检索结果-内蒙古大学图书馆

应用力学学报 2021年第6期38卷 2208-2216页

作者：黎丰郑智伟黄修长华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

湍流脉动压力所引起的水动力噪声是高速航行水航行体的主要噪声源。针对湍流脉动压力激励下声纳平台结构的多模态振动控制问题,提出基于负电容压电分流被动控制方法的控制策略。采用四边简支流体加载平板结构模拟平台结构,湍流脉动压力... 详细信息

湍流脉动压力所引起的水动力噪声是高速航行水航行体的主要噪声源。针对湍流脉动压力激励下声纳平台结构的多模态振动控制问题,提出基于负电容压电分流被动控制方法的控制策略。采用四边简支流体加载平板结构模拟平台结构,湍流脉动压力模型使用Corcos模型。根据Hamilton变分原理建立流体-平板-多个压电分流电路系统的机电耦合动力学方程,以系统动能功率谱密度和辐射声功率作为评价指标,研究了不同来流速度下系统响应规律及不同压电分流电路的被动控制效果,针对不同控制目标确定了基于负电容-连通电路(CRLC)和负电容-电感-电阻并联电路(RLC)的控制策略。研究表明:负电容压电分流电路对不同来流速度下湍流脉动压力引起的简支板多模态振动有较强的控制效果;针对平板结构振动控制时,不考虑压电片数量限制时RLC电路控制效果较好;针对低频辐射声功率控制时,CRLC可使用单压电片达到控制效果,有效降低了水下航行体的水动力噪声。

关键词：湍流边界层压电分流电路多模态振动控制负电容声呐平台

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钠泵压力脉动特性分析

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热能动力工程 2019年第10期34卷 71-76页

作者：邹奋邹冬林饶柱石塔娜上海交通大学振动冲击噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室

为了探究某型钠泵流场压力脉动特性,采用ANSYS CFX软件,选取SST湍流模型,对其在0.6Qn、0.8Qn、1.0Qn和1.4Qn(Qn为设计点流量)工况下进行了非定常数值模拟。数值计算得到的钠泵性能曲线与试验值吻合较好,验证了数值计算模型的准确性。在... 详细信息

为了探究某型钠泵流场压力脉动特性,采用ANSYS CFX软件,选取SST湍流模型,对其在0.6Qn、0.8Qn、1.0Qn和1.4Qn(Qn为设计点流量)工况下进行了非定常数值模拟。数值计算得到的钠泵性能曲线与试验值吻合较好,验证了数值计算模型的准确性。在叶轮和导叶的某一流道分别设置了3个监测点,分析了叶轮和导叶不同位置处的压力脉动规律,并对时域信号进行傅里叶变换,对其进行频域分析。结果表明:从叶轮入口到导叶出口,压力脉动先增大后减小,叶轮出口和导叶入口处压力脉动最大;叶轮流道内压力脉动频率以导叶叶频为主,导叶流道内压力脉动频率以叶轮叶频为主,小流量工况下,低频信号影响较大;导叶出口压力脉动明显比叶轮出口小,但是由于半球形泵壳的束缚,导叶出口处出现了末端回流。通过对钠泵内部的压力脉动分析,可为钠泵的研究和优化设计提供参考。

关键词：钠泵数值模拟压力脉动动静干涉

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一种面向机械设备故障诊断的可解释卷积神经网络

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机械工程学报 2024年第12期60卷 65-76页

作者：陈钱陈康康董兴建皇甫一樊彭志科孟光上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 宁夏大学机械工程学院银川750021

卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)以其强大的特征提取和分类能力,被广泛应用于机械系统故障诊断任务中。但CNN是一个典型的“黑箱模型”,其决策机理和分类依据并不明确。这不仅降低了智能诊断结果的可信性,还限制了在高... 详细信息

卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)以其强大的特征提取和分类能力,被广泛应用于机械系统故障诊断任务中。但CNN是一个典型的“黑箱模型”,其决策机理和分类依据并不明确。这不仅降低了智能诊断结果的可信性,还限制了在高可靠性要求故障诊断中的应用。针对这一问题,具有物理意义的Chirplet变换被引入到传统卷积层中,形成具有优异可解释性的Chirplet卷积层和Chirplet-CNN,进而提出将Chirplet-CNN用于故障诊断的完整流程。一系列试验表明,Chirplet-CNN以其提取时频特征的特点,不仅拥有和当前先进方法相近的优异故障诊断能力,而且在可解释性方面具有突出表现,即能够通过频谱分析对CNN提取类别特征和做出判断的频带依据进行解释。此外,进一步的分析结果表明,所提出的Chirplet卷积层具有良好的通用性,与不同深度的CNN模型进行组合,均能有效提高其诊断精度并获得不错的解释结果。

