振动与冲击

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毛晓晔, 朱俊杰, 丁虎

振动与冲击. 2026, 45(18): 1-8.

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针对非线性能量汇(nonlinear energy sink，NES)系统的稳态响应求解，提出一种融合粒子群优化(particle swarm optimization，PSO)与谐波平衡法(harmonic balance method，HBM)的混合计算策略。该方法将动力学方程求解转化为参数优化问题，利用PSO对谐波平衡方程中的待定系数进行全局寻优，有效克服了传统方法依赖局部迭代、强非线性下难收敛的局限。以含立方刚度NES的两自由度系统为例，验证了该方法的有效性与精度。在不同非线性系数下，其位移响应幅值与四阶龙格-库塔法结果高度一致，幅频曲线也与ode45求解器的结果吻合良好。通过引入并行计算，显著提升了多频点扫描效率。结果表明，该研究提出的PSO-HB混合算法兼具全局收敛性、鲁棒性与高效性，为多自由度强非线性系统的稳态响应分析、参数优化及振动控制设计提供了一种高精度通用数值工具。

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含非线性阻尼双自由度非线性能量阱系统的近似解析解研究

林西齐, 桂显宏, 秦阳东, 王灵芝, 聂小春, 晏致涛

振动与冲击. 2026, 45(18): 9-19.

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非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)是一种宽频高效的被动振动控制装置。该研究构建了含阻尼非线性效应的双自由NES与刚度非线性主结构耦合的系统动力学模型，分别基于复变量平均法(complexification-averaging method, CAM)和增量谐波平衡法(incremental harmonic balance method, IHBM)推导系统近似解析解，通过雅可比矩阵的特征值判定系统稳定性。利用四阶Runge-Kutta数值法对两种近似解析解进行了验证，并分析了误差的来源。最后，系统探究了一、二级NES振子非线性参数变化时对主结构振动响应的影响规律。结果表明，当系统中振子进行基频周期运动时，两种近似解方法求解得出的近似解析解与数值解吻合良好。当系统振子出现超谐波运动或由于非线性效应产生倍频效应时，通过CAM求解得出的系统近似解与数值解会产生较大差异。CAM能较准确地求解一级NES在鞍节点分岔区域的近似解，但其求解的二级NES在鞍节点分岔区域的近似解误差较大。IHBM结合弧长延拓算法能较准确地求解一、二级NES振子在鞍节点分岔区域的近似解。另外，一、二级NES振子非线性参数的变化均会影响主结构频幅响应的分岔区间及峰值响应，但敏感性存在明显差异。其中，一级NES非线性阻尼参数影响最为显著，二级NES非线性阻尼参数次之，而一、二级NES非线性刚度参数的影响相对较弱。

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改型导叶布置方式对水泵水轮机内流特性的影响研究

李琪飞1, 2, 冯晨辰1, 李光贤3, 叶小龙1, 李玲4

振动与冲击. 2026, 45(18): 20-29.

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为提升水泵水轮机在小流量工况下的运行稳定性，研究了5种不同改型导叶布置方式对水泵水轮机内部流场及转轮径向力的影响。研究通过综合分析S1流面的流线、湍动能、压力分布以及尾水管流态，分析了改型导叶的优化效果。研究表明，导叶布置方式是优化机组性能的关键因素之一。总体上，随着改型导叶数量增加并趋于均匀布置，内部流场得到改善。S1流面与尾水管内的漩涡强度、湍动能及不均匀压力分布均得到有效改善，流动趋于稳定。转轮径向力随改型导叶数量的变化呈现先增后减的非线性规律，其机理在于部分替换阶段水流方向导致流态紊乱。全部替换后，水流导向统一，流场稳定性最佳。综合而言，合理的改型导叶布置(如方案5)能有效优化水泵水轮机内部流场，提升流动稳定性并降低转轮径向力。

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包带式星箭连接解锁装置相对连接刚度计算与研究

康士朋, 王添翼, 齐鹏飞, 韩涵, 江涛

振动与冲击. 2026, 45(18): 30-38.

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针对NASA包带设计指南中包带预紧力计算原则未量化带来的包带预紧力不足、连接失效的风险，提出一种星箭分离面正压力计算方法，建立星箭分离面正压力与包带预紧力、当量轴拉载荷表达式，并通过包带装置相对连接刚度进行求解，量化了连接失效原则，提出校验包带预紧力的方法，完善了传统的包带预紧力计算方法，将技术成果应用于航天工程，可以规避连接失效风险，保证包带装置可靠性；基于该方法，对国外刚性包带与国内包带装置结构差异进行研究，发现减小对接框角度会减小星箭分离面正压力，增大连接失效风险；提高夹块覆盖率不低于75%、增加条带拉伸刚度可以提高星箭分离面正压力，有利于星箭可靠连接；以上研究成果对改进包带装置承载能力设计，适应商业火箭、重型火箭发射任务具有工程指导意义。

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开口部分覆盖对二维空腔流动的影响

郑国雨1, 程诚2, 孙一峰1, 2

振动与冲击. 2026, 45(18): 39-49.

