《振动、测试与诊断》是由国家工业和信息化部主管，南京航空航天大学和全国高校机械工程测试技术研究会联合主办，是反映振动、动态测试及故障诊断学科领域的科研成果及其应用情况的技术性刊物。主要介绍国内外以振动测试与故障诊断为中心的动态测试理论、方法和手段的研究及应用方面的技术文献、专题报告和学术动态，包括实验测试技术、测试仪器的研制、方法和系统组成、信号分析、数据处理、参数识别与故障诊断以及有关装置的设计、使用、控制、标定和校准等。

本刊创刊于1980年，被美国Ei Compendex、Scopus、DOAJ、日本科学技术振兴机构数据库（JST）、美国EBSCO数据库、中国科学引文数据库（CSCD）核心库、北大《中文核心期刊要目总览》等数据库收录，为WJCI科技期刊世界影响力指数报告来源期刊，分别入选《机械工程领域高质量科技期刊分级目录》和《振动工程领域高质量科技期刊分级目录》T2级、《航空航天类高质量科技期刊分级目录》T3级，并连续5届（2016、2018、2020、2022、2024）荣获“中国高校百佳科技期刊”，荣获RCCSE中国权威学术期刊（A+）。

 

  

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    极端环境声学检测理论与技术研究进展
    刘洋，营笑，汪照，闫一天，刘益维，曾周末，邓明晰
    2025,45(4):631-641, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.001
    [摘要] (79) [HTML] (156) [PDF 3.08 M] (106)
    摘要：
    极端环境下工程结构的服役安全性与寿命保障问题日益凸显，无损检测与结构健康监测技术在航空航天、深海装置、能源储运系统等关键工程领域发挥着重要作用。超声导波监检测作为结构健康监测技术中的重要手段，因其远距离传播能力强、模态丰富及对损伤敏感性高的特性，已广泛用于结构状态评估。然而，在高温、高压、深冷等极端工况下，导波信号易受到频散特性、模态转换与传感器失效等因素影响，显著制约着超声导波监检测的工程应用。笔者从声学传播理论、极端环境声学传感器与信号处理技术3方面对极端环境下超声导波监检测技术的研究现状进行系统梳理，并总结极端环境结构声学监检测技术在模型泛化能力、环境适配性与系统鲁棒性等方面的挑战。
    论文
    基于ERA和Gabor最优分解的结构阻尼比识别方法
    刘纲，罗钧，李荣富
    2025,45(4):642-649, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.002
    [摘要] (51) [HTML] (27) [PDF 1.90 M] (52)
    摘要：
    针对密集模态情况下难以有效识别结构阻尼比的问题，提出了一种基于特征系统实现算法（eigensystem realization algorithm，简称ERA）和Gabor最优分解的结构阻尼比识别方法。首先，采用结构自由振动响应，利用特征系统实现算法对结构频率进行识别，得到结构各阶频率的最小差异，并根据Gabor分解的时频分辨率确定Gabor分解的参数取值范围；其次，根据Gabor分解幅值曲线的线性拟合残差标准值，提出基于残差标准值最小化的Gabor形状参数确定原则，获得该密集模态条件下Gabor分解的最优参数；最后，基于最优Gabor分解的幅值曲线和相位曲线，利用线性拟合的曲线斜率识别结构的阻尼比。所提方法削弱了参数选取不当、密集模态对结构阻尼比识别的不利影响。数值算例和实验室框架结构识别结果表明，所提方法在无噪声时的阻尼比识别值与理论值基本一致，在噪声水平为10%~30%时的阻尼比识别值与理论值的相对误差在6%以内。
    考虑偏心的发电机绕组振动与绝缘损伤研究
    代德瑞，何玉灵，张文，杨鹏，徐明星，唐贵基，宋立琴
    2025,45(4):650-657, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.003
    [摘要] (38) [HTML] (20) [PDF 3.67 M] (51)
    摘要：
    针对振动作用下发电机绕组绝缘断裂损伤机理与偏心故障影响机制尚未明确的问题，提出考虑静态偏心故障的绕组绝缘损伤分析方法。首先，建立理论模型，对偏心前后的绕组电磁力与绝缘断裂情况进行解析；其次，构建有限元分析模型并进行电磁场分析，验证偏心前后的电磁力分布、幅值及频率变化；然后，进行结构场仿真，揭示绝缘应力分布与裂纹扩展情况；最后，通过实验来验证理论模型与有限元分析结果。结果表明：在正常情况下，各绕组所受电磁力基本相同；发生偏心故障后，气隙减小（增大）处绕组电磁力增大（减小），且偏心不会改变端部绕组的电磁力及振动的频率，主要为二倍频；绕组关节处（尤其是正面）的应力与裂纹应力强度因子最大，最易产生张开型（Ⅰ型）裂纹扩展，且裂纹应力强度因子随着偏心程度的增大而增大。
    大跨度不规则五边形双钢拱肋气动特性研究
    刘小兵，张德旺，丰斌，王欣，杨群
    2025,45(4):658-665, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.004
    [摘要] (35) [HTML] (19) [PDF 4.51 M] (51)
    摘要：
    针对大跨度拱桥不规则截面双拱肋的气动特性问题，以国内某座大跨度拱桥跨中不规则五边形截面双钢拱肋为工程背景开展研究。首先，通过刚性节段模型测压试验，测试该拱肋在8个不同间距比和11个不同风攻角下的气动力系数和斯托罗哈数，并与单拱肋的结果进行对比分析；然后，通过数值计算方法，研究风攻角α=0°条件下间距对气动特性的影响机理。结果表明：双拱肋的气动力系数存在明显的临界间距效应，当α=-5°时，临界间距比（L/B）cr=2.0~2.5，其他风攻角下，（L/B）cr=2.5~3.0；上游拱肋的气动力系数在L/B<（L/B）cr时表现为明显的减小效应，而在L/B>（L/B）cr时干扰效应不明显；下游拱肋的阻力和扭矩系数绝对值均表现为显著的减小效应，升力系数的干扰效应与风攻角密切相关；不同间距比下双拱肋的斯托罗哈数在不同程度上均小于单拱肋的斯托罗哈数。
    基于CLSRIME-XGBOOST的带式输送机托辊故障诊断方法
    江帆，程舒曼，朱真才，周公博，李强，刘全辉，宋鸿炎
    2025,45(4):666-673, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.005
    [摘要] (41) [HTML] (41) [PDF 2.01 M] (48)
    摘要：
