路面谱室内再现方法的研究

本文阐述了用谱分解定理再现路面谱的方法，它可用于汽车的室内模拟试验，试验结果表明这种方法简单易行且有足够的模拟精度。     

Blackman-Tukey法的轨道不平顺数值模拟

概述了轨道不平顺的分类和描述方法。分析了估计功率谱密度的Blaekman-Tukey法，并将Blaekman-Tukey法进一步应用于自功率谱情况。根据功率谱密度与轨道随机不平顺的关系，提出了一种基于Blaekman-Tukey法的轨道不平顺数值模拟方法。数值模拟试验表明这种模拟方法简洁、实用、有效。     

冲击响应谱试验规范述评

在冲击试验中，制定了一处能真实地模拟爆炸冲击环境的试验规范是确保试验产品安全，真实地经受冲击环境考验的前提条件。本文阐述了冲击响应谱试验规范的起源，冲击响应谱的概念，算法及算法比较，冲击响应谱规范的科学性及局限性。     

路谱台架试验研究

介绍了MTS四立柱道路模拟系统的组成和其核心算法RPC的原理,利用该设备从两个方面来验证路谱输入道路模拟机进行汽车耐久性试验的可行性,一方面,道路高程在道路模拟机上再现的台架试验,另一方面,路面载荷谱输入到四立柱道路模拟机的台架试验,结果表明,路面高程可以精确再现,汽车载荷谱为期望响应的台架耐久性道路模拟试验模拟效果良好。     

一种多点随机振动试验控制的新方法研究

为适应多振动台试验控制的需求，提出了一种新的多点随机振动实验控制方法。该方法通过构造一组有限冲击响应(FIR)滤波器对独立的白噪声序列进行线性滤波耦合而直接生成驱动信号，在闭环控制中实时修正驱动信号，使得最终响应谱满足参考谱要求。由于抛弃了传统的驱动信号时域随机化过程，这使得该方法具有较强的稳定性和适应性，而且控制回路时间缩短，提高了控制系统的实时性。文中提供了一模拟算例，显示了该方法的有效性。     

冲击响应谱时域合成算法研究

为利用电动振动台进行模拟冲击环境试验,给出了一种时域冲击波形合成方法.依据冲击响应谱时域合成的一般原则,选择合成小波中的正弦窗波作为基本波形,给出了确定各基本波形的波形参数的方法.计算结果表明所提算法是有效的,所合成的时域冲击波形能够满足参考冲击响应谱的精度要求,为开发冲击谱试验的控制软件研究者提供了一种思路.     

基于实测载荷谱的车架结构仿真优化方法及应用

为解决某型车辆在试验过程中出现的车架开裂问题，提出一种基于实测试验载荷谱与数值仿真分析相结合的车架结构优化方法，并在试验中得到应用验证。主要内容包括：建立集六分力传感器、加速度传感器、位移传感器、应变传感器为一体的多通道数据采集系统，获取实际行驶试验底盘载荷谱原始数据，利用零点漂移、去趋势项、去噪等信号处理技术得出载荷谱分析数据，采用定性与定量相结合的方法分析车架结构开裂的故障原因。建立车架有限元仿真模型，基于试验载荷谱分析数据，在不影响整体结构的基础上提出优化方案，计算比较优化前后的车架结构在典型受力工况下的力学特性，保证优化后受力满足要求。利用RPC迭代技术，基于实测载荷谱数据迭代计算得到响应驱动信号，应用于整车道路模拟试验台，开展台架试验，验证车架设计优化的有效性。最后对优化后的车架进行完整的可靠性行驶试验，结果表明：优化后的车架未发生故障且满足可靠性指标。该研究以解决实际问题为出发点，为整车高可靠性设计技术提供了有效、可行的方法。     

基于集成包络谱的滚动轴承早期故障检测指标EI北大核心CSCD

针对常规统计指标对滚动轴承早期故障不敏感的问题,该研究基于集成包络谱(integrated envelope spectrum,IES)提出一种滚动轴承早期故障检测指标——集成包络谱谱峰因子(integrated envelope spectrum peak factor,IESPF),应用于轴承早期故障检测。首先,对信号进行快速谱相干(fast spectral coherence,Fast-SCoh)计算;然后,根据循环频率与谱频率的映射关系确定包含故障信息丰富的频带,并对该频带积分获得IES;最后,计算IES的最大值与其均方根值的比值,从而获得该研究所提指标IESPF,应用于轴承外圈故障检测。通过分析滚动轴承外圈模拟故障试验数据和疲劳试验数据表明,该研究所提指标对轴承外圈早期故障较敏感,适用于早期故障检测。     

