振动与冲击

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李永贵1, 2, 胡亚军1, 2, 陈文刚1, 2, 谈伶1, 2, 李驰宇1, 2

振动与冲击. 2026, 45(19): 1-11.

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通过刚性模型风洞测压试验，研究了单体工况下架空光伏屋面风荷载分布特性，以及在三种施扰建筑布置条件下，施扰建筑间距和高度对受扰建筑光伏屋面极值风压的影响规律。结果表明：架空光伏屋面风荷载以风吸力为主，屋面风压分布具有显著的风向依赖性与区域性；按相关规范将屋面划分为2个分区，内、外分区极值风压系数分别为规范取值的70%、96%；将屋面划分为13个分区，高檐角部极值风压系数最大，分别为-675和-684，设计时可按规范取值的14倍予以加强。施扰建筑对架空光伏屋面极值风压的干扰作用随间距比的增大而减弱，随建筑高度的增加而增强；施扰建筑的干扰作用主要影响的是靠近施扰建筑的分区，3种施扰建筑布置条件下，与施扰建筑相邻的角部分区的极值风压的最大干扰因子均达到110以上。当施扰建筑的间距比不超过30时，根据施扰建筑的布置和间距比，低檐角部和高檐角部极值风压建议分别按规范取值的11倍~12倍、15倍~16倍取值予以加强设计；当施扰建筑的间距比超过30时，可以不考虑干扰作用的影响按单体进行设计。

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基于扰流防舞鞭的覆冰接触网附加导线舞动防治策略

杨奥博1, 宋洋1, 陈吉恩1, 刘羽航1, 刘志刚1, 邓芳明2

振动与冲击. 2026, 45(19): 12-23.

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接触网附加导线是铁路供电基础设施的关键构件。在覆冰、强风等恶劣工况下，附加导线易发生气动失稳，表现为大幅低频非线性舞动，严重威胁铁路供电稳定性与结构安全。现有研究针对复杂覆冰环境的实用抑振措施较为有限，输电线路中传统的舞动抑制装置，往往与接触网系统结构特性不兼容。为此，设计了一种气流扰流装置，可改变导线截面气动特性、抑制失稳发生。首先，建立覆冰附加导线的计算流体力学计算模型，计入气流扰流装置影响，探究不同覆冰形态下气动系数的变化规律；然后，基于绝对节点坐标法建立非线性有限元梁模型，精准表征导线的几何非线性；最后，对覆冰附加导线的舞动行为进行数值复现，分析风速、攻角、张力、阻尼比、覆冰厚度及扰流装置数量对舞动幅值的影响，并提出优化安装方案。通常工况下，安装4根防舞鞭即可大幅降低舞动幅值，高风速、低阻尼比、大覆冰工况可增设1~3条防舞鞭强化抑振，张力提升可抑制舞动幅值，但不影响防舞鞭配置的选择。

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泄流激励下溢流坝闸墩振源时域识别与全域动位移场反演

李火坤1, 王文韬1, 柳波1, 2, 王海媛2, 王刚1, 2, 李玥康2, 方静2

振动与冲击. 2026, 45(19): 24-35.

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溢流坝流激振动安全评估与结构所受振源荷载及其整体动力响应密切相关。针对溢流坝闸墩主振源及全域动位移场难以实现连续分布式测量的问题，提出了泄流激励下溢流坝闸墩振源时域识别与全域动位移场反演方法。基于溢流坝闸墩实测振动响应，通过模态坐标变换和时域反卷积技术，构建多自由度离散系统荷载时域识别反问题数学模型，并采用Tikhonov正则化预优的双共轭梯度算法对反问题进行迭代求解，以实现在克服荷载识别反分析不适定性的同时提高振源荷载时域识别的精度；在此基础上，将识别的振源荷载作为输入进行流激振动正分析，从而实现泄流激励下利用有限实测响应反演溢流坝闸墩的全域动位移场。数值算例表明，在不同噪声水平下，该方法均能有效稳定地实现多个振源荷载的时域识别且具有较高的识别精度。工程实例表明，仅利用12个测点的动位移响应，即可实现某溢流坝闸墩振源荷载的时域识别与全域动位移场的反演，且反演的动位移与实测值在幅值和变化规律上较为一致，从而为全面掌握和评估溢流坝流激振动安全奠定了基础。

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约束阻尼薄板水平集法动力学减振拓扑优化

王威, 鄢殷期, 张思瑶, 贺红林

振动与冲击. 2026, 45(19): 36-44.