    针对声音信号分析在诊断带式输送机托辊故障中的高维特征存在信息冗余、计算量大和诊断效果不理想等问题，笔者构建了声音信号特征精简策略，基于Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子改进了霜冰优化算法（rime optimization algorithm，简称RIME），记作CLSRIME。再结合极致梯度提升模型（extreme gradient boosting，简称XGBOOST），构建了CLSRIME-XGBOOST带式输送机托辊轴承故障诊断方法。首先，利用梅尔倒谱系数（Mel-scale frequency cepstral coefficient，简称 MFCC）融合方法提取信号关键特征，并通过t-分布领域嵌入算法（t-distributed stochastic neighbor embedding， 简称tSNE）进行降维，构建了基于MFCC和tSNE的精简特征提取策略；其次，针对RIME存在初始种群分布不均、霜冰粒子搜索能力弱、收敛速度较慢的问题，引入Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子，设计了CLSRIME；最后，利用CLSRIME优化XGBOOST中树的深度、迭代次数及学习率等参数，构建了基于CLSRIME-XGBOOST的诊断模型。结果表明，所提方法能够精简表征托辊轴承故障状态的特性信息，改善了RIME的优化性能，提高了传统XGBOOST诊断模型的准确率，为带式输送机托辊故障诊断提供了新思路。
    基于DCCA-DAE模型的传感器故障检测
    黄凯，王薇，朱永生，任智军，林昙涛
    2025,45(4):674-681, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.006
    [摘要] (28) [HTML] (26) [PDF 2.45 M] (44)
    摘要：
    传感器作为复杂装备监测系统的关键组成部分，若发生故障会引起误报警，极大影响复杂机械系统状态监测的可靠性。针对该难题，笔者从系统角度出发，提出一种基于去趋势互相关分析（detrended cross-correlation analysis，简称DCCA）和双尺度自编码器（dual auto encoder，简称DAE）的传感器故障检测方法，记作DCCA-DAE。首先，采用DCCA方法建立耦合网络，将数据从欧氏空间扩展到拓扑空间，实现对系统多源多态监测数据蕴含信息的全面表征；其次，构建基于DAE的异常检测方法，消除工况变化对传感器监测序列产生的影响，实现工况复杂变化下的系统传感器故障准确检测；最后，利用某电厂汽轮机组历史数据，验证所提方法的综合性能。结果表明，DCCA-DAE模型特征提取能力强，检测精度显著优于传统支持向量描述和自编码器等方法，在工业场景中传感器故障检测领域具有良好的应用前景。
    基于循环微调训练的柴油机故障迁移学习诊断
    林杰威，张益铭，朱小龙，王辉，勾焮，张俊红
    2025,45(4):682-689, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.007
    [摘要] (34) [HTML] (26) [PDF 3.67 M] (42)
    摘要：
    针对当前柴油机故障诊断领域深度学习模型参数规模大、训练时间长，以及工程应用中带标签样本不足的问题，提出一种基于轻量化网络和循环微调训练的柴油机故障诊断迁移学习方法。首先，该方法采用轻量化MobileNet-V2作为主干网络，在权重迁移学习的基础上，提出一种部分权重循环初始化微调的方法，解决了变工况条件下的小样本诊断问题；其次，开展不同程度进气滤清器堵塞和气门间隙异常的柴油机故障台架实验；最后，采用所提方法和现有方法，对变负荷条件下的柴油机进行故障诊断对比分析。结果表明：所提方法在参数规模、计算量、诊断精度和稳定性上均优于现有方法，尤其是在小样本条件下的优势更为明显。
    采用压电陶瓷检测预应力管道灌浆质量方法
    张柳煜，申超强，何江波
    2025,45(4):690-697, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.008
    [摘要] (26) [HTML] (33) [PDF 3.50 M] (44)
    摘要：
    为解决预应力波纹管内灌浆密实度的快速检测难题，提出一种基于压电陶瓷（piezoelectric ceramic， 简称PZT）的灌浆密实度检测方法。首先，在波纹管底部粘贴PZT传感器作为信号发射端，在上半部不同位置粘贴共3个PZT传感器作为信号接收端；其次，试件由粘有传感器的波纹管、钢绞线、灌浆管道和外侧混凝土共同组成，并设置6种工况：灌浆0%、50%、80%、100%、灌浆50%存在水层、灌浆80%存在水层；最后，通过数值模拟分析信号在结构内的传播过程，利用时域分析法和小波包能量分析法对实验中接收到的信号进行处理。结果表明：不同灌浆程度会改变信号的传播路径。当灌浆程度到达接收端传感器位置或管道内部存在水层时，传感器接收到的信号能量会明显增加。随着灌浆程度的增加，提出的基于小波包能量的损伤指数逐渐变小并趋于0。此外，通过反向传播神经网络构建灌浆程度识别系统，识别准确度达到100%，验证了所提检测方法对预应力孔道灌浆密实度检测的有效性。
    应用质量线法测定弹性车轮的惯性参数
    郑沥昕，圣小珍
    2025,45(4):698-705, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.009
    [摘要] (26) [HTML] (22) [PDF 2.50 M] (36)
    摘要：
    针对各类刚体惯性参数识别方法均存在工程局限性以及三维模型仿真结果与实测结果存在偏差等问题，提出应用质量线法测定某款有轨电车弹性车轮的质心坐标和惯性矩阵，并通过锤击试验的加速度频响函数得到质量线。首先，对质量线法的理论进行重新推导，明确频响函数测试中激励点与响应点的选取原则；其次，研究激励点个数、施力方向等对最终结果的影响；最后，对比质量线先平均后计算与先计算后平均这2种数据处理流程的精度差异。结果表明：应至少采用3个锤击点与3个测点生成的27个频响函数，并确定了27个质量线值可得出矩阵方程唯一解，增加激励点数量可提升超定性并提高精度。3个锤击点的选择应该使得车轮分别有绕x、y、z轴的角加速度，必要时可通过附加轻质工装优化落锤位置。用于测试的三轴加速度计应尽量分散放置，不可在同一直线上。此外，应采用先平均质量线再求质心坐标和惯性矩阵的方式。
    随机激励下混联Ⅱ型惯容NES减振特性研究
    吴子英，朱荣贤，张禹轩，王婧楠，吴海涛
    2025,45(4):706-714, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.010
    [摘要] (34) [HTML] (21) [PDF 3.92 M] (50)
    摘要：
