《振动工程学报》是由中国振动工程学会主办，中国科协主管，南京航空航天大学承办，《振动工程学报》编辑部出版的全国性核心期刊，创刊于1987年。主要刊登：振动理论与应用，非线性振动，随机振动，模态分析与试验，结构动力学，转子动力学，故障诊断，振动、冲击与噪声控制，动力稳定性，流固耦合振动,动态测试，动态信号分析，机械动力学，土动力学，包装动力学和结构抗振控制等方面的专题论文、综合评述和研究简报。其读者对象为：从事振动工程及其相关学科教学、研究、设计、开发、应用和管理的科技工作者。本刊被EI工程索引，CSCD中国科学引文数据库，北京大学《中文核心期刊要目总览》，WJCI科技期刊世界影响力指数报告，SCOPUS，INSPEC科学文摘，JST日本科学技术振兴机构数据库等数据库收录。

 

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    转子系统突加不平衡的动力学相似设计方法
    石怀涛，任衍利，何凤霞，李 雷，罗 忠
    2025,38(2):223-231, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.001
    [摘要] (127) [HTML] (33) [PDF 2.27 M] (99)
    摘要：
    针对转子系统突加不平衡问题，提出了一种动力学相似设计方法。根据动力学微分方程，运用方程分析法和量纲分析 法，考虑阻尼缩比建立动力学相似关系。根据应变能分布准则，设计转子系统原型，利用相似关系对原型进行缩放建立畸变模 型，通过仿真和试验对原型和畸变模型的动力学相似性进行验证。仿真结果表明：畸变模型与原型临界转速、应变能分布、瞬 态响应具有较高的相似性，前两阶临界转速误差分别为0.1%和0.13%，峰值振幅误差为3%。试验结果表明：畸变模型可以准 确地预测原型的临界转速和突加不平衡振动响应，前两阶临界转速误差分别为0.79%和1.72%，峰值振幅误差为5.98%。
    旋转预扭梁振动特性理论与实验研究
    熊星星，宿 柱，马小虎
    2025,38(2):232-248, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.002
    [摘要] (85) [HTML] (28) [PDF 3.15 M] (77)
    摘要：
    针对工程中的旋转预扭梁振动问题，提出了一种有效的建模方法研究其振动特性，并设计了旋转实验验证理论研究的准 确性。通过调节边界弹簧刚度模拟不同边界约束，采用修正傅里叶级数法对位移场进行展开，利用瑞利?里兹法推导旋转梁的 运动方程。基于理论研究设计不同尺寸的旋转直梁和预扭梁的振动实验，将理论计算与有限元仿真、实验结果对比验证了本 文方法的准确性，通过误差分析验证了存在弹性边界的可能。结果表明：转速和厚度增大使梁的固有频率增大；预扭角增大对 1阶固有频率影响较小，可显著减小2阶固有频率。
    静电驱动微镜参数激励下的亚谐振动分析
    李 徐，冯晶晶，郝淑英，胡文华
    2025,38(2):232-248, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.003
    [摘要] (49) [HTML] (40) [PDF 2.47 M] (64)
    摘要：
    参数振动广泛存在于多物理场耦合的微机电系统中。为研究静电驱动微镜系统中存在的参数共振非线性动力学问题， 以一类静电梳齿驱动微镜为例，通过七次多项式拟合梳齿电容变化并建立微镜动力学模型，研究不同因素下系统的参数共振 响应变化。研究了静态下微镜结构参数变化对扭转角度的影响规律；应用多尺度法分析了谐振状态下系统参数对共振幅值变 化的影响规律并对系统参数共振进行了数值验证；最后利用Runge?Kutta法对系统亚谐参数共振的稳定性进行了分析与验证。 研究表明：微镜系统存在亚谐参数共振，激励电压、电容拟合参数等因素会影响系统共振幅值；阻尼可以改变系统不稳定区域， 提高失稳阈值，影响系统亚谐参数共振发生。
    细长旋转杆管柱与采出液耦合振动与碰撞数值方法研究
    岳欠杯，王笑笑，王 岗，李 辉，徐燕璐
    2025,38(2):249-259, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.004
    [摘要] (45) [HTML] (39) [PDF 4.48 M] (55)
    摘要：
    针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题，基于嵌套网格技术，建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的 数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域：背景网格和组件网格，推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值 计算公式，采用分域方法对采出液流体域与杆柱固体域耦合进行求解，并建立了物理量传递方法和归一化收敛准则。搭建了 垂直旋转杆柱与采出液耦合模拟实验装置，并将数值模拟结果和实验结果进行比较，验证了本文数值方法的正确性。研究了 不同流体黏度、杆柱旋转速度条件下细长杆管柱间耦合振动与碰撞特性，结果表明：流体黏度越大，杆柱运动受流体黏性阻力 的影响越明显，碰撞时的接触压力越小，振动越小；杆柱转速越大，振动越剧烈，杆柱受扭转变形的影响越明显，碰撞时的法向 加速度越小，接触压力因此减小；当管柱间发生碰撞时，杆柱任意一点加速度发生突变，振动加剧。
    基于非参数贝叶斯方法的结构损伤识别研究
    王其昂，王浩博，周明利，孙发源，倪一清，吴子燕，丁安驰，李健朋，李文磊
    2025,38(2):260-267, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.005
    [摘要] (51) [HTML] (30) [PDF 1.87 M] (71)
    摘要：
