噪声与振动控制

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2022-2期封面、目次

-期封面、目次

2022, 42(2): 0-1.

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转子在线主动平衡技术发展现状与研究展望

樊红卫, 薛策译, 邵偲洁

2022, 42(2): 1-9.

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转子动平衡伴随旋转机械的诞生而出现，是一种旋转机械常用的振动控制手段。纵观其技术发展，转子动平衡经历了机上平衡、现场停机平衡和在线不停机平衡等主要阶段，目前处于三者共存状态。以机床电主轴应用为例，转子在线主动平衡通过传感检测、驱动控制和平衡机构组成闭环系统，实现对运行中转子智能平衡。通过总结现有文献，认为转子在线主动平衡核心技术包括平衡装置、失衡检测和平衡控制三个方面，机械、液压和基于电磁原理的平衡装置是目前主流平衡执行机构，基于信号的特征提取和基于数据的智能识别是目前失衡检测两条主要思路，基于影响系数在线估计的频域和时域平衡是目前关注最多的平衡方法，其中电磁平衡装置和时域平衡方法仍需进一步深入研究。总体而言，转子在线主动平衡技术在精密机床、过程机械和军工装备等领域已取得诸多研究成果，但鉴于其技术复杂性在实际应用中仍存在诸多难题亟待解决。展望转子在线主动平衡技术未来发展方向和研究课题，可为从事转子动平衡技术研究的国内外同行提供有益参考。

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组合空腔声学覆盖层声学性能分析及其优化设计

廖琳, 向阳,

2022, 42(2): 10-16.

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为解决声学覆盖层在低频声学性能较差的问题，设计一种包含圆柱和圆台的组合空腔型覆盖层，利用软件COMSOL计算其在10 000 Hz以下的隔声量与吸声系数，研究覆盖层在不同结构尺寸下的声学性能，继而对组合空腔进行局部优化。结果显示：声学性能会随开孔率的增大而改善，且吸声性能曲线波峰往低频移动；当开孔率由圆台半径控制时，隔声量峰值频率往低频移动，当其由单胞半径控制时，则峰值频率往高频移动；当圆柱半径为1 mm、高度为10 mm时，声学性能相比其他尺寸空腔达到最优；对空腔中圆台结构的母线进行形状优化后，声学覆盖层声学性能得到改善。

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应用惯容器提升液压互联悬架性能的研究

黄开启, 赵沛竹, 陈俊杰

2022, 42(2): 17-22.

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为进一步改善车辆抗侧倾和抗俯仰的综合性能，将惯容器应用到液压互联悬架中，设计一种含有惯容器的液压互联惯容悬架。建立整车机械-液压耦合动力学模型，应用AMESim搭建模型对车辆抗侧倾与抗俯仰能力以及悬架系统关键参数对车辆性能的影响进行仿真分析。通过仿真分析得：相较于横向稳定杆和普通液压互联悬架，液压互联惯容悬架能够明显提高车辆的抗俯仰和抗侧倾能力，改善车辆操纵稳定性和安全性。液压系统各关键参数对车辆的侧向加速度无明显影响。系统初始油压、马达排量和飞轮转动惯量与车身侧倾角呈负相关，蓄能器初始气体体积与车身侧倾角呈正相关。

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考虑啮入冲击激励的跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声预估与试验研究

甘纯, 何泽银, 张涛,

2022, 42(2): 23-28.

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以跨座式单轨牵引齿轮箱为研究对象，综合考虑驱动电机扭矩波动引起的外部动态激励和啮入冲击激励、刚度激励、误差激励等内部动态激励，建立跨座式单轨牵引齿轮箱动力学有限元分析模型，基于模态叠加法求解齿轮箱振动模态与振动响应，并提取箱体外表面振动位移作为噪声预估边界条件；进而，建立单轨牵引齿轮箱声学边界元分析模型，借助直接边界元法对齿轮箱辐射噪声进行预估，得到箱体表面声压与场点声压值；而后，搭建跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声测试试验台，开展振动响应与辐射噪声测试。研究结果表明，箱体动态响应频域曲线的峰值及箱体表面声压最大值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处；仿真所得的箱体振动加速度、外声场点辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台实测结果吻合良好，验证振动噪声预估方法的合理性。

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滚动转子压缩机摩擦噪声数值模拟及试验研究

张荣婷, 张金圈, 宋启峰, 陈光雄

2022, 42(2): 29-33.

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为了解空调转子压缩机摩擦噪声的产生机理，开展油润滑条件下压缩机各个摩擦副摩擦系数的试验研究。采用销-盘试验机测量不同转速下各个摩擦副的摩擦系数。建立全尺寸转子压缩机摩擦噪声的有限元模型，运用复特征值分析方法研究压缩机摩擦噪声的产生机理。结果表明：在一定相对转速范围内，摩擦系数随相对滑动速度增大而减小，即存在摩擦系数相对于滑动速度曲线显现负斜率特性，这个负斜率特性可能是引起压缩机摩擦噪声一个原因。

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局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

王佳蓓周浩

2022, 42(2): 34-39.

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声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能，建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型，研究复合结构在10 Hz～2 000 Hz频段内的吸声特性，并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理，进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律。研究结果表明：(1)在10 Hz～2 000 Hz频率范围内，相比空腔型覆盖层，复合结构的平均吸声系数提高到0.497；(2)复合结构的低频吸声机理为：通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化，通过局域共振结构的反共振消耗声能，二者共同作用，提高吸声系数；(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大，峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。

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多层有砟轨道结构弹性波波动行为及带隙特性

张鑫浩, 赵才友, 张孝娟

2022, 42(2): 40-45.

