结构参数。通过不同结构参数模型改变声传输路径的方法，为车辆隔声提供一种转移噪声的研究方向。

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小型高速离心风机气动噪声数值模拟方法研究

戴乐乐, 李英斌, 尚文锦, 史宝鲁, 李文新, 韩旭

2022, 42(3): 49-55.

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针对载人航天飞行任务中环控生保系统对于空间噪声控制的要求，以某型号小型高速离心风机为研究对象，分析气动噪声产生机理，构建三维模型，运用ANSYS Fluent 软件，采用RNGκ-ε 模型、DES模型、LES模型进行瞬态数值仿真计算。对离心风机进行噪声试验研究，根据离心风机在轨实际工况，得到不同含氧率下的气动噪声分布情况。研究结果表明：气动噪声的噪声源主要位于风机蜗壳及蜗舌处。LES模型与试验结果吻合最好。工作在纯氧下的离心风机比空气下噪声高约1.81 %。文中所得结果可以用于载人航天上行风机设备的噪声仿真及地面试验，为小型高速离心风机降噪设计提供参考依据。

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倾斜角影响下磁悬浮双转子系统的振动分析

万雨初, 朱由锋, 韩隆, 靳赞成

2022, 42(3): 56-62.

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针对倾斜角影响下磁悬浮双转子系统的转子振动问题，建立系统10 自由度力学模型，并推导系统的微分方程。通过MATLAB仿真软件中四阶龙格库塔法对系统微分方程进行求解，研究表明转速比和倾斜角的增大均会增大转子到达平衡位置的偏移距离，不同的是，前者会使转子的轴心轨迹变得更为复杂，而后者会增大转子的最大振动幅值。从非线性角度分析发现，转速比的增大会降低转子进入混沌运动的转速，降低系统的稳定性，而倾斜角的存在会使系统产生复杂的运动状态，但倾斜角的增大对系统的稳定性无影响。研究结果可以为磁悬浮双转子系统的设计提供一定的理论指导。

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海洋平台周期桁架结构振动特性研究

夏兆旺, 曹锐, 茅凯杰, 许祥曦

2022, 42(3): 63-67.

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海洋平台长期处于洋流、台风及地震等恶劣环境中，其减振性能影响到设备运行和人员安全。基于周期导管结构的带隙特性，将海洋平台设计成全周期桁架结构。建立周期桁架结构的有限元分析模型，进行海洋平台周期桁架结构的响应计算，对比了传统桁架结构与周期桁架结构的响应特性，研究周期桁架的几何结构参数对海洋平台结构减振性能的影响规律。结果表明：海洋平台周期桁架结构的减振性能比传统桁架结构的减振性能提高了4.5 dB，带隙范围内的振动得到了显著降低。因此，在减振设计领域，周期结构在海洋平台桁架结构中具有很好的应用前景。

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半主动悬架SH-LQR阻尼控制策略仿真研究

王越, 刘夫云, 邓聚才, 赵亮亮, 唐振天

2022, 42(3): 68-72.

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半主动悬架在被动悬架和主动悬架之间实现了成本和效果的良好结合。以半主动悬架控制策略作为分析研究对象。根据分析表明，传统的开关天棚控制方法和LQR方法分别在低频段和高频段有较好的效果，两种方法具备一定的互补特性。因此给出一种结合的分频方式，提出SH-LQR联合控制的方法并首先在1/4 车辆模型上进行验证，证明该算法在全频域段的有效性。而后将该算法从1/4 模型移植到半车模型上，通过MATLAB/Simulink 进行了验证。结果表明，使用SH-LQR控制的半主动悬架有较好的减振效果。

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基于COMSOL局域共振声子晶体薄板振动带隙研究

王翌伟, 徐晓美, 林萍

2022, 42(3): 73-79.

