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期刊信息/Journal information
振动与冲击
振动与冲击

恽伟君

半月刊

1000-3835

jvs@sjtu.edu.cn

021-62821366

200030

上海市华山路1954号上海交通大学

振动与冲击/Journal Journal of Vibration and ShockCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>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。
正式出版
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    OTPA结合NSGA-Ⅱ算法的产品包装系统优化设计

    陆怡宇张元标杨松平聂楚昕...
    102-112页
    查看更多>>摘要：利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,OTPA)方法分析随机振动不同激励谱型、不同振动等级下产品包装系统的振动传递特性,结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行包装系统优化设计.试验结果表明:产品关键元件实测振动加速度响应曲线与OTPA方法合成的加速度响应曲线吻合良好,验证了 OTPA方法的正确性;通过OTPA方法量化各传递路径的振动贡献量,对比识别出产品包装系统的主要振动传递路径;保持非主要传递路径的缓冲衬垫材料不变,应用NSGA-Ⅱ算法优化产品包装件系统中主要振动传递路径处的缓冲衬垫分配,有效降低了关键元件的加速度响应,减少在振动过程中的能量聚集,促使各传递路径的振动贡献量趋于均衡.实现了以缓冲性能为主导,同时兼顾环保性能与成本的包装系统优化设计,验证了优化方法的有效性,为产品包装系统设计提供参考.

    随机振动工况传递路径分析(OTPA)振动贡献量非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)减振优化

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    基于特征解纠缠和联合域对齐的滚动轴承多源域迁移诊断方法

    邹松董绍江夏宗佑牟小燕...
    113-120,133页
    查看更多>>摘要：针对变工况环境下采集到的滚动轴承振动数据特征分布不一致及待诊断样本标签难获取,导致轴承故障难诊断的问题,提出一种基于特征解纠缠和联合域对齐的滚动轴承多源域迁移诊断方法.首先,为更好提取源域和目标域的通用特征,利用卷积自编码器和正交约束实现域共享特征和域私有特征的解纠缠,筛除域私有特征并保留域共享特征进行域间对齐;其次,为缩小源域与目标域间的特征分布差异,采用多核最大均值差异(multiple kernel maximum mean discrepancy,MK-MMD)和相关对齐(correlation alignment,CORAL)方法构建融合度量准则;最后,为避免多源域差异带来的负面影响导致诊断精度下降的问题,采用源对抗模块和迁移对抗模块实现源域间及源域与目标域间的域混淆增强,并采用协同决策方式进行特征加权融合,降低弱相关域特征的干扰,实现最终的故障诊断识别.通过两种跨工况下的滚动轴承故障数据集对所提方法开展试验验证,并与单源域诊断方法及其它多源域诊断方法进行了对比分析,证明了所提方法的有效性和优越性.

    故障诊断多源域迁移学习特征解纠缠联合域对齐

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    基于多重流形标签传播的滚动轴承故障诊断方法

    李灿王广斌赵树标钟志贤...
    121-133页
    查看更多>>摘要：针对当前的无监督域自适应算法应用于滚动轴承故障诊断领域时,源域数据不平衡,且两个域之间存在域偏移,导致故障识别率低的问题,提出了一种基于多重流形标签传播的滚动轴承故障诊断方法,旨在将源域和目标域的数据多重投影到共同的子空间,减少域内以及跨域的差异,同时平衡样本分布,进而提高变工况轴承故障诊断的精度.首先,提出域内局部保持平衡映射方法,将源域和目标域数据映射到一重流形子空间,得到域内对齐后的样本数据,并对源域数据进行平衡处理,得到平衡后的源域数据;然后,提出跨域流形结构细化对齐方法,将数据进一步映射到二重共享子空间,得到细化对齐后的样本数据;最后,通过动态加权伪标签域适应传播方法,得到准确度高的伪标签.分别在CWRU和自建的轴承数据集上进行故障诊断试验,试验结果表明,所提方法不仅对多故障类型多故障尺寸、复合故障上有着较好的识别能力,且当标签样本稀少时,模型也表现出优秀的诊断效果.

