振动与冲击

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单啸1, 2, 王骑1, 2, 伍波2, 3

振动与冲击. 2026, 45(4): 1-8.

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大跨度悬索桥在不同的主梁架设度下，其颤振主导模态会存在差异，因此关于架设过程中颤振主导模态变化的研究，对结构的颤振安全性具有重要的影响。以一主跨2 300 m闭口箱梁悬索桥为例，对主梁不同架设度下节段模型展开自由振动试验与强迫振动风洞试验，获得颤振临界风速与颤振导数，基于双模态耦合闭合解法对主梁架设过程颤振性能展开分析，探究架设过程颤振主导模态的演化过程。研究结果表明：在主梁架设度为58%以前，颤振由正对称模态组合控制，在主梁架设度为58%~66%的过渡区间，颤振主导模态逐渐由正对称模态组合变为反对称模态组合，在主梁架设度为66%以后，颤振由反对称模态组合控制；颤振主导模态发生转变是因为反对称模态组合耦合气动阻尼的快速下降；在颤振主导模态转换时，反对称模态组合运动相位差急剧下降，竖向运动突然滞后于扭转运动，扭转运动能量占比发生明显的下降，运动耦合程度加强，气动体系对于能量的耗散加剧。

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实测应变数据驱动的悬臂梁动态位移重构研究

郝克明1, 张庆2

振动与冲击. 2026, 45(4): 9-16.

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动态位移对于评估结构安全性能具有重要意义，在实际工程中直接测量结构位移往往是比较困难或代价昂贵的。提出了一种使用应变响应重构悬臂梁结构动态位移的方法，该方法首次定义了不同结构曲率符号和标准侧判断准则，并使用随机子空间算法计算参与振动的应变振型，解决了振型叠加法计算流程不清晰和所需测点数较多的问题。接着通过积分得到相应的位移振型，由应变数据和应变振型求解出模态坐标时程，最终得到动态位移。通过悬臂梁的数值模拟和参数分析说明了所提方法的有效性，结果表明在只有4个应变测点的情况下误差仅有1.21%。最后，通过模型试验进一步验证了所提方法的可行性，结果表明最大误差在2.00%左右。所提方法仅需布置少量应变测点即可重构出任意位置的动态位移，可为悬臂类结构的变形测量提供新思路。

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螺旋管式液力惯容器非线性力学特性研究

夏令辉, 刘华明, 许小伟

振动与冲击. 2026, 45(4): 17-24.

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为研究螺旋管式液力惯容器的非线性力学特性，建立了其非线性动力学模型，并通过AMESim仿真和台架试验验证了模型正确性。分析了螺旋管结构参数、工作液体属性及液压缸内泄漏对惯容器作用力的影响，探讨了阻尼力、惯性力特性及失效状态。结果表明：惯容器作用力由惯性力、流体寄生阻尼力和摩擦力构成，流体寄生阻尼力是主要非线性来源。惯容器作用力随螺旋管直径减小、长度增加或粗糙度增大而增大，管壁厚度无影响。橡胶软管相较于金属管对作用力有衰减性。高密度、高黏度工作液体可增大作用力，但高黏度同时会增加摩擦力。活塞杆直径减小会增大作用力，液压缸内泄漏量增大会减小作用力，内泄漏过量将导致装置失效。研究结论为液力惯容器优化设计提供了理论依据。

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CFRP布加固输电铁塔角钢轴压承载力试验研究

姜岚1, 2, 路静珂1, 2, 胡安龙3, 熊炜4, 张华刚5, 李林杰1, 2

振动与冲击. 2026, 45(4): 25-37.

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为研究CFRP（碳纤维）布加固输电铁塔角钢的轴压承载力性能，本文开展了一组未加固试件与五组加固试件的轴压试验。分析了角钢的破坏形态、荷载-位移关系及荷载-应变关系。基于经试验验证的有限元模型，进一步探讨了不同铺层角度、粘贴层数、粘贴长度以及试件长细比对轴压承载力的影响。结果表明：试件破坏形式以整体失稳屈曲为主；经CFRP布加固后，角钢试件的轴心受压极限承载力试验值显著提升，增幅可达20%以上；当纤维铺层方向与试件轴向一致时，加固效果最佳；建议CFRP布粘贴长度取试件长度的75%，粘贴层数为两层。在此基础上，基于等效刚度法推导了加固试件极限承载力的理论计算方法，与精细化数值模拟结果对比表明，该理论方法精度较高，误差在10%以内。

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弹性壁面附近气泡脉动非线性特性研究

王寻1, 2, 胡承昊2, 李蕊3, 苏庆刚1, 邵朝晖4

振动与冲击. 2026, 45(4): 38-50.