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针对低频振动控制问题，研究一种局域共振声子晶体薄板的振动带隙。首先，基于弹性波方程及Bloch 定理，探讨应用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算的可靠性；然后，模拟计算所设计的局域共振声子晶体薄板的振动带隙，分析其带隙结构和元胞结构参数对振动带隙的影响，并以200 Hz～400 Hz 的中低频为目标频段，通过选择带隙宽度在目标频段内占比最大的参数组合作为声子晶体薄板的最优设计方案；最后，在频域上考察声子晶体薄板内波的传输特性。研究表明，利用COMSOL有限元模拟方法开展声子晶体振动带隙计算是可靠的，与数值计算方法相比，其计算的带隙参数误差都很小；对于所设计的局域共振声子晶体薄板，元胞的结构参数对振动带隙具有显著影响，通过优选元胞结构参数，可使声子晶体薄板的振动带隙向低频区域移动；薄板内波的传输特性和薄板的振动位移图进一步证实了在振动带隙内薄板对波传播的阻碍作用。

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基于磁流变液弹减振器的发动机减振控制研究

陈礼钭, 于海龙, 魏慜, 金壮, 张釜诚

2022, 42(3): 80-85.

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磁流变液弹减振器由磁流变阻尼隔振单元和磁流变弹性体隔振单元两部分组成，阻尼和刚度可调。将磁流变液弹减振器用于车辆发动机悬置，引入PID 控制、模糊控制、模糊PID 控制以及天棚控制策略，以降低发动机振动向车体的传递。建立发动机减振动力学模型与天棚控制动力学模型，以发动机激振力与路面不平度作为扰动输入，用MATALAB软件进行仿真。仿真表明，相对于被动悬置，添加控制策略的磁流变液弹减振器有着良好的减振效果。

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Hilbert包络功率谱熵的曲轴轴系故障诊断

别锋锋, 李荣荣, 彭剑, 刘雪东

2022, 42(3): 86-91.

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曲轴轴系是往复机械传动系统的重要组件之一，其工作状态对整套机械设备的正常工作和使用具有直接的影响。研究针对振动信号分析的曲轴轴系的损伤模式识别问题，提出一种基于Hilbert 包络功率谱熵和支持向量机相结合的往复机械曲轴轴系损伤识别方法。基于曲轴轴系损伤机理展开研究，分析曲轴轴系发生故障振动的原因，建立典型的机械故障动力学模型，并通过构建故障模拟与振动测试系统获取曲轴实时振动信号；基于CEEMDAN方法对信号进行分解，选取峭度较大的本征模式分量进行Hilbert 包络解调分析获取包络矩阵，计算信号的瞬时包络功率谱熵，可以明显看出曲轴轴系故障表征；最后进一步用SVM完成模式识别。数值模拟与实验结果验证了方法的有效性。该方法对往复机械曲轴轴系早期故障模式的识别具有较好的参考意义。

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K-VMD融合包络熵与SVM滚动轴承故障识别方法研究

刘强, 赵荣珍, 杨泽本

2022, 42(3): 92-97.

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针对滚动轴承振动信号非平稳、非线性导致的故障特征难以提取和类别难以辨识问题，提出一种基于能量占比优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition，VMD)并融合包络熵与支持向量机（Support Vector Machine，SVM）的滚动轴承故障辨识方法。首先，设定VMD预分解层数K的范围，对振动信号进行分解；其次，分别计算出在不同K值下对应的各模态能量和，根据各模态能量之和与原始信号的能量之间的比值，确定最佳分解层数；然后，依据峭度准则筛选出有效的模态分量，同时计算其对应的包络熵值并组成特征向量；最后，将所构建的特征向量输入SVM中进行轴承故障类别的辨识。通过对转子综合实验台所采集的滚动轴承信号进行分析，结果表明，该方法可以对滚动轴承故障进行准确的辨别，为提高故障辨识准确率提供了一种新途径。

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基于深度置信网络和对称点模式电机轴承故障诊断研究

张苏颖, 竺兴妹, 许曙青

2022, 42(3): 98-104.

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电机轴承的健康状态直接影响电机安全、稳定运行。针对电机轴承故障诊断问题，以故障信号可视化和特征自提取为目标，将深度置信网络(Deep Belief Network，DBN)与对称点模式(Symmetrized Dot Pattern，SDP)变换相结合，提出了一种轴承故障可视化及智能诊断方法。首先基于SDP变换将原始轴承振动信号进行可视化表示，基于最大面积函数选择最佳的SDP参数以通过高分辨率图像清晰区分不同轴承状态，并生成相应的轴承故障SDP图像库；然后采用深度置信网络作为数据训练模型以实现故障特征自提取；最后由位于DBN算法模型后的分类器实现轴承故障的有效诊断。实验结果表明，该方法不仅分类率达到98 %以上，而且具有较好的泛化能力和稳定性。该方法为电机轴承故障可视化和智能诊断提供了一种新思路。

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基于天牛须搜索优化支持向量机液压泵故障诊断

张军翠, 王立成

2022, 42(3): 105-109.

