振动与冲击

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李金钰, 黄鹏

振动与冲击. 2026, 45(5): 1-12.

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针对5 MW Spar式海上风力机在复杂海况下的多频段振动耦合问题，提出一种新型双位置低频非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)控制系统。在平台底部设计分数幂次刚度低频NES以抑制0.010 0~0.100 0 Hz低频振动，在机舱下部布置双稳态宽频NES以控制0.200 0~2.000 0 Hz中高频振动。建立风-浪-流耦合作用下Spar平台-塔架-机舱-双位置NES系统非线性动力学模型，采用复变量平均法和多尺度分析推导慢变动力学方程，并以此为基础提出了双位置NES参数优化方法。数值仿真表明:在额定工况下，双位置NES系统可使平台纵荡响应降低9.5%，纵摇响应降低15.3%，机舱加速度降低27.2%;在极端海况下仍保持稳定的控制效果，且展现出相对调谐质量阻尼器更宽的控制频带和更好的鲁棒性。

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尾座式垂直起降无人机着陆稳定性判别与优化

齐浩1, 2, 魏小辉2, 聂宏2, 彭一明2

振动与冲击. 2026, 45(5): 13-26.

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针对尾座式垂直起降无人机由于机尾坐立式着陆导致的稳定性不足及起落架功能局限问题，通过建立纵向非线性动力学模型，揭示了起落架触地阶段的动态失稳机理，创新性引入翻转能量判据及归一化稳定性裕度方法，实现了多参数耦合下系统稳定性的量化评估与失稳边界的有效辨识。在此基础上提出了基于结构-功能一体化的自由尾翼解决方案，该装置在巡航阶段可将飞翼布局转换为双尾撑布局，显著提升气动效率并降低附加阻力，起降时则作为自适应起落架，扩大尾座式垂直起降无人机地形适应范围。控制策略方面，提出多传感器融合着陆控制系统，通过结合激光测距传感器、惯性测量单元及着陆末端压力传感器，以及基于Dempster-Shafer证据理论构建自由尾翼任务决策机制，实现基于自由尾翼的尾座式垂直起降无人机起降的预姿态及动态调整。以实现尾座式垂直起降无人机稳定抗冲击着陆，该研究为复杂场景下垂直起降飞行器的动力学优化提供了理论依据和技术支撑。

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基于自适应权重物理信息神经网络的刚性耦合索股系统索力识别研究

张卓杰1, 2, 3, 韩义泽3, 徐建新3, 甄晓霞4, 蒋凡5, 刘庆宽2, 3

振动与冲击. 2026, 45(5): 27-39.

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索作为缆索承重结构的重要受力构件，其索力的准确识别尤为重要。传统机器学习方法在识别索力时，往往忽略了物理信息规律的导入，导致在小样本量条件下的索力识别中存在模型泛化性不足且精度有限等问题，为弥补以上不足，提出了一种基于自适应权重物理信息神经网络方法，首次将包含物理信息的神经网络用于刚性耦合索股系统中的索力识别。通过将刚性耦合索股系统的显式频率方程嵌入神经网络的损失函数中，实现物理机制的先验知识指导神经网络的训练，并借助统计学方法量化数据损失和物理约束的不确定性，构建了一种基于损失方差的自适应权重分配策略，能够使各损失项的权重关系达到动态平衡。经试验与算例验证，提出的自适应权重物理信息神经网络模型相较于传统的机器学习方法，具有更高的精度以及更好的泛化性能，能够实现在小数据样本下对刚性耦合索股系统的吊索索力进行准确的识别，具有一定的工程实际价值。

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杠杆弹性对动力反共振隔振器的隔振性能影响规律研究

刘扭扭1, 2, 林福明1, 2, 胡海冰1, 2, 雷智洋3, 4, 周佳良3, 4

振动与冲击. 2026, 45(5): 40-48.

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针对传统动力反共振隔振器的动力学模型忽略杠杆弹性，不能准确反应其动力学特性的问题，将杠杆简化为铁木辛柯梁，应用罚函数法及哈密顿原理得到隔振器的控制方程，进一步采用瑞利里兹法对方程进行求解。通过数值算例分析了杠杆弹性对隔振器隔振性能的影响，并用有限元法验证了该模型的正确性。在此基础上，分析了杠杆转动惯量和剪切变形、隔振器杠杆比、主质量、主刚度、杠杆弹性模量、长径比等参数对其隔振性能的影响规律。研究结果表明，杠杆转动惯量对隔振器动态特性的影响小于剪切变形的影响，隔振器的带宽随着杠杆比、弹性模量的增加而增加，随着主质量、长径比的增加而减小，这些结论均与传统模型的分析结果不同，证明了所提模型的必要性。

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基于响应面法的填充式声子晶体低频带隙特性及优化

郑明军, 李波洋, 李海超

振动与冲击. 2026, 45(5): 49-58.