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包膜气泡被广泛应用于医学超声成像和靶向送药等领域，掌握不同环境中包膜气泡的动力学特性具有重要意义。本研究对弹性壁面附近包膜气泡的动力学方程进行数值求解，基于计算结果研究了塑料、生物组织和铝三种壁面对气泡脉动的影响。研究中借助庞加莱分析法和分岔图对气泡脉动非线性特性进行了重点讨论。研究表明与自由气泡相比，塑料和生物组织这类柔性壁面会使得气泡出现非线性分岔和混沌所需要的驱动声压幅度升高，而铝壁面这类硬质壁面则效果相反。由频率响应相关分析可知，柔性壁面会减弱气泡脉动混沌程度，且使得气泡谐振频率向高频偏移，而硬质壁面则会增强气泡脉动混沌程度，并降低气泡谐振频率。随着气泡与壁面距离的增加，塑料壁面附近的气泡脉动非线性程度增强，而铝壁面附近的气泡非线性程度减弱。但随着壁面厚度的增加，塑料壁面和铝壁面附近气泡脉动的非线性程度总体上均有所增强，且铝壁面附近气泡非线性程度的增强更为显著。另外，气泡到生物组织壁面的距离和生物组织壁面的厚度对气泡脉动影响较小。上述研究为不同壁面附近包膜气泡脉动的控制提供了理论支持，有利于促进包膜气泡在多种场景下的应用。

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基于参数优化的VMD和CWT结构密集模态参数识别

赵丽洁1, 2, 3, 孙子一1, 王昊3, 4, 解咏平2, 练继建1, 3

振动与冲击. 2026, 45(4): 51-60.

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针对变分模态分解的模态分解数K及二次惩罚因子α难以确定和连续小波变换对结构密集模态参数识别精度不高的问题，提出了一种基于参数优化变分模态分解（VMD）与连续小波变换（CWT）相结合的结构密集模态参数识别方法。以能量集中度（Ec）与互信息（MI）构建全新综合目标函数，引入蜣螂算法（DBO）自适应地搜寻最佳[K，α]参数组合；其次，基于最优[K，α]参数组合，对具有密集模态的振动响应信号进行VMD，结合皮尔逊相关系数（Corr）指标筛选有效模态分量；最后，对有效模态分量进行CWT识别结构的模态频率和模态阻尼比。通过四自由度密集模态系统仿真算例表明，相比传统CWT算法，参数优化VMD结合CWT的方法，识别结构的密集模态参数精度更高，并具备一定的抗噪声性能；五层框架结构模型试验进一步验证了所提方法的实用性。

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基于多种学习算法与液压支架尾梁振动信号的煤矸多分类识别研究

杨扬, 王玉昆, 曾庆良

振动与冲击. 2026, 45(4): 61-72.

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煤与矸石的精准识别分类是实现煤矿综放智能化开采的关键技术，对提高煤炭开采效率与品质有着至关重要的作用。针对当前煤矸二分类识别技术仅能将目标样本简单划分为可放类与关停类，无法实时监测煤矸流动混合比例等问题，本文进行煤矸多分类识别任务研究。首先，搭建煤矸冲击滑移试验台，进行不同煤矸混合比的样本调配用于煤矸冲击滑移试验，通过DHDAS动态信号分析系统采集可用于识别训练的样本数据。其次，将采集到的样本数据按其含矸率划分为四种类别，并对其进行信号预处理与特征提取，分别构建有效原始信号矩阵数据集和特征矩阵信号数据集。然后，将不同的数据集分别与多种识别算法结合，构建多个煤矸识别训练模型，开展煤矸多分类识别训练。最后，基于多个训练模型的识别结果进行分析，以其识别准确率为评判标准，寻找出最优数据集与分类算法的组合模型。结果表明，识别效果最好的组合为Resnet与有效原始信号矩阵数据集，单次识别准确率最高为97.3%，平均准确率为91.92%，证实了煤矸多分类识别研究的可行性，为实现煤矿综放智能化开采的实时监测提供了技术支撑与理论依据。

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导轨激励形式对电磁弹射微重力装置振动响应的影响研究

李旭1, 胡俊雄2, 马名中3, 4, 李卫超3, 4, 王开元1, 马卫华1

振动与冲击. 2026, 45(4): 73-82.

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电磁弹射微重力装置在运行过程中由导向轮、电机等因素引起的振动将直接影响装置运行稳定性和微重力水平。导轨激励是引起装置振动的关键因素。依据装置技术特点建立了动力学模型，讨论了导轨结构特征，引入正弦、阶跃、三角和脉冲4种激励形式来模拟导轨不平顺，进而仿真计算了不同激励下装置的动力学响应。结果表明：装置具有较好的隔振效果，外舱的振动加速度幅值约为电机的1/10；在不同导轨激励下装置水平振动明显，其中阶跃和脉冲激励下的振动较大，工程中需要严格控制导轨接头处的平顺度；外舱在脉冲激励下的振动频率较大，总体上外舱振动频率和分布范围小于电机。

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圆窗激振式人工中耳电磁作动器设计参数对其性能影响

陈文婷1, 刘稳2, 3, 赵禹1, 饶柱石4, 周雷5, 黄新生5, 刘后广1

振动与冲击. 2026, 45(4): 83-90.

