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强迫振动形式下超高层建筑横风向气动弹性效应的大涡模拟研究 被引量：1
1
作者 谭超 全涌 +2 位作者 张正维 姚博 傅国强 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期169-175,共7页
相比于气动弹性模型风洞试验,强迫振动模型试验具有很强的参数可控性,是研究超高层建筑气动弹性效应的重要手段。然而,强迫振动装置的制造困难却限制了该方法的广泛应用。通过大涡模拟方法对超高层建筑的强迫振动模型的气动力及流场进... 相比于气动弹性模型风洞试验,强迫振动模型试验具有很强的参数可控性,是研究超高层建筑气动弹性效应的重要手段。然而,强迫振动装置的制造困难却限制了该方法的广泛应用。通过大涡模拟方法对超高层建筑的强迫振动模型的气动力及流场进行了模拟,并基于此研究了超高层建筑的气动弹性效应。结果表明:该方法可较准确地模拟出超高层建筑强迫振动模型所受气动力及流场;当来流风速处于涡激共振风速区间时,横风向振幅的增加会显著加剧建筑侧面的旋涡脱落,使得其侧面风压及横风向气动力系数均方根值显著增大,而当折减风速远离涡激共振风速时,横风向振动对建筑横风向气动力基本没有影响;振幅和折减风速的变化对建筑的横风向气动刚度和气动阻尼有显著的影响。 展开更多
关键词 大涡模拟 超高层建筑 强迫振动 气动弹性效应
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基于改进多目标粒子群算法的码头结构传感器优化布置 被引量：1
2
作者 周鹏飞 张雍 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期243-251,共9页
为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏... 为解决码头结构健康监测领域的传感器优化布置问题,提出了一种基于改进多目标粒子群(IMOPSO)的传感器优化布置算法。针对传统方法寻优效率低、优化目标单一,难以同时满足模态识别、损伤识别等复杂的健康监测需求的问题,构建了以损伤敏感性和冗余性、损伤识别不适定性以及模态线性独立性的多目标优化函数;改进多目标粒子群算法获取Pareto解集,利用TOPSIS熵权法确定最优传感器布置方案。在某高桩码头试验表明:与有效独立法和有效独立-模态动能法相比,IMOPSO得到的布设方案测点分布更均匀,在灵敏度矩阵条件数、MAC最大非对角元、损伤冗余性指标分别优化了45%、90%、5%以上;多种工况下的损伤位置和程度识别准确率在不同噪声下平均提高5%和7%以上。 展开更多
关键词 码头结构健康监测 传感器优化布置 损伤识别 改进多目标粒子群(IMOPSO)
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基于域自适应对抗生成样本的金属损伤导波智能迁移识别方法
3
作者 王莉 刘国强 +2 位作者 杨宇 张超 裘进浩 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期191-201,209,共12页
针对工程场景下缺乏大量标注完备的真实损伤样本,而难以学习到可用的智能诊断模型的难题,该文提出了一种基于域自适应对抗生成样本的金属损伤导波智能迁移诊断方法。首先,采用有限元仿真得到了大量标签丰富的模拟损伤导波监测数据;然后... 针对工程场景下缺乏大量标注完备的真实损伤样本,而难以学习到可用的智能诊断模型的难题,该文提出了一种基于域自适应对抗生成样本的金属损伤导波智能迁移诊断方法。首先,采用有限元仿真得到了大量标签丰富的模拟损伤导波监测数据;然后,采用生成对抗神经网络(wasserstein Generative adversarial networks with gradient penalty,WGAN-GP)实现了模拟损伤监测样本至真实损伤的域自适应对抗样本的生成;最后,构建了基于对抗生成样本的损伤智能诊断模型,实现了对未知标签真实损伤监测样本的高可靠分类诊断。金属开孔结构疲劳裂纹导波监测试验验证结果表明,所提方法可实现模拟损伤导波识别知识至疲劳损伤的跨域迁移,且在无真实损伤标注样本时也可实现对裂纹损伤的高精度智能识别。 展开更多
