爆炸冲击震动下柔性基础上浮放设备的抛离分析

核武器或常规武器爆炸冲击作用将会引起地下工程结构底板振动，强烈的振动可能导致搁置在结构底板上的没备发生抛离、倾倒和损坏，这是爆炸冲击隔震设计中需要研究解决的一类问题。本文将地下工程结构底板简化为单向板，分析其受到冲击震动时的弹性动力反应，推导结构底板的振动加速度同冲击作用时间、峰值、结构自振特性之间的关系，根据抛离条件分析了浮放设备的抛离规律，结果表明：冲击荷载峰值越大，浮放设备越容易抛离；浮放设备位置离侧墙越远越容易抛离，其中底板中点处为最易抛离点；结构的自振周期越小，浮放设备越易抛离；冲击波升压时间越小，浮放设备越容易抛离；冲击波持续时间越小，浮放设备越容易抛离。     

气动式振动台振动信号生成机理研究

根据矩形薄板横向弯曲振动理论,建立了气动式振动台的力学分析模型,采用基于薄板系统最小势能原理的能量法(Rayleigh-Ritz法)分析和计算了振动台面的固有频率和归一化条件下的正则振型.在弹性薄板传统动力学理论分析的基础上,考虑到实际气动式振动台复杂的激励载荷--9个不同位置处气锤产生的周期性激励信号,通过推导振动台面气锤安装位置(输入)与响应位置(输出)之间的传递函数,进一步研究了振动台面的强迫振动响应,通过有限元仿真和实验验证了理论分析的正确性,旨在为整个气动式振动台的性能改善及自主研发奠定理论基础.     

爆炸荷载作用下坑道结构振动响应及影响因素分析

根据爆炸荷载条件下的模型坑道试验,运用LS-DYNA显式动力分析软件,对试验中典型坑道段在顶爆和侧爆作用下的动力响应进行了数值模拟计算,研究了模型坑道结构在爆炸荷载下的最大振动加速度分布特征,并与试验结果进行了对比验证。结果表明,计算结果和实测结果基本吻合,能够真实反映爆炸荷载下坑道结构的振动响应。最后对不同单个影响坑道振动的截面形状参数进行了一系列数值计算,分析了在相同爆炸荷载下单个特定参数对坑道振动影响规律。     

冲击隔离技术评述

一、冲击隔离的特征冲击隔离是减小冲击激励从基础传递到设备或从设备传递到基础的响应.冲击激励与响应有下列特征:1.冲击激励时间短;2.冲击激励的频率成份十分丰富;3.冲击响应为瞬态运动,且与冲击作用时间、波形及系统固有频率有关.与振动隔离一样,冲击隔离也有被动与主动之分,本文指的是被动冲击隔离.冲击隔离与振动隔离最大区别在于:由冲击传递曲线可知当冲击激励作用时间较大时,冲击被放大;只有当冲击激励作用时间小于隔离系统振动周期的六分之一,也就是讲冲击频率为系统固有频率六倍以上时,才起到隔冲作用.     

敷设覆盖层圆板水下爆炸响应理论计算方法研究

为研究敷设覆盖层圆板水下爆炸响应,提出一种理论计算方法。敷设覆盖层对圆板水下爆炸响应影响包括两方面:一为对冲击载荷的影响,二为在冲击载荷作用下对响应的影响。该理论计算方法运用波在多层介质传播理论得到湿表面压力,并积分得到冲量,运用等效均一化理论得到覆盖层与钢板整体结构的等效参数,根据圆板振动理论得到圆板真空振动方程,通过考虑水附加质量的影响修正圆板振动频率,最后根据初始条件得到圆板的响应。将理论方法的结果与有限元结果通过实例进行对比,证明该理论计算方法可以很好地预测圆板振动的位移响应。     

关于人员承受爆炸冲击与振动耐受限标准划分的探讨

本文在综合分析国内外关于人员承受冲击与振动耐受限文献的基础上，提出了人员承受爆炸冲击与振动耐受限的“防止抛离或失稳”、“防止碰撞伤”和“防止冲击与振动伤”三等级标准，并研究了各耐受限标准定量评价的方法。对比分析表明，本文提出的分级标准概念明确，评价方法合理，其结果可供工程隔振设计参考。     