    聚类分析是数据处理中常用的无监督方法，而聚类分析参数较难精准确定，限制了该方法在结构损伤识别中的应用。为 解决该问题，本文提出了一种非参数贝叶斯聚类方法，结合结构模态参数开展结构损伤识别和定量分析，拓展了非参数贝叶斯 模型的应用范围。所提方法采用自然激励技术处理结构实测振动数据以得到固有频率，通过非参数贝叶斯聚类方法对数据进 行聚类，最终结合极大似然异方差高斯过程和贝叶斯因子对聚类结果进行损伤定量分析。通过天津永和桥实际工程案例对所 提损伤识别方法的结果进行验证，结果表明，该方法能够在不提前设置聚类参数的情况下，对结构自振频率数据进行精准聚类 分析，进一步对结构不同损伤状态进行识别。
    拉索涡振下考虑车辆和温度联合作用的斜拉桥钢锚箱疲劳性能
    祝志文，颜 爽，丁望星，廖 原
    2025,38(2):268-378, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.006
    [摘要] (36) [HTML] (33) [PDF 4.79 M] (56)
    摘要：
    为评价运营状态下斜拉桥拉索发生大幅涡激振动时的钢锚箱疲劳性能，连续监测了某大跨斜拉桥发生涡激振动的某拉 索振动加速度和钢锚箱构造细节应力，在时/频域内研究了该拉索的振动特性，以及拉索涡激振动、车辆加载和温度作用对钢 锚箱构造细节应力的贡献，探究了这三种荷载对钢锚箱的加载机制，评价了这三种荷载联合作用下钢锚箱的疲劳性能。研究 发现，试验斜拉索在风速2~9 m/s之间发生了明显的风致振动，观测到的面内最大加速度峰值达25 m/s2，为多模态参与的高 阶涡激振动，面内振动明显大于面外，主振模态出现在拉索第5~17阶。温度作用虽每天仅产生一个应力循环，但在钢锚箱构 造细节上产生的最大应力幅明显大于车辆应力幅；虽然车辆通行产生的应力幅较小，但一辆货车通行产生一个应力幅，应力循 环次数大；拉索涡激振动惯性力施加在钢锚箱上，但在构造细节上观测到的应力水平极低，因此可完全忽略拉索涡激振动对钢 锚箱应力和疲劳的影响。研究认为，钢锚箱疲劳评价需考虑温度作用，但受拉索涡激振动、通行车辆和温度作用的联合加载， 在钢锚箱疲劳最不利的顶板和底板与钢箱梁外腹板焊缝桥面端，以及承压板与外腹板焊缝两端的四个构造细节处，疲劳寿命 均明显大于100年。因此即使拉索发生涡激振动，该在役钢锚箱疲劳性能也满足桥梁设计要求。
    考虑施扰山体影响的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤分析
    李正良，王邦杰，王 涛
    2025,38(2):279-291, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.007
    [摘要] (38) [HTML] (34) [PDF 3.27 M] (40)
    摘要：
    由于受扰山体风场会受到附近其他山体的影响，处于受扰山体风场中的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤需要考 虑施扰山体的影响。为了分析施扰山体对耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响，本文进行了复杂山地风场特性风洞 试验，讨论了受扰山体风场平均风修正系数和脉动风修正系数随施扰山体坡度、高度和间距的变化规律，并提出了相应的分布模 型；基于非线性有限元理论，建立了考虑施扰山体影响的耐张型悬索支撑输电结构风振非线性有限元模型；采用雨流计数法和 Miner线性疲劳累积损伤准则进行疲劳损伤分析；通过本文提出的框架研究了施扰山体对某两跨耐张型悬索支撑输电结构风振 疲劳损伤的影响。结果表明：随着施扰山体坡度的增大，耐张型悬索支撑输电结构各部位疲劳损伤呈先减小后增大的变化趋 势；施扰山体高度对各部位疲劳损伤的影响较小，无明显变化规律；当施扰山体间距为0~600 m时，各部位疲劳损伤随着间距 的增大而逐渐减小，当施扰山体间距为600~800 m时，各部位疲劳损伤随着间距的增大而陡然增大；在同一施扰山体影响下， 支撑导线悬索和导线的端部疲劳损伤均较跨中更大。
    基于CFD/CSD耦合分析的内置竖向挡板TLD高层建筑风振控制研究
    孙连杨，吴玖荣，钟文坤，傅继阳，黄 鹏
    2025,38(2):292-301, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.008
    [摘要] (44) [HTML] (35) [PDF 3.58 M] (44)
    摘要：
    调谐液体阻尼器（TLD）是高层建筑风振控制常用的阻尼器。纯水TLD系统的阻尼比较小，在其内部增设内置挡板，可 显著增加其阻尼比而提高振动控制效果。本文基于计算流体动力学（CFD）开源软件OpenFOAM对带竖向挡板的TLD系统 内的液体晃荡进行CFD仿真，并以第三代风振控制Benchmark模型为计算实例，对其风致响应进行计算结构动力学（CSD）时 程分析，在此基础上开发了基于CFD/CSD耦合作用的TLD?高层建筑风振控制数值算法，对顶部设置带有竖向挡板的TLD 系统的高层建筑的风振控制性能进行研究，分析了此类TLD系统对高层建筑风致响应的控制效率。不同重现期风荷载下的 仿真结果表明，此类TLD系统对结构风致响应的控制效果显著。与实时混合实验的结果进行对比，验证了文中提出的数值算 法具有较高的精确度。
    典型流线型箱梁扭转涡激气动力的简化涡模式与气动措施抑振机理
    胡传新，官绪龙，赵 林，葛耀君
    2025,38(2):302-309, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.009
    [摘要] (27) [HTML] (28) [PDF 2.61 M] (37)
    摘要：
    以典型流线型闭口箱梁为研究对象，利用节段模型风洞试验，获取原始断面与优化断面（栏杆扶手抑流板断面和检修轨 道导流板断面）涡振响应，并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献，结合简化涡和数值模拟方法，推演断面周围流场 演变特征，揭示了流线型箱梁扭转涡振及气动措施抑振机理，为主梁扭转涡振及抑振机理分析提供了一种思路。研究表明：原 始断面存在明显扭转涡振现象，其振幅达0.112°，增设检修轨道导流板后振幅降低35.7%，增设抑流板后涡振现象消失。原始 断面和导流板断面涡振时，上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值远大于下表面，二者均由上表面大尺度前缘分离涡主导，分 离涡漂移时长约为2.5个断面振动周期，对应2阶扭转简化涡模态。增设导流板后，断面上表面分布气动力矩对涡激力矩的贡 献显著减小，旋涡漂移模式与断面振动之间的相位关系发生改变，断面周围旋涡作用强度减小，故涡振振幅降低。增设栏杆扶 手抑流板后，上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值显著减小且其波浪式分布消失，上表面前缘大尺度分离涡的形成得到抑 制，故断面涡振现象消失。