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为研究电磁作动器关键设计参数对圆窗激振式人工中耳听力补偿的影响，构建了作动器-人耳有限元模型。模型人耳部分基于新鲜的人类颞骨标本，采用CT扫描和逆向成型技术建立，通过与实验数据对比验证了模型的可靠性。作动器部分模拟了内部机械结构，通过耦合器与人耳部分耦合，其响应及人耳激振特性通过试验进行了验证。基于该模型，通过改变电磁作动器及其耦合器的关键设计参数，对比分析了镫骨响应特性，研究了其对圆窗激振听力补偿的影响。结果表明:电磁作动器的永磁体质量越大，其在低频段范围内对圆窗激振听力补偿的增益越显著，而对其他频段的影响无显著差异；电磁作动器的外壳质量越小，其在中高频段范围内对圆窗激振听力补偿的增益越显著，对其他频段的影响无显著差异；耦合器端部截面尺寸越大，其在全频段范围内对圆窗激振听力补偿的增益越显著。

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基于多次密度聚类分簇的结构模态参数自动识别

李翠1, 黄侃1, 曾旻赛2, 徐思东2, 伍晓顺2

振动与冲击. 2026, 45(4): 91-102.

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为更好满足工程结构的长期监测需求，提出一种基于多次密度聚类分簇的模态参数自动识别方法。该方法采用协方差驱动随机子空间法计算模态信息，并主要经历四个阶段：稳定图清洗、模态分簇、模态代表值提取和真假模态簇辨别。在稳定图清洗阶段，运用阻尼比-复共轭对硬准则、模态能量水平软准则和仅考虑频率距离的第1次密度聚类剔除虚假模态。在模态分簇阶段，先仅考虑频率距离进行第2次密度聚类以形成多条稳定轴，再针对各条稳定轴分别进行仅考虑振型距离的第3次密度聚类。在模态代表值提取阶段，选择各簇阻尼比中位值对应的模态作为代表模态。在真假模态簇辨别阶段，基于各簇振型代表值之间的相似度进行互斥式真簇筛选。应用k-means聚类法先循环剔除位于不同稳定轴的假簇，再循环剔除各条稳定轴内的假簇。真簇对应的模态代表值即为最终的模态识别结果。分析表明：本文方法能够有效清洗稳定图和提升模态簇的频率与振型相似度，从而保证弱模态识别精度。此外，本文方法两个关键参数（物理模态估计数量和最大系统阶次）的取值范围较宽，有利于避免出现模态遗漏和虚假模态。

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分体双箱梁涡激振动特性：一种强迫与自由振动结合的数值方法

段青松1, 陈浩男1, 冉欣平1, 马存明2, 3

振动与冲击. 2026, 45(4): 103-108.

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分体双箱梁的涡激振动性能在大跨度桥梁抗风设计中具有重要意义。本研究通过提出一种强迫振动与自由振动结合的数值分析方法预测涡激振动性能，即：根据强迫振动方法初步确定涡振风速区间，采用自由振动分析方法确定涡激振动幅值，并分析分体双箱梁断面的涡激振动性能及机理。通过对比风洞试验结果，验证了该数值分析方法的可行性。该方法为主梁涡振性能预测与分析提供了新的思路。结果表明：中央开槽是诱导涡激振动的一个重要因素；在+3°风攻角下，开槽两侧的导流板使主梁竖向涡激振动最大振幅减小50%。这是因为上、下游旋涡与开槽部分的气流相互作用，在开槽与下游箱梁桥面存在较大旋涡，开槽出导流板使大部分上游旋涡向下游移动，下游桥面的旋涡消失，优化了主梁的涡振性能。

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基于ANCF法的高速铁路接触网接触悬挂系统找形研究

贾传果1, 2, 3, 谭牟3, 赵进级3, 张智强3, 陈奋飞4, 杨佳4

振动与冲击. 2026, 45(4): 109-119.

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高速铁路接触网作为结构复杂的架空输电系统，在风荷载、地震作用、弓网耦合作用等情况下会产生动力响应，进行接触网接触悬挂系统的动力响应分析已经成为该领域研究的热点问题。接触悬挂系统的初始找形分析是接触网动力分析的基础，初始找形结果的准确性对动力分析至关重要。文章基于绝对节点坐标法（ANCF法）和牛顿迭代法对悬链线悬挂系统进行找形研究。在研究过程中需先建立ANCF静力学平衡方程，并在此基础上确定牛顿迭代的基本方程和变量，而后通过单根索的找形结果验证此法的可靠性，最后分别对一跨标准模型与一个实际的多跨接触网接触悬挂系统进行找形研究，将二者吊弦长度的计算结果与欧洲标准EN50318-2018中的参考数值进行对比计算后发现相对误差均不超过0.2%，验证了本找形方法的准确性和实用性。

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基于Lamb波-转移熵的钢板概率损伤定位成像方法

李梦桐, 陈龙, 何建, 孙晓丹

振动与冲击. 2026, 45(4): 120-128.