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空腔自激振荡现象引起的剧烈压力脉动，影响飞行器的飞行安全性与乘坐舒适性，给航空航天应用与设计带来诸多挑战。针对广泛存在的半开口形式的异形空腔，采用直接数值模拟方法对马赫数为0.8、雷诺数为2500下的空腔流动进行数值仿真，对比分析了空腔开口部分覆盖对流动的影响。结果表明前缘覆盖不改变整体流动形态与主导流动模态，但脱落涡振幅有所增加，向远场辐射强度增大；后缘覆盖下主涡向上运动至腔外，使主导模态向低阶转移，剪切层生成与发展速度大幅提升，向远场辐射强度最高；两者同阶频率接近，且较基准构型向低频偏移，与考虑自反馈路径延长的修正Rossiter公式预测结果吻合良好。此外，通过谱正交分解方法进行模态分析，分析结果显示盖板下方含有富能结构，说明其中的声波传播是空腔自反馈回路的重要一环。

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基于勒让德多项式的叠层球壳轴对称振动特性分析

高达兵, 赵斌

振动与冲击. 2026, 45(18): 50-59.

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本文发展了一种基于勒让德多项式的叠层球壳轴对称振动分析方法。该方法摒弃了经典壳体理论与一阶剪切理论中关于直法线与厚度不变的假设，直接从弹性动力学方程出发构建自由振动的状态空间表述，进而借助勒让德级数的广义傅里叶展开对方程进行变量分离简化，并引入层合渐近模型实现分层递推求解，最终获得自由振动的频率方程。研究表明：球壳轴对称振动的频率与振型依赖于勒让德多项式的阶数，且随着层合渐近模型中分层数量的增加，计算结果迅速收敛。通过两个典型算例验证，本方法在较小计算成本下取得了与有限元结果吻合良好的高精度；相较于经典壳体理论与一阶剪切理论，本方法能够有效捕捉沿径向的振动特性，且不受厚径比范围的限制。

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不同支撑形式对平单轴光伏支架颤振稳定性影响分析

张庆华1, 原浩淋1, 贾高祥2, 郜辉1, 翟艳磊2, 曹吕兵2, 汪志昊1

振动与冲击. 2026, 45(18): 60-67.

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为研究不同支撑形式对平单轴光伏支架颤振稳定性的影响，以甘孜某水光牧互补光伏电站的平单轴光伏支架为研究对象，采用有限元全模态频域分析方法，系统分析了檩条−转轴间斜撑、立柱−地面间斜撑及立柱间横向连接三类常见支撑形式对颤振临界风速的影响；基于定义的稳定性提升效率指标，对不同支撑方案进行了综合比较。结果表明：檩条−转轴间斜撑和立柱−地面间斜撑主要提升局部刚度，对整体颤振稳定性改善有限；靠近立柱顶部的立柱间横向全连接可显著提高颤振临界风速，提升幅度约45.80%，且稳定性提升效率最高。本研究结果可为平单轴光伏支架抗风稳定性设计及结构布置优化提供理论参考。

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考虑多重不确定性的双层柔性光伏支架结构风致易损性研究

刘思齐, 李宏男, 付兴

振动与冲击. 2026, 45(18): 68-77.

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为系统评估双层柔性光伏支架在风荷载作用下的抗风性能与失效风险，提出了一种考虑多重不确定性的风致易损性评估框架。以某500 MW农（渔）光互补光伏发电项目为研究对象，基于ANSYS建立精细化有限元模型，采用谐波叠加法生成脉动风速时程；结合拉丁超立方抽样方法，生成100组风-结构随机工况，用于后续非线性动力时程分析；选取关键构件最大应力比为工程需求参数构建概率需求模型，绘制不同风向角和风谱下的易损性曲线并进行结构参数敏感性分析。结果表明：在双层布置体系中，钢支撑是最薄弱环节；180°风向为最不利工况，该工况下结构的临界破坏风速较45°风向低47.5%；台风谱因低频能量集中，在结构敏感频段输入能量更高，可显著放大结构动力响应，降低结构抗风能力；阻尼比与钢材屈服强度是主导易损性的关键参数。研究结果可为双层柔性光伏支架结构的性能化抗风设计提供理论依据。

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基于门控自编码器生成孪生数据的铣刀磨损状态监测方法

史振宇1, 邵绪凤1, 段宁民1, 石文天2, 孙岩3, 赵丽滨1

振动与冲击. 2026, 45(18): 78-87.

