我国随机振动研究近10年来的进展

本文回顾了中国振动工程学会随机振动专业委员会成立后的10年间我国学者在随机振动领域所进行的理论、应用技术研究方面取得的一些重要进展,着重介绍了随机非线性响应时域积分方法与空间有限元结合的随机动力有限元方法的发展;对随机振动与其它相关学科的交叉渗透进一步发展的前景也作了展望.     

半功率点法估计阻尼的一种改进

为了提高半功率点法估计阻尼的精度，探讨了快速傅立叶变换（FFT）离散谱线之间函数值的意义，基于这种连续性理解，构造了半功率点估计阻尼的新算法，采用理论分析与数值仿真相结合的方法研究了半功率点法的主要误差因素和各自特性，特别是其中窗阻尼变化规律，给出了保证阻尼误差小于10％，5％和1％对窗长的要求。     

利用三条谱线计算频率紧邻的两个成分的参数

对频率间隔小于2个FFT分辨率的两个成分，直接使用比值校正法精度较差。就双频率模型(DFM)而言，利用谱峰附近三点的频谱可建立一个非线性复约束的DFM方程，它表现为一个复行列式等于零。给出了牛顿法求解该约束的具体格式，讨论了迭代的相关细节。研究结果表明：这种方法对初值要求比较苛刻；通过设置容许区间和随机重置初值等措施，可减弱对初值的要求；除了一些奇异点外，若初值选择合适。经过大约10次迭代，两个频率可收敛到准确值；当两个频率计算准确之后，幅值和相位可由另外一组线性关系解出。     

估计多自由度系统振动基频的一个算法

尽管计算机和有限元软件的发展已使复杂结构固有频率的计算变得很容易，但在某些场合仍然使用简便方法来估计振动系统的基频，文中基于瑞雷法，导出计算多自由度系统振动基频的新算法，并就两个算例与文献所提供的其他方法进行比较，理论分析和算例比较表明。（1）新算法计算量约是瑞雷法的两倍，但无须假设基频振型，即可得到精确的基频。（2）适用于柔度矩阵已知的情形。     

DFT加速及其在非平稳随机振动计算中的应用

为了降低非平稳随机振动的计算量,采用了离散付立叶变换和线性调频Ｚ变换（ＣＺＴ）。针对工程常用的演变随机激励,将激励的包络和功率谱函数分开处理,这可使理论计算与实测数据相结合,从而克服阻尼难以确定的难点。算例表明,分段ＣＺＴ较普通ＣＺＴ可节约１／３计算量;而平稳的功率谱与包络分开处理也大大节约了计算量并易于工程实际应用。     

复杂体型大跨屋盖风荷载特性研究

结合深圳市民中心风洞试验结果,分析了复杂体型大跨屋盖的平均风压及均方根风压分布特性,结果表明:风吹经屋盖上翘角部时由于流线分离所产生的漩涡,导致屋盖角部的平均风压和极值风压都远大于屋盖中部。同时还给出屋盖表面典型测点的三维功率谱,结果表明:屋盖测点风压的能量基本集中在迎风状态的低频部分,尾流和高频部分的风压能量较小。     

心冲击引起的肢体支反力波动的振动模型

利用肢体支反力波动（VRFB）的信息监测生理状态具有独特的优势。建立心冲击所致的VRFB两自由度振动模型，导出了心冲击与VRFB之间的传递关系。根据文献提供数据对VRFB的量级进行了估计，并与初步实验结果进行了比较。研究表明：VRFB幅度的理论估计与实测相吻合，约为牛顿量级，实测的VRFB曲线上心动周期明显。     

随机振动响应计算的精细积分时域平均法

发展了计算结构随机振动响应的精细积分时域平均法,详细讨论了各种激励作用下系统动力响应的精细积分时域平均,并给出算例。与传统的其它离散积分方法如随机中心差分方法、随机纽马克差分方法等比较,本方法具有非常高的精度和计算效率,特别是能给出速度响应方差计算的良好结果。精细积分时域平均法在各种随机振动系统中有广泛的应用前景     

频谱校正的复比值法

为了抑制快速傅立叶变换(FFT)栅栏效应,已经发展了多种幅值比校正法.但是研究发现:这种方法对于实信号在有些条件下,甚至会比从FFT离散谱线直接读出的误差更大.其原因是由于实信号中负频率成分对正频率谱峰的干扰.为了抑制这种干扰,给出了复比值校正方法和复合复比值法.前者直接利用复数频谱进行校正,后者根据前者在最高谱线与其左右相邻的谱线各校正出一个频率,然后对这两个频率加权平均.仿真算例表明:复比值法对负频率成分的干扰不敏感;而复合复比值法性能优于Quinn算法.     

割线法估计阻尼比

提出利用相邻波峰和波谷之间距离估计阻尼比的割线方法。研究表明，与传统的对数衰减法相比，新方法无须确定基线，估计结果对基线漂移和低频干扰不敏感。