    针对随机激励下振动系统的减振问题，提出了考虑摩擦与非线性阻尼的混联Ⅱ型惯容非线性能量阱（nonlinear energy sink， 简称NES），建立了含新型NES主系统的动力学控制方程。首先，采用蒙特卡洛数值方法，研究了非线性刚度对减振性能的影响，当非线性刚度比κ21逐渐增大时，主结构和混联Ⅱ型惯容NES的位移概率密度函数出现了双峰变为单峰，以及速度概率密度函数由单峰变为双峰的随机跳跃现象。主结构的位移概率密度函数对非线性刚度κ22的敏感性比κ21更高，κ22最佳取值区间为200~1 000。其次，研究了噪声强度、阻尼比和惯质比对减振性能的影响，当噪声强度小于0.1或惯质比μ在0.1左右时，惯容NES的减振效果较好。虽然线性阻尼比λ1和非线性阻尼比λ21、λ22增大会导致主结构和混联Ⅱ型惯容NES的概率密度函数出现分岔不稳定现象，但增大非线性阻尼比有助于改善惯容NES的减振性能。最后，采用差分进化法对惯容NES的参数进行了优化。本研究可为受随机激励的振动系统减振研究提供技术参考。
    流激振动对穿管堤防稳定性影响分析
    张建伟，侯福，江琦，黄锦林，叶合欣
    2025,45(4):715-721, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.011
    [摘要] (37) [HTML] (23) [PDF 2.22 M] (46)
    摘要：
    为研究管道过流产生的流激振动对穿管堤防稳定性的影响，以广东省某穿管堤防为例，首先，建立管道-堤防三维有限元模型，依据渗流计算确定最不利穿管工况，得到穿管堤防最大渗透力；其次，根据实测振动响应反演流激振动荷载，结合有限元动力法与强度折减法进行边坡动力稳定性分析；最后，采用间接耦合法实现渗透力-流激振动多荷载耦合，研究渗流与流激振动对边坡稳定性的影响。结果表明：在仅考虑渗流作用下，穿管堤防上、中、下3种穿管工况安全系数分别降低15.0%、5.4%和16.5%；在渗透力-流激振动耦合作用下，其安全系数分别降低了23.9%、36.5%和36.8%，说明流激振动对边坡稳定性影响更为显著；随着流激振动的强度提升及其对土体扰动范围的扩大，堤防安全系数呈减小趋势。
    高温天气板式轨道宽窄接缝变形规律试验研究
    蔡理平，陈松，张斌
    2025,45(4):722-728, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.012
    [摘要] (24) [HTML] (17) [PDF 2.00 M] (42)
    摘要：
    针对我国高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道接缝病害情况开展现场测试，基于实测数据研究了温度荷载作用下轨道板宽窄接缝处变形与破坏规律。首先，通过搭建轨道板温度场和宽窄接缝变形监测系统，实现了对轨道板不同位置温度变化以及接缝处变形情况的实时获取；其次，基于特征参量选取支持向量机算法，建立宽窄接缝变形预测模型，通过5折交叉验证和网格搜索法对惩罚系数和核参数进行优化；最后，对高温天气作用下轨道板与宽窄接缝处日相对位移进行预测。试验结果表明：夏季高温天气条件下，宽窄接缝变形与层间温度变化量、竖向温度梯度和纵向温差存在较强的相关性；预测模型具有较强的泛化能力，宽窄接缝变形值预测相对误差分别降低至9.565%和4.524%；通过实测数据验证了模型的有效性，预测精度分别达到93.641%和97.669%，可为避免宽窄接缝病害加剧及其他附加病害的产生提供预警，满足工程实践的需要。
    波纹板加固重载铁路涵洞动力性能分析与试验
    陈树礼，崔春锴，杜明康，许宏伟
    2025,45(4):729-735, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.013
    [摘要] (25) [HTML] (24) [PDF 4.02 M] (33)
    摘要：
    为研究波纹板技术在重载铁路盖板涵加固应用中的动力适应性问题，以某既有铁路涵洞重载扩能改造为背景，采用现场试验和数值模拟相结合的方法，开展大轴重重载列车条件下波纹板加固既有铁路盖板涵动力性能分析与试验研究。结果表明：采用波纹板加固后，盖板涵顶板受力和变形显著降低，实测动挠度和动应变最大值较加固前降低近50%，波纹板加固提高了涵洞整体刚度。列车正常运营条件下，数值模拟和现场实测结果数据吻合程度较好，各关键点动力响应曲线基本一致。列车提速及提轴列车条件下，盖板涵顶板跨中横向加速度、竖向加速度与速度、轴重基本呈线形变化规律，跨中横向振幅及竖向振幅与速度关系则不明显，加固后的盖板涵动力性能满足35.0 t轴重列车80 km/h的通行要求。
    频域特征自适应提取的铣削颤振判别方法
    杨博
    2025,45(4):736-742, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.014
    [摘要] (30) [HTML] (25) [PDF 1.87 M] (45)
    摘要：
    铣削过程中动态切厚的再生效应引发的加工颤振现象严重影响加工质量和效率。对加工过程进行在线监测并及时相应采取措施，是避免加工颤振的重要手段。针对颤振特征现有自适应提取方法计算量大、模型结构复杂等问题，基于颤振信号的频域特性，提出频域特征自适应提取的铣削颤振判别方法。首先，分析颤振信号的频域特性；其次，设计频域特征自适应提取网络；然后，引入通道注意力机制，优化特征提取过程；最后，通过实验验证所提出方法的有效性。结果表明：该方法识别准确率在98%以上，同时显著提高了判别效率。
    空间六支链柔顺并联纳米定位平台设计与测试
    王瑞洲，向彬彬
    2025,45(4):743-750, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.015
    [摘要] (26) [HTML] (23) [PDF 3.50 M] (45)
    摘要：
    作为微纳操作、精密测量与微机电系统领域核心部件，纳米定位平台是微纳技术与精密机械领域的研究热点。笔者提出基于6-RRRR柔顺并联机构的空间六支链纳米定位平台，由6支压电促动器驱动，经6条柔顺并联支链传动，末端执行器具备纳米级精度的运动生成能力。首先，设计平台机构构型、压电驱动、实时测量与闭环反馈方案，实现纳米级精度的位移生成、传递、测量与控制；其次，推导平台在平面内外的雅克比矩阵，引入4项位移损失因子予以修正，建立高精度的运动学模型；最后，加工平台样机并设计刚度测试、工作空间与轨迹追踪实验，测试平台性能指标，验证平台雅克比矩阵的计算精度。结果表明：笔者所设计的纳米定位平台具有刚度高、转角大与定位精度优异等特性，经4项位移损失因子修正的运动学模型精度较高。
    基于FBGs的复合材料桨叶承载与损伤监测
    刘勇，胡海晓，夏俊康，曹东风，李书欣
    2025,45(4):751-757, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.016
    [摘要] (24) [HTML] (20) [PDF 2.88 M] (44)
    摘要：