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针对铣刀磨损过程渐进性所导致的数据失衡问题，提出一种基于孪生数据进行模型驱动的铣刀磨损状态监测方法。首先，将门控循环单元嵌入自编码器中构建门控自编码器，通过生成孪生数据有效缓解数据不平衡问题。其次，引入由通道注意力和空间注意力组成的串联注意力模块，通过加权融合实现多传感数据特征深度提取。最后，在整体优化目标中设计了特征约束层，实现孪生特征和实测特征间分布对齐。结果表明，孪生数据可靠性分析证实了门控自编码器生成数据的高保真性；消融实验和对比实验得出在不平衡数据下，所提方法仍能获得95.28%的准确度，优于其他对比方法。

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基于空气作动筒加载的起落架仿升落震试验研究

胡锐, 陈熠, 刘小川, 张飞

振动与冲击. 2026, 45(18): 88-95.

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基于能量等效原理，起落架落震试验采用的自由落震试验方法（简称减缩法）和仿升落震试验方法（简称仿升法）具有等效性。然而，从物理过程的真实模拟角度出发，考虑了飞机升力模拟的仿升法更能接近起落架的真实着陆过程。针对现有仿升落震试验中升力加载精度与功量误差控制不足的问题，本文深入研究了影响仿升力加载精度的关键因素，通过理论分析与试验对比，揭示了仿升筒活动部件质量与接触刚度对仿升力动态响应特性的影响机制，确立了轻活动部件质量、大接触刚度的仿升筒优化选型准则；提出了仿升力提前作用以避开载荷尖峰的试验方法，并建立了仿升力提前作用量与投放高度的简化工程计算模型；重新定义了仿升落震试验中的各项功量及误差评估体系，并以某型支柱式起落架为对象进行试验验证，实现了升力加载精度及各项功量误差均小于3%的技术指标，显著提升了试验精度。

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舰船空压机组刚柔耦合动力学建模及特性分析

冯军1, 2, 刘静1

振动与冲击. 2026, 45(18): 96-102.

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本文基于Adams与Ansys Workbench协同仿真技术，对舰船空压机机组在不同工况下的动力学特性进行了研究。重点分析了不同转动方式及转速对机组激振力与振动响应的影响。结果表明，在1350 r/min工况下，同向转动时机组传递至甲板的激振力峰值最大，而反向转动时最小，揭示了转动方向对力传递的重要影响。同时，振动加速度级在270 Hz附近出现显著峰值，且同速同向时最高。研究还发现，在反向运转时，甲板综合激振力随转速升高而增大，但其振动加速度级峰值变化相对较小。频谱分析进一步表明，空压机组的振动能量主要集中在其转动频率的基频、二倍频及三倍频处。本研究为舰船空压机组的结构优化、振动控制及抗冲击设计提供了关键的数据与理论依据。

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基于VMD和CNN的有轨电车钢轨接头伤损辨识

郭瑞军1, 周凯硕1, 尚理想2, 王晚香1

振动与冲击. 2026, 45(18): 103-110.

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钢轨接头是有轨电车线路运行中的薄弱环节，极易产生伤损，从而影响车辆运行安全与乘客舒适度。传统探伤方法如超声检测、机器视觉与人工检修存在效率低、环境依赖性强和成本高的问题。本文提出了一种结合减法平均优化算法（SABO）优化的 VMD 与 SE-CNN 的钢轨接头伤损辨识方法。首先，利用 SABO 算法优化 VMD 参数，自适应分解振动信号并通过相关性筛选实现降噪重构，以提升信号质量。随后，采用连续小波变换将重构信号转换为二维时频图，输入到嵌入 SE 模块的卷积神经网络中，实现伤损特征的自适应提取与分类。实测数据验证结果表明，该方法在强噪声环境下仍能准确识别钢轨接头伤损，测试集分类准确率达到 91.1%，综合性能优于支持向量机（SVM）、传统 CNN 与其他改进模型。

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含瓦斯煤冲击动力学特性与破坏特征研究

王磊1, 李伟利1, 2, 陈礼鹏1, 刘怀谦1, 李斌1, 刘江1

振动与冲击. 2026, 45(18): 111-124.