二元联合变换相关器的实现方法研究

采用中值取阈，局部取阈，参考图像功率谱取阈和联合功率谱（JPS）取阈四种方法对传统联合变换相关器的功率谱二值化，从而将振幅调制的功率谱转化为脉冲调制的功率谱。计算机模拟结果表明二值化可以获得更清晰更尖锐的相关峰，其中联合功率谱取阈法的识别效果最佳。     

三自由度半正定系统随机振动仿真与试验研究

目的研究三自由度半正定系统在随机振动条件下的加速度动态响应以及加速度功率谱密度。方法以运输包装中常见的三自由度半正定系统为原型,建立了三自由度半正定系统的质量-弹簧-阻尼系统。依据美国ASTM-D4728随机振动标准,利用Matlab/Simulink仿真平台,建立仿真模型,并输入模型参数,得到了三自由度半正定系统随机振动下的动态响应。基于相同试验标准进行试验,对比分析试验结果与仿真结果的差异。结果在低频段内(小于80 Hz),Simulink仿真模拟随机振动的加速度功率谱密度值与随机振动试验的加速度功率谱密度值的相关性系数达到0.983,加速度功率谱密度值最大处仅相差8.8%。在高频段内(大于80 Hz),Simulink仿真模拟随机振动的加速度功率谱密度值与随机振动试验的加速度功率谱密度值的相关性系数只达到0.745,加速度功率谱密度值最大处相差13.1%。结论利用Matlab/Simulink仿真平台分析包装系统的低频随机振动是一种简单可行的方法,一定程度上可以作为随机振动试验的代替手段。     

谱表示法模拟风场的误差分析

研究了原型谱表示法模拟的非各态历经性多变量风场的统计矩的时域估计值和目标值之间误差的概率描述。基于原型谱表示法的模拟公式，以三变量风场为例，导出了模拟结果的均值、相关函数、功率谱密度函数和根方差等四项统计特征的单样本时域估计表达式，它们是随机变量或随机过程。运用概率论的计算方法，推导出了上述随机变量或过程的前二阶矩的解析表达式，得到了模拟风场的统计特征时域估计的偏度误差和随机误差。将三变量过程的结果加以推广，给出了误差计算的通式。通过算例中统计误差值和理论误差值的对比，验证解析解的正确性。探讨了可能的降低随机误差的方法。求得的误差闭合解将有利于结合误差传播理论进行可靠性分析。     

X射线管出射谱源项及过滤谱的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法对X射线管出射谱及过滤谱进行模拟,研究了X射线管Be窗及靶角对X射线谱的影响,并模拟分析了不同靶角及管电压下X射线管阳极效应.将1 m处经过附加过滤后的模拟谱与德国联邦物理技术研究院(PTB)实测谱进行对比,结果表明,模拟谱与实测谱符合较好,验证了蒙特卡罗方法对模拟X射线管出射谱的有效性及所建模型的正确性.     

高斯与非高斯随机振动对洗护产品包装的影响

目的 研究高斯激振力和非高斯激振力的随机振动对商品包装的影响差异，提供随机振动试验方法和参数，并对商品运输包装设计方案提供优化建议。方法 利用科学计量方法研究随机振动技术的发展态势。通过增大峭度的方法进行非高斯激振模拟随机振动试验。研究随机振动强度通过功率谱密度和疲劳损伤的表达，以及随机振动试验时间与疲劳损伤的表达关系。结果 电商渠道销售通过快递配送的洗洁精商品包裹优先采用ISTA 3A—2018 Packaged-Products for Parcel Delivery System Shipment 70 kg(150 lb) or less。使用Over-The-Road Trailer图谱和Pick-up and Delivery Vehicle图谱进行随机振动试验，通过加载峭度进行加速模拟试验和加强模拟试验。结论 在洗洁精商品包裹加载峭度为5、7、9条件下，能够复现实际配送中商品的货损。基于试验结果提出的包装设计修改方案在加强模拟试验条件下可以实现商品防护的功能。全渠道供应链配送商品包裹应采用高效、科学的实验室测试方法，为运输包装设计和验证提供方法和数据。     

人工模拟爆破震动信号及其频谱特性检验

对人工模拟爆破震动信号的合成进行了研究 ,并采用了功率谱和反应谱分析方法对合成信号的模拟程度进行相关性检验。在合成模拟信号时 ,首先采用某一已知爆破振动加速度信号的反应谱来初步计算出将要模拟的爆破震动信号的功率谱并将其作为目标谱 ,然后在所需研究的谱率范围内产生一定数量的均匀分布随机数来作为模拟爆破震动信号的频率。在假设爆破震动信号由不同频率的谐波函数组成的基础上 ,通过将不同频率的谐波函数叠加来初步合成模拟爆破震动波 ,同时用振幅窗函数对它进行振幅校正 ,然后对合成信号与原信号进行功率谱值与反应谱值的相关性检验。编程计算证明 ,由本文提出的合成信号方法及检验方式来模拟爆破震动信号是可行的。     