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为准确地对液压泵的典型故障进行诊断，同时针对支持向量机（Support Vector Machine，SVM）在故障诊断中的参数选择问题，将天牛须搜索算法（Beetle Antennae Search，BAS）应用到SVM的参数优化中，建立BAS-SVM液压泵故障诊断模型，以此来提高SVM在液压泵故障诊断中的性能。液压泵故障诊断实例的结果表明，相比于遗传算法、粒子群算法、果蝇算法等算法的改进算法，BAS得到的SVM参数更优，使SVM获得更高的诊断精度，从而验证了所提方法的有效性。

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强背景噪声下基于谱峭度-波束形成轴承故障特征提取

顾佶智, 师蔚, 胡定玉, 廖爱华, 丁亚琦

2022, 42(3): 110-115.

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在利用声学信号分析法对滚动轴承进行故障诊断时，环境噪声或其它设备噪声会严重影响目标声信号的提取并降低诊断精度。针对这一问题，提出一种用于故障特征增强的谱峭度-波束形成方法。该方法首先利用快速谱峭度算法确定最优滤波频带，然后根据确定的频带，利用2 阶锥规划方法设计恒定束宽波束形成器并提取目标频带信号，最后对提取的带限信号进行包络解调得到轴承故障特征频率。实验结果表明，该方法能够在强干扰环境下有效提取滚动轴承故障特征，并且相较于传统的延时求和波束形成器具有更好的效果。

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基于信号分离技术的波束形成算法研究

陈士斌, 王谛, 吴健, 于洋, 贺义

2022, 42(3): 116-121.

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波束形成算法具有计算效率高，计算结果稳定等优点，被广泛应用于噪声源定位。因此，对波束形成算法的深入研究及扩展具有重要的意义。特征值分解、相干输出谱分析等技术能够对被测信号进行分解，常用于信号分离和贡献量分析，具有广泛的研究与工程应用价值。结合上述信号分离技术，将特征值分解和相干输出谱分析应用于波束形成算法的前处理，提出基于特征值分解和相干输出谱的两种“衍生”波束形成算法。在此基础上，采用圆形二维传声器阵列对三个人工白噪声声源进行声源定位测试，数据分析结果验证基于特征值分解和相干输出谱的波束形成算法对声源识别和声源云图分离的有效性。两种算法均能够对声源云图进行有效分离，进而将各个声源云图与其激励源相关联。

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寿期末全尺寸燃料棒振动特性研究与验证

赵书峰, 孙靖雅, 徐时吟, 干富军, 朱丽兵

2022, 42(3): 122-126.

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压水堆核电厂中，燃料棒流致振动磨损是燃料棒失效最主要的原因，对核电厂运行经济性、安全性有重要影响。建立一种能够合理表征燃料棒动力学特性的振动模型，是开展燃料棒流致振动磨损分析方法研究的基础。以压水堆燃料组件单根燃料棒为研究对象，考虑寿期末格架对燃料棒失去夹持作用、多跨支撑等影响因素，建立燃料棒有限元分析模型，研究寿期末效应对燃料棒振动特性的影响规律。为了验证模型，在模拟寿期末燃料组件骨架中开展全尺寸燃料棒振动特性测量试验，获得格架松弛条件下燃料棒振动响应。从分析和试验结果可以看出，建立的燃料棒振动模型能够很好地表征其振动特性。该模型后续可以用于指导核燃料组件的设计分析。

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导弹伺服振动亚临界试验及稳定边界预示方法

高阳, 史晓鸣, 张宏程, 江玉刚, 涂静, 赵征

2022, 42(3): 127-131.