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为更好探究弹性波在有砟轨道结构中的传播特性，建立基本元胞平面波倒格矢下的多层有砟轨道波动方程，得到无限周期结构模型的频散曲线及各阶带隙，分别为：0～57.4 Hz、72.14 Hz～122.2 Hz、141.9 Hz～243.5 Hz。通过参数分析，得出结构中的局域共振带隙主要受到扣件、轨枕、道床刚度等轨下支撑的影响；Bragg 带隙主要受到扣件刚度及元胞长度的影响。同时，建立有限周期数的多层有砟轨道模型求解结构的振动传递系数dB，得到在各阶带隙范围内dB值小于0，即弹性波明显衰减，验证了带隙的存在及计算的正确性。为探寻带隙机理，模拟多层有砟轨道的集中质量模型，推导出各阶带隙的边界频率计算公式及振动模式。最后，提取位于带隙范围内的60 Hz、90 Hz、200 Hz以及位于通带范围内的70 Hz、150 Hz、2 000 Hz下的钢轨及道床位移分布，对于带隙范围内的频率，钢轨及道床位移会沿着弹性波波动方向快速衰减，表现出带隙特性，且衰减速度与振动传递系数大小相符；而对于通带范围内的频率，钢轨及道床位移沿着弹性波的波动方向无明显变化或衰减，即表现出通带特性，这进一步阐释有砟轨道结构中弹性波的传播特性以及带隙对钢轨及环境振动的抑制作用。有关结论可为后续从波动角度研究轨道结构及环境振动提供新的思路及理论支撑。

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轨道交通动态客流对轮轨力特征影响研究

刘浪, 王安斌, 高晓刚, 鞠龙华, 李炜,

2022, 42(2): 46-50.

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为了研究轨道交通动态客流对轮轨力特征的影响，通过对列车实际线路进行试验分析动态客流对列车轮轨力、脱轨系数及频谱特征参数的影响。在线路曲线段位置钢轨上粘贴应变片，获得列车在不同客流工况下通过该区间段时的轮轨力大小，分析比较客流高峰期、客流非高峰期典型工况下轮轨力幅值大小、幅值变化趋势、脱轨系数大小及主频范围与频率变化规律。结果表明：动态客流对轮轨力幅值影响较大，随着客流增大轮轨垂向力幅值增大12.9 %，轮轨横向力幅值增大7.5 %。列车正常运营状态下脱轨系数在0.12～0.16 之间变化，动态客流对脱轨系数影响较小，均在安全行车范围内。动态客流引起轮轨力主频幅值大小变化，钢轨内轨横向力共振频率由175 Hz偏移到155Hz，共振频率出现了偏移，但轮轨力频谱特征趋势基本保持一致。

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三缸发动机式增程器扭转振动模糊PID主动抑制

白书杰, 魏长银, 陈勇, 李双清, 谭艳军, 李彦林

2022, 42(2): 51-58.

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针对增程器系统在发动机转矩波动激励下的多谐波扭转振动问题，提出一种模糊PID控制算法，利用发电机输出扭矩主动抑制扭转振动。建立8自由度轴系强迫振动模型，然后以角加速度以及转速为控制目标，采用模糊PID控制器主动抑制扭转振动。以均平方角加速度为扭转振动的评价指标。分析稳态和瞬态工况下扭转振动主动抑制效果。仿真结果表明，稳态工况下相比只以转速为控制目标的PID控制方式，均平方角加速度降低68.3%；相比传统的PID控制方法，均平方角加速度降低29.0%。所提出的方法可以有效抑制增程器轴系的扭转振动。

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基于RBF-NN近似模型的地铁钢轨探伤车转向架悬挂参数多目标优化#br#

肖乾, 程玉琦, 李超, 周生通, 高雪山, 黄敏

2022, 42(2): 59-66.

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以某地铁钢轨探伤车为研究对象，利用多体动力学软件UM建立车辆-轨道耦合动力学模型，分析探伤车在直线、曲线两种工况下的运行平稳性、安全性和曲线通过能力，为后续悬挂参数多目标优化提供原始数据支撑。基于MATLAB编程建立UM-ISight 联合仿真平台，在ISight 中以转向架一、二系悬挂刚度、阻尼等为目标参数，通过最优拉丁超立方法进行参数组合样本设计，并在此基础上构建符合精度要求的径向基函数神经网络(RBF-NN)近似模型，最后通过多目标优化算法NSGA-Ⅱ对近似模型进行寻优计算，得到最优的转向架悬挂参数组合。结果表明，所建近似模型具有较高的拟合精度，优化后车辆平稳性指标都得到明显改善，最多可降低35.39 %，且车辆的脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力、轮重减载率等曲线通过性能指标也有不同程度好转。

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采用优先数系排布的非等距轴流风扇性能研究

王刚锋, 樊一涛, 刘晓辉, 王剑

2022, 42(2): 67-72.