关键词 疲劳裂纹 导波 生成对抗神经网络(WGAN-GP) 卷积神经网络 迁移学习
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参数带宽化的双摆桥式起重机线性自抗扰控制
4
作者 邵雪卷 韩雨豪 +3 位作者 周亮亮 孙来庆 陈志梅 张井岗 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期82-90,共9页
桥式起重机作为工业上广泛应用的运输设备,在实际起动时,台车移动势必会带动吊钩以及负载产生两级摆角,增加小车定位与实时消摆的难度。针对这种情况,提出一种参数基于带宽调节的线性自抗扰控制方法,以消除初始负载摆角、内部不确定状... 桥式起重机作为工业上广泛应用的运输设备,在实际起动时,台车移动势必会带动吊钩以及负载产生两级摆角,增加小车定位与实时消摆的难度。针对这种情况,提出一种参数基于带宽调节的线性自抗扰控制方法,以消除初始负载摆角、内部不确定状态以及外界扰动对系统的影响。首先,将系统解耦成三个控制量互不包含的子系统;其次,对解耦后的子系统分别设计线性扩张状态观测器和线性控制器;最后,结合Lyapunov方法将设计的扩张状态观测器和控制器参数带宽化并进行收敛性和稳定性分析。仿真结果表明,所提控制方法能够在强扰动影响下准确平稳地将负载运输到目标位置并快速消除两级摆动,同时对模型参数变化具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 双摆桥式起重机 带宽法 自抗扰 线性扩张状态观测器
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基于微分求积法的两端固结刚性吊杆拉力识别研究
5
作者 彭涛 稂其林 +2 位作者 陆小龙 王涛 田仲初 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期94-103,共10页
以修正Timoshenko梁理论为基础,提出了一种基于微分求积法的拱桥刚性吊杆拉力识别方法。基于修正Timoshenko梁理论建立刚性吊杆横向振动微分方程,通过选取切比雪夫多项式的根作为节点坐标,利用拉格朗日插值基函数近似表示位移函数;根据... 以修正Timoshenko梁理论为基础,提出了一种基于微分求积法的拱桥刚性吊杆拉力识别方法。基于修正Timoshenko梁理论建立刚性吊杆横向振动微分方程,通过选取切比雪夫多项式的根作为节点坐标,利用拉格朗日插值基函数近似表示位移函数;根据微分求积法基本原理计算各阶权重系数,引入边界条件后,将轴向力作用下的修正Timoshenko梁横向振动微分方程的求解转化为线性代数方程组广义代数特征值的计算问题,从而得到刚性吊杆实测基频与拉力之间的精确对应关系。通过数值算例和实桥应用对该方法进行了验证,结果表明,当两端固结刚性吊杆的长细比小于222.23时,需要考虑抗弯刚度、剪切变形和转动惯量的影响才能保证拉力识别的精度。提出的基于微分求积法的吊杆拉力识别方法能够应用于各种工况和长细比下的刚性吊杆拉力识别,具有准确、实用和易编程的特点,能够满足实际工程应用要求。 展开更多
关键词 刚性吊杆 修正Timoshenko梁 频率法 微分求积法 拉力识别
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飞机U型铆接构件不同加载角度下失效特性试验及数值模型研究
6
作者 牟浩蕾 张经纬 +2 位作者 赵一帆 解江 冯振宇 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期148-158,共11页