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针对列车底板的低频减振问题，本文提出一种填充式声子晶体结构，用于实现低频振动抑制。通过有限元法计算表明：该结构在252.19–386.03 Hz频域内具有显著带隙特性。对其进行振动传输特性及隔声特性分析，在带隙范围内能够起到较好的隔振隔声作用。结合控制变量法与响应面分析，通过对80组数据进行系统探究，得出结构参数的影响规律：包覆环氧树脂层厚度与橡胶层厚度的增大会显著减小带隙宽度（二者为主要影响因素），而中心散射体质量及橡胶厚度仅改变第一、三完全带隙范围。基于二次四因素回归模型，采用序列最小二乘规划算法对结构进行优化，得到后带隙范围为167.53-381.35Hz，整体带隙范围增大约 37.4%，且向低频范围靠近。本研究为低频减振设计提供了新思路与方法支撑。

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车辆抗侧倾电液互联悬架特性研究

寇发荣1, 2, 张彦强1, 刘朋涛1, 韩楚寰1

振动与冲击. 2026, 45(5): 59-70.

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为提高车辆平顺性及悬架馈能效率，基于半桥整流及非对称阻尼特性原理，提出了一种新型抗侧倾电液互联馈能悬架(ESA-HIS)。基于流量-压降关系建立电液互联悬架数学模型并通过单缸台架试验验证其数学模型的准确性。开展ESA-HIS特性仿真分析，同时在随机路面工况及双移线工况下评估车辆的平顺性及抗侧倾特性。仿真结果表明：在2 hz、20 mm的垂向激励条件下，ESA-HIS拉伸行程峰值阻尼力达到EH-HIS的1.77倍，同时馈能效率提升至32.81%；随机路面工况下装备有ESA-HIS的车辆能够获得良好的平顺性，相较于装备EH-HIS的车辆在60 km/h、70 km/h、80 km/h的车速下质心垂向加速度均方根值降低了4.37%、4.98%、6.47%，且双移线工况下车辆侧倾角相对于装备传统悬架及EH-HIS的车辆分别降低了45.89%和11.96%。

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基于ANCF的端部位移激励诱发的架空线舞动特性研究

杨文刚1, 2, 3, 杨世龙1, 刘岩1, 傅毓斐4, 程洋4, 牛雷4

振动与冲击. 2026, 45(5): 71-77.

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部分舞动故障线路导线覆冰横截面形状并非呈翼型，且沿线长呈不均匀分布，传统舞动机理难以解释这类舞动的形成原因。本文从参数振动的角度对这类导线舞动展开了研究，建立了端部位移激励诱发舞动模型，采用绝对节点坐标法建立了导线舞动动力学方程，分析了激励频率、阻尼、激励幅值对导线舞动的影响。算例分析表明：当等效位移激励频率接近导线一阶固有频率的1倍或2倍时，导线将发生大幅振动；一旦参数振动被激发，阻尼就不再能有效控制导线的振动；当激励幅值减小时，导线发生主共振和参数振动的频率比区间变窄；激励幅值小于一定值时，导线不发生参数振动。

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风屏障对大跨度并行桥竖向尾流振动影响的数值模拟研究

陈绪黎, 庞鹏飞, 向活跃, 李永乐

振动与冲击. 2026, 45(5): 78-85.

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大跨度桥梁结构柔，并行桥面间的相互气动干扰明显，桥面安装风屏障会显著改变气动外形，进一步恶化并行桥气动干扰效应。基于流-固耦合数值分析模型，探讨了迎风侧桥梁风屏障对背风侧桥梁竖向尾流振动响应的影响，分析了风屏障高度、透风率及封闭部分孔隙措施对并行桥尾流旋涡脱落及压力变化的作用机理。结果表明，迎风侧桥梁尾流旋涡脱落频率接近背风侧桥梁竖弯基频，尾流交替作用至背风侧桥梁导致其压力发生周期性变化，引发了竖向尾流振动。降低风屏障高度或增加透风率可减缓迎风侧桥梁上桥面气流分离、减小屏障后方负压，降低尾流旋涡能量，尾流旋涡不再交替，从而减小压力周期性变化引发的背风侧桥梁竖向尾流响应。封闭迎风侧桥梁风屏障上部2/5孔隙会增加上桥面旋涡分离高度，降低旋涡能量，减小背风侧桥梁竖向尾流响应。

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水平轴风力机结构动力学通用建模方法

马泽琨, 黄鹏, 姜颖

振动与冲击. 2026, 45(5): 86-95.