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为克服传统“全敷设”阻尼层设计存在的结构增重与材料利用率低的问题，以典型约束阻尼悬臂薄板为对象，基于参数化水平集方法，构建了一类面向动力学减振性能的拓扑优化模型，分别以最小化移动常数与模态损耗因子之差；以及最小化共振响应峰值为优化目标，并采用全域优化准则法进行求解。通过数值算例对所编制的优化程序进行了对比分析，并结合实验手段验证了方法的有效性。结果表明,两种目标函数均可获得连续、合理的阻尼材料分布构型；优化方法在仅使用50%阻尼材料的前提下，能够实现优于或至少不劣于全敷设方案的减振性能，且优化后构型在一阶模态下的共振峰值相较于全敷设方案可降低17.67%，在加权多阶优化下降低幅度达24.00%。同时，实验与仿真的对比验证显示，优化后结构的一阶响应峰值降幅超过70%，与仿真预测高度吻合。研究为工程中的轻量化、高性能减振设计提供了新的有效途径。

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酸蚀作用下弱胶结砂岩动态损伤特性试验研究

邵国梁1, 夏冬1, 2, 严加驹1, 李铸熙1, 王润喆1

振动与冲击. 2026, 45(19): 45-56.

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为探究弱胶结砂岩在酸蚀作用下的动态损伤特性，选取我国中西部矿区某煤矿顶底板弱胶结砂岩为研究对象，采用分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统对在pH分别为1、3、5、7的化学溶液中浸泡间隔为10天，最长浸泡时间为60天的弱胶结砂岩岩样进行动态冲击试验，对比分析了不同酸蚀程度后弱胶结砂岩的动态强度特性与破坏变形特性的劣化机制，构建了酸蚀作用下弱胶结砂岩的动态损伤本构模型。结果表明：弱胶结砂岩的动态应力-应变曲线分为初始线弹性阶段、屈服阶段和峰后软化阶段，无明显压密阶段。随酸蚀程度加深，线弹性阶段斜率降低，应力增速变慢，阶段占比减少，屈服阶段与峰后软化阶段占比增加，曲线整体趋于平缓；酸蚀作用使弱胶结砂岩的动态力学性能明显劣化，劣化程度与酸性强度显著正相关。酸蚀60天后，弱酸环境下岩样的峰值应力下降37%，弹性模量下降40%，峰值应变增加11%，强酸环境下岩样的峰值应力下降53%，弹性模量下降56%，峰值应变增加18%；基于应变等效原理，定义了加权复合损伤变量，构建了考虑酸蚀-动载协同效应下的Weibull损伤本构模型，能够准确表征加载过程中试件力学参数随酸蚀作用的非线性损伤演化过程。研究成果可为煤矿开采过程中受酸蚀岩体的力学性能及稳定性评估提供理论支持。

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惯容调谐质量阻尼器对大跨桥梁超低频振动控制研究

彭思杰1, 2, 柴小鹏1, 2, 张连振3, 王波1, 2

振动与冲击. 2026, 45(19): 57-64.

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针对传统调谐质量阻尼器（tuned mass damper,TMD）在超低频振动控制中存在静伸长过大、控制频率调节困难的问题，本文采用惯容调谐质量阻尼器（ tuned mass damper inerte,TMDI）控制大跨桥梁超低频振动。研发了齿轮齿条型TMDI样机，通过调节惯容器飞轮转动惯量实现控制频率的精准调控，模型试验表明其频率调节误差小于0.5%。在此基础上，开展了TMDI实桥测试，采用基于稳态激振的阻尼比测试方法和强风条件下环境测试，验证了TMDI的实际控制性能。结果表明：在质量比为0.0466％的TMDI控制下，桥梁目标模态阻尼比由0.198%提高至0.585%；实际风荷载作用下，TMDI加速度响应幅值达到主梁的3.56倍，表明TMDI样机工作状况良好，能够有效吸收并耗散主梁的振动能量。本研究验证了TMDI对大跨桥梁超低频振动控制的有效性，可为TMDI实际工程应用提供参考。

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往复式压缩机吸气阀气动噪声的数值与实验研究

黄刚, 杨成浩, 范羽飞, 张小正, 毕传兴

振动与冲击. 2026, 45(19): 65-76.

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针对往复式压缩机吸气阀组件在运行过程中产生显著气动噪声的问题，本研究提出了一种新型斜坡式阀口结构，采用大涡模拟结合 Ffowcs Williams-Hawkings声学方程的流-固-声耦合数值框架，对所提结构的降噪机理进行了深入探讨。数值计算结果表明，斜坡式阀口能够显著抑制局部湍流的发展，减弱涡脱落与非定常流场脉动，从而在宽频带范围内实现了有效的气动噪声降低。此外，该结构还缓解了阀片上的应力集中现象，提升了其运行稳定性。为验证该斜坡式阀口的实际降噪效果，将其应用于全尺寸整机压缩机中，并在半消声室内开展了声学测试，全面评估了其声场分布与整体噪声控制性能。实验结果证实了该新型结构具备优异的降噪能力，整机声功率级得到显著衰减，最大降幅可达 3.88 dB。本研究结果为往复式压缩机的气动噪声正向设计提供了理论依据与工程实践指导。

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基于显式有限元的曲线轨道轮轨磨耗多参数影响分析

周昌盛1, 周旭1, 师多佳2, 3, 郑晓练4, 赵才友2, 王平2

振动与冲击. 2026, 45(19): 77-88.