摘要 ( )

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冷却风扇噪声是振动压路机的主要噪声源之一，对其降噪需求日益迫切。以某型号振动压路机冷却风扇为研究对象，利用大涡模拟法和声比拟法进行流场数值模拟和频谱分析，对比均布、无规则非均布和优先数系排布条件下的风扇性能，重点研究不同叶片排布方式对风扇气动性能、流场特性及噪声特性的影响。结果表明：相比均布风扇，非均布结构对离散噪声有弱化峰值和移频作用；无规则非均布和公比过高优先数系排布易导致流场紊乱；选取公比合理的优先数系排布可在保证风扇气动性能和流场特性基础上，起到明显降噪效果，其中1.03 公比条件下效果最佳，其总声压级平均降低3.28 dB。研究结果可为工程机械轴流风扇设计及其降噪方法研究提供一定参考。

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基于PCA-IPSO-INN的离心风机噪声预测

张长伟, 蒋淑霞, 隆波, 刘文, 刘梦安

2022, 42(2): 73-78.

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因离心风机噪声超限造成返厂，会影响用户体验，同时增加制造成本，故提出一种新的分析方法，旨在生产前对离心风机噪声进行智能预测。首先基于相关性分析和主成分分析法(Principal Component Analysis，PCA)对风机15 个性能和几何参数进行降维处理，然后提出一种具有非线性惯性权重的粒子群算法，并用于优化反向传播(BackPropagation，BP)神经网络的初始权值和阈值，最后寻找最佳隐层，确定BP神经网络4×8×1 的结构，从而简化网络结构，提高收敛速度和预测精度。经实验验证，该方法较其他方法预测精度更高，平均误差仅为0.76 %，且在生产企业得到很好应用，在工程实践中具有实际意义。

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封闭式背腔微穿孔板吸声结构

吴腾, 刘秀娟

2022, 42(2): 79-84.

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为提高微穿孔板吸声体的吸声性能，提出一种宽频带封闭式背腔微穿孔板吸声结构。使用薄膜封闭背腔中的特定气体，改变背腔声抗，配合参数合理的微穿孔板，能够提升低频吸声性能并有效拓宽吸声频带。基于声电类比法推导该吸声体的吸声系数计算方法，通过有限元仿真以及阻抗管实验对理论计算结果进行验证，最后探究背腔气体、微穿孔板振动和薄膜厚度对吸声性能的影响。结果表明，背腔气体对吸声性能有显著影响，当在背腔中填充六氟化硫时，能提升该结构的低频吸声性能，但使吸声带宽变窄；当在背腔中填充氦气时，其法向吸声系数在240 Hz～4 300 Hz频率范围内大于0.5。

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密封舱控制力矩陀螺振动噪声控制分析与验证

游进, 姚丽坤, 王昊, 侯永青, 金玮玮

2022, 42(2): 85-89.

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控制力矩陀螺（CMG）是航天器姿态控制的执行器，内含高速转子，是航天器上重要的振动及噪声源。对某舱外安装CMG的载人航天器密封舱开展噪声测试，发现噪声总声级过大且主要为与CMG工频及2 倍频对应的单频噪声。对CMG进行隔振处理并对隔振系统特性进行分析，发现隔振措施使工频扰振力输出显著减小，但在2 倍频处隔振效果弱于工频处，其原因在于受到CMG弹性的影响。载人密封舱振动噪声耦合分析表明隔振措施使密封舱薄壁振动的幅值及范围大幅减小，从而降低密封舱噪声。在安装隔振器的载人密封舱进行验证试验，隔振系统固有频率实测值与仿真结果吻合较好，CMG工频处噪声降幅达18 dB～21 dB，2 倍频噪声降幅达2 dB～7 dB，与分析结果基本一致。

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折叠背腔微穿孔结构的宽频吸声特性研究

孟令晗, 朱海潮, 侯九霄,

2022, 42(2): 90-94.

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为拓宽吸声带宽，提高低频吸声效果，提出新型折叠背腔微穿孔板吸声结构。建立单个折叠背腔微穿孔吸声单元的理论模型，通过传递矩阵法求解其吸声系数，通过有限元仿真验证理论计算结果。在此基础上，分析由不同背腔深度单元组成的折叠背腔微穿孔板吸声结构的垂直入射吸声特性。随着组合单元数目的增加，吸声带宽得到进一步拓展。结果表明，整体厚度仅为30.3 mm的10 单元组合折叠背腔微穿孔板吸声结构在450 Hz～1 600 Hz内的吸声系数大于0.6，在1 200 Hz～1 550 Hz范围内的吸声系数大于0.8。

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EEMD-ICA联合降噪的旋转机械故障信号检测方法

高康平, 徐信芯, 焦生杰, 师宁

2022, 42(2): 95-101.

摘要 ( )

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针对旋转机械前期故障信号微弱、易被噪声淹没、故障特征难以提取的问题，提出一种聚合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD）和独立成分分析（Independent Component Analysis，ICA）相结合的故障特征提取方法。首先，运用EEMD理论将振动信号分解为一系列的固有模态函数（Intrinsic Mode Function，IMF），然后根据相关系数和均方根准则选取含有原始信号多的IMF分量构造观测信号，引入虚拟噪声通道；最后，通过FastICA算法将噪声与故障特征信号进行分离，并对分离出的有用信号进行频谱分析，突显故障频率。通过仿真信号验证所提出方法的有效性，并将其应用于轴承的内外圈故障识别，与传统的EEMD-WTD降噪方法对比，结果表明：所提出的方法能提取出清晰微弱故障特征信号，对低频噪声的抑制效果明显优于EEMD-WTD方法。

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基于最大相关峭度解卷积和谱峭度的滚动轴承声信号故障特征增强

高锐文, 胡定玉, 师蔚, 廖爱华, 余佑民, 丁亚琦

2022, 42(2): 102-107.