    考虑室内布局影响的高频楼盖人致振动舒适度全域评估
    蒲兴龙，何天虎，朱前坤
    2025,38(2):310-320, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.010
    [摘要] (37) [HTML] (36) [PDF 4.33 M] (54)
    摘要：
    人群荷载的高阶谐波可能会引起高频楼盖动力响应的增大，导致舒适度或安全问题。本文旨在分析室内物品的不同布 局形式对高频楼盖人致振动的影响。结合社会力模型（SFM）和行人荷载模型，建立了高频楼盖随机荷载模型；在考虑行人?结 构相互作用（HSI）的基础上，建立了高频楼盖人致振动计算模型；采用基频为10.35 Hz的高频楼盖进行测试，验证了计算模型 应用于不同布局形式时的合理性；采用人致振动全域评估方法对不同布局形式的楼盖在人群随机行走下的舒适度进行了评 估，并给出了概率结果。结果显示，对于高频楼盖人致振动问题需要考虑楼盖高阶振型的影响。5人随机行走工况下，在考虑 HSI后，不同布局形式的楼盖动力响应有所减小，加速度峰值最大减小13.33%，出现舒适度问题的概率值最大减小12%。并 且楼盖的舒适度会因室内布局形式的不同呈现不同的结果，研讨室布局的楼盖出现舒适度问题的概率最大，公共教室次之，会 议室概率最小。
    地震作用下梁桥纵向阻挡型装置防落梁效果研究
    高浩原，王胜斌，项敬辉，李建中，齐 新
    2025,38(2):321-330, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.011
    [摘要] (34) [HTML] (34) [PDF 3.44 M] (39)
    摘要：
    为防止地震中的落梁破坏，国内外桥梁抗震规范均要求桥梁采用防落梁装置，但对于防落梁装置的限位和防落梁效果却 鲜有研究。本文以采用纵向阻挡型防落梁装置的梁桥为背景，开展阻挡型防落梁装置的限位和防落梁效果研究。介绍了纵向 阻挡型防落梁装置的工作原理。在此基础上，针对一座五跨简支梁桥，考虑混凝土挡块这一典型纵向阻挡型防落梁装置的非 线性力学行为及其与下部结构的碰撞效应，研究在不同的地震动强度下挡块的限位和防落效果，分析、比较了挡块强度、间隙 以及设置橡胶垫对于限位和防落梁效果的影响。研究表明：纵向阻挡型装置的防落梁效果与其自身强度、初始间隙密切相关， 同时也受地震动强度的影响；合理的装置强度和初始间隙有利于减小碰撞力或碰撞次数，降低落梁风险，并将桥墩损伤控制在 理想范围内；在防落梁装置和下部结构的碰撞接触面设置缓冲橡胶垫可有效减小碰撞力和桥墩损伤。
    考虑水‑桩‑土相互作用的海上风机单桩基础横向自振频率计算
    余云燕，陶婧衍，孔嘉乐，李永鹏
    2025,38(2):331-339, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.012
    [摘要] (34) [HTML] (31) [PDF 1.36 M] (43)
    摘要：
    采用Euler?Beroulli梁理论，提出一种考虑水?桩?土相互作用的连续变截面海上风机单桩基础的结构简化模型，运用微分 变换法求解简化模型横向振动控制方程。基于塔筒直径、连接段高度与水体附加质量、叶轮?机舱组件质量和三弹簧刚度对横 向自振频率展开研究。研究表明，变截面塔筒底部直径对自振频率的影响大于顶部直径对自振频率的影响；水深较深时，水体 附加质量对远海风机结构自振频率的影响不能忽略；风机横向自振频率随叶轮?机舱组件质量的增大而减小；弹簧刚度对土体 模量敏感性大小为：水平弹簧>耦合弹簧>旋转弹簧；自振频率对弹簧刚度敏感性大小为：耦合弹簧>水平弹簧>旋转弹簧； 土体模量发生变化时，主要通过水平弹簧和耦合弹簧影响自振频率。
    低层楼阁式木结构古建筑抗震性能振动台试验研究
    王 龙，胡宸瑜，谢启芳，郑建国，李俊连
    2025,38(2):340-351, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.013
    [摘要] (32) [HTML] (41) [PDF 5.44 M] (48)
    摘要：
    为研究低层楼阁式木结构古建筑的抗震性能，以西安钟楼为研究对象，制作了一个缩尺比例为1∶6的结构模型，并对其 进行地震模拟振动台试验，试验选取Kobe波、兰州波和汶川波作为地震动输入，考虑了7度多遇至9度罕遇的烈度水平，最终 分析得到了不同水准地震作用下结构的动力特性、动力响应及耗能的变化规律。试验结果表明：随着地震加速度峰值的增加， 模型结构自振频率降幅较小，阻尼比增幅较大；结构的刚度沿高度分布不均匀，外金柱斗栱层的刚度最小，最大的层间位移角 也发生在此处；加速度放大系数基本小于1，减震效果明显；与现代建筑结构相比，模型结构的塑性变形能占比较小，有利于减 轻结构的损伤。
    近断层地震动对阶梯式顺层岩质路堑边坡震裂损伤的作用机制
    信春雷，李文惠，冯文凯，杨 飞
    2025,38(2):352-364, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.014
    [摘要] (29) [HTML] (30) [PDF 8.29 M] (49)
    摘要：
    中国西南部特殊的地形条件导致公路交通建设中不可避免地形成大量路堑边坡，地震作用下公路路堑边坡的稳定性问 题俨然成为公路工程稳定性研究中的重点科学问题。通过大型振动台试验分析阶梯式顺层岩质路堑边坡的加速度响应，研究 边坡各平台的地震动响应规律。提出加速度放大系数比表征不同坡表形式的动力响应差异，结合Snell定律分析地震波在边 坡中的传播规律。结果表明：边坡加速度放大系数随激振幅值增加而表现出高程放大效应，当激振幅值超过0.6g时，因震裂损 伤累积，坡体滤波效应增强，加速度放大系数随高程增长趋于平缓。均匀阶梯宽度的边坡抗震性能较好，阶梯阴角处易产生应 力集中，应作为重点防护区域。试验中监测的加速度数据分析结果与高速摄像机记录的模型损伤结果相吻合。根据边坡的震 裂累积破坏过程，可将破坏现象分为浅层蠕滑（0.1g~0.4g）、局部拉裂（0.4g~0.6g）、加速变形（0.6g~0.8g）和整体失稳（0.8g~ 1.0g）四个发展阶段，变形破坏模式总体表现为滑移?拉裂式。研究结果为复杂坡面与地质结构的震裂破坏机制及抗震设防提 供了理论基础和技术支持，为山区阶梯式岩质路堑边坡的防灾减灾措施提供参考。
