疲劳损伤谱时域、频域计算方法及其等效性验证

目的 验证疲劳损伤谱时域计算方法与频域计算方法的等效性.方法 将疲劳损伤谱的时域方法与频域方法编写为MATLAB程序,以典型载荷加速度功率谱为例,反推其加速度时程,分别用加速度功率谱、加速度时程数据通过频域及时域方法计算疲劳损伤谱,对比疲劳损伤谱曲线,从而验证时域算法与频域算法的等效性.结果 疲劳损伤谱的低频部分,时域方法得到的疲劳损伤大于频域结果;高频部分,时域算法与频域算法得到的曲线结果基本一致.结论 疲劳损伤谱的时域算法与频域算法具有等效性.     

OMEGA算法在导弹振动工程中的应用

目的研究位移、速度和加速度谱之间的转换关系,给出三者功率谱密度之间的转换公式,进而用于导弹运输振动环境的设计。同时,研究加速度信号转换为振动位移的方法,并应用于导弹舱内单机设备安全间隙的设计。方法利用OMEGA算法,首先将加速度传感器测得的加速度时域信号转换成加速度频域信号,随后将加速度谱转换成位移谱,并计算位移谱中每个谱线对应的幅值、相位和圆频率,最后将各位移分量简单叠加得到振动位移的时间历程。结果采用该方法计算了高速公路上导弹的运输振动位移功率谱,并得到垂向、横向和纵向的峰-峰位移分别为3.32,0.46,2.14 mm。同时,计算了飞行环境下导弹舱内单机设备的振动位移,与所测得位移在幅值上相当,时域曲线形态一致。结论该方法能够很好地应用于导弹振动工程设计。     

振动信号的全频带三参量测量

目的解决振动信号的加速度、速度、位移三参量全频带测量问题。方法提出一种由振动加速度信号、位移信号生成全频带位移、速度、加速度信号的方法,对实测位移信号微分并低通滤波,对实测加速度信号积分并高通滤波,然后两者相加,得到全频段的加速度、速度、位移信号,所用的微分、积分、滤波都是用离散传函表示。结果不论是正弦振动还是随机振动,生成的位移、速度、加速度信号与正确的位移、速度、加速度信号一致。结论该方法可以由实测位移信号、加速度信号实时生成全频带三参量信号。     

交通噪声地图的声源反演及修正计算

交通噪声地图是环境噪声管理的重要工具,为了减小大范围噪声地图绘制时产生的预测误差,提出了一种基于监测数据的声源特性反演算法,给出了噪声地图修正计算的详细方法和步骤.该算法利用原始噪声地图的计算结果参与计算来提升修正求解效率,避免对预测模型参数进行直接修改,保证修正区域的计算结果符合预测模型中的声传播规律.在自主研发的噪声地图绘制软件中实现该反演修正算法,并对北京某示范区噪声地图的求解和修正计算来验证算法有效性.6组实验结果分析得出,该算法在监测点位置处的修正误差小于1.1dB,而在非监测点位置处也均对原始预测值进行了不同程度的修正改善,其误差程度与监测点主要声源对监测点的贡献率及监测点的影响范围有关,在监测点控制范围内的预测值误差在2.5dB以下.实验证明该算法能够有效的对交通噪声地图进行修正更新计算,并在保证满足预测模型声传播规律不变的情况下改善噪声地图求解质量.     

基于声源成像的发动机模型试车噪声源分析

目的 在发动机试车噪声环境试验中,基于传声器阵列的声源成像测量方法,在近场单点测量之外,提供一种补充测量手段.方法 为验证基于传声器阵列的声源成像方法在发动机工作噪声试验研究中的有效性,通过发动机模型试车试验,设计并搭建传声器阵列,对试验噪声环境进行测量,并详细分析发动机试车中喷流噪声源特征.结果 通过声源成像分析手段获得了模型噪声源在时域和频域中的特征规律.通过声源成像云图中喷流噪声源在各个时刻的形态,能够直观反映出发动机模型工作各时刻状态.喷流噪声源在低频部分的能量比较高,声源主要分布在远离喷口的喷流下游位置处;在高频部分,声源主要分布在喷口附近.在中心频率为2000 Hz的1/3倍频程频段内,声压级最大的声源位置距离喷口最远.结论 通过试验和分析验证了声源成像在发动机模型试车噪声源分析中的可行性.     