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采用滚动轴承的声学信号进行状态监测及故障诊断时，环境噪声、传递路径以及其它设备噪声会严重干扰目标信息的提取。针对这一问题，提出一种基于最大相关峭度解卷积和快速谱峭度图的滚动轴承声信号故障特征增强方法。该方法首先利用最大相关峭度解卷积算法对滚动轴承声信号进行解卷积，增强信号中每旋转一周时出现的脉冲信号，削弱噪声信号；然后将谱峭度作为指标，利用快速谱峭度对信号进行滤波分析，获得包含轴承故障信息最丰富的频带；最后对该频带进行包络提取特征频率。仿真及实验结果表明，相较于传统的包络解调，该方法在滚动轴承声信号故障特征提取方面具有更好的降噪性能和故障特征增强效果。

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基于随机共振及图谱理论的齿轮故障特征提取

刘新厂孙琦

2022, 42(2): 108-113.

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机车齿轮箱齿轮工作环境恶劣极易出现齿轮损伤。齿轮箱齿根裂纹损伤检测是保证列车安全运行的有效措施。本文提出了一种基于随机共振以及图谱理论相结合的齿根裂纹故障提取方法。基于随机共振以及图谱理论的故障提取方法具体过程如下，首先，运用复Morlet小波梳状滤波器对原始信号进行解调处理；然后，运用图谱理论方法对仿真信号进行处理提取信号中含有的冲击信号成分；最后利用随机共振方法对提取的冲击信号进行处理，达到消除信号中噪声干扰增强信号中冲击成分的目的。运用本文提出方法对仿真数据进行处理，证明了本文提出方法的有效性。

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基于正则化稀疏滤波的轴承声信号故障诊断方法

王峰, 张海涛

2022, 42(2): 114-117.

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基于声信号的故障诊断由于其所具有的非接触、易安装等优点开始逐渐在机械故障诊断领域中得到广泛应用，但声信号的信噪比低导致其诊断准确率较差，因此急需有效的智能方法以实现噪声背景下的信号特征提取。稀疏滤波算法是一种基于无监督学习的智能特征提取算法，它能够优化特征分布的稀疏性从而得到好的特征表达。为了实现轴承声信号的特征提取和故障诊断，采用稀疏滤波算法从声信号频谱中提取特征，通过对其目标函数添加L2 范数约束以减少过拟合现象，然后采用Softmax 回归函数作为分类器，实现对不同轴承故障类型的精准识别。最后通过一组特殊设计的轴承故障诊断实验验证了所提方法的有效性。

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虚拟轨道列车运行噪声特性及评价分析

倪小松, 齐玉文, 姚丹, 彭来先, 肖新标

2022, 42(2): 119-123.

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虚拟轨道列车正在我国得到快速发展，其车内外噪声水平、特性及形成机理还缺少相关研究。基于线路试验，对虚拟轨道列车开展声源识别和振动噪声测试，分析其车内外噪声水平、频谱特性和速度依赖关系，进而参考城市轨道交通列车和汽车相关噪声限值标准对车内外噪声进行评价分析，最后对其噪声形成机理和关键控制技术进行初步探讨。结果表明：其以52.5 km/h 匀速运行时，车内外噪声分别为69.5 dB（A）和67.8 dB（A）；相比城市轨道交通列车和汽车相关噪声限值，虚拟轨道列车车内噪声分别低于噪声限值5.5 dB（A）和14.5 dB（A）；车外噪声低于城市轨道交通列车限值11.5 dB（A）；虚拟轨道列车车内噪声能量主要集中在315 Hz～1000 Hz频段内，噪声主要来源于地板区域，初步推断结构为噪声主要的传递路径，可通过避开车外振动源和车体结构共振频率来减小车体的结构传声。

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不同轨道结构形式下地铁隧道振动传递特性试验研究

吴宝游, 宋立忠, 艾永飞, 刘全民, 刘天宇

2022, 42(2): 124-127.

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为探明不同轨道结构形式下地铁隧道的振动传递特性及减振效果，以南昌地铁3 号线为工程背景，分别选取普通板式轨道地段、双层非线性减振扣件轨道地段、隔离式减振垫轨道地段，开展现场锤击试验。基于现场测试结果，研究不同轨道结构形式下地铁隧道的振动传递特性，并分析不同轨道结构的减振效果。结果表明：隔离式减振垫轨道的减振效果最佳，其次是双层非线性减振扣件轨道，普通板式轨道减振效果最差；双层非线性减振扣件轨道在80 Hz～170 Hz范围内表现出良好的减振特性，隔离式减振垫轨道则在30 Hz 以上频段均表现出显著的减振特性；与普通板式轨道相比，双层非线性减振扣件轨道和隔离式减振垫轨道的减振效果分别约为5.6 dB和10 dB。

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随机不平顺激励下地铁整体道床式轨道振动特性研究

靳伟江, 张思莹, 汶晓强, 石焕文

2022, 42(2): 128-133.

