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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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    基于改进EMD的爆破振动信号降噪方法研究

    闫鹏张云鹏周倩倩杨曦...
    212-220页
    查看更多>>摘要：针对经验模态分解(EMD)算法存在端点效应和降噪效果不佳的问题,依据延拓—分解—聚类—降噪—重构思想,提出了改进EMD的爆破振动信号降噪方法.该方法联合了综合相似指数同时兼顾延拓信号的形状和幅值相似性的特点、K-means算法的聚类特性以及小波包的降噪优势,不仅可以有效抑制端点效应,也具有良好的降噪效果.研究结果表明:在仿真信号端点效应抑制试验中,与多项式拟合和边界局部特征延拓方法相比,改进EMD方法的能量误差和均方误差最小.在实测爆破振动信号降噪中,与EMD和变分模态分解(VMD)方法相比,改进EMD方法的信噪比(20.94 dB)最大,均方根误差(0.003 1)最小.改进EMD方法不仅可以较好保存中低频(0～200 Hz)信号能量,对200 Hz以上高频噪声也具有良好滤除效果.

    经验模态分解(EMD)爆破振动信号端点效应K-means算法小波包降噪

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    基于主成分方法研究钢纤维增强混凝土劈裂破坏的损伤机制

    李涛任会兰宁建国宋水舟...
    221-231页
    查看更多>>摘要：研究钢纤维混凝土劈裂破坏的细观损伤机制,对在役钢纤维混凝土结构的健康检测具有重要意义.通过多通道声发射系统,采集混凝土和钢纤维混凝土试件(钢纤维含量分别为15和45 kg/m3)劈裂破坏过程中的声发射信号,并结合主成分分析法和k-means聚类算法,对混凝土和钢纤维混凝土的损伤特征进行分析.结果表明,钢纤维的加入抑制了混凝土中裂纹扩展,有效地改善了混凝土的峰后韧性;声发射计数和能量参数变化特征反映了钢纤维混凝土试件宏观变形、破坏的细观损伤演化过程.最后,识别出了钢纤维混凝土中砂浆基体开裂和钢纤维拉拔的两种损伤机制.与砂浆基体开裂相比,钢纤维拉拔产生的声发射信号具有计数高、幅值高、能量强和持续时间长的特征.

    钢纤维增强混凝土(SFRC)声发射技术主成分分析(PCA)k-means聚类

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    超临界CO2直旋混合射流破岩机理及喷嘴结构影响规律

    薛永志李俊丁亮亮罗旺...
    232-242页
    查看更多>>摘要：超临界CO2直旋混合射流综合了超临界CO2射流和直旋混合射流的技术优势,是油气资源勘探开发的新型破岩工具.基于流-固-热耦合理论,建立了超临界CO2直旋混合射流破岩的三维计算模型,研究了超临界CO2直旋混合射流破岩机理.结果表明,超临界CO2直旋混合射流兼具正向冲击、径向张力、周向剪力和热应力作用;热应力的存在显著提升岩石所受的Mises应力,但增幅会随冲击时间的延续而变弱.将冲蚀作用和漫流作用作为重要参量,分析了不同喷嘴结构参数对射流流场特性的影响.发现螺旋槽开口角度为45°,中心孔直径为2 mm,螺旋槽个数为4个和叶轮螺旋角度为60°时,射流的流场特性呈最优状态.研究结果可为超临界CO2直旋混合射流的优化应用提供参考.

    射流破岩超临界CO2直旋混合射流喷嘴结构

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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

    周鹏飞张雍
    243-251页
    查看更多>>摘要：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.

    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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    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

    郭文远李世民王志岗高涛...
    252-261,297页
    查看更多>>摘要：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.

    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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    铁基形状记忆合金-变摩擦复摆隔震连续梁桥地震反应分析

    尚继英娄东旭韩建平宋炳磊...
    262-271页
    查看更多>>摘要：针对传统摩擦复摆隔震桥梁支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用变摩擦机制和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种新型铁基形状记忆合金-变摩擦复摆隔震支座(iron-based shape memory alloy-double-concave variable friction pendulum bearing,Fe-SMA-DVFPB).构建其本构模型,并确定其等效分析模型.提出Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁基于位移的抗震设计方法,以实际工程为背景,分别设计了应用不同类型支座的隔震桥梁,并对用不同类型支座隔震的桥梁抗震性能进行对比分析.研究表明:相比传统摩擦复摆支座隔震桥梁,Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座相对位移最大减小量为23.79％,残余位移最大减小量为93.56％;应用Fe-SMA-DVFPB隔震支座能更有效地控制支座相对位移与残余位移;Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座相对位移与残余位移减小量明显大于墩底弯矩和剪力增加量.Fe-SMA-DVFPB能够进一步提升桥梁的震后可恢复能力.