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风力机简化动力学模型可以快速准确模拟原型风机的动力时程响应，是开展其动力学相关研究的基础。本文基于欧拉-拉格朗日方程提出一种叶片-塔架-传动链全耦合的水平轴风力机的动力学通用建模方法，该方法可考虑任意阶数的叶片与塔架结构振动及传动链一阶扭转。以NREL 5MW风力机为原型，考虑其主要的低频振型，建立其15自由度的动力学模型，其中叶片考虑一阶摆振、前两阶挥舞，塔架考虑前后方向与侧向的前两阶弯曲，传动链考虑低速轴的一阶扭转和高速轴的一阶扭转。利用该15自由度风力机模型模拟结构的自由衰减工况和额定工况，分析模型各自由度的自振频率及振动特性，再与OpenFAST软件仿真结果对比验证了本模型的准确性。

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基于悬链线模型的船用起重机柔索防摆系统建模与分析

张家豪1, 2, 韩广冬1, 2, 王生海1, 2, 陈海泉1, 2, 孙玉清1, 2

振动与冲击. 2026, 45(5): 96-103.

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针对当前船用起重机防摆系统相关研究在面对复杂海况时将柔索视为刚性结构、建模精度不够的问题，本文在考虑柔索自重与弹性的基础上对防摆柔索在工作状态下的长度变化规律进行研究。首先建立了基于悬链线模型的船用起重机柔索防摆系统动力学模型，分析了不规则波激励下不同阻尼力的防摆效果和系统震荡情况。仿真结果表明，在船舶横摇–纵摇耦合激励下，减摆效果随着设定阻尼力的增加而提高，但系统震荡会增大，当阻尼系数为K=7mg时，吊重摆动幅度降低约65%，且无明显的系统震荡，得到了三根防摆柔索的张力和长度变化规律。搭建了防摆柔索悬链线模型实验台，通过实验验证了防摆柔索悬链线模型的准确性和柔索的长度变化规律的正确性。为后续防摆柔索收放绞车的选型和防摆系统进行位置控制提供有效依据。

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基于载荷静态传递误差优化的齿轮箱振动噪声抑制

张天恒, 马同午, 杨洋, 曾劲

振动与冲击. 2026, 45(5): 104-111.

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针对齿轮箱的振动噪声问题，本文提出了一种基于齿轮载荷静态传递误差（load static transfer error，LSTE）优化的减振降噪方法。通过建立齿廓修形齿轮的时变啮合刚度（time-varying mesh stiffness，TVMS）解析模型，并采用Timoshenko梁单元构建齿轮-转子-轴承耦合动力学模型，系统揭示了不同修形量和修形曲线下齿轮LSTE与系统动力学响应之间的关系。在此基础上，采用遗传算法对齿轮LSTE相对峰峰值进行优化，获得最优修形参数组合。最后结合有限元/边界元法，分析了修形优化前后齿轮箱的噪声辐射特性。研究结果表明：经遗传算法优化后的修形参数可使主动轮位移幅频响应幅值与加速度幅频响应幅值相较其它修形参数均显著降低，齿轮箱辐射声功率级均方根值由未修形时的38.66 dB降至修形优化后25.32 dB，降幅达34.51%，降噪效果显著。研究成果为齿轮传动系统的低噪声设计提供了理论依据。

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基于虚拟材料法的轴向分半机匣半解析建模方法

王升亮1, 2, 徐昆鹏1, 2, 孙伟1, 2, 孙雪东1, 2

振动与冲击. 2026, 45(5): 112-119.

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针对轴向分半机匣的动力学建模问题，建立了一种基于虚拟材料法的半解析动力学模型。将分半机匣轴向螺栓连接结合部简化为虚拟材料轴向整体法兰结构，进而将分半机匣简化为一个整体圆柱壳与两个虚拟材料轴向法兰的耦合结构。基于Sanders壳理论和一阶剪切变形理论，分别推导了圆柱壳和虚拟材料轴向法兰的动能和势能。利用人工弹簧模拟板壳之间的耦合连接和边界条件，并利用Rayleigh-Ritz法推导了耦合结构的动力学方程。通过数值算例和试验验证了模型的准确性。数值算例结果表明，半解析动力学模型的前六阶固有频率平均误差为1.4%，且振型吻合程度较好。试验验证中，通过遗传算法反推辨识边界弹簧连接刚度和虚拟材料的弹性模量后，所建立模型与试验结果的前六阶固有频率的平均误差为3.35%，振型基本一致。这表明基于虚拟材料法建立的半解析动力学模型能够准确反映轴向分半机匣的动力学特性。

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自适应特征模态分解与CNN-SVM在天然气管道泄漏识别中的应用研究

刘路勇1, 2, 刘名杨1, 2, 王磊3, 胡开胜4, 熊建森3, 张明4, 王琳1, 2, 仇芝1, 2

振动与冲击. 2026, 45(5): 120-129.