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对地铁钢轨振动特性和支座反力的探究是研究地铁引起环境振动的关键。为研究整体道床式轨道的振动特性，基于二维车辆–轨道耦合动力学数值分析法和三维有限元法对不同车速、不同轨道不平顺激励工况下的钢轨垂向振动加速度、振动速度、钢轨位移、支座反力和时域轮轨力进行仿真计算。结果表明：车速一定时，由同种方法计算得到的不同轨道不平顺激励下钢轨最大的垂向位移、支座反力在数值上的差异在5 %以内；同种轨道不平顺谱激励下，钢轨最大的垂向振动加速度、振动速度、垂向位移、支座反力以及时域轮轨力波动范围随车速增大而增大；在钢轨最大垂向振动速度、垂向位移和支座反力方面，基于二维数值分析模型的计算结果大于三维有限元模型的计算结果。根据两种方法计算所得的最大支座反力分别占单个车轮静载的40.46 %和37.44 %；同一车速工况下，钢轨最大的垂向振动加速度、垂向速度、垂向位移、最大支座反力以及时域轮轨力的最大变化范围均在美国五级谱激励条件下取得。

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新能源汽车空调鼓风机气动噪声特性分析及优化

王俊杰, 黄燕, 张凡, 王洪强, 覃旗开, 董大伟

2022, 42(2): 134-142.

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由于缺少发动机噪声的覆盖，新能源汽车空调鼓风机产生的气动噪声成为影响乘车舒适性的重要噪声源，主要针对某新能源汽车空调鼓风机系统进行气动噪声特性分析和优化，以适应更加严苛的噪声控制要求。采用ANSYS数值模拟软件和半消声实验室，通过对原始叶轮模型流场和声场的研究分析复杂的轮毂、叶片、气流和结构部件周期性相互作用产生的气动噪声特性，并开展轮毂型线和叶顶弧度对气动噪声的影响研究，其中轮毂型线模型最大可以分别降低43 阶次叶频噪声和总声压级5.0 dB和4.2 dB，叶顶弧度模型最大可以分别降低43 阶次叶频噪声和总声压级4.0 dB和2.7 dB。研究结果对优化新能源汽车空调鼓风机在受限空间内气动噪声控制具有一定的参考意义。

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温变对高速列车一系悬挂高频传振特性的影响

刘浩楠, 王奇, 韩健, 关庆华, 肖新标

2022, 42(2): 143-148.

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为研究高速列车悬挂件温变特性及其对转向架高频振动特性的影响，对我国某型高速列车主要一系悬挂件进行了温变（-30 ℃~30 ℃）试验。试验得到各悬挂件在不同温度下的高频传递特性，结果表明，含橡胶悬挂件及液压减振器件高频传递特性受温度变化影响显著。基于试验结果，采用全有限元方法，建立了悬挂件温变特性模型以及转向架高频传振模型，进而研究了温度变化对转向架振动及一系悬挂隔振性能的影响。研究表明，随着温度的降低，转向架轴箱和构架加速度总值呈现升高趋势，一系悬挂隔振性能有所提高，受温度影响，轴箱、构架加速度级总值最大变化分别13.4 dB、3.6 dB。研究有助于理解和掌握转向架振动的温变规律，可为高速列车减振降噪措施提供科学依据。

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基于逆子结构分析方法的车门振动噪声分析

黄河

2022, 42(2): 149-153.

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针对国内主机厂某款SUV 以11 km/h～13 km/h 的速度行驶在搓衣板路面时左后车门出现异常振动的现象进行分析。通过前期试验已确定引起车门异常振动的激励来源于搓衣板路面，借助逆子结构分析方法对从轮轴头到左后车门(目标响应点)振动传递路径进行分析。该方法优势在于在整车耦合系统条件下，通过试验测量可得到底盘系统和车身系统耦合界面动态参数与各子结构频响函数，从而求解出各轮轴头到接附点（车身侧为被动端）激励传递率以及各子系统非耦合状态下频响函数，从而实现振动传递路径贡献量分析，最终找出激励传递率较大的接附点。

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考虑仪表板声腔的汽车防火墙总成声传递特性研究

胡杰宏, 潘殿龙, 潘作峰, 汤乐超, 陈曦, 李登山,

2022, 42(2): 154-160.

摘要 ( )

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根据前机舱噪声向车内传递的路径及降噪原理，分析前围挡板衬垫重层面密度、吸声层厚度和橡胶护套结构对防火墙总成隔声性能及仪表板声腔声压的影响，得出采用适当厚度纯吸声材料前围挡板衬垫代替传统“重层+吸声层”前围挡板衬垫能降低仪表板声腔声压的结论。基于上述研究结论，在某电动车前围挡板衬垫优化过程中，提出较原方案降重72 %的新方案，整车声传函测试和噪声测试结果表明轻量化样件NVH性能在低频段与原方案相当，在中高频段优于原方案。最后总结防火墙总成声传递特性设计的一些原则。

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地铁线路中等减振扣件振动测试与减振效果研究

尹华拓, 袁宇, 曾志平, 黄旭东, 谢中林, 吴志鹏

2022, 42(2): 161-166.

