摘要:交通荷载引起的桥梁振动辐射低频噪声严重危害居民的身体健康和生存环境,正确把握桥梁振动噪声辐射机理和准确预测声压水平,对评价及降低环境噪声污染具有重要现实意义。结合车桥耦合振动理论和声传播理论,建立了桥梁振动辐射瞬态噪声的有限元-边界元混合求解体系。结合一座三跨钢连续梁桥,对交通荷载作用下桥梁振动产生的瞬态噪声声场特性进行了实验分析和数值模拟。分析结果表明,该方法能够同时反映声场在时域和频域的分布规律,可全面评估车桥振动辐射噪声的声压水平和声场特性,并具有较好的精度。算例中的下承式钢箱梁桥由于桥面板刚度小,声辐射面大,在车辆荷载作用下辐射噪声水平较高,噪声主要由桥面板振动引起。车辆入桥及出桥时的冲击作用只影响桥梁支座附近的声场。桥面附近等高线形状基本为圆弧形,桥面中心线附近的声压大于横断面两侧。

摘要:对武广客运专线上高速运行列车引起的环境噪声及声屏障降噪效果进行了实测,测得大量噪声数据。通过分析得到以下结论:高速列车的机车辐射噪声随列车速度的增大而增大；通过路基段时的辐射噪声为82.8～91.8 dB(A),通过桥梁段时为79.3～89.6 dB(A),随着桥梁和路基高度的逐渐增大,辐射噪声略有减小的趋势;噪声频率主要集中在低频段(f=40～80 Hz)和中频段(f=500～8 000 Hz),与桥梁区段相比,路基区段随频率的增加声能量衰减较为平缓。近期路基段铁路边界噪声值在60～65 dB(A),桥梁段为55～60 dB(A)；中期(2018年)边界噪声的预测噪声值较近期值有明显增大,最大值接近规范限值。路基声屏障降噪效果为6～8 dB(A),桥梁声屏障降噪效果为6～7 dB(A)；声屏障越高降噪效果越明显,3.15 m高声屏障降噪效果较2.65 m高声屏障提升2 dB(A)左右。

摘要:建立四分裂覆冰输电线的面内垂直和扭转两个方向的连续体耦合非线性动力学偏微分方程,利用Galerkin方法将偏微分方程转换为常微分方程。选初始攻角和面内结构阻尼为参数,应用中心流形理论并借助符号运算软件Mathematica程序,得到系统在分岔点处中心流形上的约化方程,并应用规范形理论对约化方程进行化简,得到系统极坐标下的Hopf分岔方程,研究了参数连续变化对系统稳定性及舞动幅值的影响。对系统进行数值分析得到了系统的运动相图和时程曲线,结果表明系统收敛于稳定的极限环。

摘要:时间滞后是结构振动主动控制系统中普遍存在的现象,时滞不仅会降低控制系统的性能,严重时会造成系统失稳、控制发散。常规时滞补偿方法大多是将时滞作为一种危害进行消减,而今提出了一种基于速度反馈的主动利用时滞的补偿新方法。研究分为以下三方面内容:首先以理论分析为基础,提出了基于速度反馈的主动增加时滞的补偿新方法;其次,结合大量仿真结果定性分析了主动控制算法的参数影响规律;最后,以单层剪切型框架结构为被控对象,进行了多种输入激励下基于速度反馈的主动增加时滞补偿试验验证。大量仿真分析和试验结果表明所提方法能够在保证系统稳定性的同时获得一定可观的控制效果。

摘要:提出了利用观测器／卡尔曼滤波辨识(OKID)方法辨识系统的最小阶功率流模型。首先直接由测量的输入功率和能量的时域数据辨识功率流系统的Markov参数,然后利用特征系统实现算法得到功率流模型的最小实现。同时对统计能量分析模型修正方法进行了改进,将初始模型子系统间的耦合信息作为附加约束条件,并根据约束最优化思想寻求初始损耗因子相对误差矩阵的最小范数解,进一步可得到辨识的损耗因子参数。通过5子系统结构的实例仿真分析,验证了OKID功率流模型辨识方法可行并具有很好的抗噪性能；与传统SEA模型修正算法相比,改进方法对初始SEA模型有更好的适应性,修正参数更好地保持了物理意义。研究的辨识方法可有效提高内损耗因子和耦合损耗因子的实验辨识精度,扩展实验SEA参数识别的工程应用范围。