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城市轨道交通曲线段钢轨磨耗问题日益突出，亟需优化曲线超高、轨底坡等关键参数。本文构建基于显式有限元的三维瞬态轮轨滚振分析模型，结合多体动力学确定轮对初始姿态，通过力锤试验和轮轨力测试验证模型有效性，基于Archard磨损模型计算钢轨磨耗深度，系统研究行车速度、轨底坡、曲线超高及半径对钢轨磨耗的影响。结果表明：内轨横向振动主导其磨耗，横向分量显著高于纵向分量；外轨纵向振动主导其磨耗，纵向分量占优。速度由50 km/h增至70 km/h，内外轨磨耗分别增长28.7%和64.3%。内轨1/40、外轨1/20的轨底坡组合使磨耗最低。曲线超高通过改变荷载分配影响磨耗，超高增大时内轨磨耗增幅240%、外轨降幅80%，建议超高设置在90~105 mm以平衡内外轨磨损。曲线半径是主导因素，半径由400 m增至1200 m可使磨耗降低35%~40%。研究成果为曲线轨道参数精细化设计提供理论依据。

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基于物理引导深度学习的结构主动控制仿真分析

张微敬, 赵凯赫

振动与冲击. 2026, 45(19): 89-96.

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在建筑结构主动控制算法研究中，深度学习模型(如Transformer网络)具备高效的特征学习能力，但其存在物理可解释性差、可信度低及可能产生不符合物理规律的解等问题。为解决此问题，在融合结构动力学物理规律约束的基础上，提出一种物理引导深度学习网络(Phy-Transformer)进行主动控制力预测。该方法将建筑顶层子结构的运动方程作为物理约束，通过将控制力预测值与真实值的误差纳入损失函数，引导 Transformer 网络训练。对顶层设置有主动质量阻尼器的12层钢框架模型进行地震作用下的主动控制仿真分析，研究所提出的控制算法的泛化能力和鲁棒性。结果表明，Phy-transformer算法对顶层位移峰值的控制效果接近60%，优于标准Transformer算法；在模型参数存在不确定性条件下，除质量和刚度同时增大的情形外，Phy-Transformer控制器的鲁棒性整体优于Transformer控制器；此外，所提算法相较于提供训练数据的全状态反馈LQR控制，只需要顶层和次顶层位移和速度信息以及地震加速度作为输入即可实现高效控制，具备更强的工程应用潜力。本研究为数据驱动的结构智能主动控制系统提供了一种可行且有效的解决路径。

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大断面软岩隧道钻爆施工等效模拟与支护优化研究

郑凤曲1, 蒋亚龙1, 徐长节1, 张旗2

振动与冲击. 2026, 45(19): 97-108.

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针对大断面软岩隧道钻爆施工中的围岩稳定性控制难题，本研究建立了一套爆破动力荷载与支护结构的等效模拟方法，系统分析了围岩变形演化机制，并优化了支护参数。基于实际工程构建了三维数值模型，将复杂爆破过程等效为作用于开挖轮廓的指数型应力时程，同时考虑地应力的瞬态卸载效应；将锚杆-喷混-钢拱架复合支护体系等效为力学参数强化的加固圈，实现了施工全过程的精准模拟。数值模拟结果与现场监测数据在振动波形与变形趋势上吻合良好，验证了等效模拟方法的可靠性。通过参数化分析，明确了喷层、钢拱架、锚杆等各支护构件在变形控制中的协同作用机制，提出了最优支护参数组合，即喷层厚度15 cm、钢拱架间距0.5 m、锚杆间距0.5 ×1.0 m。支护方案优化后，隧道围岩拱顶沉降由35.0 mm降至15.6 mm，降幅达55.4%，每延米材料成本节约570元。该优化方案兼顾安全性与经济性，已成功应用于工程实践，研究成果可为类似地质条件下隧道的安全高效施工提供理论依据与技术支撑。

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车致弯桥爬移效应的支座摩擦机制研究

刘焕举, 詹雨昂, 张荣, 胡香群, 陈威龙

振动与冲击. 2026, 45(19): 109-118.

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支座作为爬移约束的关键构件，其结构形式及力学特性是弯桥爬移分析的重要因素。为实现车致弯梁桥爬移效应的支座原因分析，从考虑支座内部部件机械摩擦的角度对现有弯梁桥有限元模型进行精细化改进。首先，建立精细化盆式橡胶支座实体模型，分析实体支座的力学和滑移特性，证实其模拟支座复杂力学行为的可靠性。其次，弯桥上的移动车辆荷载化，把超高纳入荷载的动态矢量分配，建立车-桥动力分析系统；通过车辆过桥关键截面横向位移响应对比，识别确立关键支座；采用实体支座与弹簧支座相结合的方式，与主梁构建形成弯梁桥实体模型。最后对比分析不同支座模型下的弯梁桥典型截面横向位移，定量明确采用支座实体模型的必要性，从整体响应和支座部件层面对弯梁桥爬移进行了机理分析。为工程上弯梁桥爬移病害分析、支座合理选型、结构长期安全运营提供可靠的理论依据与数值分析方法，对提升弯梁桥设计与养护水平具有重要实际应用价值。结果表明：1）桥梁模型采用弹簧支座时，横向位移时程表现为连续光滑特性，而实体支座时则呈现出明显毛刺，实体支座考虑了内部部件间接触界面的摩擦非线性，能够有效反映支座内部的间歇性滑移特性；2）弯梁桥关键截面横向位移响应随着车重增大明显增大，实体支座的不锈钢板与聚四氟乙烯板的横向位移同步增大；3）弯梁桥在桥端部分建立实体支座的横向位移显著大于弹簧单元对比桥梁模型，相差约为3.96倍。考虑支座机械摩擦的弯梁桥模型能够更真实地反映了实际爬移行为。实体支座弯梁桥模型能更精确地捕捉弯梁桥的爬移机理。