    针对复合材料桨叶在运行过程中的结构健康监测问题，提出了一种基于光纤光栅传感器（fiber Bragg grating sensor，简称FBGs）的桨叶实时监测方法。首先，采用内埋FBGs的方式对复合材料桨叶运转过程中的结构动态响应进行实时监测，分别采集不同叶偏角、转速以及测点位置的动态应变；然后，借助三维数字图像相关技术（digital image correlation，简称DIC-3D）对桨叶表面位移场进行同步监测；最后，在复合材料叶片内引入冲击损伤，对比完整结构和含损伤结构的FBGs监测信号，确定适用于复合材料桨叶结构的损伤指标。结果表明∶FBGs监测的桨叶结构内部动态应变信号周期与DIC测得的表面位移场变化周期一致，且叶根处的FBGs动态应变信号的趋势量随着叶偏角和转速的增大而增大，验证了FBGs实时监测技术的可行性。对比不同实验工况下引入损伤前后监测信号的频率信息可知，叶根处的FBGs的第1阶主频是轴频，与转速对应；第2阶主频（叶频）所对应的振幅对桨叶的损伤较为敏感，可作为一种桨叶结构局部损伤的识别指标。
    考虑游隙变化的全陶瓷球轴承动态特性分析
    张珂，高刘旺，王展，张立奇
    2025,45(4):758-766, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.017
    [摘要] (37) [HTML] (26) [PDF 4.45 M] (45)
    摘要：
    针对轴承游隙随着轴承配合及运行状态不断发生变化而影响轴承的支承刚度、工作寿命等问题，为研究不同游隙下的全陶瓷球轴承动态特性，首先，基于弹性理论计算装配过盈量、离心位移和热位移综合作用下轴承内圈的弹性变形量；其次，建立游隙与过盈量之间的映射关系，详细讨论不同预紧力和游隙变化对全陶瓷球轴承动态特性的影响；最后，通过轴承寿命强化试验机进行全陶瓷球轴承振动实验，验证模型的准确性。结果表明：在装配过程中，过盈量为影响轴承游隙的主要因素。轴承游隙降低了轴承的径向刚度，加大了轴承载荷分布的不均匀性，而预紧力会削弱轴承游隙对径向刚度以及载荷分布的影响。研究结果为提高全陶瓷球轴承的服役性能和优化其装配参数提供了理论依据。
    电机械踏面制动地铁车辆异常振动分析
    唐永明，孙守光，杨震寰，高浩，李文豪
    2025,45(4):767-773, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.018
    [摘要] (21) [HTML] (22) [PDF 3.46 M] (40)
    摘要：
    某采用电机械踏面制动的地铁车辆在制动过程中出现了客室顶板异常振动现象，为查明异常振动的原因，笔者开展了车辆动力学性能测试。首先，试验发现闸瓦托在制动时出现66.8 Hz的振动，并通过构架侧梁—空簧座—枕梁—车体的路径传递至车体顶板；其次，发现车体顶板存在70.9 Hz左右的固有模态，与66.8 Hz十分接近，因而导致顶板出现异常振动；最后，建立电机械踏面制动整车动力学模型，通过仿真计算研究异常振动的解决措施。结果表明：轮轨摩擦因数和电机械制动装置的推出力对闸瓦托的垂向振动影响较小，闸瓦的弹性模量对闸瓦托的垂向振动影响较大。将原闸瓦更换为弹性模量较小的闸瓦后，发现车辆在制动过程中未出现异常振动现象。减小闸瓦的弹性模量可有效解决闸瓦托在制动过程中出现的异常振动问题，建议使用电机械踏面制动的车辆优先选择弹性模量较小的闸瓦材料。
    MISSD联合生成对抗网络的主轴轴承故障诊断方法
    王振亚，伍星，刘韬
    2025,45(4):774-781, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.019
    [摘要] (27) [HTML] (22) [PDF 3.11 M] (41)
    摘要：
    针对主轴轴承监测数据中正常样本数量与故障样本数量失衡导致的智能模型精度低、鲁棒性差的问题，提出互信息（mutual information，简称MI）改进的奇异谱分解（singular spectrum decomposition， 简称SSD）联合生成对抗网络（generative adversarial networks， 简称GAN）的数据生成方法（记作MISSD）。首先，对轴承振动信号进行SSD分解，利用MI理论对分解分量进行筛选和归一化处理；其次，使用一维卷积神经网络（convolutional neural network， 简称CNN）融合筛选后的信号，作为模型的噪声输入，以保证信息最大化，生成器采用长短时记忆（long short-term memory， 简称LSTM）网络代替传统CNN，使生成器结构更适合一维振动信号；然后，引入具有梯度的Wasserstein距离改进损失，并结合谱归一化以提高模型稳定性，对抗生成具有真实样本特征的虚拟样本；最后，构建具有注意力机制（attention mechanism， 简称ATT）的CNN模型（记作CNN-ATT）完成故障诊断。结果表明：所提方法生成的故障样本在各项指标上均优于其他模型，对比一维CNN（记作1D-CNN）模型，3个数据集准确率分别提高了7.6%、6.8%和5.7%。所提方法有效提升了故障样本不足情况下的故障诊断精度。
    离心式空调冷水机组粒子阻尼减振设计
    肖望强，邵堃，陈辉，张治平，董继鲁，姚伍平
    2025,45(4):782-790, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.020
    [摘要] (27) [HTML] (27) [PDF 4.80 M] (43)
    摘要：
    针对离心式空调冷水机组的振动噪声问题，采用粒子阻尼技术进行减振降噪研究。首先，对振动特性进行分析，了解机组各结构振动情况以及振动传递路径；其次，建立有限元模型进行动力学分析，对空调机组进行模态分析，研究机组的振动敏感点，获得粒子阻尼器的最佳安装位置；然后，基于离散元法，设计冷水机组粒子阻尼器，比较最优粒子材质、粒径以及阻尼器不同布置方案的耗能值，得到最佳配置方案；最后，搭建实验台对所提方案进行验证。结果表明：冷水机组在386 Hz下，采用阻尼器最优方案时，压缩机机脚振动减少了4.89 dB，筏架振动减小了9.29 dB；在300 Hz下，压缩机振动减少了4.74 dB，筏架振动减少了11.39 dB，符合预期目标。笔者将粒子阻尼技术应用于空调冷水机组的振动控制中，为空调冷水机组的减振研究提供了新方法，具有重要的工程意义和应用价值。
    超声电机聚酰亚胺摩擦材料的设计与研究
    曹鑫鑫，赵盖，李兴明，丁庆军
    2025,45(4):791-796, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.021
    [摘要] (31) [HTML] (26) [PDF 3.61 M] (45)
    摘要：