在坠撞载荷作用下,运输类飞机的机身连接构件失效是其主要的失效形式之一。针对U型铆接构件,采用试验与仿真方法,研究其在不同加载工况(纯拉脱、30°、45°、60°和90°纯剪切)的失效特性,揭示U型件厚度和加载角度对其... 在坠撞载荷作用下,运输类飞机的机身连接构件失效是其主要的失效形式之一。针对U型铆接构件,采用试验与仿真方法,研究其在不同加载工况(纯拉脱、30°、45°、60°和90°纯剪切)的失效特性,揭示U型件厚度和加载角度对其失效特性的影响规律;建立基于峰值载荷失效的双线性单元模型(梁单元、六面体单元、4六面体簇单元和8六面体簇单元模型)和SPR2(self-piercing rivet 2)约束单元模型,得到可应用于坠撞仿真分析的铆钉数值模型。结果表明:随着加载角度增大,铆钉承受载荷由拉脱载荷变为剪切载荷,铆钉失效由钉头拉脱变为钉杆剪断;U型件承受载荷由面外拉伸载荷变为面内挤压载荷,失效位移减小;随着厚度增加,U型件不易发生变形,失效载荷增加,失效位移减少。基于峰值载荷失效的双线性单元模型中,8六面体簇单元模型获得的失效载荷与失效位移与试验结果吻合较好;8六面体簇单元模型与SPR2约束单元模型获得的失效载荷偏差均在10%以内,但8六面体簇单元模型的失效载荷偏差更小;两个模型获得的失效位移偏差稍大,但SPR2约束单元模型的失效位移偏差相对较小(15%以内)。8六面体簇单元和SPR2约束单元模型可应用于飞机坠撞仿真。 展开更多
关键词 U型铆接构件 失效特性 双线性单元模型 SPR2约束单元模型
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涌潮冲击桩柱体最大压强及最大载荷的计算方法
7
作者 王旭 屈科 +1 位作者 杨元平 王超 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期90-103,共14页
涌潮是一种蕴含着巨大能量的特殊强非线性间断流,因此涌潮区域内桥墩等桩柱体建筑物会受到极大的涌潮冲击力,可能会对桩柱体等涉水结构造成严重毁坏。基于开源程序OpenFOAM和wave2Foam构建高精度涌潮数值水槽,求解雷诺平均的Navier-Sto... 涌潮是一种蕴含着巨大能量的特殊强非线性间断流,因此涌潮区域内桥墩等桩柱体建筑物会受到极大的涌潮冲击力,可能会对桩柱体等涉水结构造成严重毁坏。基于开源程序OpenFOAM和wave2Foam构建高精度涌潮数值水槽,求解雷诺平均的Navier-Stokes方程。首先,进行高精度涌潮数值水槽计算涌潮传播、演变及与桩柱体相互作用的能力;然后,数值计算涌潮与桩柱体相互作用过程中涌潮传播、演变及桩柱体结构动力响应特性的变化规律,并阐明不同形态涌潮与桩柱体发生相互作用时涌潮复杂水动力特性机理;最后,系统分析不同涌潮高度、潮前水深、桩柱体斜置角度和作用方向对涌潮水动力载荷和最大冲击压强的影响。结果表明:涌潮与桩柱体发生相互作用时,涌潮最大水动力载荷和最大冲击压强随着涌潮高度的增加显著增加,呈现出线性增大趋势;波状涌潮和弱旋滚涌潮的最大水动力载荷和最大冲击压强随潮前水深的增大而增大,然而强漩滚涌潮冲击桩柱体时的最大水动力载荷和最大冲击压强随潮前水深的变化没有明显增大的趋势;涌潮冲击桩柱体过程中,相比垂直桩柱体涌潮对正向斜置桩柱体作用的水动力载荷较小,且最大冲击压强的大小也因桩柱体的斜置发生了明显的减小现象。基于对涌潮最大水动力载荷和最大冲击压强数据结果进行系统整理,结合理论特性分析,提出适合不同形态涌潮冲击桩柱体时的最大水动力载荷和涌潮最大冲击压强的理论计算公式。为强潮区域桥梁基础结构的设计提供参考意义。 展开更多
关键词 涌潮 桩柱体 水动力特性 理论分析 wave2Foam
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考虑键相丢失的二重逐点Vold-Kalman滤波涡轮泵故障诊断
8
作者 王帅 孙若斌 +2 位作者 翟智 马猛 陈雪峰 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期210-220,229,共12页