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Lamb波因其传播距离远、对损伤敏感等特点被广泛应用于金属薄板的健康监测和损伤定位，针对多路径概率损伤成像算法因需布置大量传感器导致计算复杂度高的问题，提出一种以Lamb波信号间转移熵值为损伤指标并利用多点椭圆法进行有效路径筛选的损伤概率成像方法。采用ABAQUS建立钢板模型，将钢板接收到的Lamb波无损信号到受损信号的转移熵值作为损伤指标，利用多点椭圆法确定损伤大致区域，筛选经过该区域的传感器路径为有效路径，累加有效路径上的损伤指标，实现损伤定位成像，并进行了实验验证。结果表明：经过该方法筛选出的有效路径数量比全部检测路径数量减少了86.1%，且损伤成像结果与实际损伤位置吻合，能够准确识别钢板结构的损伤位置。

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跨介质航行体喷气入水降载方法饱和通气量优化研究

房玲1, 冯和英1, 2, 彭叶辉2, 3, 陈志鹏1, 李志君3

振动与冲击. 2026, 45(4): 129-139.

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跨介质航行体头部喷气入水被证明是一种高效可调的主动降载方法，但维持较高降载效率需耗费大量气体，不利于实际应用。为降低喷气入水降载方法的饱和通气量，基于VOF (volume of fluid)多相流模型，研究了通气量对喷气入水降载效率的影响规律，探讨了航行体改形对饱和通气量的优化作用，并进一步分析了改形优化通气量的内在机理。研究表明，增大通气量可提升喷气入水降载效率，但存在饱和通气量，如基准模型以50m/s的速度入水，当通气量增至25.5g/s时，生成的空泡已完全包裹航行体，再继续增大通气量，降载效率增益将低于1%；对航行体肩部进行改形有助于降低饱和通气量，甚至还可以进一步增强基准模型的减阻降载优势，合理的肩部改形设计可将饱和通气量降至25.0g/s以下；航行体肩部改形能降低饱和通气量一方面源于主被动降载方法优势的叠加，另一方面则是由于肩部改形有优化空泡内涡量分布、保障纵向流优势等流动调控作用，有助于改善空泡边界层的不稳定性和内部的流动分离现象，增强空泡的抗压能力。

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冲击载荷下含不确定参数的间隙机构刚柔耦合动力学分析

陈修龙, 辛辉, 董子阳

振动与冲击. 2026, 45(4): 140-151.

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多连杆机构广泛应用于工业领域，但冲击载荷作用下的干摩擦间隙以及系统参数的不确定性会显著影响机构的动力学性能，导致多连杆机构运动精度下降、振动加剧、磨损加快和控制困难。针对这一问题，本文以混合驱动的九连杆机构为研究对象，开展了冲击载荷下含区间不确定参数的干摩擦间隙机构刚柔耦合动力学研究。首先，利用拉格朗日乘子法推导了确定参数下干摩擦间隙机构的刚柔耦合动力学方程，并采用Runge-Kutta方法求解，分析了冲击载荷对机构刚柔耦合动力学响应特性的影响，并通过试验验证了模型正确性。在此基础上，进一步建立了考虑间隙值和摩擦系数为区间不确定参数的刚柔耦合动力学模型，采用Chebyshev多项式区间不确定算法，研究了不确定参数对机构动力学响应特性的影响，并通过扫描法验证了理论模型和数值结果的有效性。研究成果可为含干摩擦间隙多连杆机构的优化设计与精度保障提供理论依据。

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引水隧洞下穿供水管爆破振动特征分析与安全控制

宗琦, 郭建, 汪海波, 张文涛, 王梦想

振动与冲击. 2026, 45(4): 152-165.