摘要 ( )

PDF(1821KB) ( )

相比其他地铁线路轨道减振形式，中等减振扣件具有造价低、易于维护、方便调节轨距等优点，在地铁建设中逐渐被广泛采用。为研究中等减振扣件在行车环境中的减振性能，对某地铁安装中等减振扣件的直线断面的钢轨振动加速度、道床振动加速度、隧道壁振动加速度以及钢轨动态位移进行现场测量。测量时主要依据GB/T13441 系列标准，采用铅垂向Z振级VLZ作为评价指标，对振动加速度数据进行1/3 倍频程分析。通过与安装普通扣件直线断面的相应测量结果进行对比可知，（1）中等减振扣件可有效减小隧道壁的振动达8 dB以上。（2）通过对钢轨、道床以及隧道壁的振动测试，可知中等减振扣件具有较好的减振效果。（3）根据钢轨动态变形测试结果可知，虽然安装中等减振扣件的钢轨竖向位移、轨头横向位移、轨距变化量比安装普通扣件的有所增加，但是其增加值均在允许范围内，可以满足列车安全运营的要求。（4）研究结果对于中等减振扣件的设计以及地铁线路轨道结构设计与规划具有参考与借鉴意义。

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基于传递路径分析的车身阻尼材料拓扑优化

张志飞, 尹奇彪, 陈钊, 蒲弘杰, 李云, 张健

2022, 42(2): 167-172.

摘要 ( )

PDF(1720KB) ( )

以某乘用车怠速工况下的车内噪声为研究对象，建立内饰车身的声-固耦合有限元模型，施加实测的加速度激励预测车内噪声响应。通过有限元模型获取系统传递函数，结合实测加速度激励建立传递路径分析模型，分析怠速工况下驾驶员右耳位置121 Hz频率处各路径的声学噪声贡献情况，以贡献量较大的路径为板件贡献量分析的激励输入位置，确定后地板为铺设阻尼的目标板件。以121 Hz处驾驶员右耳声压最小为目标，建立拓扑优化模型，对后地板阻尼进行布局优化。结果表明，怠速工况下121 Hz峰值频率处驾驶员右耳声压级下降5.59 dB(A)，传递路径分析对阻尼结构优化设计具有一定指导作用。

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基于多学科多目标的车架结构轻量化设计

何睿

2022, 42(2): 173-178.

摘要 ( )

PDF(2087KB) ( )

针对某载货汽车车架的性能分析与轻量化问题，首先基于有限元方法建立车架离散化模型，对其进行弯曲刚度分析和弯曲刚度试验，验证有限元方法的正确性。然后对车架进行自由模态分析，获取其低阶模态频率。再建立整车刚柔耦合动力学模型，提取车架在转弯、制动和上跳工况下的载荷，并应用惯性释放方法对其进行强度分析。最后基于集成平台对车架主要部件厚度值进行多学科多目标优化设计，分析结果表明优化之后车架静动态性能均符合设计要求，其总重量降低9.3 %，并且通过了整车道路可靠性试验的验证，实现结构与性能最优，轻量化效果比较理想。

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电动乘用车永磁电机的振动噪声测试及特性分析

丁杰, 尹亮, 李叶林

2022, 42(2): 179-185.

摘要 ( )

PDF(2572KB) ( )

针对某电动乘用车永磁电机壳体产生低频共振轰鸣声的问题，开展全工况的振动噪声测试，获得电机在正反转工况不同转速下的总声压级和频谱特性，分析噪声与振动的映射关系以及电机噪声的产生机理。通过电机的模态测试对工作转速范围内的电机进行共振分析，确定电机振动噪声过大的原因，并提出电机的减振降噪方案。研究结果表明：该电机转子存在较大偏心，电机1 阶激振力波与第4 阶结构模态发生耦合共振；噪声主要集中在以转速基频的1、2.5、3、3.5、4、7、8、10.5、16、24、40、56 和88 等阶次为中心频率的频带范围内；通过控制转子偏心度和增大电机壳体刚度，可明显抑制电机噪声水平，有关结论可为电机噪声控制提供指导。

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基于INM模型的天津机场飞机噪声污染预测与防治研究

杜昀怡

2022, 42(2): 186-190.

摘要 ( )

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随着我国航空运输业的不断发展，飞机噪声污染问题已经成为限制民航发展的主要问题之一。调查统计了天津机场2018 年实际航空业务量和规划航空业务量，利用INM模型计算飞机噪声并绘制等值线图，根据计算结果分析飞机噪声对周边环境的污染情况。计算结果表明，受航空业务量增加和第三跑道建设的影响，天津机场周边受飞机噪声影响的面积和人数显著增加。结合国际民航组织（ICAO）针对飞机噪声控制提出的“平衡做法”，研究天津机场可以采用的噪声污染防治措施，主要包括减少噪声源、土地使用的合理规划和管理、采用减噪飞行程序。

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等值线平滑的噪声地图矢量化优化方法

李志强, 刘兰华, 潘永琛

2022, 42(2): 191-195.

摘要 ( )

PDF(1513KB) ( )

噪声地图中栅格型噪声云图被放大后会产生失真现象，且占用的存储空间较大，不利于大尺度噪声地图的精细化展示。为提升噪声云图展示效果并降低文件大小，研究双线性插值、双三次卷积插值、栅格图像矢量化方法的优缺点，提出一种基于噪声等值线平滑的矢量化优化方法。该方法利用平滑后的等值线、绘图边界、建筑物轮廓等构建矢量面要素，并根据各面要素内噪声值通过渲染得到矢量噪声云图。不同噪声云图优化方法的对比结果表明，根据基于等值线平滑的优化方法得到的矢量噪声云图对噪声传播和分布规律的展示更为清晰，数据量降为栅格数据的1/30，且噪声展示精度灵活可调，对于改善噪声地图质量、增强噪声地图实用性具有重要意义。该方法也可推广应用于绘制其他类似的专题地图以提升数据可视化效果。

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高架复合道路综合降噪措施对临街建筑降噪效果研究

贺玉龙, 张书豪, 李静文, 苏凯, 张群

2022, 42(2): 196-200.