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为揭示瓦斯压力对煤体冲击动力学特性及损伤破坏规律的影响，基于自主研制的含瓦斯煤岩动静组合加载试验系统，开展了不同瓦斯压力条件下煤体的冲击加载试验，系统分析了煤体的动力学参数和能量演化特征，借助高速摄像机获得了冲击过程中含瓦斯煤的破坏模式，并结合ANSYS/LS-DYNA数值模拟对含瓦斯煤的动态损伤破坏过程进行了对比研究。试验结果表明：（1）瓦斯压力的提高显著弱化了煤体在冲击载荷作用下的力学响应特征，煤体强度与弹性模量在静、动态条件下均呈降低趋势，且动态条件下的降幅更大。（2）在入射能基本稳定的前提下，随瓦斯压力由0增加至1.5MPa，反射能增加而耗散能减少，耗散能密度和能量利用率分别降低了51.16%和15.73%，煤体对冲击能量的吸收与转化能力明显下降。（3）煤体冲击破坏形态随瓦斯压力增加逐渐由以轴向劈裂为主向劈裂与层裂复合破坏模式转变，裂纹萌生提前、扩展加速，高瓦斯压力条件下出现多裂隙快速贯通及局部粉碎化破坏。（4）基于Johnson-Holmquist-Cook本构模型建立的数值模拟结果能够较好地再现含瓦斯煤在冲击加载下的应力演化与破坏过程，与试验结果保持一致，验证了所建立的模型及其参数具有良好的适用性。研究成果可为含瓦斯煤体冲击破坏机理揭示及动力灾害风险评估提供理论参考。

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聚丙烯酰胺强化水射流冲击砂岩损伤破坏机理研究

葛兆龙1, 2, 崔津鸣1, 2, 葛彬彬1, 2, 张宏伟1, 2, 上官剑铭1, 2, 陈翾屹1, 2, 路长征1, 2

振动与冲击. 2026, 45(18): 125-135.

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为提升径向喷射钻井（RJD）技术在煤层气（CBM）等非常规天然气开发中的破岩效率，对聚丙烯酰胺（PAM）作为黏弹性添加剂对高压水射流破岩性能及损伤机理的影响进行了研究。分析了不同浓度PAM工作液的流变特性及射流流场形态，开展了不同靶距下的砂岩冲蚀实验，并采用三维光学扫描仪和扫描电子显微镜（SEM）对射流破岩性能和微观损伤机理进行了系统分析。研究结果表明，PAM工作液是具有剪切变稀特性的黏弹性流体，适量的PAM（0.10%）的加入能通过抑制射流雾化和发散来提高水射流的集束性和稳定性，但浓度过高（0.15%）则可能引发弹性失稳。破岩实验证实添加PAM能大幅提升射流的破岩能力，在最优浓度0.10%和最远靶距200 d条件下，砂岩的冲蚀深度较纯水射流提升了77.2%。在成孔质量方面，0.10%的PAM射流形成的孔洞光滑规整，其10 d靶距条件下的节理粗糙度系数（JRC）值为4.07，远低于纯水射流（17.06），孔壁稳定性更佳。揭示了PAM强化水射流冲击砂岩的损伤破坏机理，纯水射流的破砂岩模式以沿颗粒边界的粒间侵蚀为主，而PAM强化水射流则通过更集中的冲击力和强剪切效应，引发了穿晶断裂和压剪复合破坏。研究结果验证了PAM强化水射流的破岩能力，为优化RJD技术在深部煤层气开采中的应用提供了理论依据。

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侧向冲击下钢管混凝土柱的开裂挠度预测模型研究

高铭, 刘艳辉, 吴圆, 杨洋

振动与冲击. 2026, 45(18): 136-148.

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通过落锤冲击试验和有限元分析，对侧向冲击下钢管混凝土（CFST）构件的临界开裂状态进行了研究，揭示了其耗能机制与挠度发展规律，并提出了耗能刚度的概念，将其定义为构件在开裂前单位挠度下所吸收的能量，用以表征构件抗冲击性能。研究结果表明，侧向冲击下钢管混凝土构件的耗能-挠度曲线在开裂前呈现显著的线性关系，该线性阶段的斜率即为耗能刚度；增大含钢率和钢管强度能显著提升构件的耗能刚度，从而有效减小临界开裂挠度和最大冲击挠度。基于参数分析，建立了以耗能刚度为表征的临界开裂挠度与临界开裂耗能预测模型，提出了冲击能量小于临界值时最大挠度的简化计算公式，该模型为评估钢管混凝土构件的抗冲击性能提供了新方法。

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不同装药结构云团形态数值模拟与实验研究

潘建1, 2, 张磊1, 2, 郁锐1, 2, 冯雪磊1, 2, 王永旭3

振动与冲击. 2026, 45(18): 149-155.