    紧急制动条件下重载货车车辆动力学行为研究
    廖 军，刘开忠，王志伟，张卫华
    2025,38(2):352-364, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.014
    [摘要] (34) [HTML] (28) [PDF 4.04 M] (43)
    摘要：
    中国西南部特殊的地形条件导致公路交通建设中不可避免地形成大量路堑边坡，地震作用下公路路堑边坡的稳定性问 题俨然成为公路工程稳定性研究中的重点科学问题。通过大型振动台试验分析阶梯式顺层岩质路堑边坡的加速度响应，研究 边坡各平台的地震动响应规律。提出加速度放大系数比表征不同坡表形式的动力响应差异，结合Snell定律分析地震波在边 坡中的传播规律。结果表明：边坡加速度放大系数随激振幅值增加而表现出高程放大效应，当激振幅值超过0.6g时，因震裂损 伤累积，坡体滤波效应增强，加速度放大系数随高程增长趋于平缓。均匀阶梯宽度的边坡抗震性能较好，阶梯阴角处易产生应 力集中，应作为重点防护区域。试验中监测的加速度数据分析结果与高速摄像机记录的模型损伤结果相吻合。根据边坡的震 裂累积破坏过程，可将破坏现象分为浅层蠕滑（0.1g~0.4g）、局部拉裂（0.4g~0.6g）、加速变形（0.6g~0.8g）和整体失稳（0.8g~ 1.0g）四个发展阶段，变形破坏模式总体表现为滑移?拉裂式。研究结果为复杂坡面与地质结构的震裂破坏机制及抗震设防提 供了理论基础和技术支持，为山区阶梯式岩质路堑边坡的防灾减灾措施提供参考。
    考虑参数不确定性和相关性的电动汽车动力总成悬置系统稳健性优化
    吕 辉，张家明，黄晓婷，上官文斌，肖国权
    2025,38(2):375-382, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.016
    [摘要] (44) [HTML] (25) [PDF 1.58 M] (61)
    摘要：
    针对电动汽车动力总成悬置系统（PMS）参数同时具有不确定性和相关性的复杂情形，本文开展了考虑参数不确定性和 相关性的电动汽车PMS稳健性优化设计研究。基于Nataf变换和蒙特卡罗抽样提出了一种概率参数相关情形下的PMS固有 特性响应不确定性和相关性分析的Nataf?蒙特卡罗（NMC）方法；结合Nataf变换和任意多项式混沌展开推导了一种高效求解 PMS响应不确定性和相关性的Nataf?任意多项式混沌展开（NAPCE）方法；基于NAPCE方法和相关系数赋权法提出了一种 考虑响应不确定性和相关性的PMS稳健性优化设计方法；通过算例验证了所提方法的有效性，并对系统进行了稳健性优化。 结果表明，以NMC方法作为参考，NAPCE方法在求解PMS固有特性响应的不确定性和相关性方面具有良好的计算精度和效 率；提出的优化方法能够合理配置系统参数，提高系统稳健性。
    新型惯质调谐质量阻尼器的安装方法对优化与性能的影响研究
    何书勇，李寿英，李亚峰，罗 帅，陈政清
    2025,38(2):383-392, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004‐4523.2025.02.017
    [摘要] (65) [HTML] (27) [PDF 2.07 M] (58)
    摘要：
    本文研究了新型惯质调谐质量阻尼器（novel tuned mass damper inerter， NTMDI）的安装方法对其优化设计与减振性能 的影响。详细介绍了NTMDI‐R（反向安装的NTMDI）的力学模型，并采用经典固定点理论对NTMDI‐R进行了优化设计，得 到了NTMDI‐R最优结构参数的解析式；对比研究了NTMDI‐R与现有四种经典调谐质量阻尼器（TMD、TMDI、VTMD和 NTMDI）在简谐激励和随机激励下的减振效果，并探究了安装方法对NTMDI‐R减振性能的影响。结果表明：正、反向安装的 两种减振器（NTMDI和NTMDI‐R）优化参数不同，安装方法对其减振性能有较大影响。当表观质量比β小于0.1时， NTMDI‐R的减振效果差于NTMDI；而β大于0.1时，NTMDI‐R的减振效果与NTMDI基本一致，因此采用NTMDI进行结构 减振应明确其安装方向。基础加速度和荷载力分别作用下，NTMDI‐R的减振效果相对于NTMDI分别降低了3.9%和4.7%。
    带有频率估计器的窄带主动控制算法设计
    肖翔鹏，程愉凯，侯 宏，王 谦
    2025,38(2):393-402, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.018
    [摘要] (42) [HTML] (37) [PDF 3.17 M] (40)
    摘要：
    窄带主动控制系统适用于控制低频谐波噪声。在实际应用中，由于原始噪声频率快速变化导致的参考信号失调问题会使窄带主动控制系统性能严重下降，而现有的频率估计算法往往难以兼顾跟踪实际频率的速度、精度与计算复杂度。本文提出一种Notch?HAQSE频率估计窄带主动控制算法，通过陷波滤波器与基于DFT系数的高精度单频估计算法（HAQSE）组合 来提取参考传感器信号中任意数量的线谱频率成分，并合成参考信号送入控制器完成次级信号更新。仿真和试验结果表明，与现有的应用于主动控制的其他频率估计方法相比，提出的方法能准确识别和快速跟踪多个频率，并大幅度降低了计算复杂度，较好地解决了参考信号失配问题和多线谱振动噪声控制问题。
    水下平台发射噪声声源排序的理论分析和试验验证
    杨琼方，张晓平，张明敏
    2025,38(2):403-410, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.019
    [摘要] (37) [HTML] (32) [PDF 2.61 M] (59)
    摘要：