不同真空度下地表爆炸后地面振动规律研究

为研究真空度对爆炸引起的地面振动的影响,开展了炸药在真空爆炸容器爆炸后产生地面振动衰减规律的研究。研究爆炸振动衰减规律,进一步分析真空度对爆炸后地面振动效应的影响;同时,预判爆炸容器内不同药量爆炸时的影响距离,以确定爆炸影响范围进行防护。基于实验数据,分析了振动速度随炸药量、爆心距的衰减规律,并利用萨道夫斯基经验公式,采用最小二乘法拟合求取爆破振动参数K、α值,最终得到爆炸振动速度衰减方程,对综合情况和真空下的振动衰减曲线进行对比分析。结果表明：在爆炸容器5倍比距离下,真空度对振动速度衰减有影响;但是大于5倍比距离下,爆炸容器的真空度对振动影响很小,其远处的地基振动在相同距离下变化不大。在药量和爆心距相同的情况下,随着容器压强即真空度的增大,合速度缓慢增大,且对远距离处的振动影响很小。这是国内首次探索不同真空度下地面爆炸振动规律,并依据特定允许振动速度数值计算安全距离,可为类似研究提供借鉴。     

远场水下爆炸作用下舰船设备冲击响应一体化动力学模型

提出了一种远场水下爆炸作用下舰船设备冲击响应一体化动力学模型。该模型将动态设计分析方法(DDAM)与Taylor平板理论相结合,使得对舰船设备冲击响应分析更为高效。将船体外壳看做平板,将船体各层甲板和设备看做附加在平板上的多个质量,将水下爆炸冲击波看做指数衰减波,形成了一维分析模型。能够根据水下爆炸当量、爆距、舰艇吨位、总尺度、结构和设备质量与支撑刚度等参数预测舰船与设备的冲击响应。预测结果与舰船缩比模型水下爆炸试验结果进行了对比。从总体上看,船体冲击响应谱的趋势和量级一致。     

新型少齿差行星齿轮装置振动特性分析与实验研究

对某少齿差行星齿轮装置进行结构改进设计,运用动力接触有限元法求得包括啮合刚度激励、误差激励、啮合冲击激励的轮齿啮合内部动态激励。通过建立有限元模态动力分析模型,计算齿轮装置固有频率及振型,综合考虑内外部激励情况下,研究该齿轮装置的结构动态响应及噪声。利用振动测试设备对该齿轮装置进行振动噪声测试。结果表明：分析预测值与实验结果相符。     

10kg TNT当量爆炸容器的冲击振动监测

采用电压加速度计及精密电荷放大器,对10kg TNT 当量爆炸容器系统在五种TNT当量加载下的冲击振动进行了四点比较测试.试验结果表明容器壳体在爆炸加载时的冲击加速度可高达7.75×104g,通过容器支座和柱形空心钢管支撑结构衰减后,振动加速度下降到57g,再经过实验工房地基的进一步衰减,工房墙体附近地面的垂直振动仅0.43g,这说明实验工房所承受的爆破地震烈度不超过Ⅱ级.     

基于多点输入的地铁引起房屋振动评价研究

建立结构二维有限元分析模型，利用现场实测地铁运行引起地面振动加速度时程记录，采用多点输入，计算刚性地基上一框架结构由于地铁运行引起的振动加速度值；在此基础上，利用傅里叶变换计算1／3倍频程1Hz～80Hz内各频段对应的振动加速度级。利用同样的计算模型，采用一致输入和行波输入计算结构的振动强度；比较三种激励方式的计算结果，从而考察行波效应等对结构振动的影响。对地铁引起房屋振动做出评价。     

地铁列车运行引起的振动对精密仪器的影响研究

采用一种数值模型,并结合现场振动实测,对北京地铁4号线列车运行引起的振动对北京大学物理实验室内精密仪器的影响问题进行了研究,并对地铁4号线隧道内浮置板轨道的减振效果进行了探讨。该模型根据移动荷载作用下的动力响应解,把地铁列车运行引起的振动问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内移动轴荷载的问题上。传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动轴荷载主要考虑为频域内轨道不平顺激励下的轮轨接触力。现场振动实测包括地铁列车与公交车单独引起的振动及两者的合振动测试。结果表明:浮置板轨道是一种有效的减振措施,在其工作频段内有显著的减振效果;在低频段,地铁列车单独引起的振动可能对精密仪器正常工作造成影响,公交车流单独引起的振动以及与地铁列车叠加的振动会对精密仪器的正常工作造成影响,仪器基座处应采取相应的隔振措施来减小这部分振动。     