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引水隧洞钻爆施工可能危及临近供水管。为评估和控制爆破振动负面效应，首先对现场爆破施工激发的振动波进行了监测分析。其次使用有限元软件建立数值计算模型，探究了供水管轴向和危险截面上峰值振速、峰值等效应力传播演化特征，构建了引水隧洞下穿供水管爆破施工振动安全判据。最后对实测峰值振速分布形式进行假设检验，推算了考虑概率的安全药量。结果表明：供水管内爆破振动强度随比例距离增大而降低。三个方向中，垂向振动的强度最大、衰减速率最快、传播方向性最清晰，且垂向振动能量分布的频率范围更集中。管壁上爆破振动能量主要集中在中高频，在低频和高频能量累积较少。沿着供水管轴向，X方向各测点振动强度先增大后减小，Y、Z两方向振幅持续衰减。在危险截面上，供水管迎爆侧振动强度显著大于背爆侧，最低点振动最剧烈但峰值等效应力较小。水对供水管管壁振动有阻尼作用，水位越高减振越明显。振动波在花岗岩中传播时的能量衰减快于在凝灰岩中传播，Y方向振动对围岩的变化更为敏感。根据峰值合振速和峰值等效应力之间的关系，计算得出供水管振速安全阈值为9.24cm/s。分布假设检验结果显示，现场爆破振动峰值振速的分布形式更加贴合t分布。基于t分布对安全段药量计算公式进行了改进，使用考虑概率的改进公式推算安全药量提升了爆破振动控制的可靠度。

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苛刻环境下高耸烟囱同向折叠定向爆破拆除失稳运动研究

贾海鹏1, 刘玉华2, 张英才3, 宋倩倩1, 赵小华4, 赵浩楠4, 高帅杰5, 于建新3, 褚怀保3, 张果6

振动与冲击. 2026, 45(4): 166-177.

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针对苛刻环境下高耸构筑物群安全拆除的技术难题，本项目以郑州新力电厂1座210m双筒烟囱爆破拆除为背景，提出了“同向折叠定向爆破”技术，取得以下成果：①建立基于倾覆力矩时程动态分析的“高位双切口同向折叠”精准控制方法，以倾覆力矩零点与斜率为判据对模型进行延时优化，通过6s精确时序起爆控制，使210m烟囱爆堆长度缩减65%，为密集环境高耸构筑物爆破拆除提供新思路。②构建双切口时序作用动态倾覆弯矩理论模型，定量揭示结构失稳临界条件，使上部切口形成时拉/压应力安全裕度分别达3.1倍和206%，倾覆弯矩超抗矩29%；下部切口形成时拉/压应力安全裕度分别达3.2倍和110%，倾覆弯矩超抗矩34.6%，形成“边倾倒边下座”可控运动模式，消除了反向倒塌风险。③通过动态调控技术与力学理论相结合，突破200m级高耸构筑物群空间约束限制，实现切口定位精度和爆堆控制精度分别达±0.5m和±5%的爆破效果。

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摆杆式锻造操作机悬挂机构动态缓冲特性研究

张起樑1, 张苗苗2, 杨晓波1, 杨晋1, 张玉辰1, 丁旺才1

振动与冲击. 2026, 45(4): 178-190.

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针对摆杆式锻造操作机作业时受到大负载、强冲击的问题，对其大车行走系统进行了分析，构建了大车行走部参数和制动加速度关联模型；通过对摆杆式锻造操作机悬挂机构缓冲缸的液压控制回路进行分析，求得了缓冲缸的动态负载，明确了缓冲刚度和阻尼与液压参数之间的匹配规律；利用拉格朗日法建立了平升降和制动工况下悬挂机构的动力学微分方程，分析了两种工况下系统的响应情况；在对刚度与阻尼的时变特性进行分析的基础上，通过数值分析和多体动力学仿真研究了平升降和制动工况下锻件振动抑制与缓冲刚度、阻尼以及蓄能器参数的关系。研究结果表明，在负载允许范围内适当增大缓冲刚度和阻尼能缩短系统振动衰减时间，提高缓冲性能，对应的应增大蓄能器初始充气压力，减小初始充气容积；对比数值分析和仿真结果，考虑摆杆式操作机各部分质量后，悬挂系统收敛时间增加而振幅减小。该研究成果为摆杆式操作机结构设计、参数优化和蓄能器选型提供了参考。

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蜂窝结构对极窄脉宽载荷防护效果的考核实验研究

随亚光, 陈博, 仵可, 徐畅, 徐海斌, 董鹏举, 王等旺, 李进

振动与冲击. 2026, 45(4): 191-197.

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高空强X射线辐射在空间目标表面会产生热击波，具有载荷脉宽窄、峰值高，且在辐照范围内同步性高等特点，可能对结构造成严重损伤。蜂窝结构具有密度低、高吸能等优点，被广泛用于冲击防护。文章基于光敏炸药加载实验技术，设计了蜂窝结构对热击波防护效果的考核实验方法，将光敏炸药均匀的喷涂在1mm厚薄铝板上作为加载源，光敏炸药的面密度为40mg/cm2，成功实现了加载载荷峰值约为189MPa、脉宽小于5μs、加载面积为16cm×16cm、载荷同步性优于3μs的极窄脉宽载荷模拟。开展实验研究了不同厚度蜂窝板对极窄脉宽载荷的防护效果，测量发现经过不同厚度蜂窝结构缓冲后，冲击波首峰峰值降低幅值均超过80%以上，且随着蜂窝厚度增加，降低幅值增大。实验结果表明设计的考核方法可行，蜂窝结构在空间目标防护方面具备较好的应用前景。

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不同桥型下飞机着陆跑道桥冲击效应对比研究

江辉1, 2, 李翊萱1, 曾聪3, 张亮4, 赵星燕5, 孙耀宗6

振动与冲击. 2026, 45(4): 198-209.