液体火箭发动机涡轮泵在高转速、高温度梯度、高压的非平稳工况下极易发生故障。Vold-Kalman滤波方法能够从复杂时变振动信号中检测出涡轮泵转子故障,但由于涡轮泵振动传递路径复杂,该方法依赖于所采集振动信号的载波的高采样率高精度... 液体火箭发动机涡轮泵在高转速、高温度梯度、高压的非平稳工况下极易发生故障。Vold-Kalman滤波方法能够从复杂时变振动信号中检测出涡轮泵转子故障,但由于涡轮泵振动传递路径复杂,该方法依赖于所采集振动信号的载波的高采样率高精度的相位信息,在键相信号丢失和采样频率低(一圈一个脉冲)的实际应用场景下存在故障检测精度偏低的问题;且Vold-Kalman滤波使用批量式优化的方法,求解缓慢,无法在箭载计算机上实现在线检测故障。针对上述两个问题,为实现毫秒级的涡轮泵故障实时诊断,提出了一种滤波诊断方法——二重逐点Vold-Kalman滤波器(double point-wise Vold-Kalman filter,DPVKF)。DPVKF首先建立各阶次分量状态转移和状态观测的时变线性高斯模型;然后,从低精度的转速脉冲和振动信号中准确重构相应载波的高精度瞬变相位;随后,在重构相位的指导下,得到各阶次复包络的最优线性无偏估计;最终,在复杂激励干扰下提取到涡轮泵转子的故障特征。故障模拟试验和某型号涡轮泵低温轴承运转试验表明,提出的方法可实现高实时性、高可靠性的涡轮泵转子故障诊断。 展开更多
关键词 二重逐点Vold-Kalman滤波(DPVKF) 键相信号丢失 涡轮泵 故障诊断
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“圆-三角-附板”截面振子的流致振动试验研究
9
作者 刘昉 向佳乐 +3 位作者 燕翔 冯卫鹏 邵楠 王孝群 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期55-64,共10页
通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主... 通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主要结论如下:振动强度随着系统阻尼比提高而减弱;随着截面高宽比的增大,振子发生驰振的能力增强,而最大振幅比和频率比均降低;随着高宽比的增大,旋涡的涡量增加,尺度增长,振子受力面积变大,旋涡附着现象更加明显,振子受力效果更好;随着振子高宽比的增大,正向旋涡发育和脱落的时间比反向旋涡更长。 展开更多
关键词 流致振动 组合截面振子 尾流
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基于物理驱动支持向量机方法的地震作用下结构动力响应求解
10
作者 杜轲 吴文贤 +1 位作者 林志鹏 骆欢 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期284-290,共7页
物理驱动机器学习是一种将物理原理融入机器学习框架的前沿方法。通过引入物理知识,该方法旨在使模型更为贴合实际世界的物理规律和约束,以提高模型在学习过程中对数据本质特征的准确捕捉。该研究使用了一种以支持向量机为基础的物理驱... 物理驱动机器学习是一种将物理原理融入机器学习框架的前沿方法。通过引入物理知识,该方法旨在使模型更为贴合实际世界的物理规律和约束,以提高模型在学习过程中对数据本质特征的准确捕捉。该研究使用了一种以支持向量机为基础的物理驱动方法,用于精确计算结构的动力响应。该算法通过最小化多输出最小二乘支持向量机的目标函数,实现了对回归模型参数的精准拟合。同时,通过在特征空间中引入系统动态平衡方程和初始条件的物理约束,无需事先训练数据即可有效计算结构的动力响应。随后开展在地震动荷载作用下的单自由度体系和二层剪切框架多自由度体系的动力响应,并将所用方法与传统方法的结果进行了对比。分析结果表明,提出的物理驱动机器学习方法在精度和大时间步长性能方面均显著优于传统方法。 展开更多
关键词 机器学习 支持向量机 物理驱动 无标记数据 结构动力响应分析
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结构损伤识别的改进广义柔度矩阵灵敏度方法
11
作者 牛梓蓉 吴锋 +3 位作者 韩兆龙 卓杨 车爱兰 朱宏博 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第4期541-549,共9页