    为了解析水下平台发射噪声的主要声源排序，以典型气水缸发射装置试验样机为对象，对发射噪声子声源及其贡献度进 行了理论分析和试验测量。发射噪声传递通道包括船体结构通道和发射管路形成的海水连通域通道。13项子声源中，主要子 声源包括气水缸机脚振动、水缸筒壁振动、发射管壁振动和活塞轴向脉动力源4项结构振动噪声以及活塞与端盖撞击引起的1 项冲击振动噪声。前者经两条通道传播，后者以海水连通域传播为主。射流噪声不是主要子声源。舱室空气噪声表现为存在 阶跃的白噪声，高频段能量较为集中，对结构振动噪声贡献较小。气水缸机脚垂向振动和水缸筒壁径向振动幅值受活塞始端 和终端撞击作用影响显著，水缸和气缸的机脚垂向振动瞬时冲击峰值较主柴油机振动大1个量级；发射管壁径向振动脉冲峰 值时刻与活塞终端撞击作用对应；三者平均振级排序是：气水缸机脚振动、水缸筒壁振动和发射管壁振动。
    机械密封界面摩擦声发射信号的特征提取与分析
    陆俊杰，刘 柱，丁俊华，高 德，丁雪兴
    2025,38(2):411-419, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.020
    [摘要] (56) [HTML] (40) [PDF 4.20 M] (50)
    摘要：
    机械密封非正常接触状况下的高频摩擦信号识别与诊断研究较为匮乏，因此采用高频宽域与强灵敏的声发射技术，搭建 密封监测试验台，采集机械密封启停、无压、低压、高压、低速、高速等运行状况下的声发射信号。使用时域、频域和时频域分析 方法处理试验数据，进行测试，并建立基于AE信号均方根（RMS）值变化判定机械密封界面摩擦状态的方法，揭示了机械密封 从接触式到非接触式过程中的端面摩擦信号与运行状态的对应关系，进一步探明了密封运行过程中，从端面接触摩擦的边界 润滑（BL）与混合润滑（ML），逐渐转变为非接触下流体动力润滑（HL）状态的滑动接触信号演变规律，获取了密封界面摩擦时 的AE信号频率带范围（240~320 kHz），并通过对AE信号进行时频分析，发现了连续小波变换（CWT）能有效表征机械密封不 同工况下的AE信号时频特征信息。本文研究结果为机械密封状态监测和故障诊断的研究提供了理论基础和数据支撑。
    端齿同轴度误差对双锥度叶片-机匣系统加速特性分析
    金 淼，王艾伦，王青山，尹伊君，陈雅孺，衡 星
    2025,38(2):420-431, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.021
    [摘要] (29) [HTML] (35) [PDF 3.09 M] (47)
    摘要：
    在航空涡轴发动机装配过程中，端齿同轴度误差是一个重要的技术指标，对整机系统的性能和使用寿命有重要的影响。 以航空涡轴发动机涡轮叶片?机匣为研究对象，考虑将端齿同轴度误差（定位误差和定向角误差）引入到叶尖?机匣的间隙方程 中，基于Hamilton能量原理和Galerkin方法建立了考虑双锥度叶片?机匣系统的非线性动力学模型，通过ANSYS有限元方法 验证了理论模型的正确性。在此基础上，运用Newmark?β数值求解方法分析了不同端齿同轴度误差对系统在定值加速函数 （函数1）与余弦波加速函数（函数2）下的瞬态响应的影响，数值计算结果表明：增加同轴度误差，会进一步缩小叶尖与机匣之 间的最小间隙，导致碰摩诱发的振幅更加严重；与函数1相比，采用函数2的加速度可以更快地通过系统临界转速，导致碰摩开 始时间提前，当靠近目标转速时，减速作用可以有效减少最大碰摩力和侵入量，以减缓系统的隆起现象和跳跃现象。
    基于多特征空间自适应网络的谐波减速器故障诊断
    陈仁祥，张 晓，李嘉琳，杨宝军，张 旭
    2025,38(2):432-440, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.022
    [摘要] (61) [HTML] (29) [PDF 2.05 M] (51)
    摘要：
    由于多测点位置不同引起的数据分布差异造成谐波减速器故障诊断效果不佳，提出基于多特征空间自适应网络（multi ple feature spaces adaptation network，MFSAN）的谐波减速器故障诊断方法。对谐波减速器振动信号进行连续小波变换，以构 造时频图来描述其运行状态特征。将不同位置传感器所测数据划分为多个源域数据和目标域数据映射到不同特征空间，得到 不同测点位置下的特征表示。利用自适应网络将源域中学习到的知识自动应用到目标域，以自动对齐特定领域的特征分布， 从而学习多个域不变表示。利用领域特定的决策边界来对齐分类器的输出，从而有效减少因传感器位置差异引起的数据分布 差异。在工业机器人谐波减速器诊断实验中，所提诊断方法达到了99.72%的准确率，高于其他对比方法，验证了所提诊断方 法的有效性和可行性。
    外圈故障引起圆柱滚子轴承IAS扰动动力学建模
    韩 谯，郭 瑜，樊家伟
    2025,38(2):441-448, DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2025.02.023
    [摘要] (62) [HTML] (34) [PDF 1.66 M] (54)
    摘要：
    针对瞬时角速度（instantaneous angular speed，IAS）信号与轴承机械动力学之间的关系研究和工业机器人RV减速器转 臂轴承在低速工况下易发生失效的问题，提出了一种三自由度局部故障滚子轴承IAS扰动的动力学模型。模型基于Hertz线 接触理论，分析了滚子与滚道间相互作用产生的局部变形对IAS的影响机理，给出了耦合切向力与力矩的计算方法；将故障冲 击引入扭矩分析，计算故障区带来的扭矩变化，增加角自由度，建立了法向力与切向力相耦合的三自由度轴承IAS扰动动力学 模型。采用四阶?龙库塔数值积分法求解，并在近似条件下将仿真与实验结果进行对比分析。结果表明，该模型能较好地解释 圆柱滚子轴承IAS扰动的来源，有效反映外圈故障对IAS带来的影响，进一步完善了滚动轴承动力学理论。
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    永磁式电涡流调谐质量阻尼器的研制与性能试验
    汪志昊, 陈政清
    ,26(), DOI:
    [摘要] (6680) [HTML] (0) [PDF 1.52 M] (14354)
    摘要：