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本文选取波音737-800着陆两类多跨长联跑道桥作为研究对象，基于联合仿真技术建立机-桥耦合模型，首先以冲击系数为指标，系统研究不同飞机着陆状态和桥梁结构参数下刚构跑道桥冲击效应，并将其与连续梁跑道桥对比。结果表明：飞机着陆刚构跑道桥和连续梁跑道桥冲击系数随两类参数的变化趋势相近，但前者总体较后者更大，这是由于刚构桥整体刚度更大。从分布区间来看，前者主要分布在0.50~0.80，后者则分布在0.20~0.60。随后，基于正交试验法系统评估了飞机着陆两类跑道桥冲击效应的多参数敏感性排序。研究表明：对于刚构跑道桥，着陆质量的影响最为显著，其次为接地速度和着陆俯仰角；而对于连续梁跑道桥，下沉速度是最主要的影响因素，其次为着陆滚转角和接地速度。

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高填方大跨度明洞回填压实加速度响应研究

禄云华1, 李盛1, 陈智刚1, 张柯2, 郑伟3, 易迪青3

振动与冲击. 2026, 45(4): 210-220.

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高填方明洞结构穿越沟谷山区，然后通过回填实现机场、高铁和城市轨道交通一体化。为了明确明洞结构周围振动压实动力响应特性，本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法，对明洞结构加速度响应及安全系数进行分析。结果表明：对于回填土体，其压实效果与虚铺厚度和碾压遍数呈正相关，且碾压6遍即可达到理想的压实效果；对于明洞结构，在振动荷载在结构两侧移动过程中，横向、竖向加速度衰减规律相似，横向加速度比竖向加速度响应更为突出，各工况横向加速度衰减百分比分别为63.4%、57.1%、41.3%和24.8%，振动波在土中的平均衰减率约为8.2%/m；结构顶部则是竖向加速度响应更为明显，振动峰值加速度随着填土高度的增加而降低，大型振动压路机加速度衰减呈现非线性规律，单机最大衰减量约为每10cm衰减110mm/s2，双机约为142 mm/s2，即填土介质对振动能量的传播的耗散作用随着填土高度变化逐渐增强，随着填土厚度增加，振动波传播路径延长，土颗粒间摩擦耗能作用显著增强；数值分析和现场试验各工况误差基本在10%以内，振动响应的负面影响具有明显的空间局限性，主要集中影响距离振源较近的结构部位，对于距离振源较远的结构部位，结构安全系数在振动峰值时刻基本保持不变或变化极小，表明振动能量随距离迅速衰减。该研究可为类似工程提供参考。

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化能瞬态气胀致裂器破岩特性研究

曾韬1, 俞缙1, 付晓强2, 胡家振1, 戴良玉3, 陈新泉4

振动与冲击. 2026, 45(4): 221-231.

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针对传统炸药爆破技术在安全与环保方面的应用局限，开展了对一种基于化学产气原理的新型非炸药破岩装置—化能瞬态气胀致裂器的研究，采用理论分析、模型实验及数值模拟相结合的方法，探究其破岩特性与作用机理。从理论层面阐明了该装置的核心作用机制在于通过毫秒级爆燃反应产生准静态气体膨胀压力，并以此持续性压力驱动岩体拉伸致裂。通过混凝土模型对比实验发现，在同等装药量条件下，尽管致裂器产生的峰值应变仅为炸药的1/9至1/2，但其通过延长能量作用时间获得了与炸药相当的应变冲量，最终实现了相似的宏观破碎效果。基于现场实验数据构建并验证了数值模拟模型，模拟结果揭示了致裂器以“低压、长时、准静态”的加载模式将能量高效集中于裂纹扩展而非孔壁压碎，从而保障了主裂纹的有效贯通；在经验证模型参数的基础上，进一步开展参数化研究，明确了峰值压力与压力加载速率对岩体宏观破坏模式的关键影响。研究结果可为该新技术的工程应用与参数优化提供理论参考。

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底层柱中可抬升自复位-摇摆框架抗震性能研究

戴柏豪1, 郭艳2, 连鸣1, 3, 苏明周1, 3, 周玉浩1

振动与冲击. 2026, 45(4): 232-244.