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在传统天然气管道泄漏检测方法中，泄漏信号中的周期性微扰与短时结构突变特征常被忽视，严重制约管道泄漏识别精准度。提出一种借助美洲狮优化算法（Puma Optimizer，PO），构建新型的自适应特征模态分解方法（Adaptive Feature Mode Decomposition, AFMD），用以提取泄漏声信号中的周期性微扰动与短时结构突变目标特征，并采用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）与支持向量机（Support Vector Machine，SVM）形成联合识别模型，对目标特征进行泄漏识别分类。试验结果表明，该混合模型对管道泄漏识别准确率高达99.07%，优于其它特征提取算法及独立CNN分类模型，展现出良好的鲁棒性与泛化能力，在多种工况下识别效果明显优于传统方法。

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平面板架结构的弯曲波传播特性计算方法

樊晨雪1, 武国勋2, 杨海朋2, 颜士政2, 林伟2, 毛亮3

振动与冲击. 2026, 45(5): 130-141.

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板架结构是舰船典型结构，因其复杂性，现有理论难以解析船体振动与噪声，导致声学设计难以开展。针对这一问题，本文创新性地将板架解构为“筋”与“板”的组合，提出弯曲波非均匀传播假设：“筋”与“板”波速独立，板仅对筋产生能量耗散，使相同激励下筋能量较单梁呈指数衰减。基于此假设，在梁的波动方程引入位移衰减系数，构建了筋结构的波动方程并完成了数值验证，同时给出了位移衰减系数影响规律，进而建立了加筋平板结构弯曲波计算新方法。基于新方法，完成了平面板架结构在不同位置激励下的弯曲波传播特性分析和数值验证，揭示了复杂板架结构中的弯曲波传播机理，为复杂板架结构的声学设计提供了理论支撑。

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机理引导的分层递进式车轮非圆化磨耗特征提取方法

姜进南1, 陶功权2, 梁红琴1, 张楷1, 武云龙1, 卢纯1, 温泽峰2

振动与冲击. 2026, 45(5): 142-156.

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列车运行环境复杂多变，采集的轴箱振动信号往往掺杂大量干扰噪声，给车轮非圆化磨耗的车载检测带来显著挑战。因此，非圆化磨耗特征提取研究具有重要意义。然而，目前相关研究仍然较为有限，且所采用的统计或信息学指标难以准确表征非圆化磨耗特征。针对上述问题，基于车轮非圆化磨耗振动特性，提出一种新颖的故障特征熵（Fault characteristic entropy，FCE）指标，实现了故障特征的分层递进式提取。首先，利用基因突变粒子群算法获取最佳的变分模态分解参数组合，以此对信号分解得到固有模态分量（Intrinsic Mode Functions，IMFs），并计算其对应的中心频率。其次，根据非圆化磨耗特征频率范围筛选有效IMF，并计算对应的FCE值，再依次进行奇异值分解构建子信号。通过所提的FCE指标自适应筛选子信号，去除IMF中的带内噪声，从而进一步提高信号的信噪比，实现复杂信号的重构。为验证所提方法的可行性与优越性，分别在仿真信号与试验信号上开展分析，并与当前常用的特征提取方法进行对比。

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双幅箱梁桥涡振特性及气动力时空演变特征研究

卢泉龙, 李春光, 李凯, 颜虎斌

振动与冲击. 2026, 45(5): 157-168.

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由于双幅桥间复杂的流固耦合，使得其主梁涡激振动行为相较于单幅桥更为复杂。为深入研究双幅桥涡激振动的气动干扰现象及其气动力作用机理，本文基于某三跨连续钢箱梁桥主梁的同步测振测压节段模型风洞试验，研究了不同涡振阶段下的涡激力幅频特性与相对应的分布气动力演变特征，并结合气动行波效应相关理论进行双幅桥涡振特性分析。研究发现，该钢箱双幅连续梁桥的涡振锁定区间较宽，振幅较大，+3°为该断面最不利攻角。涡激力时程曲线显著包含高阶谐波成分，其幅值随涡振阶段动态变化。上游主梁涡激力幅值与振幅呈正相关, 在第一、第二涡振锁定区间呈现先增后减的趋势。下游主梁涡激力幅值整体高于上游主梁，在第二锁定区间极值时二阶与三阶倍频占比达到峰值。基于气动行波效应理论并结合SPOD方法，分析了气动力的时空演变特征，验证了气动行波效应在双幅桥涡振行为研究上的可行性，并发现上游主梁桥面存在明显的气动行波效应，下游主梁桥面受到上游主梁涡脱尾流的干扰，其桥面部分的分布气动力呈现与涡激力的同步激励（即相位差无显著变化），无显著气动行波特征。上游主梁贡献值的拟合无量纲波长与桥面无量纲波长结果接近，约为桥面宽度。

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融合时空耦合学习与不确定性量化的抽水蓄能机组健康状态评估

马驰, 张孝远, 张宇翔, 高玉峰

振动与冲击. 2026, 45(5): 169-180.