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三径向电磁轴承-柔性转子系统多目标位置振动模糊自适应前馈控制

郑高阳, 蒋明宏, 祝长生

振动与冲击. 2026, 45(19): 119-128.

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对于由三个电磁轴承( active magnetic bearings,AMB)支承的柔性转子来说，抑制单一位置转子的振动可能会导致非目标位置转子振动显著增大，甚至出现转子系统无法安全地通过其弯曲临界转速。为解决上述问题，首先提出了一种辅助电磁轴承的模糊自适应前馈控制算法，通过在线辨识传递函数、实时计算最优前馈电流、依据不同位置转子振动大小来对电流权重进行模糊调节。然后，为了说明所提出的算法对抑制柔性转子系统多个位置转子不平衡振动的有效性，在定速以及变转速运行条件下进行了数值仿真并与常见的三种前馈控制算法进行了对比。最后，在三径向电磁轴承-柔性转子系统实验装置上进行了实验，对仿真结果进行了验证。结果表明，本文提出的辅助电磁轴承模糊自适应前馈控制算法能够自适应地调节辅助支承的补偿电流，使柔性转子系统在多个目标位置处转子的不平衡振动保持在较低水平，从而使转子系统能够顺利地越过其一阶弯曲临界转速。

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基于多元自回归模型和功率谱密度传递比的风机叶片损伤识别研究

车雨豪, 李宏男, 任亮, 季小鹏

振动与冲击. 2026, 45(19): 129-137.

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针对风机叶片结构的损伤定位与定量评估问题，本文提出一种基于多元自回归模型与功率谱密度传递比的损伤识别方法（MVAR-PSDT）。该方法通过建立应变响应信号的多元自回归模型，计算其功率谱密度矩阵，进而构建功率谱密度传递比函数矩阵，在系统极点处对该矩阵进行奇异值分解，识别固有频率并提取应变模态，利用损伤前后归一化的应变模态差识别结构损伤。结果表明，相较于传统的功率谱密度传递比法和随机子空间识别方法，本文所提方法采用参数化的功率谱计算方法，能够有效地提升低频模态的识别精度，并具有更好的鲁棒性。通过对风机叶片数值模拟和模型试验，验证了该方法在损伤定位与程度识别中的准确性。

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引入车身塑性刚度的方坑载荷计算新方法研究

季梅霞, 陈麟

振动与冲击. 2026, 45(19): 138-143.

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在大尺寸轮胎应用逐渐普及的背景下，本文以方坑工况下的车身极限载荷为研究对象，在传统载荷预测技术的基础上，引入了车身的塑性刚度建模以扩充车身刚度的精确表达。基于该新计算方法，在某款SUV车型上进行了前期仿真分析与后期实车采谱的对标，以及三坐标测量仪的车身塑性变形量的测量。通过峰值极限载荷和塑性变形量的对标，验证了CAE和试验具有良好的一致性，进一步的验证引入车身塑性刚度建模在方坑载荷计算工况下的必要性和合理性，对车辆设计前期精细化预测及成本的有效控制具有重要意义。

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梯度金属橡胶宏细观建模与静动态力学性能

林晋发, 张彪, 刘志鹏, 薛新

振动与冲击. 2026, 45(19): 144-155.

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针对传统均质金属橡胶刚度与阻尼难以协同优化，以及结构孔隙梯度分布对力学性能的影响机制尚不明确等问题，提出密度梯度化设计思路制备孔隙梯度分布的金属橡胶样件。结合宏细观建模、数值模拟与试验研究，系统分析其静动态力学性能。静态试验表明：梯度金属橡胶在成型与非成型方向呈现不同的三阶段刚度演化特征，体现出明显的各向异性力学响应。细观模拟揭示了金属丝间滑移与挤压是主要耗能机制。动态性能分析指出：梯度金属橡胶耗能与动态平均刚度随振幅增大而上升，损耗因子则下降；频率变化对性能影响较小，损耗因子呈波动趋势。

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风车动不平衡载荷缩比实验器设计及其实验验证

刘继军, 李凯翔, 刘小川, 姜永平, 张涵

振动与冲击. 2026, 45(19): 156-165.