提出一种改进的广义柔度矩阵灵敏度方法用于结构的损伤识别.首先,在原有方法基础上增加广义柔度矩阵关于损伤系数的高阶灵敏度项,提高损伤识别结果的精度.然后,在求解损伤识别方程时,考虑损伤识别的物理意义,通过增加损伤系数的约束条件... 提出一种改进的广义柔度矩阵灵敏度方法用于结构的损伤识别.首先,在原有方法基础上增加广义柔度矩阵关于损伤系数的高阶灵敏度项,提高损伤识别结果的精度.然后,在求解损伤识别方程时,考虑损伤识别的物理意义,通过增加损伤系数的约束条件,将损伤识别方程转换为最优化问题,并采用序列二次规划算法进行求解,避免出现负损伤系数的情况.最后,采用一个空间桁架结构有限元模型数值算例和一个7层的框架结构模型试验,验证所提方法的有效性和优越性.结果表明,所提方法与原方法相比能更精确地定位损伤位置,识别损伤程度,且适用于大损伤的情形. 展开更多
关键词 损伤识别 广义柔度 模态 灵敏度 最优化
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基于双自由度系统的转子特征值耦合特性分析
12
作者 周兆华 雷晓薇 +3 位作者 张雪冰 王刚伟 杨俊 何鹏 《船舶力学》 北大核心 2025年第3期506-516,共11页
随着大流量涡轮泵的迅速发展,其叶轮尺寸和转速日益增大,导致涡轮泵本身的耦合振动现象凸显。为保持涡轮泵的平稳运行并降低其振动噪声,本文研究了涡轮泵转子系统的耦合动力学特性。首先,基于简化的涡轮泵转子有限元模型进行分析,发现... 随着大流量涡轮泵的迅速发展,其叶轮尺寸和转速日益增大,导致涡轮泵本身的耦合振动现象凸显。为保持涡轮泵的平稳运行并降低其振动噪声,本文研究了涡轮泵转子系统的耦合动力学特性。首先,基于简化的涡轮泵转子有限元模型进行分析,发现当转子不同阶频率在Campbell图中相互趋近时,接近重合的区域会发生转向和合并两种耦合特征现象。进一步分析发生耦合特征现象时的转子模态,发现互相耦合的不同阶特征模态会相互影响。接着,采用双自由度系统模拟转子耦合特征现象,分析耦合度、阻尼以及陀螺力矩对其特性的影响。最后,分析双自由度系统耦合动力学特性,发现系统发生转向及合并现象时,其动力响应会发生突变,导致系统耦合振动幅值增大,甚至系统失稳。研究成果可为转子系统安全稳定运行提供理论指导。 展开更多
关键词 特征值耦合 动力学特性 转子系统 坎贝尔图
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绳驱动限位式吊重稳定装置动力学及试验研究
13
作者 任昭鹏 黄哲 +3 位作者 魏一 王生海 孙玉清 陈海泉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期26-37,共12页
针对吊装设备在海洋环境下受到无规则的外力影响而导致不能安全高效地完成吊装作业的问题。首先建立了船用起重机在随机海浪激励下的动力学模型并进行仿真分析;然后设计了一种并联绳索驱动式吊重限位机构(parallel cable-driven payload... 针对吊装设备在海洋环境下受到无规则的外力影响而导致不能安全高效地完成吊装作业的问题。首先建立了船用起重机在随机海浪激励下的动力学模型并进行仿真分析;然后设计了一种并联绳索驱动式吊重限位机构(parallel cable-driven payload limiting-position mechanism,PCD-PLM),提出了一种自适应张力稳定(parallel cable-driven adaptive anti-swing tension,PCD-AAT)控制方法实现对吊重的稳定控制,当吊装设备受到外部激励影响时吊重可以保持相对静止的状态,解决吊装设备在高海况下作业时吊重的摇摆问题,确保船用起重机安全高效地完成吊装任务;最后搭建船用起重机稳定吊装试验台验证PCD-PLM和PCD-AAT的有效性和实用性。仿真和试验结果显示,吊重的摇摆幅度分别减小了92.34%和82.33%以上,摇摆空间的稳定控制效果超过了90.00%,且PCD-AAT具有很好的动态跟踪性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 并联绳驱动 船用起重机 吊重限位 自适应张力稳定控制
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基于多项式维数分解法的起落架参数不确定性量化分析