关键词：卷积神经网络可解释性 Chirplet变换时频变换深度学习故障诊断

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基于sEMG振子模型的骨骼肌等长收缩力与固有特性的能量核表征方法

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科学通报 2014年第14期59卷 561-571页

作者：陈幸殷跃红范渊杰上海交通大学机器人研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240

提出了一种肌肉等长收缩力估计与肌肉固有特性表征的新方法,称为能量核方法.此方法的初衷在于将表贴EMG(肌电图)信号转变为平面内的相图,并将相图上状态点的分布核心称作能量核,而噪声信号的分布核心称为噪声核.基于相图的统计特征,将一... 详细信息

提出了一种肌肉等长收缩力估计与肌肉固有特性表征的新方法,称为能量核方法.此方法的初衷在于将表贴EMG(肌电图)信号转变为平面内的相图,并将相图上状态点的分布核心称作能量核,而噪声信号的分布核心称为噪声核.基于相图的统计特征,将一段EMG信号近似为简谐振子,简称EMG振子.本文建立了控制信号(EMG)与输出信号(力/功率)之间的关系,并提出用EMG的特征能量来表征肌肉力.另一方面,通过对能量核与噪声核的计算,能够得到噪声与EMG信号的自然频率并实现直观的信噪识别与分离.实验结果表明,特征能量对等长收缩力的表征度令人满意,并且由于结合了RMS与MPF两种方法的优点,此方法具有很高的鲁棒性;而特定肌肉的EMG自然频率不取决于MU放电频率,故其反映了肌肉的固有特性.此模型体现的物理意义为EMG信号的理解与分析提供了新的启发.

关键词：表贴EMG信号 EMG振子能量核等长收缩力自然频率

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主共振与内共振下纵横耦合轴系动力学分析

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振动工程学报 2016年第3期29卷 511-520页

作者：邹冬林荀振宇饶柱石塔娜上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 海军驻426厂军事代表室辽宁大连116001

考虑Von Karman非线性位移-应变关系,利用Hamilton原理建立了轴系纵横耦合下的动力学模型。利用Galerkin法对偏微分方程进行离散,采用多尺度法求解了离散方程。研究了纵向主共振并伴随内共振(由纵向第一阶固有频率近似等于横向第一阶正... 详细信息

考虑Von Karman非线性位移-应变关系,利用Hamilton原理建立了轴系纵横耦合下的动力学模型。利用Galerkin法对偏微分方程进行离散,采用多尺度法求解了离散方程。研究了纵向主共振并伴随内共振(由纵向第一阶固有频率近似等于横向第一阶正进动与反进动频率之和而产生)联合激励时轴系的动力学响应。研究表明随着系统参数以及激励载荷的不同,轴系出现不同的动力学特性。当激励载荷小于一临界值时,纵向激励力只能激起纵向振动,系统响应与线性系统一样;当载荷超过临界值时,纵向激励力同时激起了轴系的横向正进动与反进动频率,此时纵向振动出现能量饱和现象,能量从纵向渗透到横向。能量在正反进动模态间的分配与其正反进动频率成反比,从而使反进动幅值大于正进动幅值。同时响应中也出现跳跃现象。数值分析结果与摄动分析结果一致。

关键词：非线性振动轴系纵横耦合多尺度法主共振内共振

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科氏效应对叶片-桨毂-轴耦合系统振动特性的影响规律研究

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应用力学学报 2022年第3期39卷 527-535页

作者：周子宣黄修长华宏星上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240

采用几何精确模型与阶次截断方法描述叶片的空间变形,建立了考虑科氏效应与离心刚化作用的叶片-桨毂-轴耦合系统动力学模型,推导了耦合系统振动微分方程。采用Rayleigh-Ritz法进行数值离散,计算了不同刚度比、半径比、转速和叶片数下,... 详细信息

采用几何精确模型与阶次截断方法描述叶片的空间变形,建立了考虑科氏效应与离心刚化作用的叶片-桨毂-轴耦合系统动力学模型,推导了耦合系统振动微分方程。采用Rayleigh-Ritz法进行数值离散,计算了不同刚度比、半径比、转速和叶片数下,科氏效应对系统模态频率的影响。研究表明:叶片-桨毂-轴耦合系统模态中包含耦合和非耦合两类模态,耦合模态频率在考虑科氏效应后发生明显降低;随着半径比增加,科氏效应对第1阶耦合模态频率的影响逐渐减弱,对第2阶耦合模态频率的影响逐渐增强;转速的增加会提升耦合模态对科氏效应的敏感性;刚度比处于10;~10;范围内时发生叶片模态振型转换的现象,模态振型转换后科氏效应的影响更为显著;随着叶片数目的增加,科氏效应对模态频率的影响逐渐减弱。研究结果可为旋转叶片-桨毂-轴耦合系统的动力学设计提供理论参考。