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针对大涵道比涡扇航空发动机风车工况下动不平衡载荷的地面试验需求，提出了一种基于动力学相似的转子缩比实验器多级递阶设计方法。首先，基于模态贡献度、刚度贡献度及质量占比三准则评判体系，构建保留原型动力学特征的代理结构；其次，采用非支配排序遗传算法 II多目标优化算法建立考虑支承刚度及阻尼特性的等效原型；再次，基于方程分析法推导轴段及转盘的相似比关系，并在缩比过程中保持支承布局与挤压油膜阻尼器参数一致；最后，以LEAP-1B发动机低压转子为对象研制缩比物理实验器，并在1140~1440 r/min转速范围内、不同不平衡质量（0~840 g•cm）条件下开展风车动不平衡稳态响应实验。结果表明：缩比模型与原型前两阶临界转速相对误差分别为3.39%和2.13%；实验器测得的位移与支点载荷变化趋势与仿真一致，有效复现了原型在风车工况下的动不平衡载荷特征。本文方法为复杂转子系统缩比设计中结构简化与动力学特征保持提供了有效途径，填补了面向适航验证的发动机风车动不平衡缩比实验技术空白。

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压电半导体微板的非线性共振特性研究

王杰1, 2, 李哲1, 2, 胡宇达1, 2

振动与冲击. 2026, 45(19): 166-173.

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随着微机电系统技术的发展，微尺度结构在能量收集与传感等领域得到广泛应用。本文以压电半导体微板为研究对象，聚焦多物理场作用下主共振区域的非线性动力学行为。考虑微板尺寸效应的影响，基于修正应变梯度理论并利用哈密顿原理，推导压电半导体微板的横向振动控制方程，采用伽辽金方法进行离散。通过增量谐波平衡法结合弧长法，求解得到系统的幅频响应曲线，并利用弗洛凯理论进行稳定性的判定，在此基础上引入常数激励，发现常数激励的引入可以使系统在主共振区域的滞回曲线变得更加复杂；本文分析系统在不同外界参数下的振幅响应，探讨主共振区域内吸引域的分布特征，发现不同稳态响应之间存在对称性。最后绘制双参数下的周期响应与最大李雅普诺夫指数图，实现大参数范围内的参数域分析。

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数字孪生驱动的单点系泊转盘轴承应力场重构方法

周雷1, 袁靖祎2, 李丽娜1, 金子航2, 施昊林2, 余杨2

振动与冲击. 2026, 45(19): 174-184.

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针对单点系泊系统大型转盘轴承在海洋极端环境下的应力场重构难题，提出数字孪生驱动的MPI-XGBoost融合方法。通过ABAQUS建立三排圆柱滚子轴承有限元模型并提取节点坐标、Mises应力及外载荷数据，经K-means++聚类优化数据集；构建数据与物理双驱动架构，以XGBoost捕捉高维数据映射关系，嵌入轴向应力等物理规律形成综合损失函数，结合贝叶斯优化超参数。通过案例验证得出：在1000kN轴向力，650kN•m、700kN•m与750kN•m倾覆力矩多工况下，该方法相对均方根误差均值为0.166，仿真峰值预测相对误差均值为0.063，较神经网络、物理信息神经网络及XGBoost模型精度提升28%以上，在未训练中间工况中仍保持优异泛化性能。该方法兼顾重构精度与计算效率，为轴承设计与维护提供支撑。

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基于新型距离测度的声屏障方案选型研究

路可欣1, 2, 李金晖3, 尚晓东1, 2, 袁旻忞1, 2

振动与冲击. 2026, 45(19): 185-195.

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为解决声屏障方案选型中的客观条件复杂、主观评价难以量化等问题，提出了一种基于新型距离测度的评价方法。首先，在传统理想解逼近法的基础上，引入熵权确定权重，消解因评价指标量纲不同造成的差异，结合静态距离和动态趋势综合考虑，填补主观赋权偏差。其次，利用欧式距离和灰色理想解逼近法，快速实现多方案比较、排序及选择，聚焦数字序列位置及形状关系，探究声屏障方案与正负理想解曲线的态势贴近度，消解单一理论局限性和评价失效。最后，运用新型距离测度构建具有普适性的声屏障递阶层级评价体系，以南沙大桥声屏障选型为例，针对声屏障存在的低频降噪不显著、强横风屏体易倾覆、景观融合度差等问题，最终从七种备选方案中选出合理可行且兼具安全性的声屏障方案，同时论证了本研究方法的可行性。研究表明：基于新型距离测度的声屏障方案选型可提升评价权重的准确性，解决依赖专家主观赋权和利用欧氏距离导致无法判断方案优劣的问题，采用灰色关联度对欧氏距离加以改进，兼顾位置关系和关联性，弥补判断失效缺陷。该方法优化了传统评价过程，提高了指标权重的客观水平，构建了具有普适性的公路声屏障递阶层级评价指标体系。研究成果可为声屏障的科学选型提供技术参考。

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CRTS Ⅰ 型无砟轨道板纵向预应力钢棒断裂失效机理与影响

鲁一帆, 李再帏, 路宏遥

振动与冲击. 2026, 45(19): 196-203.