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以二次引爆型云爆战斗部为研究对象，利用有限元软件数值模拟中心装药抛撒云团的形态演变过程，在装药种类、壳体和起爆方式不变的条件下，开展了圆柱形、扇形和方形等三种装药结构战斗部的云团形态数值模拟计算，实验对比了0~6ms时三种装药结构战斗部云团抛撒的半径，其实验结果与仿真计算值的误差最大值分别为4.3%、7.0%和9.1%。利用实验数据验证后的仿真模型，定量探讨了三种装药结构云团半径变化规律，分别得到了三种装药结构云团半径随时间变化的预测模型，为云爆战斗部设计提供指导和数据支撑。

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基于能量法的直齿轮副啮合冲击计算及其实验验证

苟向锋1, 2, 谭好湘1, 朱凌云1, 2, 刘畅1, 2, 梁栋1, 2, 柴长银3, 管衍法1

振动与冲击. 2026, 45(18): 156-166.

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直齿轮副啮合过程中的冲击加剧振动与噪声。将轮齿啮合冲击划分为压缩和恢复阶段，基于能量法建立冲击力与冲击时间的计算方法，研究增速传动、减速传动及不同齿轮参数轮齿冲击的特征与差异。根据齿面接触温度与轮齿动态啮合力的同步时变耦合关系，提出基于Seebeck效应测量齿面接触温度的轮齿冲击实验验证方法。通过自主研发的试验台，测量增速与减速传动不同工况下的齿面接触温度，将其与考虑冲击、不考虑冲击的齿面接触温度计算结果相对照，验证轮齿冲击计算方法的准确性和实验测量方法的敏感性与有效性。本文方法为轮齿冲击与齿面温度场预测提供了理论和实验依据，研究成果可拓展至其他形式齿轮传动系统中。

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冲击载荷下覆冰接触线的弹性波除冰机理与数值模拟研究

张巨祥1, 2, 王辉3, 张元夏芝1, 2, 王昕4, 许向红2, 魏征1

振动与冲击. 2026, 45(18): 167-178.

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针对电气化铁路接触网覆冰高效去除的难题，本文基于LS-DYNA显式动力学方法，建立了单跨覆冰接触线有限元模型，系统研究了冲击载荷幅值对弹性波传播特性及冰层失效机理的影响机制。现有研究多侧重于横波主导的除冰过程，对纵波作用及载荷幅值影响的物理机制阐释不足。为此，本文通过改变冲击载荷幅值，分析了弹性波成分、传播行为与冰层失效模式的演变规律。研究结果表明：冲击载荷幅值显著影响除冰模式。低载荷下，除冰主要由横波产生的弯曲应力主导，冰层沿波传播路径发生局部失效；高载荷下，纵波凭借其高速传播特性及在铰支边界反射产生的应力倍增效应，可实现跨距80%以上的全域除冰，但同时也导致接触线动态张力与跳脱幅值显著增大；中等载荷则能有效激发横波与纵波的协同作用，形成纵波先行大范围破冰，随后由纵波、主横波及其频散波通过耦合干涉进行接力清理的复合高效除冰模式。研究进一步揭示，采用中等幅值冲击载荷可在获得高除冰率的同时，将接触线动态响应控制在较低水平，实现了除冰效率与结构安全性的优化平衡。本文的研究成果系统阐明了载荷幅值影响除冰的物理机制，为冲击除冰装备的载荷参数优化与除冰模式选择提供了理论依据。

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冲击荷载下织物薄膜结构动态性能研究

李辰博1, 李天娥1, 马瑞强2, 郝立伟3

振动与冲击. 2026, 45(18): 179-188.

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织物薄膜结构在实际应用中易遇到冰雹等冲击载荷而影响其承载能力。为明确冲击荷载对织物薄膜结构承载性能的影响，基于落锤试验和数值仿真方法开展了冲击荷载下其动态性能的研究。试验通过DIC高速相机及相关设备测试全场位移，并验证数值仿真模型的准确性，阐述了冲击过程中吸收能量变化规律，探讨了冲击速度、预应力、冲击角度、多次冲击对织物薄膜动态动态性能的影响，分析其塑性应变和位移的时空演化规律。研究结果表明二次冲击下织物薄膜结构测点位移及达到峰值时间都呈现减小趋势，高预应力下几何非线性效应开始主导织物薄膜的力学响应，随着与膜面的冲击角度的变大，薄膜对冲击的动态响应越强烈。随着冲击次数的增加，薄膜的塑性应变逐渐积累增加，直至材料的塑性变形能力基本耗尽，研究成果可为实际工程中织物薄膜结构的抗冲击性能设计提供理论参考。

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内置桨柱TLD系统非线性晃动对高层建筑风振控制效率研究

陈兆荣1, 2, 吴玖荣1, 傅继阳1, 彭水力3, 张洪珲1, 廖小雄4, 梁贻尊5, 张建军6, 梁泳锋2, 郑庆星6

振动与冲击. 2026, 45(18): 189-198.

