振动与冲击

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蒋志龙1, 2, 张峰2, 李威1, 3, 4, 李开福5, 柴应彬1, 桂强1

振动与冲击. 2026, 45(7): 1-8.

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基于重叠有限元方法，构建了磁电弹(magneto-electro-elastic,MEE)结构的动力学计算模型。通过对MEE结构的自由振动与谐响应分析，详细讨论了重叠有限元法基函数的选择对单元计算精度、效率、收敛性等数值性能的影响。同时基于重叠有限元法计算了一个典型MEE声子晶体的传递响应，实现对该梁带隙特性的准确、高效预报。作为MEE声子晶体的分析提供了一个有效的数值手段，并有助于高性能MEE多物理耦合重叠有限元方法的进一步发展。

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周向长弧形弹簧式减振器非均离散建模与精度优化

袁新建1, 李舜酩2

振动与冲击. 2026, 45(7): 9-18.

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针对周向长弧形弹簧式减振器在高转速低振幅工况下因“部分工作现象”所引发的建模精度与计算效率之间的矛盾，本文提出了基于折返等差数列的非均离散化方法及多接触副动态摩擦模型。相比仅实现双质量飞轮迟滞模型参数辨识、未涉及非均匀变形与外载荷耦合，且单接触副误差超5%的传统方法，以及计及间隙滞回但未能解决微幅误差>3%及精度-成本失衡的相关研究，该研究创新在于：端部精细分割(1/16整体刚度)与中部粗化适配“部分工作现象”；多接触副模型实时响应扭矩/转速变化；摩擦记忆效应修正微幅误差。仿真及试验表明，3 000 r/min低振幅下摩擦扭矩误差率从32%降至08%，计算成本较nElm=16单元等间离散降低45%(低振幅工况下)，为驱动系统噪声、振动与声振粗糙度优化提供“高精度-低成本”方案。

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基于前馈补偿的套索传动系统鲁棒性滑模补偿控制

杨明星1, 2, 王奇1, 2, 张兴1, 2, 高佳篷1, 2, 王璐1, 2

振动与冲击. 2026, 45(7): 19-29.

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套索传动系统因其结构简单、传动灵活以及可在狭小弯曲空间内实现远距离动力传输等特点，被广泛应用于众多领域。然而套索本身具有柔性且套索与套管在传动过程中存在摩擦，导致系统内部存在位移间隙、迟滞和死区等非线性现象，极大地影响系统末端运动控制精度。基于库仑摩擦模型和Lugre摩擦模型建立了套索传动系统的静力学模型和动力学模型，根据正向静力学模型推导出系统传动逆模型。提出了一种基于前馈补偿的滑模补偿控制策略，通过滑模控制算法结合前馈补偿实现对系统的精确控制，并在有无前馈补偿控制的对比试验中验证了前馈补偿算法的有效性。最后，分别在无干扰以及有干扰两种条件下进行比例积分微分控制和滑模补偿控制算法的性能对比试验，结果证实滑模补偿控制算法应用于套索传动领域的可行性和优越性。

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机动飞行时考虑流体惯性的挤压油膜阻尼器-转子系统动态特性分析

吴非晗1, 2, 陈强2, 董兴建1

振动与冲击. 2026, 45(7): 30-38.

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以微小型涡喷发动机转子系统为研究对象，考虑其高机动过载和挤压油膜阻尼器大雷诺数的特殊工况，基于能量近似方法得到含流体惯性项的油膜力解析式，建立定常盘旋工况下转子有限元模型，采用数值方法求解系统的动态响应。结果表明，机动飞行时不同级别质量不平衡激励下的系统动态特性存在差异。在常规质量不平衡激励下，即使处于高机动过载工况，系统的幅频响应仍未见双稳态现象；流体惯性对进动轨迹半径、最大偏心率和外传力的影响随机动载荷增加而减弱。在极端质量不平衡激励下，系统出现双稳态响应；考虑流体惯性后，高机动过载下响应跳变点的进动轨迹半径显著缩小；流体惯性对双稳态区间的抑制作用随机动载荷增加而增强。

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饱和土热-水-力多场耦合动力响应分析

马建军, 范庆丰, 刘丰军, 郭颖

振动与冲击. 2026, 45(7): 39-49.