14
作者 崔盼礼 贺尔铭 +2 位作者 宋得军 杨正权 王彬文 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期286-292,共7页
飞机起落架制造和加工过程中不确定性广泛存在,针对飞机起落架缓冲性能的求解问题,考虑油孔流量系数、气体多变指数的不确定性,首先建立了起落架二质量非线性动力学方程,构造了基于多项式维数分解(polynomial dimensional decomposition... 飞机起落架制造和加工过程中不确定性广泛存在,针对飞机起落架缓冲性能的求解问题,考虑油孔流量系数、气体多变指数的不确定性,首先建立了起落架二质量非线性动力学方程,构造了基于多项式维数分解(polynomial dimensional decomposition,PDD)方法的随机代理模型并进行了动力学分析,与蒙特卡洛模拟方法确定性分析得出的位移均值与标准差结果进行了对比,验证了PDD方法在处理起落架动力学这类非线性问题的正确性;后续使用PDD方法,分析油孔流量系数、气体多变指数在取不同的变异系数时二质量的响应均值、标准差以及概率特征的变化,研究二者的不确定性对起落架缓冲性能求解的影响。该研究所开展的油孔流量系数、气体多变指数不确定传播量化工作对后续起落架缓冲性能的可靠性设计具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 起落架落震 非线性 不确定性参数 多项式维数分解(PDD)方法
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考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正
15
作者 高程明 何俊增 +4 位作者 刘家璇 姜东 卢愈 张大海 费庆国 《推进技术》 北大核心 2025年第1期264-274,共11页
针对航空发动机建模过程中普遍存在的精确度和计算效率难以同时满足的问题,提出了一种考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正方法。分别建立航空发动机转子和机匣的三维有限元模型,并运用薄层单元来模拟转子轮盘间的端齿接触... 针对航空发动机建模过程中普遍存在的精确度和计算效率难以同时满足的问题,提出了一种考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正方法。分别建立航空发动机转子和机匣的三维有限元模型,并运用薄层单元来模拟转子轮盘间的端齿接触以及机匣间的螺栓接触界面;基于固定界面模态综合法,对模型进行降维处理,保留接触界面和支承位置处的关键主节点,分别得到转子和机匣的降维模型;运用灵敏度方法,结合转子模态试验和机匣模态试验的结果,对转子和机匣降维模型中的接触刚度进行修正;将修正后的转子降维模型和机匣降维模型进行组装,得到航空发动机模拟整机模型。开展模拟整机模态试验,将修正后的模拟整机模型的计算结果与试验数据进行对比。结果表明,修正后的模型前两阶弯曲模态频率误差控制在1.22%以内,且以Matlab软件为计算平台,进行了五次迭代修正计算,平均每次计算时长仅为2.1 s,验证了所提方法的准确性和高效性。研究结果为航空发动机建模及修正提供了一种新的有效手段,在满足了航空发动机模拟整机修正精度的同时,显著提高了模型修正的计算效率。 展开更多
关键词 航空发动机模拟整机 模型修正 薄层单元 降维 接触刚度
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横风作用下旋叶型风屏障对车桥系统的气动特性影响研究
16
作者 蔡陈之 刘昊天 +2 位作者 何旭辉 邹云峰 黄永明 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期177-186,220,共11页