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CRTS I 型板式无砟轨道广泛应用于高速铁路系统，纵向预应力钢棒作为维持轨道板受力状态和结构整体性的关键构件，其长期服役性能对轨道结构耐久性与运营安全具有重要影响。针对长期温度循环作用下预应力钢棒疲劳退化及其在温度荷载耦合作用下的断裂风险问题，本文提出一种结合等效疲劳试验、静力拉伸试验与有限元仿真的预应力钢棒服役状态评估方法。首先，设计了模拟温度荷载的三点弯拉疲劳试验方案，通过设置对应10至50年服役年限的工况，利用静力拉伸试验与有限元数值模型相结合的方法，讨论了预应力钢棒的力学性能退化与断裂行为。研究结果表明：随疲劳循环累积，预应力钢棒残余应变阶梯式上升，抗拉强度显著衰减，50年等效服役组较10年组降幅达29.0%。仿真分析结果表明，轨道板上层外侧预应力钢棒处于相对不利受力状态，其断裂临界升温随等效服役年限增加而降低；50年等效服役阶段，该临界升温降至27.18 ℃，表明钢棒在高温季节或不利约束条件下存在着断裂风险。此外，预应力钢棒断裂会导致应力重分布，使拉应力向外侧锚穴口区域集中，该区域可能成为后续结构损伤的易发部位。

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考虑柔性绳的深海起重机双闭环防摆跟踪控制

张文杰1, 陈鹤1, 2, 钱彧哲1

振动与冲击. 2026, 45(19): 204-210.

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深海起重机在海洋油气开发及海底管道铺设等领域承担着水下重型负载的吊运任务，然而，受风浪扰动和流体动力的影响，柔性绳产生一定程度的应变，为深海起重机定位与跟踪控制设计带来一定难度。已有方法大多针对空中柔性绳起重机进行设计，难以有效处理深海环境的参数不确定问题，本文充分考虑深海起重机柔性绳应变情况，基于Hamilton原理对深海吊运系统进行动力学建模，通过构造小脑模型神经网络(Cerebellar model articulation neural network)对目标轨迹进行局部泛化，同时构造径向基函数(Radial Basis Function)神经网络对模型中非线性部分和不确定部分进行在线拟合，提出一种双闭环深海起重机控制方法。通过构造Lyapunov函数严格证明了双闭环控制系统的渐近稳定性。最后，通过与比例微分滑模控制、自适应神经网络控制和边界控制等方法的一系列对比实验，证明了所提控制方法具有良好的深海吊运防摆效果和抗未知干扰性能。

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P波入射热黏弹性成层非饱和土场地地震地面运动研究

闫建柳1, 马强1, 2

振动与冲击. 2026, 45(19): 211-226.

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基于非饱和多孔介质的波动理论，结合Kelvin-Voigt黏弹性模型与广义热弹性理论，建立了考虑土骨架黏性和热效应的非饱和多孔热黏弹性介质波动方程。针对平面P波入射成层非饱和土场地的情况，采用亥姆霍兹分解与传递矩阵法推导了成层场地的波幅系数转换矩阵，获得了地震地面运动的解析解答。通过数值分析，探讨了松弛时间、饱和度与热膨胀系数等参数对P波入射成层非饱和土场地地震响应的影响规律。研究结果表明：土骨架黏性与场地成层性共同影响地表位移放大，且对水平位移的影响更为显著；位移放大系数随松弛时间增大而减小，随饱和度增大而增大；热膨胀系数、软硬土层排列次序及频率等参数均对位移响应有显著影响。

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地震作用下铁路自复位桥墩结构阻尼模拟方法研究

徐以华, 夏修身, 张纪伟, 王军昌, 陈文腾, 黄耀斌

振动与冲击. 2026, 45(19): 227-233.

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为了更好地处理铁路自复位桥墩中复杂的结构阻尼问题，探讨了地震作用下铁路自复位桥墩中的结构固有阻尼模拟方法。以某铁路简支梁桥为背景，开展了1:15的缩尺模型振动台试验研究，获得了模型的自振频率、阻尼比及三条强震记录下的墩顶加速度与位移反应。基于OpenSees平台建立了有限元模型，分析了无阻尼模型、瑞利阻尼模型、初始刚度比例阻尼模型及封顶粘滞阻尼模型的墩顶位移和加速度反应，并与试验结果进行了比较。结果表明：无阻尼模型因忽略能量耗散会显著高估自复位桥墩的地震反应；初始刚度比例阻尼模型缺乏质量阻尼项，低频摇摆运动的耗能不足，位移反应接近无阻尼模型，加速度反应则因高频瞬时阻尼力过大而被低估；瑞利阻尼模型由于质量比阻尼的存在，会低估桥墩的地震反应；封顶粘滞阻尼模型与试验结果吻合最好，可用于模拟铁路自复位桥墩中的结构固有阻尼。

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地震-人群荷载共同作用下人行天桥竖向振动及减振控制研究

傅博, 高楠, 吴文雁, 陈瑾

振动与冲击. 2026, 45(19): 234-245.