    聚酰亚胺（polyimide，简称PI）分子主链中含有稳定的芳杂环结构，在高温状态下表现出较好的机械强度和耐磨性。针对空间超声电机对长寿命摩擦材料的需求，在纤维增强和纳米改性的基础上，研究二硫化钼含量对PI材料摩擦磨损性能的影响规律。首先，测试干摩擦条件下不同含量二硫化钼对PI复合材料摩擦磨损性能的影响；其次，通过扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面，揭示材料的损伤机制以及转移膜的形成过程；最后，优选磨损率最低的PI复合材料，对超声电机摩擦材料进行加速寿命试验，将摩擦材料切片粘贴在定子磷青铜表面，配副为微弧氧化后铝合金转子，验证该材料在超声电机中应用的可行性。结果表明：随着二硫化钼含量的增加，复合材料的摩擦因数和磨损率均有明显下降。使用新型摩擦材料的TRUM-60型电机经过552 h磨合后，摩擦材料深度仅下降40.28 μm，占材料总厚度的4.03%，电机输出机械特性依旧保持稳定。
    含拓扑修形人字齿轮系统非线性分岔特性分析
    董皓，毕越，刘升升，吕鑫龙，韩灏，侯祥颖，靳广虎
    2025,45(4):797-804, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.022
    [摘要] (29) [HTML] (23) [PDF 3.32 M] (38)
    摘要：
    针对人字齿轮系统运行中普遍存在的非线性振动与分岔问题，首先，笔者基于集中参数法，构建融合拓扑修形效应、时变啮合刚度与齿侧间隙影响的24自由度弯-扭-轴-摆耦合动力学模型；其次，基于势能法精确建立含拓扑修形的人字齿轮时变啮合刚度模型，揭示修形对啮合刚度演化规律的深层机制；最后，采用龙格库塔法求解方程，结合分岔图、时域响应、频域特性、相平面轨迹及庞加莱截面，深入分析拓扑修形对系统分岔演化与混沌特性的影响。结果表明：拓扑修形后，系统振动与分岔特性的基本演化规律保持一致，局部分岔行为和振动响应得到有效改善；随着齿侧间隙增大，系统分岔特性呈现单周期、倍周期至混沌的演变趋势，在拓扑修形作用下，部分混沌解转变为周期解，整体混沌区域明显减少。理论结果与试验数据一致性较好，研究成果为高性能人字齿轮系统的动力学优化与振动控制提供了重要参考。
    基于单目视觉的架空导线风致面内振动测试
    陈晓娟，郭振东，韩梦阳，王璋奇，王占南
    2025,45(4):805-810, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.023
    [摘要] (27) [HTML] (19) [PDF 2.39 M] (39)
    摘要：
    为降低架空导线振动测试系统的复杂度，减小在线传感器带来的负载效应，笔者设计了一种基于单目视觉原理的图像分析法。首先，以普通消费级相机为测试工具，以图像模板匹配目标定位技术为核心，开发架空输电导线面内振动位移的非接触测量方法；其次，开展导线模型在局部风场作用下沿跨多点面内位移时程信号测试实验，对导线面内振动位移与典型测点频谱规律进行详细分析；最后，讨论在局部涡激载荷作用下，导线模型面内振动位移时空演化规律与频谱特性。结果表明：该方法具有操作简单便捷、成本低廉等优势，且能够稳定提取长柔结构沿跨多点的同步瞬时位移，是对目前其他传统测试方法的有益补充；局部区域的涡激力可以引起整挡导线的稳定面内运动，振型呈显著的驻波振动，具有明显的波腹和波节特征，测点频谱表现出单一模态主导的多频振动特性。
    基于粒子群算法的支撑臂形态光纤辨识方法
    卢李，曾捷，严刚，陈亮，张音旋，季宏丽，徐志伟
    2025,45(4):811-818, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.024
    [摘要] (27) [HTML] (21) [PDF 2.89 M] (40)
    摘要：
    为了研究桁架式支撑臂形态在线监测方法，实现结构姿态精确感知与健康状态评估，提出了一种基于光纤Bragg光栅传感器的支撑臂结构形态监测与反演方法。首先，借助ANSYS Workbench有限元仿真软件，得到空间桁架式支撑臂在静态载荷作用下的应变响应规律；其次，研究了基于斜率和位移方程的支撑臂结构形态重构算法，结合粒子群算法提升了支撑臂形态重构精度；最后，构建了桁架式支撑臂结构形态分布式光纤监测与反演系统，通过沿支撑臂纵杆粘贴的光纤Bragg光栅传感器，获取支撑臂关键节点应变响应特征，实现了桁架式支撑臂形态实时监测、反演及可视化。所提出的基于光纤传感器的粒子群形态重构优化方法，能够为未来航天器结构形状自感知、姿态调整以及形变重构提供技术支撑。
    面向复杂曲面的激光超声机器人检测系统
    丁雷，戴磊，耿开胜，沈鹏，赵芮，徐丽霞，刘丽霞，陈栋康康，杨耀东，颜学俊，钱斯文，卢明辉，陈延峰
    2025,45(4):819-824, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.025
    [摘要] (26) [HTML] (31) [PDF 3.47 M] (33)
    摘要：
    针对可重复使用航天器复杂承力结构的无损检测（non-destructive testing，简称NDT）需求，传统检测方法存在检测效率低、适应性差等问题，提出了一种基于激光超声的机器人智能检测系统。该系统由结构光相机、六轴机械臂和激光超声设备组成，具备大视场快速扫描及缺陷三维重构能力，并融合非接触式激光激励与探测技术，结合自动化路径规划与成像算法，可实现对复杂曲面结构的高精度缺陷检测。实验结果表明：系统能够有效识别铝合金试样中直径为0.5~10 mm范围的内部预埋缺陷；准确检测缩比舱曲面结构中不同位置和大小的缺陷，以及某型号舱体关键承力部位的人工缺陷与真实裂纹，且成像结果与缺陷的实际尺寸和空间位置高度一致。与现有技术相比，该系统通过非接触测量、高适应性路径规划和高效成像算法，显著提升了对复杂曲面结构的检测效率与精度，为航天器承力结构的在役无损检测提供了一种可靠且高效的解决方案。
    多自由度产品包装非线性离散系统加速度响应
    杨松平
    2025,45(4):825-830, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.026
    [摘要] (33) [HTML] (18) [PDF 2.06 M] (49)
    摘要：
    针对随机振动激励下多自由度产品包装非线性离散系统的加速度响应动力学问题，基于累积截断和数值模拟验证，提出了多自由度产品包装正切型离散系统的加速度响应谱解析理论。首先，结合缓冲包装材料的本构关系，将考虑多个关键部件的产品包装件模型化为多自由度产品包装正切型离散系统；其次，理论推导了该n+1个自由度系统一般形式的加速度响应谱近似解，并以3+1个自由度正切型产品离散包装系统为例，通过与四阶龙格库塔算法所得到的响应数值解比较，验证了所提理论的有效性，并讨论了其适用范围；最后，进行系统响应的参数研究，探索了外界激励以及系统参数对于响应的影响。结果表明：外界激励强度的提升更易引发系统正切型硬弹簧作用，引起系统相应加速度响应峰值点逐渐增大；通过改变系统正切型特征参数β、阻尼比、频率比、关键部件与产品的质量比来对系统响应调谐调频以达到减振效果。该方法可用于预测多自由度产品包装非线性离散系统加速度响应谱，为缓冲包装动力学研究和优化设计提供参考。