为保障复杂风环境下高速列车桥上行车安全,以典型简支箱梁与CRH380A列车为研究背景,提出一种上部为导风叶片,下部为不透风屏障所组成的新型旋叶型风屏障。在通过风洞试验验证数值仿真模型的基础上,探究了旋叶型风屏障叶片的旋转角度与... 为保障复杂风环境下高速列车桥上行车安全,以典型简支箱梁与CRH380A列车为研究背景,提出一种上部为导风叶片,下部为不透风屏障所组成的新型旋叶型风屏障。在通过风洞试验验证数值仿真模型的基础上,探究了旋叶型风屏障叶片的旋转角度与底部高度对车桥系统气动特性及流场的影响,并揭示了风屏障参数对车桥气动特性的影响机理。研究结果表明,旋叶型风屏障叶片的旋转角度对车桥气动系数影响显著,其中阻力系数及弯矩系数的变化趋势在列车与桥梁之间呈现相反的特点,而两者的升力系数却呈现相同的变化趋势。叶片旋转方向对风屏障与列车间漩涡的形成具有显著影响,相比逆时针旋转,叶片顺时针旋转时屏障后方流场更平稳,产生的漩涡数量、面积及流速均更小。风屏障底部高度在旋转角度较大时(|α| ≥30°),能明显减小列车的阻力与弯矩系数,且其变化主要影响列车与屏障之间的流场结构。在适当的旋转角度下,旋叶型风屏障相较于栅栏型风屏障能较大幅度地降低桥梁阻力系数与列车的弯矩系数,其中桥梁阻力与列车弯矩降幅最大可达17.8%和48.5%。 展开更多
关键词 横风 旋叶型风屏障 计算流体动力学 风洞试验 车桥系统
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考虑气膜流动分布的止推气体轴承端面槽型优化研究
17
作者 雷彤 刘东 +2 位作者 徐晨曦 彭楠 杨魏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期71-80,共10页
针对传统槽型结构参数研究体系对螺旋槽型止推气体轴承的承载性能提升的局限性,基于气膜流动分布研究建立了优化端面槽型形状的新参数体系。通过螺旋角控制的端面槽型形状差异性分析,提出了优化槽区入流方向的来流夹角这一关键槽型参数... 针对传统槽型结构参数研究体系对螺旋槽型止推气体轴承的承载性能提升的局限性,基于气膜流动分布研究建立了优化端面槽型形状的新参数体系。通过螺旋角控制的端面槽型形状差异性分析,提出了优化槽区入流方向的来流夹角这一关键槽型参数,并分析了不同来流夹角下的气膜流场;在此基础上,建立了包含来流夹角、入流角、出流角、入流半径与出流半径的端面槽型参数体系,通过参数寻优得到最优端面槽型形状;对比了优化槽型与传统结构参数槽型的承载性能与流场的差异,验证了该文所建立的参数体系可进一步提升止推气体轴承的承载性能,拓宽止推气体轴承的槽型优化空间。 展开更多
关键词 螺旋槽 端面槽型结构 流动分析 槽型优化参数体系
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正断层错动作用下浅埋地铁隧道受力分析方法及抗断设计研究
18
作者 郭文远 李世民 +5 位作者 王志岗 高涛 陶连金 谢霖 刘建功 刘华南 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期252-261,297,共11页
震害调查研究表明穿越活动断裂带隧道的破坏是极其严重的。以太原市城市轨道交通1号线一期工程区间隧道穿越交城断裂带为工程依托,通过Pasternak双参数地基模型建立力学分析模型并推导了正断层错动下地下管线纵向响应解析解,然后采用ABA... 震害调查研究表明穿越活动断裂带隧道的破坏是极其严重的。以太原市城市轨道交通1号线一期工程区间隧道穿越交城断裂带为工程依托,通过Pasternak双参数地基模型建立力学分析模型并推导了正断层错动下地下管线纵向响应解析解,然后采用ABAQUS软件建立了三维精细化有限元模型。解析解计算结果与数值模拟计算结果吻合度较好,证明了解析解的正确性。最后,在设定的重点设防区域内采用节段衬砌+柔性接头组合形式,对比分析节段长度、接头纵向位置和柔性接头宽度对隧道结构整体减灾效果影响。结果表明:正断层错动下地下管线纵向响应的解析解计算结果可为重点设防区域的确定提供参考。采用节段衬砌+柔性接头组合形式可有效降低隧道结构的破坏程度和范围。正断层错动作用时,节段长度越短隧道结构破坏范围越小,柔性接头宽度的增加会降低隧道结构的破坏程度和范围,破坏区域集中在节段衬砌结构的端头部位。采用对缝模式设置柔性接头时可最大程度发挥接头的变形吸能作用,其减灾效果最优。研究可为穿越活动断裂带隧道工程采用节段+柔性接头组合形式的抗断设计和分析提供理论依据。 展开更多