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人行天桥正常使用时承受人群荷载，地震时还会受到地震作用，因此有必要对其进行震振双控。地震动与人群荷载共同作用会降低天桥的适用性并影响其安全性，严重时可能引发踩踏等次生灾害。本文进行地震-人群荷载共同作用下人行天桥竖向振动响应与减振控制研究。基于“社会力模型”与傅里叶级数项形式荷载模型模拟随机人群荷载；采用刚度纤维梁单元建模，通过无条件稳定显式算法求解结构运动方程，基于“烦恼率模型”评价振动舒适度；分别采用调谐质量阻尼器(tuned mass damper，TMD)、调谐惯性质量阻尼器(tuned mass damper inerter，TMDI)和碰撞调谐质量阻尼器 (pounding tuned mass damper，PTMD)进行减振控制，质量比均取2%，对比三者减振效果。结果表明：PTMD峰值减振率较TMD提高14.79%，TMDI较TMD提高26.01%。

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基于完全自适应噪声集合经验模态分解和机器学习的矿震与天然地震分类方法

齐鑫鑫1, 2, 钱亮1, 2, 宋晋东1, 2, 李山有1, 2, 刘赫奕1, 2, 闫昭阳1, 2, 王汉灵1, 2, 王辅臣3

振动与冲击. 2026, 45(19): 246-265.

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准确区分天然地震与矿震在地震学研究中具有重要的科学意义，高可信度的矿震目录可为矿山安全监管、风险评估等提供可靠的依据。特征提取已被证明是实现两者有效区分的关键手段，然而该过程常常受到噪声干扰、模态混叠及其他外部因素的影响。为此，本文提出一种融合完全自适应噪声集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise，CEEMDAN）与极端梯度提升算法（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）的联合地震事件分类方法（CEEMDAN-XGBoost），用于从地震数据中高效提取能量特征并实现地震事件类型的准确分类。本文以辽宁地区矿震与天然地震数据为主要研究对象构建分类模型，并进一步引入日本K-NET台网天然地震数据开展扩展性对比分析。结果表明，在仅使用辽宁区域数据时，模型能够取得较高的分类精度；在引入跨区域的日本天然地震数据后，模型分类性能未发生明显变化，可用于评估数据区域差异对模型结果的影响。实验结果表明，CEEMDAN-XGBoost方法能够有效缓解信号中的噪声干扰与模态混叠问题，并显著提升矿震与天然地震的分类性能，其中最优分类准确率达到93%。从应用角度来看，方法可为其他地震事件的分类及事件目录的构建提供借鉴。

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山区峡谷地形效应对风电塔地震响应的影响研究

王斌1, 唐燕玲1, 吴孟桃1, 苏琪博1, 李弢1, 戴靠山1, 巴振宁2

振动与冲击. 2026, 45(19): 266-267.

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西南山区地形地貌复杂、强震频发，精准评估该区域风电塔地震响应机制是我国大规模新能源基地韧性防灾的迫切需求。针对现有研究多聚焦单一或平坦地形的不足，本文发展了一种多域间接边界元法，利用“分区契合”技术融合全空间与半空间格林函数的优势，实现了对山区峡谷复合地形场地动力响应的精确高效求解。在验证方法可靠性的基础上，构建了考虑土-结构相互作用的5 MW风电塔OpenSees有限元模型，并将计算所得场地波场作为输入，系统探究了风电塔布设位置、山体高宽比、基岩与上覆地层剪切波速比等关键参数对结构地震响应的影响规律。结果表明：（1）结构响应空间差异显著，周边山体作为天然屏障，对峡谷内部风电塔响应产生了明显的“屏蔽效应”；以谷底测点为例，平原地震波作用下，单一峡谷工况塔顶峰值加速度为1.261 m/s2，当两侧存在矮山和高山时，分别降至1.209 m/s2和1.111 m/s2；（2）地形放大效应具有非线性特征，山顶处风电塔塔顶峰值加速度随山体陡峭程度增加而显著增大，并在高陡山体工况下达到极大值；（3）地层刚度差异放大作用突出，剪切波速比增大会加剧软硬介质间的波场耦合，从而显著增强风电塔地震响应；以山区地震波作用下，高山工况为例，当剪切波速比由1.0增至4.0时，山顶处塔顶峰值加速度由10.81 m/s2增至17.21 m/s2。

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近场脉冲地震作用下的风力机动力响应特性研究

胡磊1, 李英民1, 雷成1, 才增霞1, 2, 杨宏武1, 潘维浩1, 姬淑艳3

振动与冲击. 2026, 45(19): 277-288.