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摇摆体系在实现震后复位功能时易受二阶效应引发的倾覆失稳制约，现有柱脚抬升式自复位结构难以平衡位移需求与抗倾覆稳定性之间的矛盾。针对这一问题，本研究提出底层柱可抬升自复位摇摆框架（CMURF），通过将抬升节点优化至底层柱中形成双曲率变形机制，有效协调位移需求与抗倾覆稳定性。基于一次1/2缩尺试件的拟静力试验与13组足尺数值模型（参数涵盖摇摆框架高度与跨度、预拉力、阻尼器布置），揭示了CMURF体系的抗震性能与调控机理：试件滞回曲线呈现典型双旗型特征，表现出良好的承载力、自复位能力与损伤可控性，竖向剪切位移主导耗能系统发挥耗能性能；摇摆框架几何参数通过改变结构力臂显著影响CMURF的抗侧性能，增加高度会降低结构的承载力、刚度与耗能效率，增加跨度则具有反向效果；钢绞线初始预拉力主要调控自复位能力，对承载力与刚度的增益效果有限，并可在较低预拉力水平下降低耗能效率；优化LYP225锥形钢棒阻尼器（LYP-WHP）布置方式可提升耗能效率；为实现CMURF复位能力与耗能效率的协同优化，并使关键构件保持弹性，建议自复位系数SC取1.52~2.25，高跨比取1.8~3.63。

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灌浆缺陷对预制拼装桥墩抗震性能的影响研究

周敉1, 李嘉航1, 申心力2, 杨凯3, 王帅3

振动与冲击. 2026, 45(4): 245-258.

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为研究灌浆不饱满缺陷对装配式桥墩抗震性能的影响，制作了三组灌浆套筒连接件并进行拉拔试验，根据试验结果设计了现浇单柱桥墩、灌浆饱满的装配式单柱桥墩和有灌浆缺陷的装配式单柱桥墩等试件，并开展拟静力试验。此外，建立了经试验验证的有限元桥墩模型，并针对灌浆缺陷的长度、位置和数量进行拓展参数化分析。结果表明：灌浆套筒连接件的灌浆缺陷长度超过2.5倍钢筋直径时，破坏模式将发生改变；采用灌浆套筒连接方式将使桥墩试件的极限承载力下降6.8%，而灌浆缺陷会使结构的卸载刚度降低。为使存在灌浆缺陷的桥墩仍有足够抗震性能，应保证灌浆缺陷的长度小于2倍钢筋直径、灌浆缺陷套筒数量占比小于40%、缺陷位置不出现在装配端中部和端部，此时装配式单柱墩的累积滞回耗能降低量可小于10%。

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多柱式桥墩超宽节段拼装盖梁抗震性能研究

杨靖宁1, 邓开来1, 2, 付晓3, 许宇新1, 徐腾飞1, 2

振动与冲击. 2026, 45(4): 259-264.

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构件轻型化、设备便携化是预制装配式桥梁重要的发展方向。为实现超宽市政桥梁的轻量化建造，本文提出了多柱式桥墩的盖梁横向分段装配建造方案，将跨度40 m的超宽盖梁分为3个预制节段，之间采用C50后浇带连接，由此实现了40 m超宽盖梁的轻量化装配建造。为探究地震下多柱式桥墩超宽盖梁的性能，本文建立该盖梁的精细化数值模型，通过增量动力分析，得到了盖梁预制节段与后浇带间界面的结构行为，发现新旧混凝土界面依然是拼装盖梁的损伤薄弱部位，界面开裂降低了盖梁刚度，墩柱之间耦合作用减弱。大震作用下，界面开合宽度不超过1.0 mm，且震后界面自动闭合。此外，预制拼装盖梁方案下的墩顶位移、支座变形等宏观响应与现浇桥墩较为接近，墩底剪力、墩身应变有部分降低，表明节段拼装盖梁方案基本达到“等同现浇”的性能目标。

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弹塑性算子引导的数据驱动钢材本构模型

李怀满1, 2, 杜轲3, 骆欢1, 2

振动与冲击. 2026, 45(4): 265-274.

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结构抗震分析中，钢材的力学性能对模拟结构在循环荷载下的非线性响应具有决定性影响。经典的钢材本构模型虽能够准确描述材料的弹塑性力学行为，但需要确定的模型参数通常较复杂且需要大量试验进行标定。而基于数据驱动的本构模型能解决参数标定问题，但这类模型的切线刚度通常难以直接获取，进而无法用于有限元分析。为此，本文提出了一种弹塑性算子引导的数据驱动钢材本构模型(DD-PIHC)，该模型构造简洁、参数规模较小、能借助弹塑性算子输出切线刚度，可直接嵌入纤维梁柱单元用于框架结构有限元分析。给出了DD-PIHC与纤维梁柱单元结合的状态更新算法。基于多种不同种类的钢筋应力-应变试验数据对模型进行验证，通过与RNN模型以及OpenSees平台中Steel02本构模型的模拟结果进行对比，证明了本文模型在捕捉材料本构行为方面具有更高的精度与计算效率。在此基础上，将该模型应用于三层钢框架结构的拟静力循环加载分析中，验证了其用于结构非线性分析的有效性，为后续结构抗震性能优化设计提供了可靠的分析工具。

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基于CA-BiTrans的风电机组叶片结冰不平衡无监督检测方法

郁启华1, 徐振丽2, 唐细致1, 吴爱民1, 唐贵基2

振动与冲击. 2026, 45(4): 275-285.