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针对导弹伺服振动试验稳定边界预示问题，设计阶梯变增益的亚临界试验，以脉冲激励方式使导弹产生自由振动，应用解析模态分解与希尔伯特变换方法实现伺服振动系统非参数辨识，以阻尼外推法和包线函数法外推临界控制增益。亚临界伺服振动试验预示结果与临界试验结果的一致性表明本方法只需开展若干次亚临界试验，即可通过对亚临界状态下的系统振动响应数据处理，有效准确地预测出导弹伺服振动系统的稳定边界，具有良好的工程适用性。

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多模型融合下的滚动轴承故障诊断方法

张龙, 周俊

2022, 42(3): 132-137.

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针对单一分类器对于轴承故障诊断精度低的问题，提出一种多模型融合的滚动轴承故障诊断方法。首先对于滚动轴承的原始振动信号采用WELCH功率谱算法进行预处理，然后从功率谱中提取相关特征参数构成输入样本，分别采用LDA、SVM、KNN以及PNN四种分类器作为基分类器，再结合集成学习算法构造Stacking 集成学习模型，实现对滚动轴承多种故障类型的预测分类。实验结果表明，相比较各个单一分类器，Stacking-SVM集成模型的诊断性能更优，诊断准确率为98 %。同时将该集成模型在不同工况下进行实验及抗噪实验，均能达到较高的诊断准确率。可见该集成模型的故障诊断性能稳定，具有一定的鲁棒性和泛化能力。

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预选档位策略下DCT敲击声品质评价

郭栋, 熊义周, 周益, 周仪, 饶文毅

2022, 42(3): 138-143.

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为了有效地对DCT敲击噪声进行评价，采集搭载某款DCT的汽车在良好马路上行驶的敲击噪声样本，对噪声主观试验中的等级评分法加以改进，提出分组等级评分法并进行主观评价。将考虑预选档和不考虑预选档两种情况分别进行心理声学客观参数与主观评分的相关性分析，发现两种情况下对主观感受影响较大的客观参数不同，选取相关系数高的客观参数分别建立两种情况的多元回归模型。结果发现，DCT在不考虑预选的敲击声品质回归模型与考虑预选档不一样，因此对于DCT敲击噪声的声品质评价研究，应单独考虑预选档进行分析，所建立回归模型对于DCT敲击噪声控制以及优化有一定的参考价值。

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变速器啸叫噪声扩展工况传递路径分析与优化

黄泽好, 刘琳, 刘子谦, 张杨, 陈家乐, 严生辉

2022, 42(3): 144-149.

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针对国产某型乘用车二档匀加速工况的变速器啸叫问题，采用OPAX方法进行路径贡献量分析。通过试验测得系统频响函数与工况数据，建立参数化模型进行载荷识别并计算每条路径贡献量，分析出该变速箱啸叫噪声的主要贡献量路径为左悬置；考虑到提高结构刚度可使其避开共振频率，提出在悬置安装点局部区域加筋的优化方案，结合有限元模态分析，使局部模态得到优化；试验结果表明，优化后结构消除或减弱共振频率的效果明显，该档位啸叫特征显著降低。

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某型内燃机车驾驶室阻尼优化降噪分析

张超, 张劲松, 李帅, 徐巍, 周明刚

2022, 42(3): 150-154.

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为降低某型号内燃机车驾驶室噪声，对驾驶室结构上的阻尼材料进行布局优化设计。建立驾驶室声学数值模型，采用基于模态的声-振耦合法计算驾驶室声学响应，提取驾驶员耳旁声压级找出噪声声压峰值处所对应的振动频率；对驾驶室进行板块贡献量分析，找到对噪声声压峰值处噪声贡献较大的壁板；为了降低39 Hz、73 Hz、110 Hz频率处噪声，建立拓扑优化数值模型求解自由阻尼的优化布局，构建优化后的数值模型计算5 Hz～120 Hz驾驶室声学响应，结果表明自由阻尼材料的优化布局能够降低驾驶室内噪声。

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电动车电池包壳体辐射噪声性能研究

张宇, 李进, 吴鸿飞, 刘术成

2022, 42(3): 155-160.

