Journal of Vibration and Shock
本刊是反映和交流我国力学、航空、航天、造船、车辆、机械、建筑、水利、电力、矿山、冶金、化工、仪器仪表、海洋工程、轻工和环保等部门的振动、冲击和噪声方面的成果及经验的综合性学术刊物。内容包括结构动力分析、模态分析、参数识别、随机振动、振动控制、转分子动力学、结构动力稳定性、减振、隔振、抗冲击、噪声防治、环境试验、模拟技术、测试技术、信号处理、计算机软件工程、消振消声材料等方面的论文和短文。本刊为中文核心期刊。
CN:31-1316/TUISSN:1000-3835
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基于伪寿命分布的电主轴极小子样可靠性研究
蒋喜,刘宏昭,刘丽兰,訾佼佼
在分析和研究了电主轴性能退化失效机理的前提下，选取合适的性能退化特征量，在此条件下设计电主轴可靠性实验方案，并在该方案的指导下进行电主轴可靠性实验。在研究了基于伪寿命分布的退化数据可靠性评估方法的基本原理基础上，应用该方法结合电主轴实验样本的可靠性实验数据，综合虚拟增广样本法对其可靠性进行评估。最终获得失效分布函数、分布密度函数及其曲线，以及一系列可靠性指标，包括可靠度函数及其曲线、失效率函数及其曲线、平均寿命及部分可靠寿命等。
基于区间B样条小波基函数时变多变量AR模型的时变结构参数识别
顾海雷,史治宇,许鑫
研究的是时变动力学结构的参数识别问题。仅利用线性时变结构的多个加速度响应测量数据，将区间B样条小波函数作为时变基函数，构造了基于区间B样条小波基函数的时变多变量自回归模型，并推导了时变结构瞬时频率的识别方法。利用该法对一个三自由度线性时变结构进行了仿真研究，针对结构瞬时频率周期变化，突变和线性变化三种不同的情况分别进行了瞬时频率识别，并在加速度响应数据中加入了不同信噪比的高斯白噪声以检验识别方法的抗噪能力。最后对一个具有质量时变特性的悬臂梁结构进行了实验研究，实验结果充分说明了区间B样条小波基函数时变多变
基于共固化阻尼层结构的风力机叶片抑颤分析
孙大刚1,李占龙1,韩斌慧1,2,章新1,王军1
针对大型风力机叶片颤振的现状，提出阻尼叶片的概念，并基于能量法推导出阻尼叶片的结构损耗因子。以某2 500 kW风力机为工程应用实例，基于ONERA非线性气动模型对普通叶片和阻尼叶片分别在启动风速、额定风速、安全风速和极限风速下进行数值仿真对比。结果显示，4种风速下阻尼叶片的结构损耗因子分别为0．617、0.579、0．523和0．439，阻尼叶片较普通叶片抑颤效果明显提高。研究结果可为大型风力机叶片抑颤设计提供参考。
结构钢杆件基于变形和耗能的塑性破坏准则研究
王锦文1,瞿伟廉2
目前工程界常采用的构件双重破坏机制不能准确反映钢杆件不同塑性程度时的破坏特征，且存在低估钢构件极限滞回耗能能力、不能反应非峰值变形对构件破坏的影响等缺陷，制约了对罕遇地震或强风等作用下钢结构的耗能能力及破坏机理的研究。建立了适用于钢杆件的基于变形和耗能的改进的双重破坏机制模型。该模型在较小塑性应变阶段采用基于低周疲劳理论的双重破坏机制非线性组合形式，在较大塑性应变阶段改进了Park-Ang破坏模型，从而可反映不同塑性程度的钢杆件破坏特征。利用一批钢杆件的低周疲劳试验对该模型进行了验证。结果表明，该模型能准
多频激励Duffing-van der Pol系统振动状态研究
赵志宏1,张明2,杨绍普2,邢海军2
通过多尺度法对Duffing-van der Pol系统的幅频响应特性进行研究，多频激励改变了单频激励条件下系统的振动状态。与Duffing系统相比，Duffing-van der Pol系统不但使系统主共振曲线发生了偏移，而且系统的振幅也发生了变化。经过分析得出了Duffing-van der Pol系统主共振幅频特性曲线的偏移和振幅的改变与加入的多频激励的幅度和频率有关。利用Matlab对Duffing-van der Pol进行了数值仿真，仿真结果得出多频外激励改变了原有单频激励的振动状态，并且随着
单向斜交网格复杂超限高层结构动力弹塑性时程分析
庞瑞1,梁书亭2,冷斌3,龚敏锋4,代涛5
镇江苏宁广场项目由东、西两座塔楼和商业裙楼组成。东塔楼建筑高度为338 m，采用钢管混凝土柱、型钢梁-钢筋混凝土核心筒结构，在东、西两侧采用型钢斜交网格桁架。采用ABAQUS有限元程序并编写二次开发材料子程序VUMAT，建立基于纤维单元的结构分析模型，采用显示分析方法模拟结构在罕遇地震下的动力弹塑性时程响应。结果表明：斜交网格桁架可有效提高结构在该方向的抗侧刚度；结构最大层间位移角小于规范限值，连梁出现不同程度的损伤，大部分剪力墙混凝土受压损伤较小，斜交网格桁架、外框架、伸臂桁架、腰桁架和剪力墙内嵌型钢等