    铁基形状记忆合金(Fe-SMA)变摩擦复摆隔震支座(DVFPB)本构模型等效分析模型抗震性能

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    黏滑摩擦的光滑化互补模型及其在摩擦摆隔震支座中的应用

    吴阳张楠张欣刚张树翠...
    272-280,324页
    查看更多>>摘要：为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型.首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程.其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度代替时变滑移速度重构互补变量,并将其转化为一组非线性互补方程,从而将非光滑的黏滑摩擦问题进行光滑化处理.随后,将摩擦摆隔震支座等效为一种考虑恢复力效应的2维摩擦耦合模型,结合所提光滑化模型进行地震响应分析,并与经典的Coulomb摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了对比验证.研究结果表明,所提模型既能够在宏观上反映黏滑摩擦的stick-slip切换,同时还能实现非光滑问题的光滑化分析,避免在非光滑事件中频繁切换动力学模型.采用不同摩擦模型对摩擦摆隔震支座的地震响应进行计算,验证了所提模型的准确性和有效性.

    非线性互补(NLCP)黏滞-滑移模型光滑化方法摩擦摆隔震支座(FPB)

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    基于低频悬吊系统的安装灯具斜拉索驰振性能风洞试验研究

    孙洪鑫李青阳温青陈魏...
    281-287,304页
    查看更多>>摘要：灯具会改变斜拉索的气动外形,可能诱发驰振现象.为研究不同灯具对斜拉索驰振性能的影响,以某大跨斜拉桥斜拉索为研究背景,开发了一种节段模型低频悬吊系统,开展了节段模型测振风洞试验,研究了 0°～180°风攻角条件下安装抱箍式、贴合式和分离式三种灯具斜拉索的驰振性能,并分析了附加阻尼对安装灯具斜拉索驰振临界风速的影响.研究结果表明:灯具类型和斜拉索直径是影响斜拉索驰振性能的重要因素.安装抱箍式灯具斜拉索未发生驰振现象,而安装贴合式灯具斜拉索和分离式灯具斜拉索均在低风速下发生了驰振,说明贴合式灯具和分离式灯具会降低斜拉索的驰振稳定性.安装贴合式灯具时,直径200 mm斜拉索的不利风攻角是160°,而直径260 mm斜拉索的不利风攻角是30°和150°;安装分离式灯具时,直径200 mm斜拉索的不利风攻角是20°,而直径260 mm斜拉索未观测到驰振现象.增大阻尼能提高斜拉索的驰振临界风速.相关研究成果可为安装灯具斜拉索的驰振性能及减振控制研究提供重要参考.

    桥梁工程驰振风洞试验斜拉索灯具

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    考虑运营荷载的大跨径拱桥层次贝叶斯模型修正方法

    罗岚炘宋明明钟华强何天涛...
    288-297页
    查看更多>>摘要：现有大跨径桥梁有限元模型修正(finite element model updating,FEMU)方法一般未考虑运营荷载对结构动力特性的影响,导致修正后模型的参数变异性大.鉴于此,提出了一种考虑运营荷载的层次贝叶斯有限元模型修正方法,该方法包含考虑温度和交通荷载的概率参数修正、概率响应预测和结构状态评估.首先,根据监测数据的相关性分析结果确定了计算理论频率时需要考虑的荷载.随后,建立了温度-弹性模量线性关系,并基于动态称重(weigh-in-motion,WIM)数据,提出一种车辆荷载估计方法,以在有限元模型中定量考虑运营荷载对结构频率的影响.同时,引入两阶段马尔科夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)采样方法和响应面代理模型,以提高概率模型修正的计算速率.该方法在一座采集了两年监测数据的大跨径拱桥上得到了验证.结果表明,在考虑运营荷载、参数不确定性和建模误差后,实测频率基本处于预测频率的95％置信区间内.最后,基于实测响应和预测响应置信区间提出了一个结构状态指标,并利用该指标检测出该桥的路面铺装更换过程.

    有限元模型修正(FEMU)层次贝叶斯运营荷载大跨径拱桥结构状态评估

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    一种低旁瓣水声换能器的设计与分析

    张彬童晖周博文杨道军...
    298-304页
    查看更多>>摘要：低旁瓣宽带换能器可提高声呐系统的探测精度和抗干扰能力.综合采用1-3型压电复合材料压电相非均匀分布技术、匹配层多模耦合技术,设计了一款低旁瓣、宽带高频水声换能器.建立了其理论计算模型与仿真模型,结合数值计算、有限元仿真分析了频率与压电相体积百分比的变化规律、旁瓣级与圆环半径的变化规律.优选设计参数,完成制备并测量该款换能器,实测结果与仿真基本一致,试验验证了该设计思路可实现低旁瓣宽带换能器.换能器实测旁瓣级-23.9 dB,较常规活塞阵最大旁瓣级降低6.3 dB,中心频率300 kHz,发射电压响应带宽(-3 dB)达150 kHz.

    低旁瓣宽带非均匀分布1-3型压电复合材料换能器

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