基于电化学噪声技术的碳钢大气腐蚀行为监测方法

目的基于电化学噪声技术搭建了Q235碳钢腐蚀行为监测系统,对海洋大气环境下Q235碳钢的腐蚀过程进行监测。方法采用时域谱图、频域谱图方法对采集的电化学噪声数据进行分析。结果 0.5~2.0 h(晴天),电流噪声幅值较小,时域谱图出现少数暂态峰,频域谱图无白噪声区,电极处于钝化期;46~47.5 h(降雨),电流噪声波动变大,谱图出现大量暂态峰,PSD的斜率快速下降,电极表面出现蚀点,电极处于稳态点蚀期。结论该监测系统很好地实现了对海洋大气下Q235碳钢腐蚀行为的连续监测。     

介质层振动信号时域分析及其在填埋场漏洞修

钻探灌浆修补技术是填埋场防渗层漏洞修补的重要发展方向,难点是如何准确地控制和判断钻头到达填埋场防渗层(即卵石保护层)而不会破坏其下面的HDPE膜. 利用采集仪对钻头在防渗层不同介质层中的振动加速度信号进行采集,分别采用波形幅度分析法、循环绝对值求和法及分段均方根法对数据进行了分析. 结果表明:①波形幅度分析法能够明显区分垃圾层和卵石层;②循环绝对值求和法与分段均方根法也可区分垃圾层和卵石层,但存在约1 s的时间误差或0.5 cm的距离误差,该误差在允许的范围内. 3种不同时域分析方法的对比显示,波形幅度分析法简单直观,其他2种分析方法能够直观地反映信号的包络趋势,据此敏感地反映信号的突变情况和加速度幅度大小在单位时间内的概率分布,进而可以灵活地控制钻机.      

介质层振动信号时域分析及其在填埋场漏洞修补技术中的应用

钻探灌浆修补技术是填埋场防渗层漏洞修补的重要发展方向,难点是如何准确地控制和判断钻头到达填埋场防渗层(即卵石保护层)而不会破坏其下面的HDPE膜.利用采集仪对钻头在防渗层不同介质层中的振动加速度信号进行采集,分别采用波形幅度分析法、循环绝对值求和法及分段均方根法对数据进行了分析.结果表明:①波形幅度分析法能够明显区分垃圾层和卵石层;②循环绝对值求和法与分段均方根法也可区分垃圾层和卵石层,但存在约1 s的时间误差或0.5 cm的距离误差,该误差在允许的范围内.3种不同时域分析方法的对比显示,波形幅度分析法简单直观,其他2种分析方法能够直观地反映信号的包络趋势,据此敏感地反映信号的突变情况和加速度幅度大小在单位时间内的概率分布,进而可以灵活地控制钻机.     

基于小波和 EMD 的电阻探针监测信号自适应去噪

目的从监测信号中恢复有效腐蚀信息(长期变化趋势、周期性窄带尖峰),提出一种基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和小波阈值去噪(Wavelet Threshold Denoised,WTD)相结合的自适应去噪算法(EMD-WTD)。方法先将信号进行EMD分解,利用最大信息系数(Max Information Coefficient,MIC)判断噪声主导和有效信号主导信号分量的分界点,然后将噪声主导的信号分量进行自适应小波阈值去噪。最后以人工模拟信号和电阻探针监测信号进行验证。结果 EMD-WTD算法能有效去除噪声,信噪比可提升10 d B以上。结论与多个去噪算法相比,EMD-WTD算法能够更好地保留信号中周期性窄带尖峰信息,为后续准确建立电阻探针监测信号与环境之间的数学模型奠定了基础。     

电磁脉冲作用下单极子天线的超宽带响应

目的提出求解短波单极子天线在外界电磁脉冲作用下宽带响应的数值算法——基于利用矩量法的时域积分方法。方法为展开未知电流的时域系数,采用拉盖儿多项式作为整个时域空间中的展开基函数,对单极子天线的瞬态响应进行数值模拟,并和试验数据进行对比验证。结果文中提出的方法与试验数据匹配良好。结论试验结果验证了该方法的有效性,该分析方法可为天线或系统对外界有意电磁干扰的响应及防护研究提供输入条件。     