    基于DCVAE-ELM的立铣刀磨损状态识别方法
    杨超，李宏坤，彭德锋，欧佳玉，王朝东
    2025,45(4):831-837, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.04.027
    [摘要] (27) [HTML] (28) [PDF 3.45 M] (47)
    摘要：
    在立铣刀铣削过程中，由于工件较硬、切削深度较大、采用摆线铣加工方式使刀具磨损较快、空刀段较多，无法准确识别刀具磨损状态。针对这种情况，提出了一种利用深度约束变分自编码器（deep-constrained variational auto-encoder，简称DCVAE）和极限学习机（extreme learning machine，简称ELM）的刀具磨损状态识别方法。首先，将电流有效值信号、加速度信号和声压信号进行融合，将其转化为三维彩色图像；其次，采用DCVAE模型对彩色图像中包含的数据进行降维处理，提取其中的隐藏特征信息，增加编码器以增强提取数据特征的能力，利用约束条件使特征分布进一步集中；然后，使用特征可视化技术直观表现刀具不同磨损状态的特征类聚；最后，采用极限学习机对特征进行分类识别，得到刀具磨损状态的识别准确率为95.07%。通过实验分析及模型对比表明，本研究方法抗干扰能力强、稳定性好，能够准确识别刀具磨损状态。
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    索梁耦合振动对拉索阻尼器的影响机理
    梁栋，陈培，李岩峰
    2014,34(1):113-118, DOI:
    [摘要] (4516) [HTML] (0) [PDF 1007.42 K] (21669)
    摘要：
    为了解斜拉桥索梁耦合振动对拉索阻尼器减振效果的影响，建立了由拉索、主梁和线性粘滞阻尼器组成的理论模型，采用无量纲和复模态分析方法详细研究了索梁耦合振动对拉索附加阻尼器减振效果的影响，并与通用设计曲线法得到的结果进行了对比。结果表明，索梁的同相位耦合振动会大幅降低拉索阻尼器的减振效果且耦合程度越高，拉索阻尼器的效果就越差。通过分析阻尼器活塞的绝对位移发现，阻尼器减振效果的降低主要是由于主梁与拉索同步振动、阻尼器活塞相对速度降低、出力减小造成的。
    双缸型直线压缩机非线性动力学特性分析
    秦朝举1, 2, 高玉国1, 原彦鹏2, 宋立业2
    2015,35(3):525-529, DOI:
    [摘要] (3498) [HTML] (0) [PDF 545.26 K] (15235)
    摘要：
    为获得双气缸式直线压缩机工作过程中的活塞运动特性，耦合压缩机气体作用力方程和直线电机推力方程，建立了工作过程活塞非线性动力学模型。运用能量平衡原理对非线性振动方程进行了求解，获得了动力学模型的近似解析解，分析了活塞运动的稳定性特点和工作过程幅频关系。研究结果发现：双缸型直线压缩机工作过程具有明显的自激振动特点，初始时刻压缩机运动状况不影响最终的运行结果，经过一定时间后，活塞运动会趋于稳定的极限环，最终达到恒频恒幅运动；活塞运动频率不具有“固定频率”属性，它不仅受到压缩机物理结构参数的限制，同时也受到电机推力和进气压力的影响；随着进气压力的增加，活塞运动频率增大，且在高负荷状态下，压缩机活塞运动频率主要受进气压力决定。
    光纤动态检测技术的研究与进展
    张小栋1，2，谢思莹2，牛杭2，张平3，贾丙辉4
    2015,35(3):409-416, DOI:
    [摘要] (3610) [HTML] (0) [PDF 3.98 M] (14659)
    摘要：
    首先，在论述光纤传感器基本理论和技术的基础上，重点以两类典型的传光型光纤传感器——反射式光纤位移传感器及透射式光纤传感带为对象，讨论了其检测原理和关键技术，以及在大型旋转机械支承——滑动轴承的润滑膜状态信息和转子振动信息、航空发动机涡轮叶尖间隙、燃油流量及人体位姿信息等重要工程参数检测中的应用；其次，分析了两种典型的传感型光纤传感器——光强调制型光纤曲率传感器和Bragg光纤光栅传感器的检测原理和关键技术，并介绍了它们分别在机匣变形动态测量和齿轮应力应变动态测量中的应用；最后，基于这两类典型光纤传感器的特点及工程应用，对光纤动态检测技术进行了总结和展望。
    空间站通用停靠机构设计及动力学分析
    陈金宝1，成玫2，聂宏3，杨铭波2
    2015,35(3):417-422, DOI:
    [摘要] (3161) [HTML] (0) [PDF 2.41 M] (13272)
    摘要：
    结合我国现有异体同构周边式对接机构的研究基础，对大通过范围通用停靠机构开展研究。首先,从空间站的基本任务需求出发，对国内外现有常用对接/停靠机构功能及适用范围进行了详细对比总结；其次，对雄/雌式停靠机构进行了详细设计，重点对导向组件、捕获锁组件等机构进行设计及原理分析；然后，建立了停靠机构接触过程数学模型，重点对停靠机构接触过程作用点的确定开展了研究，同时对停靠机构进行了多工况虚拟样机仿真[JP2]分析；最后，对该停靠机构进行了模态分析，分析了停靠机构的固有频率和振型。通过上述分析验证了所设计机构模型的准确性，寻找了机构设计的薄弱点，并给出了解决方案，所研究成果为我国发展空间站停靠机构提供技术参考。
    飞机健康监测与预测系统的发展及展望
    莫固良, 汪慧云, 李兴旺等
    2013,33(6):925-930, DOI:
    [摘要] (3700) [HTML] (0) [PDF 2.19 M] (10132)
    摘要：
    作为新一代飞机所采用的先进维护管理系统，健康监测与预测系统是一种全面的故障检测、预测与状态管理系统。阐述了健康监测与预测系统的含义，介绍了健康监测与预测系统的发展过程，对当前飞机健康监测与预测系统的应用状态进行了全面的概述，分析了健康监测与预测系统涉及的主要关键技术，包括先进传感器技术、故障诊断与健康评估技术、故障预测技术、数据融合技术和系统验证与评价技术，并对未来的发展方向进行了展望。
    基于IVMD与改进KELM的发动机故障诊断
    刘敏，张英堂，李志宁，范红波
    2019,39(4):875-883, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2019.04.028
    [摘要] (2212) [HTML] (0) [PDF 4.99 M] (9308)
    摘要：