    多重流形映射轴承故障诊断小样本动态加权伪标签

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    融合特征下的双流CNN的制动蠕动颤振评价

    李阳靳畅李天舒顾鼎元...
    134-142,189页
    查看更多>>摘要：针对车辆蠕动颤振主观评价方法效率低、耗时长、测试流程复杂的问题,研究了蠕动颤振信号的时序特征和时频域特征提取方法,将2D-CNN的空间处理能力与1D-CNN的时序处理能力相结合,提出一种融合特征下的双流卷积神经网络的蠕动颤振评价方法.一条支路的输入为经过变分模态分解提取的时间序列特征,另一条支路的输入为经过快速傅里叶变换提取的图像特征,将一维时序特征与高维图像特征融合,训练模型进行评分.该方法通过融合不同模态的信息,充分捕捉蠕动颤振的局部波形特征和空间纹理特征.结果表明,融合两种特征的评分模型的八分类准确率达87.13％,验证了特征融合方法在蠕动颤振评价上的有效性.

    卷积神经网络(CNN)融合特征变分模态分解(VMD)蠕动颤振

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    基于PAVME的柴油机传动机构异常振动诊断研究

    周启迪张忠伟王根全王延荣...
    143-150页
    查看更多>>摘要：柴油机传动机构振动信号具有强耦合、强冲击及强干扰特征,准确的信号特征提取是振动源识别及抑制的关键.针对变分模态提取(variational mode extraction,VME)方法在处理柴油机振动信号存在自适应性及准确性不足的问题,本研究以振动信号的峰值频率为中心频率的初始值,考虑分解信号与原始信号的相关性,以分解分量的峰峰值、均方根值及峰值因子为判定指标,提出一种参数自适应变分模态提取(parameter adaptive variational mode extraction,PAVME)算法,并通过构建强干扰环境下柴油机振动特征的模拟信号验证了该方法的准确性和鲁棒性.基于PAVME和功率谱密度函数(power spectral density function,PSD)识别出齿轮箱异常振动源为齿轮啮合激励.综合激励源和传递路径两个维度考虑,最后提出了通过轴系扭振控制进行传动机构振动抑制的方案.

    参数自适应变分模态提取(PAVME)振动柴油机传动机构

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    基于拓扑感知和双视图分类器的旋转机械故障诊断方法

    陈子旭余文念杜伟涛林正宇...
    151-162页
    查看更多>>摘要：针对旋转机械不同工况下数据分布不同,以及故障数据稀缺使得样本类别不均衡,导致故障诊断模型性能退化这一问题,提出一种基于拓扑感知和双视图分类器的故障诊断方法.该方法以一个图卷积网络为诊断框架,提出的非参数化拓扑感知模块能自适应更新图数据拓扑结构,约束不同域数据获取近似的消息传递路径,通过图卷积网络有效提取域一致故障特征;利用二分类器和多分类器构建双视图分类器,并计算二元输出和多元输出的相似度对训练数据进行重加权,避免了类别不均衡下模型的有偏训练以及对少数类样本识别能力不强的现象.利用公开的西安交通大学齿轮故障数据集、MAFAULDA旋转机械故障数据集及自制的滑动轴承故障模拟数据进行试验.结果表明,提出的方法能有效提升类别不均衡下变工况故障诊断的性能.

    拓扑感知双视图分类器类别不均衡变工况故障诊断

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    基于微振动宽带相位运动放大与深度学习的输电线路索张力测量方法

    姜岚叶卿辰唐波程若恒...
    163-176页
    查看更多>>摘要：索类构件在输电线路中广泛分布,其张力值及变化情况是影响输电线路本质安全的关键因素,因此也是输电线路工程施工及运维期间状态监测的重点.传统的索张力测量方法存在精度低、环境要求高、难以带电监测等问题,在输电线路中不具备普适性.提出宽带相位运动放大(broadband phase-based motion magnification,BPMM)与深度学习语义分割结合的图像张力测量方法,通过增强图像振动幅度,实现环境激励下输电线路索类构件微振动图像的放大.为去除BPMM算法对于振动视频处理后出现的噪音伪影问题同时提升识别精度,提出基于深度学习U-Net网络与水平集损失熵的联合分割方法来提取索类构件形心,实现了微振动像素变化量的准确拾取,进而通过频域分析得到自振频率并计算索张力.试验及工程应用表明:基于微振动放大的输电线路索类构件张力测量方法能有效识别环境激励下索微小振动变化,测得的索张力值与传感器测量值相比,误差在6％以内,实现了输电线路索类构件张力的高精度、非接触测量,解决了输电线路张力带电测量困难的问题.