摘要 ( )

PDF(1383KB) ( )

基于成都市二环高架复合道路临街建筑噪声垂向分布测试结果以及实验条件下的工程降噪措施降噪效果，采用Cadna/A软件模拟预测综合降噪措施对高架复合道路临街建筑的降噪效果。结果表明：纯电动公交对高架复合道路临街建筑的降噪效果仅为0～0.1 dB(A)；OGFC路面主要降噪频段为交通噪声频段，对临街建筑的降噪效果不超过4.1 dB(A)；等效高度3.5 m顶部弧形声屏障和等效高度1.5 m高透明折臂声屏障预测降噪效果分别为0～5.2dB(A)和0～2.5 dB(A)，仅对声屏障声影区内的楼层有一定降噪效果，对低层和高层楼层降噪效果不明显；对声源和传播途径采用综合降噪措施后噪声水平依然较高时，可使用隔声窗保证临街建筑室内声环境质量。

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区域环境振动对某拟建精密实验室选址的影响分析

杜林林, 兰日清, 祖晓臣, 伍文科

2022, 42(2): 201-206.

摘要 ( )

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精密实验室对周边环境振动要求极高，其选址要求充分考虑区域环境振动情况。随着城市化的快速发展，市内道路、城市轨道交通、客运铁路等显著提高沿线环境振动水平，受土地资源的制约，部分精密实验室的规划建设以及运行难以绕避交通线路。为了满足精密实验室对拟建场地的环境振动要求，需在选址阶段对区域环境振动水平进行综合评估。以某拟建精密实验室区域选址为例，通过现场测试和分析，以VC曲线作为评价指标，重点研究高速铁路、市政道路沿线的环境振动水平，可为工程实践提供指导。

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旋转地震作用下非对称大跨悬索桥动力响应

尹智勇

2022, 42(2): 207-213.

摘要 ( )

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为分析旋转地震动对非对称大跨悬索桥动力响应的影响规律，首先基于简化微极理论合成地震旋转分量，并通过峰值和功率谱值进行正确性验证；其次基于PEER数据库的7 条实测地震动水平分量，合成相应地震旋转分量；最后基于实测波的水平分量和合成的旋转分量对某非对称大跨度悬索桥进行不同地震分量激励下的抗震性能分析。研究结果表明：仅考虑3 个平动方向的地震激励是偏于不安全的，同时考虑6 个地震分量的塔底剪力是仅考虑平动分量时的9.23 倍，而塔底弯矩将变为7.06 倍；跨中竖向位移达到1.583 m，主梁纵向位移达到0.247 m，相应值约为工况4的2倍。建议在实际工程中考虑旋转地震动的影响。

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干式铁芯电抗器设备振动控制措施研究

伍文科, 杜林林, 秦敬伟, 祖晓臣, 王菲

2022, 42(2): 214-218.

摘要 ( )

PDF(2091KB) ( )

针对布置在楼上且集中布置的干式铁芯电抗器正常运行时对结构楼板及设备自身的振动影响问题，采用数值模拟结合现场实测的方法，分别研究采取结构性措施和主动隔振的实际减振效率。具体研究过程为：采用大质量法进行振动输入以确定电抗器振动荷载，并使用实测数据进行验证，将数值模拟结果和测试结果校核对比后，确认数值模型及振动荷载输入具有很好的准确性和适用性。然后将该模型应用于实际工程项目，研究加厚楼板、增加隔墙和立柱、加密次梁等结构性振动控制措施及采用钢质弹簧进行主动隔振的实际减振效率。分析结果表明，钢质弹簧隔振装置的实际减振效率最好，增加隔墙和立柱、加密次梁也具有较好的减振效率，加厚楼板的减振效率一般，在此基础上结合实际工程经验给类似工程项目提出了相应的设计建议。

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面向车辆平稳性的抗蛇行减振器结构参数多目标优化

张海, 冉祥瑞, 李海涛, 林凤涛, 王秀刚

2022, 42(2): 219-225.

摘要 ( )

PDF(1782KB) ( )

高速动车组在运营过程中依赖抗蛇行减振器维持车体横向振动的平稳性，为提高不同工况下车辆运行平稳性，需要对抗蛇行减振器结构参数进行多目标优化。首先建立包含抗蛇行减振器液压数值模型与CRH3 车辆动力学模型的UM-SIMULINK联合仿真模型，分析抗蛇行减振器结构参数对车辆平稳性的影响，随后基于车轮磨耗对轮轨接触几何的影响设计两种工况，基于UM-ISIGHT 联合仿真采用NSGA-II 算法对抗蛇行减振器结构参数进行多目标优化。结果表明：抗蛇行减振器常通孔径、卸荷孔径和活塞杆直径对车辆平稳性有不同程度的影响。车速较低时，增大常通孔径有利于车辆平稳运行；车速较高时，随着直径增大，常通孔、卸荷孔和活塞杆直径分别使车辆平稳性呈现“劣-优-劣”、“优-劣-稳定”和轴对称下降的变化趋势。对抗蛇行减振器常通孔径和卸荷孔径进行多目标优化后，高速、高等效锥度条件下车辆平稳性提高20.72 %，优化效果显著。

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两种Skyhook阻尼实现方式在柔性隔振平台中的对比研究

孔永芳

2022, 42(2): 226-230.