    为从含有较强噪声的缸盖振动信号中提取有效的故障特征并进行故障分类，提出了采用独立变分模态分解（independent variational mode decomposition，简称IVMD）与改进核极限学习机（improved kernel extreme learning machine，简称IKELM）的发动机故障诊断方法。首先，根据频谱循环相干系数选取匹配波形对信号进行端点延拓，并利用变分模态分解（variational mode decomposition，简称VMD）将延拓后信号分解为一系列固有模态分量，有效抑制了VMD中的端点效应；其次，选取有效分量作为输入观测信号，进行核独立成分分析，进一步分离干扰噪声与有效信号，并消除模态混叠，得到相互独立的有效故障特征频带，进而提取各频带的自回归模型参数、多尺度模糊熵和标准化能量矩构建故障特征向量集；最后，建立基于社会情感优化算法的IKELM分类模型，对故障特征进行分类，实现发动机故障诊断。仿真和实验结果表明，所提出的方法可有效抑制VMD的端点效应，提高信号分解精度，消除噪声干扰并分离出相互独立的有效故障特征频带，增强特征参数辨识度，最终提高发动机故障诊断速度与精度，发动机故障诊断平均准确率达到99.85%。
    高频超声换能器技术研究进展与展望
    吴大伟
    2017,37(1):1-12, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2017.01.001
    [摘要] (3419) [HTML] (0) [PDF 4.63 M] (7959)
    摘要：
    高频超声是超声技术前沿研究领域，可以提供更高的空间分辨率、更精准的检测诊断信息，在生物医学临床与基础研究、先进装备制造无损检测等领域具有重要的应用价值,但其核心器件高频超声换能器的研制一直是高频超声技术发展的瓶颈。首先，介绍了超声换能器基本理论；然后，论述了高频超声换能器技术发展现状、面临技术难题及解决途径，并结合高频超声换能器研制实例予以说明；最后，对高频超声换能器技术进行了讨论与展望。
    路面功率谱密度换算及不平度建模理论研究
    杜 峰，葛晓成，陈 翔，丁金全
    2015,35(5):981-986, DOI:
    [摘要] (3786) [HTML] (0) [PDF 919.72 K] (7946)
    摘要：
    为了明晰路面不平度空间域统计量的计算，以及几种重要功率谱密度(power spectral density,简称PSD)之间的关系，以帕塞瓦尔定理和维纳 辛钦定理为依据，在推导空间域自相关函数和PSD计算公式的基础上，导出了不平度空间域位移、速度与加速度PSD以空间频率与角频率PSD之间的换算关系。另外，为了完善傅里叶逆变换法路面建模中PSD离散化的理论基础，以傅里叶级数与变换、离散傅里叶变换和频域卷积定理为依据，从离散化的原因、目的和结果验证出发论证了PSD离散化的正确性。就模拟路面验证问题，指出直接法谱估计的不合理之处，论证了平均周期图法谱估计时，空间与时间采样频率分别对应着空间域和时间域PSD输出。结果表明，上述换算关系和论证是正确的，可应用于路面不平度建模和汽车平顺性分析。
    柔性超声传感结构健康监测技术现状与展望
    郭师峰1, 2, 3，李叶海1, 2, 3，李振1, 2, 3，冯伟1, 2, 3
    2020,40(3):427-436, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2020.03.001
    [摘要] (2699) [HTML] (0) [PDF 3.00 M] (7416)
    摘要：
    现有硬质传感器因黏接耦合到待测结构所带来的检测结果可靠性差、附加质量重及体积大等局限，难以在实际工程结构中全面应用。针对此问题，新型柔性传感技术利用聚合物等柔性材料，结合新型制备工艺，可将整个传感网络直接制备于待测结构，灵活布置于复杂形廓位置，具有检测灵敏度高、重量轻、柔性好和可设计等优点。针对主流的基于超声技术的结构健康监测方法，柔性传感单元可形成大面积、高密度的完备传感网络，并且具备信号调制能力，能够完成多种形式的主被动监测任务，为结构健康监测技术在航空航天、轨道交通和石油管道等工程结构的应用提供关键的技术保障。
    基于Lyapunov指数的非线性Lamb波的微裂纹检测
    柏林, 唐滔, 刘小峰, 韦代平
    2019,39(1):9-14, DOI: doi:10.16450/j.cnki.issn.1004 6801.2019.01.002
    [摘要] (2482) [HTML] (0) [PDF 534.65 K] (7313)
    摘要：
    为了提高在背景噪声干扰下非线性Lamb对于结构微裂纹的检测精度，提出了利用Duffing振子和Lyapunov指数对噪声干扰下的非线性Lamb波特征进行增强与量化分析的方法。首先，采用了庞加莱图确定Duffing系统外策动力参数；其次，将周期延拓滤波后的非线性Lamb波输入调整好的Duffing系统中，对系统输出时间序列进行相空间重构，计算出相应的最大Lyapunov指数。通过多个模型数据的仿真分析结果表明，即使在噪声干扰情况下，Lyapunov指数与裂纹大小也存在着良好的线性关系。该方法对噪声干扰下的微裂纹缺陷识别具有明显的优势，对提高非线性Lamb波的检测灵敏度具有重要意义。
    基于频域法的随机振动疲劳加速试验设计
    张方，周凌波，姜金辉，王轲
    2016,36(4):659-664, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2016.04.008
    [摘要] (2648) [HTML] (0) [PDF 1.38 M] (6927)
    摘要：
    基于结构疲劳寿命频域分析法中的Bendat法和Dirlik法，通过理论推导分析证明并建立了随机振动疲劳试验中激励谱量级、响应应力水平和疲劳寿命之间的线性关系式。基于有限元仿真的分析结果，提出了一种利用此等效关系进行加速试验激励谱量级确定的方法。算例表明，该加速方法可缩短试验时间，为改进设计和提高质量等工作提供参考依据。
    脑控技术的研究与展望
    张小栋，李睿，李耀楠
    2014,34(2):205-211, DOI:
    [摘要] (3943) [HTML] (0) [PDF 2.76 M] (6734)
    摘要：
    脑机接口作为一种特殊的人机交互方式，为机电设备的脑意念控制提供了新思路，是智能机器人领域的研究热点。随着生物传感和信号处理等技术的进步及脑 机接口技术的不断突破，脑 机接口技术逐渐地由原有的大脑 计算机接口技术发展为大脑机电设备接口技术，从而形成了一个新的技术理论体系——脑控技术。笔者在论述了国内外脑机接口技术发展现状的基础上，系统地提出了脑控技术的概念及其所涉及的关键技术，讨论了典型的脑控假肢和脑控残疾轮椅的现有研究成果以及脑控技术在外骨骼机器人中的应用前景，并对这项新技术的发展进行了总结和展望。
    基于支持向量回归的多参数设备故障预测方法
    武兵，林健，熊晓燕
    2012,32(5):791-795, DOI:
    [摘要] (3204) [HTML] (0) [PDF 1.16 M] (6363)
    摘要：
    针对热连扎生产线的大型、复杂生产装备,构建了一个基于支持向量回归的无量纲参数智能故障预测系统。通过对已有的热连轧生产线在线监测信息进行无量纲统计分析, 提出了利用支持向量回归技术对多个特征量进行并行预测,并对各类特征及其各预测步骤的剩余使用寿命预测结果进行趋势分析,通过置信区间估计确定最终预测结果,为管理者制定维修决策提供可靠依据。