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地下水、地应力与温度等的多物理场耦合作用对于地基工程的稳定性与安全性具有重要影响。为更好地揭示二维饱和土体在热-水-力耦合作用下的动态响应机制，基于Youssef型分数阶广义热弹性理论并结合达西定律，研究了二维饱和土体在表面受到机械荷载或热源作用下的热-水-力耦合动态响应。采用正则模态法得到了各无量纲量的解析式，系统探讨了不同边界条件下荷载频率、分数阶系数、孔隙率和渗透系数变化对无量纲超孔隙水压力、温度、竖向位移及竖向应力分布的影响规律。研究结果表明，在不同边界条件下，荷载频率对所有无量纲量均存在显著影响。分数阶系数和渗透系数在机械荷载作用时对无量纲竖向应力影响较小，在热荷载作用时对无量纲竖向位移无明显影响。各物理量的动态响应受不同边界条件的影响显著。研究结果对地基工程、核废料处置等的设计和施工提供了理论依据，具有一定的指导意义。

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LPBF结构-功能一体化微米粉末阻尼结构微振动抑制研究

张田昊, 陈捷, 杨琴, 汤金钢, 向政, 张晨宇, 黄姝珂

振动与冲击. 2026, 45(7): 50-55.

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随着电子仪器与精密设备不断微型化、集成化，结构内部微振动严重影响其性能与寿命。颗粒阻尼结合激光粉末床熔融（LPBF）技术为抑制微振动提供了可能，但相关研究仍属空白，亟待探索。为探究基于LPBF成形的阻尼构件在微振动条件下的减振性能，本文设计并一体化制备了具有不同隔板数量的隔板-自封粉阻尼梁，并采用动态热机械分析仪（DMA）对其阻尼性能进行了表征。结果表明，随着隔板数量的增加，该结构的损耗因子逐渐提高，其变化趋势与粉末-内壁接触面积密切相关。相较于只有空腔的自封粉梁，设置11个隔板的梁在一定条件下损耗因子具有48%的提升，其微振动减振性能显著优于空腔梁及实体梁。本研究为基于LPBF工艺的自封粉结构在微振动条件下的阻尼性能调控与优化提供了有益参考。

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基于BP神经网络-滑动模态控制的多轴实时混合试验研究

张涛1, 2, 谭平1, 2, 姚洪灿1, 2, 上官跃坤1, 2, 周惠蒙2

振动与冲击. 2026, 45(7): 56-66.

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针对多轴实时混合试验中耦合效应及时滞累积的问题，本文基于三层三跨钢框架的Benchmark控制问题，提出了BP神经网络-滑动模态控制的补偿方法。BP神经网络通过数据归一化、隐含层输出计算及误差反馈调整权值阈值，实现非线性时滞的有效预测；而滑模控制器通过构造含积分项的滑模面函数与饱和控制律，可实现作动器的动态解耦并抑制抖振。在MATLAB中结合状态空间模型，集成神经网络训练结果与滑模控制模块，实现多轴协同控制及时滞补偿。本文所提出的方法显著降低了作动器间的耦合效应，增强了复杂工况下多自由度协同鲁棒性，为工程结构动力响应评估提供了新的有效手段。

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基于电磁分流阻尼器的高静-低动刚度隔振器研究

吴文朋, 韩旭, 张明, 李洪涛, 崔浩东, 孙凤

振动与冲击. 2026, 45(7): 67-74.

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在阻尼不足的非线性隔振系统中，容易诱发跳跃等非线性动力学行为，导致其隔振性能下降，针对该问题，提出了一种基于电磁分流阻尼器的高静-低动刚度隔振器。该隔振器通过调节电流和负电阻，实现对刚度和阻尼的控制。首先基于等效环流法建立了电磁耦合系数的理论计算公式，分析了尺寸参数对该系数的影响规律；其次，设计了一种基于运算放大器的负电阻电路，用于降低系统阻抗增强阻尼力；然后，建立了该系统的动力学模型，研究了阻尼器以及不同负电阻值对隔振性能的影响；提出了一种分段控制策略，实现了刚度和阻尼的协同控制。实验结果表明，与被动隔振相比，采用分段控制的隔振器起始隔振频率降低16.5%，共振峰值衰减56.5%，能够在全频带范围内实现最优隔振性能。

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基于DT-TCN-KAN的深海水合物开采管柱流致振动响应预测模型

郭晓强1, 何亮1, 李莹伟2, 刘显斌3

振动与冲击. 2026, 45(7): 75-90.