内埋弹舱典型结构振动响应分析与试验验证

目的提高隐身飞机内埋式弹舱结构,在武器发射时由于气流的强烈扰动产生极高的噪声和结构振动环境下的使用寿命。方法选取内埋弹舱典型结构进行随机振动响应分析,根据分析结果确定加速度传感器和应变花布置位置,并进行地面振动台振动试验验证。结果频率计算结果与扫频结果较为接近,加速度计算结果与试验结果最大误差为23.2%,应力计算结果与试验结果的平均误差基本在20%以下。结论试验前后试验件未发现工程目视可检裂纹等破坏现象,达到了规定的抗振能力,表明内埋弹舱采用的加筋结构形式合理,有限元计算结果能够满足动强度在工程上的计算精度要求。     

直升机旋翼动平衡振动信号的等角度重采样算法研究

目的 准确测量直升机旋翼基频振动的强度和相位,开展对基于振动信号降噪的等角度采样算法研究。方法 基于直升机旋翼动平衡检测的经典架构,提取桨毂传导过来的啮齿咬合振动信号,作为等相位采样的标尺,从而将振动数据从等时间采样,转换为等角度采样,减少转速微弱波动导致的相位非均匀采样对快速傅里叶变换的影响。结果 针对某型现役直升机在满速下获得的主旋翼测试数据,在经过上述方法进行重采样后,测量结果的滚动平均振动强度和相位的波动性明显降低,振动波动小于±0.01IPS,相位波动小于±10°。结论 在采用加速度传感器的条件下,通过采用啮齿咬合高频信号作为标尺,对振动信号进行等角度重采样可以提高测量的精确度。     

基于FDS的CI柜体随机振动加速试验方法

目的 在实验室内更加真实地模拟牵引变流器(CI)柜体的超高斯振动环境.方法 采用疲劳损伤谱(FDS)的等效疲劳损伤原则,基于超高斯信号对该柜体进行振动试验加速方法的研究.提出疲劳载荷谱的概念及其计算方法,将采集的平稳超高斯加速度信号,基于时域的方法计算其FDS,进而转换成用于振动台试验的加速度功率谱密度,对CI柜体进行随机振动加速试验.结果 在保证与原始损伤当量一致的基础上,完成了对CI柜体的振动试验,未出现任何疲劳失效.结论 该试验方法与传统的高斯振动试验相比,尽管选择同等的加速试验时间,但其更能真实地反映出CI柜体所承受的超高斯振动环境,进一步精确地检验产品的耐久性能.     

加速度计在振动试验中的应用

加速度计是一种产生与加速度成正比输出的传感器,也是振动试验系统中必不可少的组成部分。介绍了加速度计的基本原理和选型,对其在振动试验中的使用进行了讨论,并着重介绍了加速度计在综合环境下的应用。     

履带车辆特殊路面谱实车测试与分析

基于GB/T 7031—2005建立了路面谱模型,分析了加速度法测试履带车辆特殊路面路面谱的基本原理,并以此为理论依据,设计出在第一、五负重轮轮轴处安装加速度传感器并得出时域曲线的测试方案,分别记录了不同速度下长度为4 m的长波路和越野土路的加速度时域曲线,利用Matlab分析软件生成位移功率谱密度,并拟合出标准路面谱,计算出特征值。     

舰用电磁炉灶抗冲击环境的设计与工程实践

为了将民用电磁炉灶应用于舰船环境,尤其是水下近距离非接触爆炸的诱发冲击环境,针对其环境适应性进行了重新设计.论述了舰用电磁炉灶抗冲击的设计要求,提出了舰用电磁炉灶抗冲击设计方法,并通过舰用电磁炉灶抗冲击试验验证了设计的合理性.     

爆炸分离冲击信号修正及结构状态分析

为了对爆炸分离冲击信号进行有效性分析及校正,进而对关键结构的状态变化进行分析,基于离散小波分解方法,对实测分离冲击信号及其速度积分进行校正,去除零漂趋势项.选取冲击结束后剩余自由响应阶段,对结构状态进行分析,基于冲击信号初始谱及剩余谱相关性分析,提出确定剩余自由响应阶段起始分析时间的确定方法.对该剩余响应信号结合频域窗...