    为了克服传统的调谐质量阻尼器 (TMD) 阻尼单元存在的易漏油等耐久性问题，研制了一种基于电涡流阻尼耗能的竖向TMD装置。其特点在于：电涡流阻尼无需与结构接触，没有任何摩擦；产生磁场的元件为永磁体，无需外界供电；所有构件都由金属材料制成，不存在老化等现象。此外，通过调整永磁体与导体板的距离，很容易实现TMD阻尼参数的后期调节，且不会影响TMD刚度参数。理论与试验结果研究表明，研制的新型TMD具有优良的阻尼特性，而且当磁场间隙较小时电涡流阻尼理论预测值与试验结果吻合较好。
    基于最小响应偏离度的振动夹具优化设计
    李奇志, 陈国平, 陈文华, 刘继承, 朱昊峰, 樊鑫
    2014,27(4), DOI:
    [摘要] (5185) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (13485)
    摘要：
    为了解决夹具传递给试件的振动量级的输入严重不均匀和偏离参考谱加速度均方根值的现象，依据电动振动台多点控制原理和夹具频响函数特性，建立夹具优化计算模型。以某试件夹具设计为实例，依据Nastran软件计算夹具频响函数值，根据所建优化计算模型，求出夹具最优设计参数。优化结果表明，优化后的夹具传力点处的响应均方偏离度及加速度均方根值的变动范围均小于传统方法设计的夹具所求值，同时，优化后的夹具振动试验测试结果表明，传力点处实测的加速度均方根值的变动范围与夹具设计阶段优化后的计算值变动范围基本一致，这就证明该优化方法是可行的和实用的，可以为振动试验实施和夹具设计提供实践和理论指导。
    高速主轴动力学建模及速度效应分析
    曹宏瑞, 李兵, 何正嘉
    2012,25(2), DOI:
    [摘要] (5163) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (9342)
    摘要：
    考虑高速旋转部件的离心力和陀螺力矩效应,利用Timoshenko梁单元和转盘单元建立主轴转子、转盘、主轴箱等部件有限元模型,并对Jones轴承模型进行扩展建立了高速滚动轴承非线性模型。将各子部件模型进行集成,得到整个高速主轴系统的非线性动力学方程,并进行实验验证。分别从转子陀螺力矩、转子离心力和轴承软化这三个角度,系统地研究了高速旋转状态下主轴-轴承系统内部的速度效应及其对整个系统动态特性的影响规律。结果表明：当系统存在较大的阻尼比(1%~5%)时,陀螺力矩对系统的直接频率响应函数影响不明显,但是对交叉传递函数的影响显著；随着主轴转速的升高,主轴转子的离心力效应会逐渐削弱主轴系统的刚度,最终使整个高速主轴系统的固有频率降低；必须综合考虑主轴转子的离心力效应和轴承的软化效应,才能比较准确地仿真高速主轴系统的动力学特性。
    基于自适应模拟退火遗传算法的传感器优化配置研究
    陈换过, 田莉, 祝俊, 张利绍, 陈文华
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (5172) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (9213)
    摘要：
    针对传感器优化配置组合优化问题，提出了一种基于模态置信度准则MAC的优化算法——自适应模拟退火遗传算法。以模态置信度MAC矩阵的最大非对角元的值极小为目标函数，针对满足传感器数量不变的约束条件问题，提出了二重结构编码遗传算法，并将传统的模拟退火算法改良后，作为一个独立的算子置于遗传算法进化过程中；为了避免出现过早收敛的现象，引入了自适应交叉和变异概率。算例结果表明该混合算法对传感器数目与位置同时实现了优化，得到了满足不同精度要求的传感器优化配置方案。
    大跨度四线铁路桥梁车桥耦合建模与振动分析
    肖祥, 任伟新, 张谢东, 黄铁兰
    2014,27(4), DOI:
    [摘要] (4680) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8684)
    摘要：
    目前大跨度多线铁路桥梁的列车走行性受到较大的重视，其系统建模和车桥耦合振动实验研究具有重要的工程参考价值。本文以某四线大桥为背景，由实测结构模态参数结合设计相关资料，建立了桥梁基准有限元模型。然后基于此模型，由轮轨法向刚性接触关系，采用模态叠加法建立了车-桥整体系统运动方程，并结合实桥通车实验和数值计算进行了对比分析，验证了模型的正确性。最后，开展了多种工况下的车辆—桥梁耦合振动分析计算，对桥梁和车辆的动力响应以及列车运行安全性和平稳性进行了分析评价，得出了一些有工程意义的结论。
    矩形截面非圆柱螺旋弹簧的模态分析
    郝颖, 虞爱民
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (4860) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8503)
    摘要：
    对非圆柱(锥形、桶形、双曲形)矩形截面螺旋弹簧的自由振动问题进行了研究。在弹簧的运动微分方程中,所有的位移函数和广义翘曲坐标均定义在形心主轴上,并首次考虑了簧丝截面的翘曲变形对固有频率的影响。本文采用改进的Riccati传递矩阵法对包括14个自由度的一阶变系数常微分方程组进行了求解。在簧丝截面为矩形的情况下,给出了各种参数变化如截面的宽高比、螺旋角、有效圈数和非圆柱螺旋线最小与最大半径之比对两端固支矩形截面锥形弹簧固有频率的影响。为了证明理论的有效性,对两端固支矩形截面锥形弹簧的固有频率和振动模态进行了求解,并同ANASY三维实体单元(Solid45)的结果进行了比较。计算表明,簧丝截面的翘曲变形对矩形截面非圆柱螺旋弹簧的固有频率有着重大的影响,在自由振动分析中必须加以考虑。
    隔振器动力学参数的测试方法研究
    王 杰, 赵寿根, 吴大方, 罗敏
    2014,27(6), DOI:
    [摘要] (3169) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8100)
    摘要：
    阻尼系数和刚度系数是隔振设计中分析隔振器性能的重要参数，其测试技术是确定相应数值的有效途径。针对大阻尼粘性流体微振动隔振器，本文提出一种测试多参数模型阻尼系数和刚度系数的简化测试方法。应用机械阻抗等效将多参数模型简化为便于测试的两参数模型，通过自行设计相应的试验测试平台，对等效参数及隔振器各组件刚度系数进行测试。将数据处理所得振动模型数据输入到Simulink仿真模型中，得到隔振器整体等效阻尼系数和等效刚度系数，并与试验直接采用迟滞环法得到的对应参数进行比较，二者相对误差均在5%以内，有效地证明了本方法的可行性与可用性。本方法突出的优点为它还可以得到阻尼系数和刚度系数随频率的变化规律，对于隔振设计具有重要的参考价值。本方法可推广用于一般隔振器阻尼系数和刚度系数的测量。