    机械设备状态监测无线传感器网络研究进展
    汤宝平，黄庆卿，邓蕾，刘自然
    2014,34(1):1-7, DOI:
    [摘要] (3792) [HTML] (0) [PDF 5.75 M] (6262)
    摘要：
    通过分析无线传感器网络（wireless sensors network，简称WSN）的优势和潜能，提出将无线传感器网络应用于机械设备状态监测中，以弥补目前有线连接的机械设备状态监测系统的局限性。针对目前机械设备状态监测中所用的无线传感器网络节点硬件性能偏低、采样频率也低、缺乏信号同步采集研究、对大量数据快速可靠传输研究偏少、对于反映机械设备状态最关键的机械振动的监测还难以实现等问题，提出要实现基于无线传感器网络的机械设备状态监测，必须解决高速同步采集、实时可靠传输和能量供应等难题。指出了低成本、低功耗、微型化、网络化、多功能化将是无线传感器网络在机械设备状态监测应用中的发展方向。
    压电驱动技术研究进展与展望
    刘英想，邓杰，常庆兵，张仕静，陈维山
    2022,42(6):1045-1061, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2022.06.001
    [摘要] (3599) [HTML] (974) [PDF 3.84 M] (6199)
    摘要：
    压电驱动具有结构简单、构型多样、力密度高、精度高、响应快、断电自锁、无电磁干扰以及环境适应性好等突出优势，在超精加工、半导体制造、机器人、精密仪器、生命科学、航空航天和武器装备等领域均具有迫切的应用需求，已成为高端装备向高精尖发展的一项核心技术。压电驱动技术可为高端装备的突破和发展提供坚实的基础，具有重要的科学意义和实用价值。首先，从高端装备发展对精密驱动技术的实际需求出发，系统阐述了压电驱动技术的定义、分类及特点；其次，介绍了压电驱动技术的研究现状，并对压电驱动技术的典型应用进行了概述和分析；最后，对压电驱动技术进行了讨论与展望。
    相似理论和模型试验的结构动响应分析运用
    陈喆，陈国平
    2014,34(6):995-1000, DOI:
    [摘要] (3776) [HTML] (0) [PDF 2.74 M] (6118)
    摘要：
    主要讨论了相似理论在结构动力学模型试验中的实际应用问题，目的在于研究如何通过相似理论和缩比模型试验的结果准确预估实际结构的动力学特性。首先，在考虑实际工程试验条件前提下，给定几何参数和物理参数的相似比数，根据相似理论和有限元法推导出非等比缩放的缩比模型和实际模型之间固有振动、频域响应和时域响应之间的相似性关系；然后，通过薄板结构的振动试验来验证这种相似关系的准确性和工程应用价值。通过理论推导和试验证明，根据缩比模型动力学试验结果，运用所推导的动力学相似关系可以准确预估实际结构的动力学特性。
    基于CS-BBO优化SVM的汽轮机转子故障诊断
    石志标，葛春雪
    2018,38(3):619-626, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2018.03.029
    [摘要] (2291) [HTML] (0) [PDF 1.95 M] (6050)
    摘要：
    为了提高汽轮机转子故障诊断的准确率和识别效率，提出了一种基于混沌的生物地理学优化算法（biogeography based optimization with chaos, 简称CS-BBO）和支持向量机（support vector machine, 简称SVM）相结合的故障诊断方法。首先，将混沌理论引入到生物地理学优化算法（biogeography based optimization, 简称BBO）中，得到CS-BBO算法；其次，通过CS-BBO算法优化SVM得到诊断模型的最优参数，增强SVM的学习能力和泛化能力；最后，通过ZT-3转子试验台模拟汽轮机转子故障，利用得到的4种状态下的试验数据验证优化模型的有效性。结果表明：CS-BBO算法优化SVM的模型可以准确、高效地对汽轮机转子进行故障诊断；与BBO算法优化SVM模型相比，该方法的故障诊断准确率和识别效率更高。
    桥梁工作模态分析中阻尼比识别的离散性研究
    秦世强， 康俊涛， 孔凡
    2016,36(1):42-48, DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2016.01.007
    [摘要] (2576) [HTML] (0) [PDF 1.70 M] (5924)
    摘要：
    准确识别阻尼比一直是桥梁结构模态参数识别的难题。为研究工作模态分析中识别的阻尼比离散性问题，总结了现有的代表性的频域、时域和时频分析的阻尼比识别方法，指出了各种方法导致识别结果不准确的原因。以一个预应力混凝土连续梁桥的工作模态分析为例，分析了阻尼比识别的结果，研究了减小识别的阻尼比离散性的方法。结果表明：相对频率而言，阻尼比识别结果离散程度较高；在混合自由振动响应的情况下，通过增加采样时间，能改善阻尼比识别离散较大的问题，提高识别精度；利用振动水平较低的随机振动响应识别的阻尼比离散性较小。
    飞机随机振动环境实测试验数据的归纳方法
    田永卫1, 闫楚良1, 张书明1, 闫光2
    2014,34(6):1129-1133, DOI:
    [摘要] (2742) [HTML] (0) [PDF 2.35 M] (5866)
    摘要：
    介绍了某机型振动环境实测概况，结合实测数据导出后验分布类型，以该型飞机实测数据为基础，基于现有国军标和相关标准，提出了以分测试区域不同状态下的振动规范谱编制归纳方法，依据该数据归纳方法编制了该实测飞机的振动环境谱。将处理结果用于实际工程试验，表明该方法正确合理。
    环形压电双晶片驱动式振动送料器
    苏江，沈燕虎，杨志刚，乔忠智
    2014,34(1):52-56, DOI:
    [摘要] (3248) [HTML] (0) [PDF 913.00 K] (5844)
    摘要：
    为了满足现代工业领域中对轻、薄、小产品平稳输送的要求，提出了一种采用环形压电双晶片作为驱动源的新型振动送料器。设计了振动送料器结构，分析了振动送料器的工作原理，测试了压电双晶片振子的性能，利用有限元软件ANSYS确定了压电双晶片振子的工作模态，研制了送料器样机并进行试验测试。试验结果表明：当振动频率为86.5～91.5Hz时，送料器具备输送物料的能力；当系统共振时，输送速度最快，随着电压的增加，送料速度呈线性关系增加；与同型号的电磁振动送料器相比，研制的环形压电双晶片驱动式振动送料器消耗电流仅为其16%,工作噪声下降22dB,输送稳定性好。

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