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抽水蓄能机组振动健康状态评估对保障其运行安全意义重大。然而，其运行环境复杂，工况切换频繁，劣化受水机电磁耦合影响且存在不确定性，现有健康评估方法面临挑战。为此，提出一种融合时空耦合学习与不确定性量化的健康基准模型(Health Benchmark Model，HBM)。该模型采用坐标注意力机制和带残差连接的双向长短期记忆网络学习机组多维稳定性影响因素的时空耦合关系，并通过蒙特卡洛Dropout输出不确定性，得到机组健康振动区间上界。将实测振动与HBM输出健康振动上界偏差定义为性能劣化指数(Performance Degradation Index，PDI)，并基于改进雷达图融合多测点PDI，实现综合健康评估。该方法应用于我国某抽水蓄能电站，对比试验论证了所提HBM的优越性。健康评估结果与实际检修情况精准匹配，证明了方法的有效性和可行性。

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考虑加载顺序的随机载荷非等幅值间隔等效谱聚类编制

郑国峰1, 2, 廖运来1, 段毅龙1, 苏航2, 洪浩2

振动与冲击. 2026, 45(5): 181-190.

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提出一种考虑加载顺序影响的随机载荷非等幅值间隔等效载荷编制与修正方法。该方法通过层次聚类算法对随机载荷的雨流循环进行聚类分析，实现随机载荷的非等幅值间隔编制，以损伤相对误差和轮廓系数加权下的载荷谱分级综合评价指标，确定最优的非等幅值间隔等级数，基于Corten-Dolan模型引入疲劳指数修正机制，提出加载序列敏感的寿命与损伤修正方法。以电驱动系统电机输出轴为研究对象，研究了在典型工况下电机输出轴扭矩载荷的非等幅值间隔等效载荷，并以等效前后的随机扭矩谱和非等幅值间隔等效扭矩载荷作为输入，开展疲劳仿真计算，定量评估所建等效载荷与原始谱的疲劳损伤差异。结果表明：非等幅值间隔等效扭矩载荷可在加载时间缩短80%的情况下，将损伤误差控制一定范围内；考虑非等幅值间隔等效扭矩载荷加载顺序的影响，采用多级载荷谱疲劳损伤修正方法可以将损伤与寿命误差分别降15%以内。

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对称波导声学黑洞结构在基座振动抑制中的应用研究

商超1, 汪恒2, 张苗3, 王强勇1, 季宏丽2, 裘进浩2

振动与冲击. 2026, 45(5): 191-199.

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声学黑洞（ABH）结构因其优异的波能聚集特性在振动控制中受到广泛关注，但传统设计多基于低阻尼材料构建，其在高阻尼体系中的适用性仍缺乏验证。本文针对装备基座结构的振动抑制需求，提出一种基于阻尼材料本体构建的对称波导声学黑洞结构（Symmetric Waveguide Damper, SWD），并重点研究其在高阻尼条件下的能量聚集与耗散能力。仿真结果表明，SWD结构在低频与宽频段内依然具备明显的波能汇聚特性，能有效增强能量耗散效率，并显著削弱基座结构的响应幅值。研究验证了该结构在高阻尼环境中应用于基座振动控制的可行性与有效性，为实现轻质宽频减振提供了新思路。

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行星齿轮系统全生命周期动态磨损模型

欧阳韦平1, 曹意翔2, 董兴建2

振动与冲击. 2026, 45(5): 200-207.

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行星齿轮系统全生命周期中的动态磨损是由齿面磨损退化与系统动力学行为之间复杂的相互作用所引起的。构建高精度的动态磨损模型，关键在于准确表征并适时更新齿面的宏观几何形貌、接触参数以及动态啮合力的变化，这也是基于模型的故障诊断研究中的核心问题。为此，本文在传统磨损模型中进一步考虑了接触微循环中的应力与滑移速度变化，并提出一种几何自适应的轮齿承载接触分析方法。通过将轮齿承载接触分析模型与齿面磨损模型、行星齿轮系统动力学模型进行循环迭代，建立了完整的全生命周期动态磨损预测模型。基于该模型，系统研究了齿轮在全生命周期内的磨损特性，提出了齿面几何更新的策略，并开展了全生命周期磨损试验以验证模型准确性。结果表明：因引入接触微循环参数与几何更新机制，模型预测的磨损齿廓与试验结果吻合良好；齿廓偏差向量的更新频率应显著高于有限元模型的更新频率；由于太阳轮-行星轮副的磨损量比齿圈-行星轮副高一个数量级，仅需对前者进行有限元网格更新。本研究提出的动态磨损模型在基于机理的磨损预测与全生命周期失效预警方面具备良好的工程应用价值。

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基于应变响应的分布动力吸振器设计与壁板减振试验验证

林敬淇1, 周江贝2, 谢容川1, 吴邵庆1, 3

振动与冲击. 2026, 45(5): 208-216.