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以某电动车电池包壳体辐射噪声控制为研究对象。首先，构建电池包壳体辐射噪声仿真模型，并采用有限元法和边界元法进行分析计算。然后，通过传递路径分析，研究电池包辐射噪声产生机理，获知增加上盖加强筋高度对改善辐射噪声效果不佳，提升支耳动刚度、合理设计上盖加强筋分别有利于改善中高频和低频辐射噪声。最后提出一种上盖加强筋多目标形貌优化方法，有针对性地衰减低频段内关注频率下的辐射噪声。基于上述研究，构建一套电池包壳体低噪声优化设计流程，可在产品开发初期为结构设计提供直接指导，具有良好的工程实用价值。

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车轮降噪效果评价中衰减时间取值与适用性分析

李健, 周虹希, 王瑞乾, 唐昭

2022, 42(3): 161-167.

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衰减时间t0是轨道车辆车轮声辐射水平及降噪效果评价中的关键参数之一，t0的取值在车轮噪声领域并没有形成统一的规范。以某地铁阻尼环车轮为例，研究t0取值对车轮声辐射水平及降噪效果评价结果的影响，并进行适用性分析。结果表明：t0的不同取值会影响车轮声辐射的评价结果，t0取值越短，车轮声辐射评价值随t0的变化其波动越大，车轮在低频的降噪效果达到稳定值所需要的时间t0比在高频更长；t0取值较短时，车轮降噪效果评价值更贴近其实际使用效果，t0取值较长时，能够兼顾峰值及衰减，并涵盖声衰减周期内的大部分能量，从而更加全面地评估车轮地声辐射水平。研究结果明确了衰减时间对车轮降噪效果评价结果的影响规律及取值适用范围，具有工程参考和指导意义。

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强横风作用下车辆半主动悬架模糊PID控制研究

袁传义, 张焱, 唐金花

2022, 42(3): 168-171.

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为提高汽车高速行驶时的抗横风性能，提出一种阻尼系数修正的半主动悬架控制方法。基于Carsim 和MATLAB平台建立整车动力学模型和A级路面模型，设计一种基于横风的半主动悬架模糊PID控制系统，并利用粒子群算法优化PID控制器参数。PID控制器依据车辆质心垂直加速度确定各轮悬架系统的基本阻尼系数，模糊控制器根据横风强度和方向对阻尼系数进行修正。通过MATLAB和Carsim 联合仿真和实车道路试验与被动悬架系统相比，经过半主动悬架控制后的质心垂直加速度峰值和标准差均下降30 %以上，侧倾角速度标准差下降25 %以上，车辆在强横风作用下的行驶平顺性和安全性得到有效提高。

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基于发动机本体三缸机点火抖动改进的标定方法

邢维者, 陈寒霜, 香植钿, 徐仰汇, 田子龙

2022, 42(3): 172-176.

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对于三缸发动机，常规的悬置调校难以解决由于制造公差带来的点火抖动问题。从发动机本体出发，对某自主研发搭载三缸发动机的车型点火抖动问题开展研究。通过提高点火转速，降低启动过程中发动机的转速波动，使点火抖动较原状态降低37.5 %。在此基础上优化标定策略，通过推迟点火提前角的方案，减小点火激励，点火缸压较原状态减小51.7 %。对该方案进行实车验证，点火抖动较原状态降低56.3 %，整车点火抖动性能达到对标车的水平。研究结果可为其他车型的三缸发动机点火抖动改进提供借鉴。

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瞬态扭矩下轮端粘滑异响分析与控制

胡传俊, 张军, 李虹, 焦明, 刘锋, 刘波

2022, 42(3): 177-181.

摘要 ( )

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：通过对某前驱SUV车型起步前进、倒车过程中前底盘的“咔嗒”异响解析，最终锁定异响由轮毂轴承与驱动轴配合端面处产生Stick-slip 效应（粘滑摩擦）导致，通过理论校核配合结构设计参数进一步确认配合端面存在相对粘滑摩擦风险。借助建立端面粘滑摩擦物理模型的方式，分析粘滑摩擦过程中法向载荷、摩擦系数等因素的影响。利用一种双面涂抹减摩剂的圆环垫圈，装配在轮毂轴承与驱动轴配合端面处，用以改变原始状态下的摩擦特性，有效解决了车辆前进、倒车过程中的异响问题。目前，行业内对端面粘滑摩擦异响研究较少，此研究成果在新车型研发初期对预控类似问题具有重要工程指导意义。

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钢轨波磨对地铁轨道振动特性影响研究

张帆, 王志强, 王金朝, 徐宁

2022, 42(3): 182-186.