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针对风电机组在近断层地震区服役过程中面临的复合作用环境，基于典型近场脉冲与非脉冲地震动，研究风-震耦合作用下NREL 5 MW风电机组在切入、额定、停机三种运行状态下的结构动力响应。构建考虑风轮-机舱组件动力（Rotor-Nacelle Assembly，RNA）特性的单桩塔架模型，分析运行状态与地震动类型对结构响应的影响。研究结果表明：风电机组的结构响应表现出对地震动类型与运行状态高度敏感，二者耦合显著影响整体抗震性能。方向型脉冲地震动激励整体响应均值最强，滑冲型地震动次之，非脉冲地震动最弱。在方向型脉冲地震动作用下，停机状态引发的结构均值响应最大，而非脉冲地震动的停机状态引发的结构均值响应最小；在滑冲型地震动作用下，不同运行工况下的均值响应差异相对较小。结构响应能量主要集中于主模态频率，方向型脉冲在一阶主模处的响应显著，而非脉冲地震动在二阶主模处的响应显著。建议基于不同运行状态与最不利地震动情形，开展差异化抗震设计，重点强化塔顶、塔中部及基础的分区抗震能力，提升停机状态下的控制能力与韧性水平。

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在役锈蚀型钢混凝土柱抗震性能试验研究

陈宇良1, 2, 3, 肖传远1, 2, 胡强1, 2, 3, 王琦1, 2

振动与冲击. 2026, 45(19): 289-301.

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为研究在役锈蚀型钢混凝土柱的抗震性能，以锈蚀率、配钢形式、轴压比、剪跨比和腹杆间距为变化参数，设计并完成15根锈蚀型钢混凝土柱试件的拟静力加载试验。观察锈蚀柱试件的破坏特征，分析各参数对其抗震性能的影响。研究结果表明：大剪跨比试件发生弯曲破坏，小剪跨比试件发生弯剪破坏与弯剪粘结破坏。试件的滞回曲线呈现较为饱满的梭形；在型钢预先锈蚀后浇筑混凝土的工况下，随着型钢锈蚀率从0增加至10.3%，锈蚀型钢混凝土柱的抗剪承载力明显提升，其中空腹式角钢混凝土柱抗剪承载力提升效果最高，提升了19.1%；增大轴压比、减小剪跨比与腹杆间距，试件抗剪能力提升；减小轴压比与腹杆间距、增大剪跨比，试件变形能力提升；所有试件延性系数在1.6~2.87之间，极限层间位移角均大于2%，具有较好的抗倒塌能力；增大剪跨比是降低锈蚀型钢混凝土柱的损伤发展的最有效途径。

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基于深度学习的框架–核心筒结构地震峰值响应代理建模研究

邢丽丽1, 2, 周颖3, 陈静茹1

振动与冲击. 2026, 45(19): 302-317.

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针对高层框架–核心筒（frame-core tube, FCT）结构抗震分析中非线性时程计算成本高、难以满足快速评估需求的问题，提出一种基于深度学习的结构地震峰值响应代理建模方法。以地震动时程及结构参数为输入，构建卷积神经网络-长短期记忆网络（convolutional neural network–long short-term memory，CNN-LSTM）与卷积神经网络-Transformer（convolutional neural network-transformer，CNN-Transformer）两类混合模型，实现对层间位移角、顶部位移、基底剪力及顶部加速度等关键峰值响应的直接预测。模型通过一维卷积提取地震动时序的局部时频特征，并结合时序编码网络刻画响应的演化规律；同时，将结构参数与地震动固定特征纳入模型输入，实现多源信息的联合表征。为兼顾计算效率与预测精度，采用不同时间窗对输入序列进行处理，构建多种长度的标准化输入形式。结果表明：在相同模型规模下，适当缩短序列长度可显著提高训练效率并增强模型泛化能力；与单一时序模型相比，所提混合模型在峰值预测精度及稳定性方面具有明显优势，其中CNN-LSTM在综合性能与计算成本方面表现更优。该方法能够在保证预测精度的同时显著降低计算成本，为结构抗震性能快速评估及可靠度分析提供了一种有效工具。

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9地震作用下多节装配式综合管廊动力响应机理研究：模拟斜入射大型振动台试验

黄德龙1, 王惠跃1, 许昌路1, 衡奕霖1, 黄浩洋1, 余沙沙1, 岑航2, 黄子渊3, 汤爱平3

振动与冲击. 2026, 45(19): 318-333.

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预制管廊具有大跨度和多接头特征，这些接头会降低管廊的整体性和刚度并影响其抗震性能。地震波通常以某种角度在土体中传播，会对结构的稳定性产生显著影响。然而，现有关于地震波斜向入射的研究大多依赖数值模拟，相关实验研究尚显不足。为弥补这一空白，本文基于振动台试验，模拟地震波斜入射（0°、15°和30°），并设计具有两种不同类型接头的承插式管廊。试验结果表明，管廊-土体系统的动力响应总体随入射角增加而增大；在PGA为0.7g时，由于土体的非线性，部分工况下结构的响应有所减小。管廊接头类型对加速度、土压力和应变响应有较大影响，其中带坡面的接头（O型）抗震性能通常优于无坡面接头（L型），建议接头坡面倾斜角度不超过10°。同时，管廊-土体的相对位移随地震波入射角和PGA的增加而增大。本文提出的试验设计方法及结论可为管廊接头设计和抗震性能评估提供重要参考。

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刊出日期：2026-10-15

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