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本文针对内置桨柱耗能构件的调谐液体阻尼器（TLD）系统，基于Bateman-Luke变分原理建立液体晃动的多维模态理论，综合考虑水的粘性阻尼与桨柱产生的非线性阻尼效应，推导了其内液体晃动的前三阶非线性振动微分方程组。以深圳某超高层建筑为实例，将液体晃动的非线性晃动模型与主体结构多自由度模型耦合，建立了考虑液体晃动效应的TLD-主体耦合系统非线性动力响应分析微分方程组，考虑TLD液体非线性晃动的多种模型，对此主体结构在10年重现期100度风向角风荷载作用下的风振加速度控制效率进行了对比分析。结果表明：多维模态理论可有效描述内置桨柱TLD液体的非线性晃动行为；采用单向三阶非线性模型，对主体风致加速度减振效率为X向26.50%、Y向19.56%，略优于单向一阶非线性模型计算结果；双向一阶非线性模型的减振效率为X向28.80%、Y向20.22%，较单向一阶非线性模型的风振控制效率分别提升3.01%和0.97%。对比结果表明本文所建立的TLD液体非线性振动模态理论可有效预测内置桨柱TLD系统的减振性能，双向一阶非线性模型兼具了精度与效率的要求。

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加筋间距对有限空间加筋土挡墙动力响应影响研究

袁超1, 蔡晓光2, 李思汉1, 3, 4, 徐洪路2, 张艳1, 冯加煜5, 郑通彦6

振动与冲击. 2026, 45(18): 199-208.

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加筋间距对加筋土挡墙抗震性能具有显著的影响。通过开展加筋间距为10cm、15cm和20cm的机械连接式有限空间加筋土振动台模型试验，探究加筋间距对结构面板位移、加速度响应和筋材拉力等动力响应及结构损伤影响。研究结果表明：随着加筋间距减小，挡墙面板峰值位移从0.64mm减小到0.47mm，减小加筋间距能有效减小墙面位移，但其作用效果会随着加筋间距的减小而减弱。3组试验加速度放大系数整体上介于FHWA规范、铁路规范和公路规范取值之间，沿墙高呈现出非线性分布并在挡墙顶部取得最大值。边际谱幅值随输入加速度幅值增大而增大，减小加筋间距能够减弱结构的损伤发展但对损伤的产生位置没有影响。筋材拉力增量随着输入加速度幅值增大而增大，筋材连接层拉力增量沿水平伸展方向呈现出“中间小，两头大”的分布规律。面板连接处和墙后连接处为结构薄弱处，设计施工时应进行相应加固。研究结果可为地震区有限空间加筋土挡墙设计提供参考，进而推广该结构在山区道路建设和既有道路拓宽等领域中的应用。

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剪切型强支撑钢框架整体结构临界力的实用算法

兰树伟1, 张建昇2, 徐波2, 刘羽3, 王道航3

振动与冲击. 2026, 45(18): 209-220.

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针对规范计算长度系数法在确定剪切型强支撑钢框架整体稳定时需逐根构件计算、未能考虑同层柱之间的相互支援和层与层支援作用的不足，本文系统地研究了该结构同层柱间支援以及层与层之间的支援规律，当剪切型支撑刚度达到一临界值时，结构按有侧移屈曲模式计算的屈曲荷载等于无侧移屈曲荷载。基于该特征，结合摇摆柱受力机理引入一个稳定换算系数，采用结构转换的方法，将楼层的抗侧有效刚度和荷载刚度进行整体组装，进而确定结构层荷载因子，在此基础上提出了表征反映层间支援作用的层支援系数，最后基于层轴力均方根平均法推导了可直接计算该类型钢框架整体结构临界力的解析计算公式。该算法能够很好地考虑该类型钢框架结构同层柱间的相互支援以及层与层之间的支援作用，准确地识别结构的薄弱层，并定量计算楼层之间相互支援作用。算例计算结果表明，本文方法具有较高的计算精度与可靠性，可供工程设计和理论计算使用。

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预制剪力墙套筒灌浆连接节点抗剪性能参数分析与承载力计算

秦朝刚1, 2, 王张龙2, 徐钢1, 袁奇银3, 吴涛2, 张明喜3, 华楸君3

振动与冲击. 2026, 45(18): 221-232.