摘要 ( )

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利用Skyhook 阻尼进行柔性隔振平台的主动隔振控制时，可以简单地通过调节控制增益实现对低频段隔振器模态共振响应的抑制，且不影响高频段的隔振性能。在实际使用中，Skyhook 控制有两种常见的实现方式，即积分加速度反馈和积分力反馈。为分析两种实现方式用于柔性隔振平台时所产生的减振效果的差异，基于柔性Stewart 型隔振平台，结合多个ADAMS和MATLAB联合仿真案例开展详细且直观的对比研究。结果表明，对于传统的柔性隔振平台，积分力反馈法会由于实际柔性铰链的残余刚度而不能完全抑制隔振器刚体模态的共振；并且对于有效载荷的低阶模态，同样以抑制低频刚体模态为目的而设计的积分加速度反馈主动控制比积分力反馈法有更好的阻尼效果。最后，给出了对于两种控制方式选取和相应平台设计的意见。

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往复式压缩机吸气消声器的设计与优化

张则刚, 高丽, 孙海滨, 兰同宇, 吴伟

2022, 42(2): 231-235.

摘要 ( )

PDF(1722KB) ( )

传统内插式吸气消声器腔室之间密封性差，影响消声器消声性能和阻力特性，为解决这一问题，设计一种新结构吸气消声器，通过初步实验对比，证明新吸气消声器腔室密封性好，且具有较好的声学性能和阻力特性，可使压缩机声功率级降低1.87 dB，制冷量提高7.4 W，性能系数提高0.016。为进一步提高新消声器的消声性能，利用声学分析软件LMS Virtual. Lab 进行声学仿真模拟，分析其引流管长度、引流管通流截面宽度、扩张孔位置和出口内插管长度等内部结构参数对传递损失的影响，优化内部结构参数。最终，压缩机声功率级降低2.51 dB，制冷量提高5.63W，性能系数提高0.015。

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小型混响舱测量材料吸声系数

许力

2022, 42(2): 236-240.

摘要 ( )

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针对现有的基于混响室测量材料吸声系数方法所需场地空间较大和试件尺寸较大，而驻波管法只能测量对应于材料轴向入射的吸声系数，无法应用于不规则试件测量的问题，结合参考文献，设计制作小型混响舱用于应对该类问题。介绍通过小混响舱测量材料吸声系数的背景及应用场景，比较基于传统混响室和小混响舱测量材料吸声性能的方法，通过多次实验验证小混响舱整体结构实验环境的稳定性及分析测点位置不同对测量结果的影响，重点介绍小混响舱的结构及相关测量设备、测量方法及其在测量小试件无规入射吸声系数方面的优势。

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某纯电动汽车减速器加速异响问题分析与减速器优化

张军, 焦明, 岳中英, 常玉朋, 黄循奇

2022, 42(2): 241-246.

摘要 ( )

PDF(2249KB) ( )

在传递扭矩的瞬时突变工况下，纯电动汽车传动系统和驱动电机的结构特性容易引起整车产生冲击、噪声与抖动等问题，严重降低驾乘舒适性。系统性阐述某纯电动汽车加速撞击异响问题的分析解决过程，建立基于电驱动系统试验台架的排查方法，根据齿轮啮合间隙理论和整车扭矩控制机理，提出具体的工程控制措施与方案，优化电机扭矩过零策略，通过实车实验验证改进方案的有效性，有关结论对解决纯电动汽车传动系统在瞬态工况下的振动噪声问题，具有较重要的工程指导意义。

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时变特征响度在瞬态工况噪声优化中的应用

李里, 王悦, 刘智鸣, 李达, 姜建中

2022, 42(2): 247-252.

摘要 ( )

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在某型商用车行驶过程中当驾驶人员在急踩或急松油门时，可感受明显瞬态金属撞击噪声，且噪声衰减线性度差。针对该问题，采用传统A计权全频带量级和频谱彩图评价法均难以反映真实情况，为此在时变特征响度计算模型基础上提出切片对比法和特征响度凸出值评价指标，并详细阐述各步骤计算原理。在整车优化过程中，通过采用1 阶低通滤波扭矩控制策略和控制变速箱齿轮啮合间隙相结合的方式，可有效改善撞击噪声。相比于传统评价方法，实际工程中应用新评价方法可提高主观感受与客观评价指标的相关性，增强主观评价和客观测试数据的关联性，可具体量化分析撞击噪声的严重程度，为车辆NVH性能开发、评价及优化提供新的手段。

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改善轰鸣振动与换挡冲击的双质量飞轮优化设计

侯高杰, 徐永晨, 张亚伟, 程鲜鲜

2022, 42(2): 253-258.

摘要 ( )

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针对某前置后驱车辆存在的轰鸣振动以及换挡冲击问题，进行整车试验分析，发现在发动机转速为1 600r/min、2 700 r/min 时的轰鸣振动较为明显，换挡冲击的振动频率在10 Hz之内。借助ADAMS软件搭建整车虚拟样机模型，利用ADAMS/Vibration 模块进行模态解析计算，结果表明：转速为1 600 r/min时的轰鸣振动的影响因素为离合器回转刚度，换挡冲击的影响因素为飞轮惯性质量。因此对实车的双质量飞轮惯性质量以及刚度进行优化，同时在实车上进行验证，结果显示该改进方案能够同时解决轰鸣振动以及换挡冲击问题。

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