    输电线路微振动张力测量深度学习图像识别振动频率

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    落石冲击下钢混组合梁桥桥面板动力行为及易损性分析

    吴昊杨琳珂彭琦
    177-189页
    查看更多>>摘要：针对山区钢混组合梁桥上部结构面临落石冲击的威胁,开展了钢混组合梁桥桥面板动力行为及易损性分析.首先,基于已有冲击试验,提出并验证了适用于落石冲击桥面板的数值仿真分析方法.其次,建立了落石冲击某原型钢混组合梁桥桥面板的精细化有限元模型,分析了桥面板和剪力钉的损伤演化过程、破坏模式和动力响应.然后,讨论了混凝土强度、纵筋屈服强度、直径和配筋率、横筋配筋率以及配箍率等设计参数对桥面板抗落石冲击性能的敏感性和影响规律.最后,综合考虑桥面板几何与材料特性以及落石冲击荷载的随机性,基于响应面法和蒙特卡洛模拟开展了桥面板的易损性分析.结果表明:提高混凝土强度及配筋率,可有效地增强桥面板抵抗400 kJ能级落石冲击的性能;对于所考虑工况,当落石速度在10～25 m/s时,桥面板跨中峰值挠度与板厚比值低于0.75.

    落石冲击钢混组合梁桥桥面板动力行为易损性分析

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    起重机中滑轮绳索系统晃动冲击的动力学仿真研究

    王天堉齐朝晖赵天骄徐金帅...
    190-197,242页
    查看更多>>摘要：起重机中的滑轮绳索系统在作业过程中容易出现晃动、倾斜等问题,严重降低了作业效率且增加安全隐患.在处理滑轮与绳索接触状态实时变化的问题时,采用单元节点与物质点绑定的假设导致单元形函数不能精确描述各段圆弧曲线,需要缩小单元尺寸,降低了求解效率.引入空间描述方法,以滑轮上接触区域的边界点划分不同接触状态的绳索,采用离散角度的圆弧插值和Hermite插值分别描述接触段绳索和滑轮间绳索的形状,求得各节点物质速度与物质加速度.考虑绳索的轴向变形,依据虚功率原理建立了滑轮绳索系统的动力学方程.通过与动力学仿真软件ADAMS对比验证了所提方法的有效性,对起重设备中常见的滑轮绳索系统进行建模,研究不同绕绳方式、吊重质量和滑轮间距对滑轮架基体晃动和受冲击程度的影响.该研究所提出的滑轮绳索动力学建模方法为工程实践提供了必要的理论支撑.

    滑轮绳索系统晃动冲击多柔体系统动力学空间描述

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    金属/碳纤维混合材料车身构件压溃性能及耐撞性设计

    梅轩赵众豪周冠豪任浩乾...
    198-211,251页
    查看更多>>摘要：金属/碳纤维混合材料是由低成本、高延展性的铝合金与低密度、高强度的碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)组合而成.将该混合材料应用于车身结构设计中,能够有效应对轻量化、材料成本及碰撞安全带来的多重压力,并能够进一步拓展车身结构设计的思路和空间.将单向碳纤维增强复合材料(UD-CFRP)、机织碳纤维增强复合材料(WF-CFRP)与方形铝合金薄壁管组合,制备了一系列不同规格的混合材料薄壁结构,并开展轴向准静态压溃试验,揭示了混合材料薄壁结构的耐撞性能.基于试验结果,分析碳纤维增强方式、铺层数以及组分材料相对位置等因素对混合材料薄壁结构耐撞性能的影响,其中CFRP/AL混合材料薄壁结构展现出优异的压溃吸能特性.此外,通过建立有限元模型将UD/AL混合材料薄壁结构引入汽车前纵梁轻量化设计中.最后,采用多目标离散优化算法对UD/AL混合材料前纵梁的铝合金厚度以及碳纤维铺层角度进行优化设计.优化结果表明,与初始设计方案相比,优化后的UD/AL混合材料前纵梁减重34.26％,且比吸能提高42.05％.

    金属/碳纤维混合材料耐撞性设计多目标离散优化设计

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