柔性结构的模糊主动振动控制研究

针对柔性结构在不同激振信号下的振动抑制问题，研究了如何应用模糊控制理论实现柔性结构的主动控制，提出了一种基于连续模糊判决函数的模糊ＰＤ主动振动控制方法，对悬臂梁分别在瞬态、正弦及随机激振下的模糊ＰＤ主动振动控制进行了仿真研究。结果表明：模糊ＰＤ控制对上述三种激振信号的振动均有明显的抑制作用。由于模糊ＰＤ主动振动控制对结构的不依赖性，该方法对难以建模的大型柔性结构的主动振动控制具有实际意义。     

砖混结构爆破地震安全可靠性分析

对砖混结构进行了非线性爆破地震反应分析，提出了一种改性的等效线性化的爆破地震可靠性分析方法，用这种方法对实际工程进行了计算，所得结果与Monte-carlo数值虚拟法计算结果相近。     

水流作用下悬浮隧道锚索的动力响应

为研究涡激振动和参数振动共同作用下锚索的横向振动响应,在考虑锚索垂度效应基础上建立了悬浮隧道锚索-管体耦合非线性模型,并通过伽辽金法和龙格-库塔法进行了数值求解和分析。结果表明:锚索的涡激振动可以激发系统的参数振动,系统的初始扰动对锚索的瞬态振幅影响很大,锚索的稳态振动振幅最终由涡激振动决定,涡激振动和参数振动共同作用下的系统响应比任何一种单独作用时都要大。     

人字齿轮减振修形优化设计

通过理论齿面与修形曲面叠加设计人字齿轮修形齿面,结合TCA、LTCA技术,综合考虑轮齿刚度、轴向窜动及啮合冲击激励,建立人字齿轮啮合型弯-扭-轴-摆10自由度动力学模型。以LTE幅值、轴向力及振动加速度最小为目标,通过优化确定最佳修形齿面。研究表明,轴向窜动与修形可共同改善齿面载荷分布;转速增加啮合冲击激励较刚度激励、轴向窜动激励振动更明显,刚度激励与冲击激励为引起啮合线方向振动的主要原因,而轴向位移激励对啮合线方向振动无影响;轴向位移激励为引起轴向、扭摆方向振动的主要原因;修形可降低啮合冲击、轴向窜动量、轮齿刚度及刚度波动,能有效降低系统振动。     

地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究

采用一种动力有限元数值模型,并结合道路交通现场振动测试,对北京地铁8号线列车运行对邻近地铁线路的某科研楼内精密仪器的振动影响进行了预测研究,并比较了普通无砟轨道和浮置板轨道两种工况下楼内外的振动响应。提出了该有限元模型的网格划分、边界条件、阻尼施加等建模原则,采用实测的钢轨振动加速度计算而来的动态轮轨力作为该模型上的激励力。结果表明：采用该动力有限元模型可以有效地预测地铁列车运行引起的振动;浮置板轨道是一种有效的减振措施,在其工作频段内有显著的减振效果,但对低频振动没有减振效果,而且在其自振频率处还有一定的放大作用;地铁8号线开通后,地铁列车振动再叠加上道路交通引起的振动会对科研楼内部分精密仪器的正常工作造成一定的影响,仪器基座处可采取相应的隔振措施来减小这部分振动。     

一种基于流形学习和 KNN算法的柴油机工况识别方法

不同负荷状态下的柴油机振动、温度、转速等信号显著不同,而机组故障信号特征往往淹没在随负荷变化而剧烈变化的信号中,因此变负荷状态下的柴油机故障监测诊断难度较大,一直困扰着柴油机的实际故障诊断工作。本文提出了一种基于流形学习和KNN算法的柴油机工况识别方法,为柴油机变负荷工况下故障监测预警打下基础。方法融合机组的多源信号特征构建特征向量,通过流形学习t-分布邻域嵌入算法（t-SNE）实现特征向量的维数约简和敏感特征提取,采用K最近邻分类算法（KNN）完成柴油机运行负荷状态的自动分类。正常及故障状态下的柴油机信号验证了方法的有效性和实用性。