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传统用于壁板结构低频减振的动力吸振器设计方法需要针对每一阶结构模态单独设计动力吸振器，难以应用于模态密集的复杂薄壁结构。基于激励相关代表基的分布式动力吸振器设计方法能够针对多阶密集模态开展动力吸振器设计，然而仍然需要预先已知结构模态信息。本文提出一种基于应变响应的壁板结构分布动力吸振器设计方法，由实测结构应变响应的主成分分析结果直接获取结构稀疏模态以及与密集模态对应的激励相关代表基，实现基于结构响应直接设计含密集模态薄壁结构的分布式动力吸振器。基于重频特征的四边夹持方板结构开展试验研究。搭建了试验平台，基于方板上的实测应变响应设计了分布式动力吸振器，并开展了附加动力吸振器前后壁板结构的振动试验，验证了该方法的有效性。本文研究旨在为大型薄壁结构低频减振提供一种新的动力吸振器设计方法。

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基于EEMD-HHT液氧相变致裂振动信号分析

王雁冰1, 王凯1, 艾婵2, 郭福钟2, 魏正3, 颜磊4, 付代睿1, 张芳平1, 卢想1, 陈忠凯1

振动与冲击. 2026, 45(5): 217-228.

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为解决我国益庞大的环保需求和传统爆破技术需要逐渐转向更加环保，安全的问题。采用液氧相变破岩作为环保型、安全型的气体膨胀致裂技术，开展现场试验。通过爆破测振仪对地表振动响应实施动态监测，基于实测数据定量分析质点振动速度随爆心距的衰减变化规律。同时，运用EEMD-HHT这一非平稳信号处理方法，对速度振动信号进行时频分析，从时间、频率、能量多维度解析其耦合特征，旨在揭示液氧相变致裂振动信号的时频能量分布规律，为爆破工程安全评估与参数优化提供理论依据与数据支撑。研究结果表明：液氧相变致裂不同自由面几何平整度爆破振动信号所含能量在频谱上分布不同，随着自由面几何平整度增加其能量分布从高频向低频逐渐过渡，且频带宽度逐渐降低。同时自由面数量越多液氧相变致裂振动能量幅值也有明显下降；用EEMD分解与EMD分解后处理液氧相变致裂的振动信号后得到的各个IMF分量能量分布与原信号的相关性均呈现正态分布特点，首尾模态低，中间模态高。其中EEMD分解得到的信号信噪比较大，均方根差更小，即EEMD分解对于液氧相变致裂信号重构去噪效果优于EMD分解；液氧相变振动信号的远区能量主要集中于0~25Hz低频范围，少部分能量存在于25~40Hz范围，近区能量主要集中于0~25Hz低频范围，部分分布于25~80Hz。远区边际能量谱中频带分布窄，呈现显著频域聚焦特性，实测信号边际能量谱呈现典型单峰特性。三种单段齐发液氧相变致裂振动信号持续时间均在0.3s左右。液氧相变致裂破岩具有低频、远区振动信号频率集中、振动持续时间长的特点。

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高强吸能玻璃钢锚杆抗冲力学特性研究

唐治1, 2, 于明丘1, 施访3, 孟令健1

振动与冲击. 2026, 45(5): 229-236.

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为解决常规玻璃钢锚杆强度和延伸率低的问题，设计研发了一种在杆体尾部设有恒阻吸能装置的高强吸能玻璃钢锚杆。采用静载拉伸试验和ABAQUS数值模拟相结合的研究方法，研究了静载和不同冲击速度下高强吸能玻璃钢锚杆力学特性，并与常规玻璃钢锚杆力学性能进行了对比分析。结果表明：研发的高强吸能玻璃钢锚杆强度超过了660 MPa，在静载下的延伸率为5.16%，吸能量为15.54  kJ，分别为常规玻璃钢锚杆的2.66倍和2.55倍。冲击模拟结果表明，冲击速度在8 m/s内，高强吸能玻璃钢锚杆的延伸率、吸能量和抗冲时间均随冲击速度的增大有减小的趋势，但冲击速度对高强吸能玻璃钢锚杆延伸率和吸能量等指标的影响小于对常规玻璃钢锚杆的影响，抗冲时间明显优于常规玻璃钢锚杆。冲击速度对玻璃钢杆体的破断强度影响较小。研究成果为冲击地压巷道回采帮支护提供了新装备。

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重型货车撞击公路护栏动态响应及损伤研究

潘晋1, 黄涛1, 许明财2

振动与冲击. 2026, 45(5): 237-246.