基于波数-频率联合演变功率谱的一维空间非均匀脉动风场模拟

在高层建筑、大跨桥梁和大型风力发电系统等大型工程中,风荷载对结构的安全性至关重要、甚至是起控制作用的要素。因此,脉动风速场的模拟具有重要意义。谱表达方法得到了广泛的应用。但经典的谱表达方法需要对互功率谱矩阵的逐个频率点进行Cholesky分解或本征正交分解（POD）,当模拟的空间点数较多时,分解效率非常低下、甚至可能出现矩阵奇异而难以实现。基于波数-频率联合功率谱或联合演变谱,不需要Cholesky分解或POD,可以方便地实现均匀或非均匀脉动风场的模拟。当模拟点为等间距点时,该方法能够使用FFT技术提高模拟效率,而当模拟点为非等间距点、不能使用FFT技术时,模拟效率依然有待提高。鉴于此,该文引入“结构化”非均匀离散方法和“舍选法”思想,建议了二维波数-频率域的非均匀离散策略,显著地提高了模拟效率。以某桥塔的一维空间非均匀脉动风场的数值模拟为例,验证了该方法的有效性。     

人工模拟爆破震动信号及其频谱特性检验

对人工模拟爆破震动信号的合成进行了研究 ,并采用了功率谱和反应谱分析方法对合成信号的模拟程度进行相关性检验。在合成模拟信号时 ,首先采用某一已知爆破振动加速度信号的反应谱来初步计算出将要模拟的爆破震动信号的功率谱并将其作为目标谱 ,然后在所需研究的谱率范围内产生一定数量的均匀分布随机数来作为模拟爆破震动信号的频率。在假设爆破震动信号由不同频率的谐波函数组成的基础上 ,通过将不同频率的谐波函数叠加来初步合成模拟爆破震动波 ,同时用振幅窗函数对它进行振幅校正 ,然后对合成信号与原信号进行功率谱值与反应谱值的相关性检验。编程计算证明 ,由本文提出的合成信号方法及检验方式来模拟爆破震动信号是可行的。     

轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法

AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一。本文针对轿车AMT建立了其道路载荷谱采集方法,通过合理布置传感器,在襄阳汽车试验场采集了AMT及其执行机构振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验,获取了AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号。基于远程参数控制思想,提出了时域和频域误差加权的期望响应信号模拟迭代算法,并对AMT执行机构振动载荷谱期望响应信号进行了模拟迭代,获取了高精度的模拟迭代响应谱,精确再现了AMT执行机构振动情况,建立了轿车AMT执行机构室内振动疲劳试验方法,为室内准确高效考核轿车AMT执行机构振动疲劳可靠性提供了一种行之有效的手段和方法。     

基于自适应逆控制的随机振动控制算法研究

针对随机振动试验中控制精度与控制效率双重要求,提出基于自适应逆控制方案的随机振动功率谱再现控制算法。通过在最小均方误差（LMS）算法中引入分频率与变步长策略,获得适用于功率谱迭代的LMS算法,并利用系统预辨识结果初始化权向量方法,提高迭代控制效率、降低迭代运算量。采用基于AR模型的数值模拟方法,通过对高斯白噪声信号滤波,生成能准确再现期望功率谱的时域驱动信号。该算法的有效性由功率谱再现仿真试验得以验证。     

结构故障高阶谱诊断的一种方法

高阶谱较之功率谱有三个显著特点:(1)可用来检查过程高斯性;(2)可估计非高斯过程的相位;(3)可检查系统的非线性.高阶谱的特点使得它可用于故障诊断.本文分析了频响函数三阶谱对刚度变化的敏感度,并将它用于故障诊断.数字仿真与实物试验结果表明,本文提出的方法是可行和有效的.     

基础隔震结构的楼面设计反应谱研究

依据基础隔震结构楼面反应谱的谱形特点，将谱曲线分段进行回归分析，确定各段谱曲线的形状，得到一种双峰值的基础隔震结构楼面设计反应谱。考虑影响基础隔震结构楼面反应谱的各主要因素，如结构动力参数、场地特性、地震动强度、结构与设备的相互作用和设备阻尼等，用正交试验法，分析基础隔震结构-设备组合体系的楼面反应谱，以拟合优度最大为目标，分段标定楼面设计反应谱的各特征参数并统计拟合出各特征参数的计算公式。通过三个实际的基础隔震工程-设备实例验证，结果表明：建立的标准化的楼面设计反应谱，能忠实地反映楼面反应谱的频谱特性，还原楼面反应谱的曲线变化，各段曲线的谱值可基本包络楼面反应谱；与时程分析法的结果相比，用该楼面设计反应谱求得各设备的地震作用，误差均在10%以内，说明该楼面设计反应谱具有较高的精度和较好的工程实用性。