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风电机组长期运行于低温高湿环境中时，叶片易结冰，严重影响发电效率。针对现有研究多集中于单风机，且样本采集中结冰数据高度不平衡，本文提出基于卷积注意力的双向Transformer无监督域适应模型（Convolutional Attention-bidirectional Transformer，CA-BiTrans），用于跨风机叶片结冰检测。首先，对风机SCADA数据预处理，剔除无效数据，以皮尔逊相关系数筛选与结冰机理密切相关的参量。然后，将数据输入CA-BiTrans模型，从全局与局部角度高效提取跨通道特征。最后，融合类敏感与局部最大均值差异损失，设计域适应策略，通过动态调整权重解决不同风机间的类不平衡与特征偏移问题。工程数据验证表明，所提方法在跨风机结冰诊断中表现优异，最高精度达99.12%，显著优于CNN、DAN、VIT和SDAGN模型，为多风机叶片结冰检测提供了有效方案。

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基于MOMEDA结合软阈值处理的行星轮轴承故障诊断

张璇1, 龚廷恺2, 李志农3, 陈姜一1, 陈亮清1, 陈之林1

振动与冲击. 2026, 45(4): 286-295.

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针对强背景噪声下行星轮轴承故障特征难以提取的问题，提出了一种基于多点最优最小熵卷积调整（Multipoint Optimal Minimum Entropy Deconvolution Adjusted，MOMEDA）结合软阈值处理的故障诊断方法。首先，通过MOMEDA处理故障信号得到多个通道的滤波器信号；然后对各通道的信号利用软阈值降噪提取故障脉冲；再利用多点峭度（Multipoint Kurtosis，MK）和峰值因子（Crest Factor，CF）分别选择故障周期T和最优滤波器长度L，完成MOMEDA最优参数的选取；最后以最优参数组合[T,L]下的MOMEDA处理结果进行包络分析，完成故障诊断。仿真分析和实验案例表明该方法能够有效地完成复杂信号的故障特征提取。通过对比分析发现：本文所提方法选择的参数组合[T,L]是最优的，且该方法相比最大相关峭度解卷积（MCKD）和集合经验模态分解（EEMD）具有更好的特征提取效果。

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水下航行器低频结构噪声预报建模方法研究

严海1, 2, 步春阳2, 文立华1, 王谦2

振动与冲击. 2026, 45(4): 296-303.

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本文以某水下航行器为研究对象，采用“自下而上、逐级建模、层层验证”的建模思路，研究了水下航行器典型连接结构的有限元建模方法，逐级建立了水下航行器的组件级、舱段级和产品级有限元模型，并通过模态试验对模型进行了逐级验证；在此基础，基于有限元-边界元法建立了水下航行器低频结构噪声预报模型，预报了其低频结构噪声。与实测值相比较，预测值在1/3倍频程内的最大误差为4.4dB，说明该预报方法有效可行，可用于水下航行器的低频结构噪声预报。

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轮毂电机驱动系统振动噪声分析与主被动一体化控制

苏辉, 徐杰, 裘晓明

振动与冲击. 2026, 45(4): 304-314.

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瞬态工况下由转矩波动引起的Clunk噪声是轮毂电机驱动系统主要振动噪声问题之一，较大的转矩波动会使驱传动系统产生扭转振动，严重影响乘坐舒适性和安全性。因此，开展轮毂电机驱动系统Clunk噪声研究，对于提升系统NVH性能具有重要的工程意义。以内转子永磁同步轮毂电机驱动系统为研究对象，分析了整车测试过程中出现的Clunk噪声产生机理。通过台架试验研究，发现电机齿槽转矩引起齿与齿之间的冲击振动是导致Clunk噪声的主要原因。基于Masta软件建立了轮毂电机驱动系统的多体动力学分析模型，通过试验数据结论验证了模型的有效性。利用控制变量法，分析了各参数对Clunk噪声的影响。通过关键参数影响因素分析，得出转速大小和齿槽转矩大小对Clunk噪声的影响较大，提出了通过降低齿槽转矩来抑制Clunk噪声的控制方案。通过转子斜极优化和谐波电流注入的方式，能够将转矩波动从3.8Nm降低至0.24Nm，达到了提升Clunk噪声的声品质的效果。通过优化后的样件NVH试验，Clunk噪声水平明显降低，主观测评为可接受。解决了实际工程问题，提高了轮毂电机驱传动系统的NVH 性能。

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2026年, 第45卷, 第4期　
刊出日期：2026-02-28

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