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在高速公路下穿铁路桥梁的路段，公路护栏的主要作用是防止失控车辆直接撞击桥墩，以保障铁路桥梁的安全。为评估SS级护栏抵御重型货车撞击及其防翻能力，本文采用有限元方法模拟分析不同货车与护栏类型的碰撞过程，系统分析了碰撞速度、车辆质量与配载重心高度以及护栏类型对货车翻越行为的影响。仿真结果表明：平头货车在与混凝土护栏碰撞时更易发生侧翻，且其风险随着货车质量、配载重心高度和初始速度增加而上升。大型货车会穿过SS级波纹型护栏，此时立交桥桥墩需要考虑车辆撞击的风险，设置防车撞装置。研究结论为公路护栏设计及立交桥桥墩防护提供参考。

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基于结构易损性理论的FRP-橡胶组合桥墩防撞装置性能评估

雒瑞芳, 孙建鹏, 黄瑞祺

振动与冲击. 2026, 45(5): 247-264.

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提出一种玻璃纤维增强塑料（fiber reinforced plastics，FRP）-橡胶组合桥墩防撞装置，基于易损性理论对其进行性能评估。定义桥墩船撞易损性，以桥墩遭受船舶撞击后的剩余承载能力作为结构损伤评估指标，考虑结构材料参数的不确定性，通过有限元软件计算不同船撞工况下发生各等级损伤的失效概率，对比研究有无防护设施下桥墩构件的易损性曲线，对防撞装置性能进行评估。基于桥墩构件的易损性曲线，结合桥梁安全性与适用性准则，提出了遭受船撞后的桥墩损伤阈值曲线。结果表明：混凝土抗压强度、箍筋直径和箍筋屈服强度等参数不确定性对桥墩剩余承载力的影响程度较大；防撞装置能够减小桥墩在不同性能状态下的损伤概率，其中桥墩在轻微与中等损伤下的损伤概率最多可降低93%与55%；加入防撞设施后，船重1500t且速度大于6.8m/s时，桥梁墩柱可能发生严重损坏，防撞设施有效提高了桥梁墩柱遭受船舶撞击的安全储备。

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水射流冲击非平整岩层损伤机理模拟研究

刘宏梅1, 王文龙1, 何景强2, 3, 张海建1, 李发旭1

振动与冲击. 2026, 45(5): 265-272.

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水射流破岩是近年来兴起的一种新型破岩方法，其高效环保、适用性强，已广泛应用于采矿及勘探领域。为研究水射流冲击下非平整岩层内部应力与损伤机理，采用SPH-FEM耦合算法建立了射流冲击非平整岩层数值模型并进行求解模拟。结果表明，岩层表面凸起一侧与射流率先接触并出现损伤，产生的径向裂纹呈非对称扩展；水射流冲击产生的应力波传播靠近流固接触面的岩层凸起一侧，岩层内部不同时刻下的应力峰值均产生于5mm深度范围内，在岩层内部轴向深度超过10mm后，应力传播平稳并缓慢下降；流固接触面失效形式主要为剪应力作用下的剪切失效，初始裂纹形成区主要受压剪应力共同作用产生破坏，并存在微小拉应力的影响，裂纹扩展区失效形式为拉伸失效，压应力、剪应力未对岩层造成明显影响。本研究对射流冲击复杂岩层开采作业具有一定的理论意义及工程应用价值。

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基于SSA-VMD-MPE(r)的隧道爆破振动信号降噪方法研究

王逸轩1, 2, 朱凯2, 3, 刘现鹏1, 张学民2, 李建兵5, 王立川2, 4, 张书博1, 聂智超1

振动与冲击. 2026, 45(5): 273-285.