摘要:对一种理论斜直线运动轨迹的单相驱动双向运动的直线超声电机进行了理论及实验研究。该电机由塔形定子和倾斜一定角度安装的导轨组成,定子的两个正交工作模态为y-z面内对称振动模态和x-z面内弯振模态,分别对应电机的正反运动方向,利用在工作模态下定子驱动足表面质点相对于导轨的理论斜直线运动来驱动导轨运动。分析了电机的工作原理,推导了电机运行的导轨倾角范围,研制了样机,并进行了模态实验和机械特性实验。实验表明:在导轨倾斜角为35°、激励电压500 Vp-p、预压力4.5 N下,当电机工作在y-z面内对称振动模态,电机正向运动,最大空载速度为79 mm／s,最大输出力为0.5 N；当电机工作在x-z面内弯振模态,电机反向运动,最大空载速度为756 mm／s,最大输出力0.8 N。

摘要:基于叶尖定时的旋转叶片振动测量技术属于严重的欠采样方法。为实现旋转叶片异步振动辨识,分析了基于叶尖定时的异步振动信号模型,设计了一种利用全相位FFT分析技术的多传感器遍历的异步振动辨识方法,从理论上推导了全相位FFT以及多传感器遍历算法,并进行了计算机仿真验证。运用该方法在某型号航空设备的旋转叶片完成振动测量实验,实验结果表明,叶片异步振动辨识结果与叶片理论设计基本一致。成功解决了叶片异步振动欠采样问题,进一步完善了叶尖定时测振系统。

摘要:针对整体柔性、局部刚性的组合结构系统的动力反应分析,推出了一种隐式-显式混合算法的逐步积分方法。这种混合求解方法,在一个算法步中,对柔性部分采用显式方法求解,对刚性部分则采用隐式方法求解,充分利用了隐式算法无条件稳定的优点和显式算法计算高效的优点。混合法稳定域大小表达式中的频率为柔性部分的最高频率,而不是整体结构的最高频率,这就避开了局部刚性导致显式算法时间步长需要过于细化的缺点。这种方法可以作为一种高效的逐步积分方法,用来求解土-结构相互作用、液固耦合系统等的动力反应。算例表明了方法的正确性。

摘要:液固混合介质隔振装置中的弹性单元体可有多种形式,波纹管单元体是其中性能较好的一种。设计液固混合介质隔振装置的首要工作便是计算弹性单元体的刚度。分别利用曲杆和板壳两种理论模型推导了波纹管单元体的轴向刚度,在此基础上,分析了单元体轴向刚度随几何构型的变化关系。对含该单元体的液固混合介质隔振装置进行了振动试验,得到了不同激励水平下的系统频响特性,并比较了理论与实测的频响特性,结果表明:曲杆模型、板壳模型与实测的隔振系统共振频率相对误差分别为7.5％,4.3％,板壳模型更贴近波纹管单元体的实际结构。

摘要:针对时差定位法受不同模式波速度差异及波形传播畸变等因素影响的问题,将神经网络技术应用到声发射源定位中。为了克服传统BP算法训练时间长和精度不够高的缺点,提出代数神经网络概念,在网络训练阶段引入代数算法,将复杂的非线性优化问题转化为简单的代数方程组求解问题,直接获得最优点,大大缩短了网络的学习时间。同时作为定位特征研究分析了转子碰摩声发射信号的非线性动力学特性,提出了关联维数、最大Lyapunov指数和Kolmogorov熵等声发射源的非线性动力学新特征,并将其作为神经网络的输入定位特征。实验结果表明,利用这些声发射源的非线性动力学特征和神经网络结合能较好地解决了碰摩声发射源定位问题,为转子碰摩故障诊断提供依据,具有良好的应用前景和进一步研究的价值。