    平压单瓦钙塑瓦楞纸板本构模型
    高德, 冯军, 卢富德
    2014,27(6), DOI:
    [摘要] (3959) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7992)
    摘要：
    本文进行了单瓦钙塑瓦楞纸板的平压静态测试及冲击测试,得到并分析了钙塑瓦楞纸板静态应力-应变曲线及半正弦脉冲激励的下应力-应变曲线。根据测试数据的变形特征、载荷性质与加载速度的特性,建立了钙塑瓦楞纸板的静态非线性本构模型及动态非线性粘弹塑性本构模型,成功识别出模型中的参数。所得到的动态模型可直接应用于考虑钙塑瓦楞复合纸板箱缓冲作用的产品跌落冲击响应与优化设计。
    输出时滞控制系统稳定性分析及控制器设计
    邵敏强, 陈卫东
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (4210) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7952)
    摘要：
    考虑滤波器时滞对受控系统的影响，研究受控输出时滞系统的稳定性能。根据稳定性切换理论，确定多自由度受控系统的稳定时滞区域。经过分析获得受控系统脉冲响应衰减时间接近最短时的时滞量，在此基础上采用时滞引入法和滤波器设计法进行控制器设计。结合悬臂梁模型进行数值分析，结果表明：根据时滞系统稳定性分析设计的控制器能够使受控系统脉冲响应衰减速度提高80%以上，有效改善系统的控制效果和稳定性能。
    基于最优时延反馈控制的主-被动非线性隔振方法研究
    周加喜, 徐道临, 李盈利
    2011,24(6), DOI:
    [摘要] (3508) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7776)
    摘要：
    非线性隔振系统的有效隔振频率区间要求越过跳跃区间，大于向下跳跃频率。然而，在跳跃区间内，当系统响应振幅位于幅频曲线的非共振支上时，系统具有隔振效果，问题在于如何将振幅保持在非共振支上。当初始条件或激励频率变化使系统响应幅值位于共振支时，提出利用最优时延反馈控制将幅值从共振支切换至非共振支。时延反馈控制虽然使系统处于混沌状态，但振幅得到了充分降低。待混沌状态稳定，且系统状态位于趋向于非共振支的流域中时，撤除反馈控制，系统将恢复简谐振动且振幅最终落在非共振支上，实现了在跳跃区间内的有效隔振，从而拓宽了非线性隔振的频率区间。通过数值仿真计算，验证了本方法的有效性；同时，也证实了基于最优时延反馈控制和准零刚度的非线性隔振系统适用于低频隔振。
    面内弹性绳系卫星系统的内共振
    夏洁, 金栋平
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (4443) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7562)
    摘要：
    本文研究了绳系卫星系统因系绳弹性和俯仰运动相耦合而引起的非线性内共振问题。首先应用Kane方程建立了面内椭圆轨道两体弹性绳系卫星系统在状态保持阶段的非线性动力学模型，分析了可能发生的内共振条件。然后，基于多尺度方法获得内共振下的调制方程及其Jacobi椭圆函数表示的解析解。结果表明，轨道摄动因素不会影响内共振，系统参数引起的内共振耦合振动会在两个模态之间相互传递，其调制周期取决于初始模态幅值。当一定的调谐参数上，模态振幅出现饱和现象。
    舵结构系统的飞行自激振动特性
    王成华, 及红娟, 童轶男
    2014,27(6), DOI:
    [摘要] (3241) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7554)
    摘要：
    本文针对舵结构系统在飞行当中出现的自激振动现象,提出了含间隙和库仑干摩擦舵结构系统在非定常气动力作用下的振动力学模型,基于理论分析揭示了舵结构系统飞行自激振动现象的发生机理,并通过数值计算模拟了包含高次谐波的舵结构系统自激振动,得到了与飞行实测结果一致的现象和规律。
    实验测量声辐射模态
    毛崎波, 皮耶奇克 S
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (3421) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7355)
    摘要：
    通过实验方法测量得到振动结构的声辐射模态及其辐射效率。首先通过辐射算子分析任意结构的声辐射模态,然后根据互换原理,在远场布置声源,通过测量结构表面声压,得到辐射算子。最后以一平面玻璃板为例进行实验研究,通过互换方法测量了前5阶声辐射模态和对应的辐射效率。实验结果表明通过互换方法测量声辐射模态是可行的。
    框架结构损伤定位的比例柔度矩阵分解法试验研究
    安永辉, 欧进萍
    2014,27(6), DOI:
    [摘要] (2797) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (7166)
    摘要：
    本文提出了基于比例柔度矩阵LU分解的结构损伤定位方法。该方法从结构振动响应入手,首先识别出结构前几阶模态振型和频率,构建结构比例柔度矩阵；然后对损伤前后的比例柔度矩阵差进行LU分解；最后基于U矩阵和曲率方法构建损伤指标对损伤进行定位。基于某20层框架结构进行了数值模拟损伤定位研究；并在实验室设计、建造一个6层集中质量剪切型框架模型,基于该模型分别进行了振动台试验和脉冲激励试验。模拟和试验下的单损伤和多损伤工况结果均表明：提出的方法能准确地对结构损伤进行定位。该方法只需要损伤前后测点的振动响应数据,不需要结构有限元模型,避免了复杂的结构有限元模型建模和模型修正工作；并且构建一个满足精确度的比例柔度矩阵只需要结构的前几阶低阶模态参数,而低阶参数的识别准确性相对较高,这些优点均为该方法的工程应用奠定了基础。
    基于面接触的车桥耦合振动研究