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地震作用下预制剪力墙套筒灌浆连接节点是装配整体式剪力墙结构的薄弱部位。根据低周往复荷载下套筒灌浆连接节点抗剪性能试验研究，扩展键槽高度、界面配筋率和轴向压力等参数，通过有限元分析，深入研究各参数对套筒灌浆连接节点抗剪性能的影响规律。结果表明：低周往复荷载下套筒灌浆连接节点有限元模型的损伤主要集中于节点中灌浆料及界面与键槽，与试验中裂缝贯穿节点界面和键槽受剪破坏的损伤形态相同。参数分析表明增加键槽高度和界面配筋率均可提高连接节点的抗剪承载力和刚度，但键槽高度增至18mm后节点受剪性能提升效果有限，而轴向压力则可显著提高界面的抗剪承载力和刚度，如轴向压力提升2倍时，抗剪承载力提高55%，但延性降低了8%。以试验研究和有限元分析结果为样本量，基于剪摩理论建立了低周往复荷载下套筒灌浆连接节点的抗剪承载力计算公式，计算结果与试验及有限元分析结果吻合良好，具有较高的计算精度。

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强地震动模拟中凹凸体参数敏感性影响程度及实例分析

李兴哲1, 2, 陈学良1, 2, 兰景岩3, 陈科霖4

振动与冲击. 2026, 45(18): 233-244.

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基于远场地震动记录反演的震源破裂模型，结合近场和远场台站观测数据，以2023年12月18日积石山MW6.0地震为例，讨论了凹凸体参数对地震动模拟的影响。研究发现：1、控制凹凸体总滑移不变，随着凹凸体面积占比增大，模拟PGA逐渐减小。2、保持凹凸体总面积不变，设置最大和其它凹凸体，固定最大凹凸体，改变其它凹凸体位置，发现其它凹凸体位于断层滑动方向上时，模拟结果最大。其它凹凸体位于断层上部的模拟结果大于断层下部的模拟结果。3、以凹凸体为中心，台站和破裂起始点分布于凹凸体两侧时，模拟台站更容易产生较大的PGA。破裂起始点相对位置的改变对远场（震中距≥50km）的模拟影响大于近场（震中距＜50km）。破裂起始点位于断层中下部的模拟PGA普遍大于破裂起始点位于断层上部区域。该结果可为强震模拟中的断层模型构建提供经验。

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嵌套钢管承插式预制桥墩抗震性能及合理承插深度研究

邓文琴1, 2, 苗成祥1, 张青3, 张磊1, 顾建成1

振动与冲击. 2026, 45(18): 245-256.

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为提升承插式预制桥墩的抗震性能并降低对较大承插深度的依赖，提出一种墩柱底部嵌套钢管承插式连接构造。通过设计并制作5个缩尺试件，开展拟静力试验，对比分析了现浇整体式、传统混凝土键齿承插式及嵌套钢管承插式桥墩的破坏模式、滞回性能、骨架特征、累积耗能、刚度退化与残余位移等抗震指标，并基于有限元模型分析了承插深度对嵌套钢管承插式桥墩抗震性能的影响规律。结果表明：现浇与键齿承插试件塑性变形主要集中于柱脚及承台连接区，其中键齿承插试件界面剪切破坏显著，滞回曲线捏拢明显，累积耗能与刚度保持能力相对较弱；相比之下，嵌套钢管承插式桥墩的塑性铰明显上移至嵌套钢管顶部附近，连接界面损伤显著减轻，滞回曲线更加饱满，骨架曲线峰后退化趋缓，其峰值承载力、延性系数及累积耗能均显著高于传统承插构造，达到等同现浇甚至更优的水平；嵌套钢管界面采用焊钉和环形钢筋连接对其抗震性能影响不大；当承插深度大于0.5D之后，桥墩各项抗震性能指标进入相对稳定区间，继续增大承插深度对其抗震性能改善不明显。综合抗震性能与工程经济性，建议嵌套钢管承插式预制桥墩的最小合理承插深度取0.5D。

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单桩海上风电结构抗弯弹性力-重力-水动力相似方法

左延辉1, 李梦屿1, 王中兴1, 2, 3

振动与冲击. 2026, 45(18): 257-267.

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分别总结对比了地震-波流联合作用下结构模型试验中常用的几种缩尺方法，基于弹性力-重力相似并考虑弯曲恢复力相似与拖曳水动力相似，提出了一种适用于单桩海上风电结构的模型缩尺方法——抗弯弹性力-重力-水动力相似。该方法能够在保证加速度、应力–应变等关键动力参量以及水动力缩尺关系一致的基础上有效降低模型制作难度，在动力相似性与模型可制造性之间实现有效平衡。根据所提相似律，以NREL 5MW 基准风机为原型设计了单桩海上风电结构的缩尺模型并系统地给出了模型和原型之间的物理量相似关系。随后分别建立了模型和原型的数值模型，开展结构模态分析及地震和波流作用下的动力响应分析，通过对比数值模拟结果验证了所提缩尺方法的准确性和适用性。

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基于改进迭代加权的压缩感知等效源法近场声全息

董必春, 刘健, 杨梦琳, 秦亚军, 马旭

振动与冲击. 2026, 45(18): 268-276.