关键词 地铁隧道 活动断裂带 解析解 铰接隧道 数值模拟 抗断设计
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基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计
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作者 程祎博 王晓明 梅玉林 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期332-342,共11页
结合理论计算、有限元仿真和试验测量,研究了基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计方法,给出了具有5.01和7.75个倍频程的小尺寸、宽频吸声结构。首先,基于传递矩阵法,建立声学黑洞的数学模型,计算声学黑洞的反射系数,并将理论计算结果... 结合理论计算、有限元仿真和试验测量,研究了基于声学黑洞的声学迷宫结构的优化设计方法,给出了具有5.01和7.75个倍频程的小尺寸、宽频吸声结构。首先,基于传递矩阵法,建立声学黑洞的数学模型,计算声学黑洞的反射系数,并将理论计算结果与有限元仿真结果进行对比。然后,基于声学黑洞的导纳变化规律,设计单、双旁支管声学迷宫结构,通过优化设计,实现迷宫结构和声学黑洞导纳的匹配。最后,基于声学迷宫结构导纳的匹配结果,应用模拟退火算法构造优化模型,获得了宽频吸声的小尺寸声学迷宫结构,并打印3D样件进行试验验证。研究结果表明:应用双旁支管声学迷宫代替声学黑洞管道中的环腔,经优化设计,旁支管迷宫和声学黑洞的导纳可以实现完美匹配,并可以在保持吸声性能不变的前提下,实现结构的小尺寸设计,优化后的结构有效吸声带宽是优化前的13.36倍,倍频程是优化前的3.64倍。 展开更多
关键词 声学黑洞 声学迷宫 传递矩阵 有限元 试验测量 反射系数
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基于FDVI和CDDPM的小样本岸桥齿轮箱多类故障诊断
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作者 袁九海 张氢 +2 位作者 张建群 冯文宗 孙远韬 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期306-317,共12页
岸桥齿轮箱零部件数量多、故障类型丰富,且故障数据难以获取,其诊断面临小样本、多分类的问题。针对上述问题,提出了一种基于频域振动图(frequency domain vibration image,FDVI)和条件去噪扩散概率模型(conditional denoising diffusio... 岸桥齿轮箱零部件数量多、故障类型丰富,且故障数据难以获取,其诊断面临小样本、多分类的问题。针对上述问题,提出了一种基于频域振动图(frequency domain vibration image,FDVI)和条件去噪扩散概率模型(conditional denoising diffusion probabilistic model,CDDPM)的故障诊断方法。首先,将获取的振动信号转为FDVI图像,充分表征各故障的振动信号的特征信息;然后,使用CDDPM对小样本数据进行扩充,将标签信息输入到模型以控制生成故障样本类别,同时采用跳层采样加快样本生成速度;最后,将扩充后的样本集输入卷积神经网络分类器中进行训练,提升分类器对小样本多类故障诊断的效果。在对CWRU数据集的17种故障类型和岸桥缩尺试验台数据集的29种故障类型的小样本诊断试验表明:样本扩充后CWRU数据集故障识别率由89.86%提高到99.30%;岸桥数据集故障识别率由68.63%提高到95.75%。上述分析表明所提方法能完成小样本条件下岸桥齿轮箱多类故障诊断任务。 展开更多
关键词 频域振动图 条件去噪扩散概率模型 小样本 岸桥齿轮箱 故障诊断
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