    殷新锋, C.S.CAI, 刘扬
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (3210) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (6962)
    摘要：
    现有分析车-桥耦合振动的研究中都假设移动车辆与路面的接触关系为点接触。事实上，轮胎与路面是通过面接触的。本文通过建立新的三维车轮模型，分析了面接触对车-桥耦合振动的影响，将车轮与路面的接触面模拟为长方形，通过接触面间的位移协调条件和力相互作用建立车-桥耦合振动方程。对车速、车轮刚度与阻尼、接触面尺寸大小、车辆数目等进行参数分析，研究了接触面对车-桥耦合振动的影响。数值计算与试验结果验证表明本文所提出的模型能更准确合理的研究车桥耦合振动。
    宽频压电振动能量采集器的力-电输出特性分析
    展永政, 王光庆
    2014,27(6), DOI:
    [摘要] (2525) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (6432)
    摘要：
    压电振动能量采集器是一种新型的力(加速度)-电耦合转换输出器件,为了提高单自由度悬臂梁压电振动能量采集器的输出功率和工作频带,通过在单自由度悬臂梁压电振动能量采集器模型基础上增加一个弹性放大器的方法,构造形成了具有两自由度的宽频压电振动能量采集器。利用ANSYS有限元软件建立了宽频压电能量采集器的有限元力-电耦合模型,数值分析了模型中各参数(如质量比、阻尼比以及负载电阻等)对系统力特性(速度、加速度等)和电输出特性(电压、电流、输出功率等)的影响。研究结果表明：大的质量比和小的阻尼比能够提高压电悬臂梁能量采集器的输出功率并拓展其工作频带；短路谐振状态下的匹配电阻能够使能量采集器产生较大的输出电流,而开路谐振状态的匹配电阻能够使能量采集器产生较大的输出电压,优化后的短路谐振和开路谐振最大输出功率分别达到4386.5 mW/g2和4263.4 mW/g2。频带宽度达到10 Hz,且是SDOF系统的5倍。
    电磁悬浮飞轮转子系统的模态解耦控制
    章琦, 祝长生
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (2183) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5762)
    摘要：
    电磁悬浮飞轮转子系统具有较强的陀螺效应，在高速运行时其过高的章动模态频率成为影响系统稳定运行的一个主要不利因素。因此，需要使用先进的控制方法来对转子各模态的动态性能进行调节。传统分散PD控制策略中各模态之间严重耦合，难以满足对转子各模态的动态性能进行独立调节的要求。本文基于电磁悬浮飞轮转子系统的数学模型，首先提出了一种在高速下能够使电磁悬浮飞轮转子系统保持稳定运行的模态解耦控制方法，然后对这种方法的解耦效果以及控制的有效性进行了仿真分析，并与传统分散PD控制的性能进行了比较。结果表明本文提出的模态解耦控制方法可以实现对电磁轴承飞轮转子系统的转动模态和平动模态间的解耦，以达到对各个模态的刚度和阻尼进行独立调节，使电磁悬浮飞轮转子系统具有更好的动态性能和更强的抗干扰能力的目的。
    引入不确定参数的汽车盘式制动器振动稳定性分析
    吕辉, 于德介, 陈宁, 夏百战
    2014,27(6), DOI:
    [摘要] (2128) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5689)
    摘要：
    针对汽车制动器的噪声抑制问题，基于可靠性分析理论，将蒙特卡洛法与响应面法相结合，提出了一种汽车盘式制动器系统振动稳定性的可靠性分析方法。该方法针对制动噪声产生具有不确定性的特点，引入随机和区间不确定性参数对制动器系统进行描述，建立包含随机参数和区间参数的制动器不稳定特征值的响应面近似模型，进而采用Sobol'全局灵敏度分析法和蒙特卡洛法分别对不确定参数的全局灵敏度和系统稳定性的可靠度进行分析。用该方法对某车的浮钳盘式制动器系统进行研究，分析了系统稳定性的可靠度和不确定参数的全局灵敏度，甄别了不确定性参数对系统稳定性的影响，并从可靠性角度提出了改善制动器系统振动稳定性的工程措施，不确定性分析技术的引入提高了传统研究方法的适用性，对抑制制动噪声具有重要参考价值。
    超声珩齿圆锥形变幅器动力学特性研究
    李向鹏, 王时英, 张春辉
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (2091) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5161)
    摘要：
    为了研究非谐振单元超声珩齿变幅器动力学特性,根据变幅杆及中厚圆环板的力耦合条件,基于Mindlin理论推导了圆锥形变幅杆和中厚圆环板组成的变幅器的频率方程和位移振幅方程。利用MATLAB软件求出了变幅器设计参数和位移振幅的数值解,用有限元法对该变幅器进行动力学分析,发现谐振频率和位移振幅与数值解非常接近。在此基础上,对变幅器进行了动力学实验, 测得的动力学参数与理论设计结果一致。
    基于微动滑移摩擦模型的失谐叶盘系统振动分析
    张亮, 袁惠群, 宋琳, 李莹
    2012,25(3), DOI:
    [摘要] (1816) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3759)
    摘要：
    在航空发动机叶-盘系统中，由于叶片失谐导致严重的振动局部化，造成局部叶片的高周疲劳，拟采用增加叶根干摩擦的方法降低失谐叶-盘系统振动幅值、减轻其振动局部化程度。基于微动滑移摩擦模型建立叶根阻尼器干摩擦力本构关系，采用等效椭圆代替阻尼器力与位移函数关系的迟滞回线，获得阻尼器的等效阻尼、等效刚度；将等效阻尼、等效刚度作用于叶-盘系统集中参数模型上，建立单个扇区三自由度整周失谐叶-盘系统动力学方程；采用谐波平衡法对其进行振动特性分析，讨论了叶根干摩擦对失谐叶盘系统振动特性的影响。结果表明：叶根摩擦能显著降低系统共振幅值；有叶根摩擦系统较无叶根摩擦系统的共振峰在频率上延后；增加叶根摩擦可有效降低失谐叶-盘系统的振动局部化程度。

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