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近年来，为了实现任意形状声源产生的声场在低采样率下的精确重建，基于压缩感知的等效源法近场声全息被提出并得到了发展。然而，传统方法采用最小化L1范数求解等效源源强时，重构的源强分布与真实分布之间往往存在偏差，导致重建精度受限。尽管迭代加权策略的引入在一定程度上解决了该问题，但现有方法难以实现对等效源源强的精准加权惩罚。为了进一步提升重建分辨率和精度，本文提出了基于改进迭代加权的压缩感知等效源法近场声全息，利用等效源源强自信息构建加权系数计算模型，使生成的加权系数能够有效区分干扰噪声与真实信号，同时通过迭代计算等效源源强，对较大源强和较小源强分别进行高效率增强或抑制，提高了等效源源强分布的稀疏性和准确性。仿真和实验结果表明，所提出方法能够实现低采样下声场的精确重建，且具有良好的稳定性。

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基于深度集成代理模型的碳纤维声学黑洞减振优化研究

田晶1, 陈冰倩1, 刘海涛2, 崔伟2, 丁铁纯1

振动与冲击. 2026, 45(18): 277-286.

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针对碳纤维声学黑洞（CF-ABH）传统铺层设计难以兼顾低频与中高频减振性能的局限性，提出了一种基于自适应加权深度集成代理模型（DW-DEM）的多目标优化方法。首先，建立CF-ABH有限元模型，通过模态与频响实验对仿真模型进行验证，结果表明前10阶固有频率平均误差仅为2.5%且频响曲线吻合良好，证实了有限元模型的可靠性以获取数据集。随后，研究了铺层角度对减振效果的影响规律，发现低频响应对角度高度敏感而中高频段受ABH效应主导。在此基础上，构建DW-DEM代理模型并结合NSGA-II算法对多频段减振性能进行协同寻优。结果表明：相较于常规[0°/90°]铺层，优化方案使低频和中高频振动响应分别降低14.29dB和4.26dB。将优化后的CF-ABH应用于飞行器油箱结构，较传统铺层无黑洞油箱结构实现了全频段大幅减振，使低频和中高频振动响应分别降低了11.8980dB和11.1602dB，证明了优化后的CF-ABH对油箱的减振效果。

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基于时频结构知识引导增强的跨工况滚动轴承故障诊断方法

陈光武1, 2, 雷雅量1, 石建强2, 邢东峰2, 王付霞2

振动与冲击. 2026, 45(18): 287-299.

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针对跨工况条件下滚动轴承振动信号随转速与载荷变化引起特征弱化与分布漂移、且工程场景中目标工况样本不可见导致诊断精度下降的问题，提出一种基于时频结构知识引导增强的双分支融合故障诊断方法。时域分支引入可学习Gabor卷积以增强冲击结构匹配能力，并采用TKEO引导的残差门控突出能量突变片段、保留整体时序信息。频域分支构建残差式频谱门控增强模块实现频率分量自适应建模，并沿频率轴施加一维平滑约束抑制孤立尖峰权重以提升稳定性。进一步设计双向交叉注意力实现时频交互融合，获得用于故障识别的融合表示。在凯斯西储大学与江南大学数据集实验表明，该方法在跨工况任务下平均准确率分别达99.62%与98.96%，较FFT+ResNet提升2.78%与4.28%，验证了其有效性。

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基于单旋转编码器的行星齿轮传动链轮齿故障特征提取

刘文江, 郭瑜

振动与冲击. 2026, 45(18): 300-306.

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常规基于振动信号的行星齿轮传动链轮齿故障检测存在传感器安装受限、多传感器布置成本较高以及行星传动系统中振动时变传递路径等问题。为此，提出一种基于单旋转编码器的行星齿轮传动链轮齿故障特征提取方法。首先使用向前差分法获得瞬时角速度（Instantaneous Angular Speed, IAS）信号，随后采用角域同步平均（Rotational Domain Averaging, RDA）技术抑制非同步干扰成分，最后，通过窄带解调技术获得传动链各级齿轮的幅值和相位调制特征，实现对传动链中各齿轮状态的识别。在二级行星减速器实验台进行了实验验证，并与传统振动分析方法进行对比分析，验证了所提方法的有效性和优势。

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刊出日期：2026-09-28

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