摘要:在考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、传递误差和质量偏心的情况下,利用集中质量法及牛顿定律建立了齿轮传动系统非线性振动微分方程。 通过时变啮合刚度仿真了齿根裂纹故障,进而建立了具有齿根裂纹的非线性动力学故障模型。该模型在计算摩擦力时,考虑了载荷在啮合区的动态分配以及利用齿轮副的检验标准与公差值来确定齿轮副的传递误差。模型数值解的结果与故障特征的规律相符,为频谱机理的分析及故障特征的提取提供了有力的理论依据。

摘要:针对海鸥300水陆两栖飞机起落架落震试验的技术需求,研制一套用于轻型飞机起落架落震试验的动力冲击试验系统,解决了低摩擦滑道设计、机轮高速带转、跑道模拟、撞击平台设计等关键技术。结合CCAR-23-R3要求,完成了海鸥300前起落架落震调参试验、限制落震试验和储备能量吸收落震试验。结果表明,试验系统工作稳定可靠,起落架限制载荷系数在设计限制载荷系数范围内,储备能量吸收落震试验后起落架未发生损坏。试验系统可用于轻型飞机起落架落震试验,试验结果可作为海鸥300飞机适航取证的依据。

摘要:齿轮(尤其是故障齿轮)振动信号具有明显的非高斯性,双谱是分析非高斯信号的有效方法。齿轮不同故障模式振动信号双谱分析表明齿轮双谱分布区域与故障模式间存在映射关系,可作为分类特征。采用阈值化的双谱二值图作为特征向量,基于目标函数的聚类法实现分类与故障诊断。聚类过程以训练样本双谱二值图的逻辑与运算表征类间分布共性,逻辑或运算表征类间分布范围,构成类模板,测试样本与类模板距离最小值构造最近邻模板分类器,实现聚类,整个过程只是计算1的个数,简单、实用。齿轮故障诊断实例验证了该方法的有效性。

摘要:基于有限元法、边界元法和虚拟激励法,对随机激励下结构振动声辐射灵敏度分析及优化设计问题进行研究。有限元法用于计算结构谐振响应,边界元法用于计算结构振动声辐射,虚拟激励法结合有限元和边界元计算随机激励下结构振动声辐射问题。提出随机激励下结构振动声辐射问题的优化模型及求解算法流程,重点推导了其灵敏度分析公式。数值算例验证了灵敏度分析的准确性及优化求解算法的有效性。

摘要:基于拟层流风波生成机制建立的随机Fourier海浪模型,采用概率密度演化理论研究了近海风力发电高塔在随机波浪作用下的动力响应问题,给出了结构响应概率密度函数的时间演化过程、概率密度等值线图及其均值和标准差。其中随机波浪力由线性波浪理论和Morison公式计算。结果表明,概率密度演化方法可以获得结构波浪动力响应的时变概率密度函数和等概率密度响应轨迹。据此计算的均值及标准差与Monte Carlo计算结果吻合较好。

摘要:采用Jetmundsen频域子结构法,针对空间刚架结构的综合进行了数值仿真,研究了界面自由度的完整性对于综合结果的影响,讨论了一种间接获取转角自由度相关频响函数信息的方法。仿真结果显示,频域子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性能,而通过引入间接获取的转角自由度的频响信息能在一定程度上改善预报质量。

摘要:为了减小多管火箭在发射过程中定向管振动对火箭弹起始扰动的影响,考虑多管火箭的噪声干扰,基于多体系统传递矩阵法建立了多管火箭动力学模型,在模态空间下设计了H2最优控制器控制定向管振动,进行了数值仿真,并把H2最优控制器与PD控制器进行了仿真对比,结果表明，采用H2最优控制器的系统不但具有良好的瞬态和稳态性能,而且具有较好的抗干扰能力,能有效地抑制噪声干扰,增强了控制系统的鲁棒性能。