基于频率响应函数的HXN3司机室隔振性能分析
李春胜,罗世辉,马卫华
机车车辆的噪声、振动与声振粗糙度(NVH)问题越来越受到关注，过大的振动噪声不但会降低乘坐舒适性，造成司机疲劳驾驶，还会缩短机车设备的使用寿命。与东风型内燃机车不同[1-4]，HXN3型内燃机车司机室采用了枢轴支撑隔振结构(the pivot-mount isolation system)。但在运营中，该型机车出现了司机室振动过大的情况。本文将建立司机室隔振结构的6自由度动力学微分方程，计算司机室横、纵、垂三向的频率响应函数，对HXN3型内燃机车司机室隔振结构的隔振性能进行分析。
Delta机构伺服系统模型参考自适应建模
郎需林,王永强,张承瑞,张岳,刘亚男
为了获得Delta机构伺服系统的低阶数学模型，提出了基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应建模方法，将机构单条运动链看做一个整体作为被控对象，以动态特性优良的二阶系统作为参考模型，通过试验使可调系统和参考模型达到精确匹配，最终推导出Delta机构伺服系统的低阶模型。为考察试验所得低阶模型和实际伺服模型的逼近程度，对两模型在16 s内连续输入4 000个脉冲信号时，两模型输出相差在±0．000 126弧度以内，证明所得模型具有较高的精确度。
EMD与小波阈值联合滤波方法的改进及其在泄流结构振动分析中的应用
李成业,练继建,刘
泄流结构在水流荷载作用下的实测振动响应中常混有各种噪声，影响结构振动响应分析的精度。通过研究 EMD与小波阈值联合的滤波降噪方法，提出了含噪信号EMD分解后各分量中噪声标准差的确定方法，解决了小波阈值计算中噪声标准差计算难的问题。同时，分析了泄流结构水流激励荷载的特点，将NExT+HHT的模态参数识别方法应用到泄流结构中。将该方法应用到二滩拱坝、映秀湾水电站拦河闸结构实测振动响应的滤波分析中，取得了较好的应用效果。
基于失效模式的SRC框架-RC核心筒混合结构三水准抗震优化设计
李志强1,郑山锁2,陶清林2,胡义2,赵平2
以SRC框架-RC核心筒混合结构多目标优化设计为研究背景，通过引入损伤函数，将结构的工程造价和损伤量最小定为优化目标，并根据建筑结构“三水准”抗震设防的目标要求，以及结构在不同受力阶段各类构件的受力特点，提出三水准优化设计的方法：小震作用下，认为混凝土处于开裂的临近状态，假定钢材未发挥作用，仅有混凝土发挥作用，据此对结构构件的截面尺寸与混凝土用量进行优化；在中震作用下，框架与剪力墙处于协同工作状态，据此对整个结构满足层间位移差最小之目标的钢材用量进行优化；在大震作用下，结构处于塑性状态，剪力墙基本退出工作
参数激励下深海立管多模态耦合振动特性分析
张杰,唐友刚,黄磊,李伟
由于浮体升沉运动影响，引起立管在水平方向上发生参数激励振动。参激振动可以引起平衡位置的不稳定性，如果系统参数组合落在不稳定区域，将加剧立管振动破坏。针对简谐参数激励，建立立管横向振动方程，考虑立管内部张力沿轴线变化，立管固有频率和振型发生变化，参激振动出现模态耦合效应。采用Floquet理论分析了立管无阻尼和有阻尼时的参激稳定性，计算了临界参数激励下的动力响应。与单模态参激振动对比表明，同等阻尼下，模态耦合参激振动不稳定区域显著增大，更易发生参激共振。多模态耦合参激振动发生时，小激励也能激起大响应，特别是
水负载弹性柱壳的类lamb波研究
孙铁林,孙辉
推导水负载弹性柱壳中类Lamb波的频散方程得到了类Lamb波各模态相速度和群速度的频散曲线，求解了类Lamb波的传播轨迹以及棱角波和弹性散射波的时序关系。进行了水中弹性柱壳的回波测量实验，实验结果表明强弹性散射波仅在该模态类Lamb波辐射效率较低且满足临界角关系时出现，并验证了时序关系。
主动隔振系统解耦控制算法仿真与试验研究
张培军1,2,何琳1,2,帅长庚1,2,李彦1,2
对日益大型化、复杂化的隔振系统进行主动控制，采用多误差的最小均方差算法(LMS)计算负荷较大，且算法的实现过程复杂。基于此，研究了基于FXLMS算法的多通道解耦控制算法，建立简单的自适应控制器，可独立的控制子系统作动器，误差传感器测得的误差信号只参与该子系统对应作动器的控制力的调节，使所有误差传感器的误差信号的平方和最小，实现对多自由度振动的主动控制。仿真和试验结果表明，通过调整收敛系数和控制代价加权因子，主动隔振系统采用简单易行的解耦算法对线谱振动进行控制是行之有效的。