摘要 ( )

PDF(1722KB) ( )

某城市地铁线路使用科隆蛋扣件，波磨现象严重。为了研究钢轨打磨对轨道振动的影响，分别在钢轨打磨前后对同一轨道断面进行振动测试。同时在该断面打磨后换装上部自锁式双层非线性扣件，并对其进行振动测试，对比分析科隆蛋扣件与上部自锁式双层非线性扣件的减振效果。测试结果表明：打磨之后有效地控制了钢轨波磨，打磨后的振幅显著低于打磨之前，其中低轨垂向的减振效果最好，达到了9.2 dB；打磨之后新安装的上部自锁式双层非线性扣件对钢轨波磨发展有明显抑制作用，其减振效果与科隆蛋扣件大致相当。

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城市公路隧道下穿房屋引起的环境振动影响研究

孙晓明

2022, 42(3): 187-191.

摘要 ( )

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城市公路隧道大多建于地面道路下方，对于下穿住宅的新型道路开发项目，采用现场类比实测和有限元模型计算相结合的方法预测该隧道开通后道路车辆运行产生的振动影响情况。类比测试结果显示三处隧道的VLz10 振级均小于67 dB。受振动影响最大的外环隧道垂直上方的振级为63.2 dB，小于标准（67 dB）3.8 dB；有限元预测结果显示隧道垂直上方的住宅建筑受影响最大，室外受影响振级为56.6 dB～63.5 dB，均小于67 dB，预估该隧道建成后环境振级在标准范围内。

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中华鲟保育车间噪声频谱特性分析及降噪措施应用

姚金忠, 曹继学

2022, 42(3): 192-195.

摘要 ( )

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中华鲟保育车间属于大型水产养殖厂房，曝气增氧系统是养殖工艺中的必要环节。曝气增氧系统运行过程中，室内噪声高达83 dB(A)，造成严重的环境噪声污染。对该噪声频谱分析表明：曝气风机机械振动及管道空气动力性噪声特征明显，噪声频率较低，是噪声主要来源。由此提出相应的隔声消声措施，实施后效果良好，噪声降幅达15dB(A)，中华鲟摄食量与呼吸频率均恢复正常。同时对保育车间背景噪声进行理论分析，提出一种全新的降噪网和曝气降噪栅技术，为大型水产养殖厂房降噪提供技术参考。

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地铁引起装配式结构振动的组合碟形弹簧隔振研究

卢华喜, 罗青峰, 周瑜健, 吴必涛, 梁平英, 方超

2022, 42(3): 196-202.

摘要 ( )

PDF(1936KB) ( )

为了研究组合碟形弹簧对地铁引起装配式结构产生振动的隔振效果，建立地铁轨道-路基-土体-组合碟形弹簧-半刚性节点装配式结构的三维有限元计算模型，计算装配式结构建筑物隔振前后的自振周期和结构竖向加速度频谱，对比分析结构节点转动刚度、地铁车速、结构与轨道中心距离，探讨这些因素对组合碟形弹簧隔振效果的影响。结果表明：隔振后，结构的自振周期相比于隔振前增大2 倍左右；组合碟形弹簧具有明显的隔振作用，隔振效率超过50 %；相比于铰接节点和刚接节点装配式结构，组合碟形弹簧的隔振效果在半刚性节点装配式结构中更为明显；地铁列车以80 km/h～100 km/h运行时，组合碟形弹簧的隔振效果表现最好；组合碟形弹簧的隔振效果随对合数的增大而越明显，与对合数呈非线性关系；结构振动频率在0～10 Hz时，隔振效果更好。

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复合微穿孔板吸声结构声学性能预测

吴佳康, 柳政卿, 王秋成

2022, 42(3): 203-208.