关键词：叶片-桨毂-轴耦合系统固有频率几何精确科氏效应 Rayleigh-Ritz法

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以提高最小膜厚为目标的船用水润滑轴承结构优化

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船舶力学 2022年第11期26卷 1680-1693页

作者：吕芳蕊夏康塔娜饶柱石河海大学机电工程学院江苏常州213022 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室振动、冲击、噪声研究所上海200240

最小液膜厚度是判断轴承润滑状态的关键指标,提高最小膜厚有助于建立流体润滑状态、改善摩擦特性、保障轴系安全可靠运行。船用水润滑高分子轴承液膜极薄,常处于混合润滑状态,由于衬层弹性变形的作用,其最小名义膜厚常位于轴向端面。为... 详细信息

最小液膜厚度是判断轴承润滑状态的关键指标,提高最小膜厚有助于建立流体润滑状态、改善摩擦特性、保障轴系安全可靠运行。船用水润滑高分子轴承液膜极薄,常处于混合润滑状态,由于衬层弹性变形的作用,其最小名义膜厚常位于轴向端面。为改善轴承润滑特性,特别是为提高最小膜厚、减小摩擦,本文提出一种轴承设计方法,即增大轴向端面处的直径,也即将轴向端面设计为渐扩形,针对该端面渐扩型轴承建立混合润滑模型,并分别就轴颈倾斜、轴颈无倾斜两种情况分析渐扩形结构参数对轴承性能的影响。分析结果表明,适宜的端面渐扩形结构可显著提高最小膜厚,减少粗糙峰接触摩擦。在此基础上,总结出了可供广泛使用的端面渐扩形参数,以便于工程应用。

关键词：船用水润滑轴承最小膜厚结构优化混合润滑

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分布式流体脉动压力激励下泵喷推进器的结构辐射噪声分析

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振动与冲击 2021年第10期40卷 89-94,113页

作者：黄修长师帅康苏智伟饶志强华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 江南造船(集团)有限责任公司江南研究院上海201913

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅... 详细信息

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅转子表面分布式激励、每个叶片0.7 R处等效三向激励和桨毂处等效三向激励作用下的结构辐射噪声。结果表明:径向基函数插值能够精确地将流体载荷映射到结构网格上;与泵喷全部表面分布式激励下的推进器表面均方振速和辐射声功率、传递至桨毂的传递力相比,转子表面分布式激励的贡献远大于导管和定子表面脉动压力的贡献;每个叶片0.7 R处等效三向激励作用下的响应在量级上有差别;转子桨毂处等效三向激励作用下的响应在特征和量级上均相差较大。

关键词：泵喷流体激励力结构模态结构振动声辐射

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基于压电驱动的圆柱壳内振源振动传递控制

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振动与冲击 2024年第1期43卷 246-251页

作者：贺佩韬王双立耿小明谢溪凌张志谊上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动、冲击与噪声研究所上海200240 中国船舶集团有限公司第705研究所西安710077

针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立... 详细信息

针对圆柱壳内振源振动通过环形支承向壳体传递的问题,提出一种基于压电作动器的主被动支承隔振方案,并通过振源-主被动支承-壳体耦合系统进行振动控制分析。根据Flugge壳理论,采用波传播法建立圆柱壳体振动模型,同时采用有限元方法建立振源及主被动支承的振动模型,最终使用子结构频响函数综合获得耦合系统振动模型。基于耦合系统模型和理想控制假设,在频域给出壳体振动可控性,并通过振源-主被动支承-壳体试验系统验证控制的有效性。仿真与试验结果表明,基于压电作动器的主被动隔振方案能显著降低壳体的宽带和线谱振动。

关键词：主动控制压电驱动振动传递圆柱壳体

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可调频液压式动力反共振隔振器动力学分析及优化设计

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振动与冲击 2019年第14期38卷 33-36,47页

作者：范德礼吴文敏董兴建彭志科中国直升机设计研究所江西景德镇300300 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室振动、冲击、噪声研究所上海200240

对直升机主减安装结构进行隔振设计的目的在于阻断叶率旋翼桨毂力向机体传递,从而降低机体振动水平。针对上述主减隔振问题,提出了一种反共振频率可调的液压式动力反共振隔振器,基于拉格朗日方程建立其动力学模型。动力学分析表明:通过... 详细信息

对直升机主减安装结构进行隔振设计的目的在于阻断叶率旋翼桨毂力向机体传递,从而降低机体振动水平。针对上述主减隔振问题,提出了一种反共振频率可调的液压式动力反共振隔振器,基于拉格朗日方程建立其动力学模型。动力学分析表明:通过调节空气弹簧的刚度可调节反共振频率。进一步保持反共振频率不变,采用遗传算法优化设计隔振器的结构参数,可得到更宽的隔振频带,且隔振器质量更轻。

关键词：动力反共振频率可调带宽优化设计

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