基于模糊C均值聚类小波包重构的车辆频域非平稳振动谱模拟方法研究

当前对于车辆进行非平稳振动模拟时一般仅考虑其强度的非平稳性。受到地面-车辆系统中多种因素的影响,实测振动谱在频域上往往也是非平稳的。通过对车辆振动信号进行小波包分解,并对其小波包系数矩阵的归一化列向量进行模糊C均值聚类,可实现对振动谱中振动模式的自动分类与统计。进而依据聚类结果,提出了一种可产生具有与原采集谱相似的频域非平稳特性的重构振动谱的方法。通过将该方法应用于某试验场块石路响应谱的重构模拟,所生成的重构谱与原采集谱相比,在时域、频域以及幅值概率密度等方面均具有理想的相似程度,验证了所提方法在车辆振动谱模拟方面的正确性和实用性。为车辆乃至各类机械结构的振动模拟试验提供了一种能够产生更为真实的具有频域非平稳特性重构振动谱的方法。     

大跨桥梁行车振动测试与舒适性分析

为研究大跨桥梁行车振动舒适性,对5座不同环境下的大跨桥梁行车内部振动进行了现场实测,基于实测数据分析了车辆动力特性、桥面动力特性、桥面不平整度以及车速等对行车振动的影响,此基础上对车辆行车振动舒适性进行了分析。通过采用小波变换的方法对车辆内部振动信号的时频域分布规律进行分析可以发现车辆内部振动信号的能量分布:在竖向受车辆动力特性的影响较大,在横向受桥面动力特性影响较大。桥面不平整度和伸缩缝对行车内部振动的幅值影响较大。行车内部竖向振动随着车速的增加而增大;对于风速较大的跨海大桥,当车速超过80 km/h时,行车内部横向振动急剧增大。研究成果为合理评价大型桥梁行车振动舒适性具有重要的参考价值。     

基于可靠性试验的飞机振动数据归纳方法研究

运用疲劳累积损伤等效理论，提出一种新的基于可靠性试验的飞机振动环境数据归纳方法，较好地满足了基于可靠性试验的飞机振动数据归纳要求，经某型飞机实测振动数据检验，此归纳方法具有可操作性和工程实用价值。     

车辆起步加速和减速滑行时振动实验的极大熵谱分析

对车辆起步加速和减速滑行时的非平稳振动进行了实验，在此基础上用Burg快速算法对实验数据进行极大熵谱分析。与传统的FFT相比极大熵谱法具有频率分辨率高，适于短时瞬态数据处理，而且能给出振动幅值与频率和时间三者的关系。分析结果表明：在沥青路面和砂石路面上加速时，地板、车桥加速度三维极大熵谱峰值随着车速的增加非连续增加，车桥的共振峰带宽随着车速的增加变宽；车辆减速滑行时极大熵谱峰值基本连续减小，并能反映地面的瞬时突变激励。     

振动试飞数据归纳方法及在振动耐久试验中的应用

基于现有国军标和数理统计原理,给出了振动数据归纳流程中若干环节的具体实现方法,建立了周期振动和随机振动试飞数据归纳方法。通过选取具有代表性的实测振动数据样本,结合建立的归纳方法来获取振动耐久试验谱图,并以某进气道测量耙振动试飞为例,给出其具体实现方法。基于振动等效加速理论,以耐久试验谱图为等效标准,采用均方根为加速因子对试飞振动数据进行等效加速计算,得出各个飞行架次耙体振动等效时间,结果表明:不同架次振动等效时间差异大。振动数据归纳方法为振动试飞鉴定提供了重要的方法支持,振动耐久谱归纳方法和等效时间计算方法为获取飞机、发动机部件耐久试验条件提供了新的方法。     

客运专线轨道不平顺功率谱分析

轨道不平顺是车辆振动的主要激扰源,也是限制列车最高运行速度的主要因素之一,直接关系到列车运行的平稳性、安全性和舒适性。文章以秦沈客运专线轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本,基于样本平稳性检验,采用FFT方法进行样本空间的谱估计,并由MATLAB编程得到轨道不平顺谱密度。基于轨道不平顺样本的总体平均,得出了谱密度频率平滑曲线和谱密度曲线拟合表达式,并与我国重载提速干线的谱密度曲线进行了对比分析。在此基础上,对秦沈客运专线的轨道状态进行了评估。     

城际列车晃车机理试验研究

针对某在线运营的城际列车的晃车现象,实测整车不同位置处的振动信号,对比分析在晃车与非晃车时间段内车辆的运行平稳性、时频特征以及车辆不同部位的信号相干特征,据此初步了解车辆在晃车时的典型特征;进而基于ODS分析理论,掌握车辆晃动时的整体振动情况,并基于构架稳定性分析结果,发现并验证城际列车晃车的机理。结果表明,发生晃车时,车辆横向平稳性指标大于2.5,晃车主频在4 Hz左右,相干性分析表明车体晃动与转向架振动有直接关系;基于ODS分析结果发现晃车时转向架蛇行与车体摇头反相耦合,此时转向架的蛇行稳定性不足,该蛇行频率与基于实测轮轨匹配等效锥度所得的理论计算频率基本一致,因此车辆系统稳定性裕量不足,转向架在较高运行速度工况下接近蛇行失稳状态是晃车的主要原因。     

典型弹药系统运输振动特性试验研究

目的研究公路运输条件下典型弹药系统的基本振动特性。方法以某典型弹药系统为对象,设计运输振动模拟试验测试弹体和关重件的振动加速度响应,进而分析各层弹药系统的功率谱密度和振动传递率。结果下层弹药和弹体振动响应激烈,振动传递具有多模态性,有明显的主次之分,最大传递率分别为5.681和4.054。结论试验结果为我军同类弹药系统运输包装的改进和设计提供了基本数据。     

弹性车体垂向运行平稳性一系最优控制研究

采用基于轨道谱及包括轮轴间时延预瞄的最优控制算法,在一系悬挂中加入主动控制,设计其主动控制规律,从降低轨道至车体振动的传递入手,对铁道车辆弹性车体垂向动力学模型进行仿真分析。结果表明,该最优控制算法对车辆系统的振动有较好的抑制作用;可以改善轨道至弹性车体中部的振动加速度传递率,在控制车体刚体振动的同时,也能抑制整车的弹性振动;最优控制算法对车辆系统的1Hz左右的低频振动、以及包含人体垂向振动敏感频域(4Hz-8Hz)的4Hz~10Hz频率内的振动衰减明显,但对车体高频振动作用不大。并与二系主动悬挂系统比较,发现一系主动悬挂能更有效的控制车体的弹性振动,且抑制的频率范围较宽,车辆运行平稳性更佳,为今后弹性车体减振措施选择提供依据。     

用1(1/2)维谱结合小波包能量提取地震动信号特征

针对车辆（轮式车、履带式车）引起的地震动信号中,具有非平稳、非高斯性特征相互重叠的实际情况,研究了地面活动目标产生的地震动信号特性;从理论上说明了1(1/2)维谱可消除车辆引起的地震动信号中的高斯白噪声或有色噪声,在将[112]维谱分析和小波包能量谱相结合的基础上,提出一种特征提取方法,以便区分不同的车辆目标。在时频域构建以[112]维谱和小波包能量谱作为地震动信号的联合特征向量,建立以训练误差为目标的BP神经网络模式分类器;然后对两类车辆信号进行识别。地震动信号的车辆实测数据表明,该方法能够准确和有效地识别车辆引起的地震动信号。