摘要 ( )

PDF(1872KB) ( )

本文旨在将微穿孔板吸音结构与多孔材料复合，得到中低频吸音性能较好的复合层声学结构。以微穿孔板多边形穿孔截面、穿孔率、空腔厚度和多孔材料类型为变量，设计复合层声学结构，给出复合层声学结构吸声系数的理论计算方法和声学有限元仿真预测模型。利用3D打印技术制备精度较高的微穿孔板实验样本，利用阻抗管法对复合层声学结构的吸声系数进行实验室测量。对比预测结果和实验数据，发现两者具备很好的一致性。研究表明：复合层声学结构具有很好的中低频吸声系数，通过调整微穿孔板穿孔截面形状和穿孔率可以对中低频段（50-1600Hz）噪音进行有效控制。

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基于复合弹性质量块薄膜声学超材料低频隔声性能研究

黄永虎, 吕梦圆, 张红丽, 李浩,

2022, 42(3): 209-214.

摘要 ( )

PDF(1707KB) ( )

传统薄膜声学超材料(Membrane-type Acoustic Metamaterial，MAM)的研究往往忽略了附加质量块与薄膜之间的弹性连接对其隔声性能的影响。为了考虑这种影响，在传统结构的基础上设计三种基于复合弹性质量块的新型MAM结构形式。采用集总参数法推导弹性层刚度变化对传统结构及三种新型结构的固有频率的影响规律。通过三维有限元模型分析四种结构的隔声性能并验证其负物理特性，明确优化结构形式。针对优化结构形式，通过数值模拟进一步详细讨论弹性层结构参数及其相关参数对声传递损失(Sound Transmission Loss，STL)和特征频率的影响规律。研究表明：弹性层的加入不会改变MAM结构的模态振型，但可以降低结构的前四阶固有频率。在总附加重量和总预应力相同的情况下，随着弹性层弹性模量和半径的减小，或弹性层高度的增加，STL峰值向较低频率移动，但STL峰值变化不大。

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散射体特征对隔声超材料性能的影响

王前选, 陈志民, 吴玲玲, 刘成沛, 杨艺, 卢钊明

2022, 42(3): 215-219.

摘要 ( )

PDF(1612KB) ( )

：为研究应用于轨道车辆降噪的声学超材料，在分析两种晶体结构的基础上，从密度角度出发研究散射体特征对声学超材料性能的影响。建立三维三组元金刚石声子晶体模型，通过控制变量法在控制基体材料和包裹层材料参数一致的情况下，针对散射体密度进行梯度递增，以此求解并绘制不同散射体密度条件下三维三组元金刚石声子晶体能带结构图。结果表明：三维三组元金刚石声子晶体的带隙作用频率在6 725.77 Hz～11 632.62 Hz之间，基本与高速列车噪声覆盖范围重合；带隙随着散射体密度的增加，带隙起始频率和带隙终止频率均从高频开始降低，二者降低幅度有所区别。带隙宽度会随散射体密度的增加而增加，拟合带隙随散射体密度变化的曲线后发现，三维三组元金刚石声子晶体的带隙宽度随密度的变化曲线更倾向于3 阶函数。该结构的扩展结构可应用于轨道车辆地板层、高速铁路
沿线声屏障等有降噪需求的部位。

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颗粒阻尼吸振器用于轨道系统减振降噪效果研究

王金朝, 张用兵, 樊永欣, 王志强, 张帆

2022, 42(3): 220-224.

摘要 ( )

PDF(1491KB) ( )

颗粒阻尼器（Particle damper）是一种简单而高效的减振控制装置，但其目前在轨道工程领域还处在应用起步阶段。为探讨颗粒阻尼器在整治地铁轨道振动噪音的可行性，设计并开发一种新型颗粒阻尼吸振器，在某地铁区间上线安装使用后验证其减振降噪效果。新型阻尼器具有结构简单、稳定性好、参数可调等结构特点，可适用于恶劣复杂的工作环境。锤击测试说明了该阻尼器具有高阻尼大阻抗的优点，对振动峰值具有突出的抑制效果。在线实测数据表明：新型阻尼器可在较宽频段内降低钢轨的垂向和横向振动，在200 Hz以上频段效果显著。安装阻尼器后车辆辐射噪声等效声级降低了3.5 dB(A)，在500 Hz主频处插入损失可达5.6 dB(A)。

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新型血液防振荡储运装置隔振性能优化研究

杨猛, 王猛, 张孝强, 骆星九

2022, 42(3): 225-228.