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隧道钻爆施工中工序的平行、搭接、交叉及其组合方式的实施，使实测爆破振动信号中存在的较多噪声干扰影响频带及能量分布特征分析的准确性。为获得真实爆破振动特性，提出一种基于混沌映射的麻雀搜索算法-变分模态分解-多尺度排列熵（sparrow search algorithm－variational mode decomposition－multi-scale permutation entropy，SSA-VMD-MPE）(r)滤波重构振动信号降噪方法。该方法首先采用基于混沌映射的麻雀搜索算法(SSA)对VMD分解关键参数模态数K和惩罚因子α进行寻优；然后将分解所得各模态分量(IMF)进行多尺度排列熵(MPE)与相关系数r检验，依双控制指标将其划分为真实信号、噪声及含噪信号分量；最后对含噪信号分量进行低通滤波处理后与真实信号分量共同重构得到降噪信号。对实测隧道爆破振动信号处理表明，该方法减少了人为因素对VMD分解的影响，提高了信号分解的自适性和准确性，在较好去除高频噪声成分的同时对低频振动能量影响较小，有效保留了爆破振动真实信号成分，可重构出高信噪比、低重构误差的降噪信号，降噪效果良好。

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低应变率冲击荷载作用下钢筋混凝土短梁能量耗散特性研究

贾晓宇1, 2, 姚颖康1, 2, 杜宇翔1, 2, 夏宇磬1, 2, 王建宁3, 董润龙1, 2

振动与冲击. 2026, 45(5): 286-295.

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钢筋混凝土短梁的能量耗散特性是评估结构抗冲击性能的理论基础。为研究钢筋混凝土短梁在冲击荷载作用下的能量耗散特性，本文对三种工况下的钢筋混凝土短梁进行了低应变率冲击试验，并基于LS-DYNA有限元软件对冲击过程进行了仿真模拟，分析了不同冲击能量下钢筋混凝土短梁的结构响应及能量耗散特性，结合试验和数值模拟推导了适用于冲击荷载作用下钢筋混凝土短梁的最大挠度经验公式系数。研究结果表明：冲击荷载作用下短梁损伤呈现多层拱形分布，随着冲击能量增大，梁体中部损伤加剧，其产生拱形损伤层数越多且形状越明显；短梁整体变形耗能占冲击能量的40%-60%，在短梁吸收的内能中，有80%-90%转化为混凝土内能；短梁的跨中位移峰值与变形耗能、冲击能量呈现较好线性关系；由于考虑了钢筋混凝土短梁整体变形耗能与支反力作用，改进后的最大挠度经验公式准确度较浅梁的经验公式有显著提高。

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地震荷载下齿轨列车动态特性及运行安全性研究

陈兆玮1, 陈江申1, 张梦琪2, 牛芝雅1

振动与冲击. 2026, 45(5): 296-306.

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地震灾害对交通基础设施安全的影响日益凸显。在山区复杂地形条件下，齿轨列车作为重要的爬坡运输工具，其轨道结构在地震荷载下可能出现轨道结构变形、齿轨啮合失稳与脱轨等风险，抗震性能直接关系到系统可靠性与运营安全。本研究基于车辆—轨道耦合动力学理论，建立了地震工况下的齿轨列车—轨道（齿轨）耦合动力学模型，考虑齿轮—齿轨非线性啮合与轮轨非线性接触。地震荷载采用人工加速度地震波基底输入，探究了不同峰值加速度（peak ground acceleration，PGA）下列车横向振动、啮合力与运行安全性。研究表明：地震荷载显著放大横向响应并降低齿轮-齿轨啮合稳定性，齿轮-齿轨横向啮合力峰值增加68.32%；横向轮轨力与车体横向加速度较无震工况分别增加89.82%与173.92%；随PGA增加，车辆动力学指标在PGA≈0.25g处出现斜率突变并加速上升；PGA≈0.30g，指标已接近现行标准限值区间，运行安全限度明显收敛，列车安全性面临严峻挑战。

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独立锚固式自复位混凝土框架-楼板体系抗震性能研究

吴锦程1, 李超1, 李璐希2, 李宏男1

振动与冲击. 2026, 45(5): 307-316.

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独立锚固式自复位（separately-anchored self-centering，SASC）框架作为一种新型抗震结构体系，能够有效实现每跨预应力筋的单独锚固，提高结构装配效率。然而，框架节点张开行为与楼板系统的相互作用可能影响结构的整体抗震性能。本文采用实体单元与梁单元相结合的多尺度建模方法，对比分析了连续楼板SASC框架、传统后张式自复位（post-tensioned self-centering，PTSC）框架以及分段楼板SASC框架在不同强度地震动作用下的动力响应特性，并对框架破坏形式、加速度反应、位移反应及预应力筋力变化进行系统研究。结果表明：在有限算力的条件下，多尺度建模方法能够准确且高效地模拟框架的滞回性能与破坏机理；采用连续楼板时，SASC框架相比PTSC框架表现出更优的抗震性能，具有更小的加速度反应、位移反应及残余变形；分段楼板能有效缓解楼板在张开面处的损伤问题，使预应力筋发挥更充分的作用，但结构整体刚度有所降低，导致位移反应增大。研究成果为SASC框架在实际工程中的应用提供了理论依据，并为提高装配式结构抗震性能提供了新的思路。

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2026年, 第45卷, 第5期　
刊出日期：2026-03-15

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