FRP钢管混凝土构件抗冲击性能仿真分析
陈忱,赵颖华
FRP-钢管混凝土结构是一种新型复合结构形式，该结构由在外壁为FRP(CFRP/GFRP，碳/玻璃纤维增强树脂)材料、内壁为钢材的复合圆管内浇筑混凝土而形成。应用有限元方法分析FRP钢管混凝土构件的抗冲击性能，通过变化FRP种类、包裹层数、包裹形式以及钢管的厚度考查不同冲击力下的结构响应，得出冲击力和变形的时程曲线。研究发现利用FRP加固的方法有效地提高了钢管混凝土构件的抗冲击刚度，其增强效果与FRP种类以及FRP的包裹方式和厚度相关，其中以纵向包裹CFRP的试件挠度为最小。为验证数值模拟方法和策略的正确
中心支撑钢框架结构基于性能的塑性抗震设计
熊二刚1,张倩2
根据功能平衡原理，提出了一种中心支撑钢框架结构基于性能的塑性设计方法。预先选定目标侧移和屈服机制，根据功能平衡方程即可得到结构的设计基底剪力。采用塑性设计法设计支撑构件和节点以便达到预期的屈服机制和性能。采用此方法对一幢6层中心支撑钢框架结构进行了设计，然后采用动力时程分析法验证了该方法的可行性，为中心支撑钢框架结构基于性能的塑性抗震设计法提供了一定的依据。
车轮不圆顺动态检测的时频特征圈内定位比较法
丁建明1,林建辉1,易彩1,伊燕利2,黄晨光1
利用车轮旋转中车轮不圆顺循环冲击轨道的特点，提出一种车轮不圆顺车载动态检测的新方法。该方法的核心是：对车速积分确定车轮旋转一圈对应的起止时刻，用该起止时刻去截取对应时间历程的轴箱垂向振动加速度，对截取信号作频率切片小波变换提取信号的时频特征，将时频特征图的时间轴变换为车轮弧长的位移轴，在车轮旋转一周内实现时频特征定位，通过比较连续不同起止时刻的时频圈内定位特征来检测车轮的不圆顺。应用带有车轮不圆顺的动力学仿真数据对该方法的有效性进行了验证，结果表明：该方法实时性好，准确性高，具有良好工程适应性。
基于包络同步平均的齿轮故障诊断
李云,郭瑜,那靖,李宗涛,于宪军
齿轮振动信号由于存在非平稳、调制、传递路径复杂等特点，其分析相对较为困难，传统的共振解调法还存在共振带参数无法准确确定的不足。为解决上述问题，提出了一种基于包络信号角域同步平均的齿轮故障诊断方法。该方法首先利用谱峭度提取出齿轮振动信号的复包络信号，再分别选取齿轮箱中不同转轴作为参考轴对复包络信号进行等角度采样，在角域进行同步平均并用阶比跟踪提取齿轮故障信息。该方法可有效消除源包络信号中的宽带噪声干扰，分离出与故障齿轮所在轴有关的阶比分量，同时可克服转速波动对信号分析产生的频率模糊现象。利用该方法分别对齿轮
含间隙和干摩擦舵结构系统的非线性动力学特征
王成华,李国宏,李延松,孙向春,童轶男,陈浩
针对舵结构系统的非线性动力学问题，提出了含间隙和干摩擦情况舵结构系统典型工况下的振动力学模型，基于理论分析揭示了舵结构系统变刚度、振幅跳跃、低频相位异常增大以及自激振动等现象发生的机理和规律，并将理论分析结果与数值计算和试验测量结果进行了对比，验证了理论模型和分析方法的正确性。
基于数学形态学分段分形维数的电机滚动轴承故障模式识别
王冰,李洪儒,许葆华
电机轴承是旋转机械中应用最广且最易损坏的机械零件之一，分形维数可以有效地描述滚动轴承振动信号的复杂性和不规则性。基于数学形态学的分形维数具有计算速度快，估计准确的特点，可以正确地区分滚动轴承系统的状态和判断轴承系统的故障行为。阐述了基于数学形态学的分形维数计算方法，针对扁平结构元素长度的选取缺乏指导性的问题，提出一种基于数学形态学的分段分形维数计算方法，运用该方法对电机轴承实测信号进行分析，结果表明，该方法在一定程度上提高了分形维数计算的科学性和精确性，在电机轴承故障模式识别领域是行之有效的。
典型引信环境力对压电驱动器的影响研究
唐玉娟,王炅
将一种直线型压电驱动器作为解除保险的作功元件用在机电式引信安全系统中，实现炮口保险距离的可控。对压电精密驱动器运动机理进行了分析，并给出其在引信安全系统中的作用方式。理论分析了引信在勤务处理和发射过程中的典型环境力对压电驱动器构件的影响，并采用AVEX冲击试验台对压电驱动器进行冲击试验。研究结果表明：压电驱动器可承受勤务处理中15．25 m高度落向钢板的冲击惯性力的作用；能够抵抗弹丸转速为15 000 r/min下的离心力而使动子运动到位；可承受1.5×104 g的后坐冲击加速度。研究结果为压电精密驱动器