摘要 ( )

PDF(1595KB) ( )

首先在悬挂式减振系统的基础之上设计一种新型血液防振荡储运装置，然后采用动力学分析软件ADAMS 对新型血液防振荡储运装置的隔振性能和抗冲击性能进行验证计算以及敏感度分析，最后采用MATLAB与ADAMS 联合仿真的方法对新型血液防振荡储运装置的隔振性能进行优化研究，以获得最优设计参数。

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切向流作用下单层声衬噪声阻尼性能的数值研究

赵鹏瑜, 杨兴林, 马恒, 吴维维

2022, 42(3): 229-236.

摘要 ( )

PDF(2330KB) ( )

孔隙率是影响声衬噪声阻尼特性的主要结构参数，在声衬结构优化方面起到关键作用。首先，基于由一系列8 个完全相同的狭缝赫姆霍兹谐振器组成的单层声衬模型，利用COMSOL Multiphysics 软件研究切向流作用下单层声衬在不同孔隙率下的传输损失，然后优化设计一种双层声衬，并与单层声衬的吸声性能进行比较，通过数值结果与文献实验测量结果对比验证，讨论孔隙率、切向流及层数对声衬阻尼性能的影响。结果表明：相较于无流情况，切向流存在时，随着孔隙率的增加单层声衬的吸声能力逐渐增强，噪声衰减主要发生在共振频率附近，同时切向流作用也会降低声衬产生的传输损失、改变共振频率，双层声衬的优势在于明显拓宽消声频率范围。研究成果为今后实际应用中声衬的优化设计提供了一种可预测方法。

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环境背景噪声对飞机噪声监测结果的影响

陈亘

2022, 42(3): 237-240.

摘要 ( )

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为研究在飞机噪声监测中背景噪声客观上无法满足标准要求时的数据有效性问题，选择在低噪声环境，距机场不同距离的位置测得基本不受背景噪声影响的飞机噪声数据，在上述数据的基础上叠加模拟的背景噪声，以分析背景噪声对监测结果的影响，分析表明：随着背景噪声的增加，飞机可感觉噪声级随着之增大；且背景噪声越高，增幅越大；当飞机最大等声级大于背景噪声15 dB以上时，增幅趋于稳定。进一步分析表明：造成可感觉噪声级变大的原因主要是飞机持续时间变长。基于上述结论，在监测中，若飞机最大声级与背景噪声的差值大于15 dB时，监测结果仍可较真实的反映测点受飞机噪声的影响情况；若小于15 dB，则监测结果与不受背景噪声影响时相比，偏大较多。当飞机最大声级仅高于背景噪声10 dB时：对于特大型机场，监测点位于1～2 声环境达标类区时，其飞机噪声达标判定会受
到干扰；对于大型机场，监测点位于2 类声环境达标区时，其飞机噪声达标判定会受到干扰；而对于中型机场，则其达标判定基本不受干扰。当飞机最大声级高于背景噪声15 dB时，其达标判定也基本不受干扰。

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一种新的求解振动相位方法在动平衡中应用

简彦成, 庆永胜, 贾维龙

2022, 42(3): 241-246.

摘要 ( )

PDF(2361KB) ( )

提出一种求解振动相位的新方法，并推导出求解振动相位公式。利用低通零相位滤波器对原始振动信号、原始键相脉冲信号同时进行滤波，结合推导出的振动相位公式，能够精准求解出振动相位。通过动平衡试验和工程实际中大型风机转子动平衡，都能够有效地降低振动，试验和工程实际都表明此方法提取的振动相位具有较高的工程应用价值。

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基于响应谱分析的管路系统振动优化设计

方文杰, 梁杰存, 庄子宝, 吴彦东, 龚纯, 赵大鹏

2022, 42(3): 247-258.

摘要 ( )

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为改善某款空气能热水器外机的低频噪声，首先采用LMS Testlab 测试其管路系统在约束处的时域加速度激励，其次通过软件编程计算在载荷激励下单自由度系统的振动响应谱，之后采用响应谱分析的方法计算管路系统的最大振动响应，最后应用多目标优化技术对回气管与排气管的结构参数进行优化设计，从而改善管路系统的振动传递与外机低频噪声。经过验证：优化后管道的最大振动减小约30 %，外机低频峰值噪声减小约10 dB(A)，从而建立了一种适合宽频载荷、复杂管路系统响应分析与优化的方法。

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