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针对深海水合物开采立管振动信号在深海中数据难以获取问题，考虑开采立管的相同时刻不同位置存在相互关联情况，构建深海水合物开采立管时空振动预测模型，通过浅层位置振动信号来预测未来时刻深层开采立管振动信号。在时间卷积网络（Temporal Convolutional Network, TCN）模型的结构基础上进行了创造性设计，通过将输入数据进行预处理，维度分段（Dimension segment wise, DSW）嵌入机制和两阶段注意力（Two stage attention, TSA）机制模型来捕获变量之间的依赖关系，将两个机制合成维度两阶段注意力机制模块，简称DT模块。通过DSW机制，使得模型能够关注每个维度序列在不同时间步上的分段，从而更好地捕捉变量之间的跨维度依赖性；通过TSA机制，有效捕捉时间和变量维度之间的依赖性，提高了模型对序列之间深度关系的捕获能力。然后采用主干TCN网络提取振动信号的长时程依赖特征，经自适应特征加权优化信息密度。最终送入Kolmogorov–Arnold Networks（KAN）模型进行非线性拟合。通过将预测模型计算的顺流向和横流向振动位移与实验数据的对比，发现DT-TCN-KAN模型对开采立管振动位移预测效果最优。

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半潜浮式风机共享系泊布置设计与水动力特性分析

高喜峰1, 杨欢1, 徐万海1, 2

振动与冲击. 2026, 45(7): 91-98.

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系泊系统是半潜浮式风机的重要组成部分，其成本费用占比高，系泊优化设计可为海上风电场降本增效提供新思路。本文提出了两种新型共享系泊布置方式：(1) 锚链-配重块系泊模式；(2) HMPE-浮筒-配重块系泊模式。利用有限元软件AQWA，建立了5MW半潜漂浮式风机水动力分析模型，探讨了不同工况下浮式风机的运动响应和系泊缆的张力，并对比分析了两种系泊系统的安全性。结果表明：两种共享系泊系统的风机位移和系泊缆的平均张力存在明显差异，HMPE-浮筒-配重块方式最大平均系泊张力较锚链-配重块系泊减小约21.53%；此外，浪向角对系泊缆和风机运动响应也具有显著影响，适当减少系泊缆张力能够提高系泊系统平衡性和经济性。本研究可为漂浮式风电系统优化设计提供理论保障和技术支撑。

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多自由度磁悬浮主动隔振系统耦合特性分析与解耦控制策略研究

黄翠翠, 李自康, 戴春辉, 龙志强

振动与冲击. 2026, 45(7): 99-109.

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磁悬浮主动隔振系统多自由度间的强耦合特性会显著降低系统的隔振性能与控制稳定性，为削弱径向各自由度之间的耦合以及外部扰动的影响，提出基于对角化反馈与自抗扰控制相结合的复合解耦控制策略。首先，建立多自由度隔振平台的多输入多输出径向系统模型，分析了控制系统模型中的耦合特性。由于磁悬浮主动隔振系统动力学模型具有非线性特征，通常需要在工作点附近进行线性化以便于控制器设计，这一近似会舍弃部分高阶非线性，导致基于线性化模型设计的控制器在实际系统中无法完全消除耦合。针对这一问题，本文在反馈解耦控制消除已建模线性耦合的基础上，将由线性化近似、未建模高阶效应及外部扰动引起的残余耦合作为不可测扰动，引入扩张状态观测器进行估计与补偿，并进一步提出基于反馈与自抗扰结合的解耦方法。与此同时，采用改进的跟踪微分器以获取所需微分信号，从而提升扰动观测与补偿的精度。仿真结果表明，所设计的复合解耦控制器可以将磁悬浮隔振系统径向原来相互耦合的四自由度系统解耦为四个单自由度系统，所设计的扩张状态观测器能够对外力不平衡进行补偿，显著提升了复杂工况下的隔振效果。

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一种非线性结构动力修改方法及应用

钱佳慧1, 王彤1, 周斌2

振动与冲击. 2026, 45(7): 110-117.

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柔性轻质结构以其重量轻、可折叠、易部署和高比强度等特性，在现代航空航天器设计中扮演着关键角色。在轻质结构的模态试验与分析中，接触式传感器的附加质量可显著影响模态识别的准确性。此外，这类柔性结构的大变形特性导致明显的几何非线性，引入附加的非线性刚度，增加了分析复杂度，不能直接采用线性方法处理。本文提出了一种针对柔性轻质结构的非线性结构动力修改方法，能够有效考虑附加质量和非线性刚度的影响。实验验证表明，采用本方法修正后的接触式传感器测试结果与非接触式激光测试结果相比，相对误差小于0.4%。进一步的仿真分析也验证了在不同附加质量分布下该方法的可靠性和准确性。通过一个考虑非线性刚度变化的数值算例，展示了所提方法在非线性动力学特性计算上的效率和精度优势：相比于传统伪弧长法，计算效率大幅提升。

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钢管混凝土斜交网格结构X形斜交耗能节点滞回性能研究

王斌1, 2, 韩梦琦1, 史庆轩1, 2, 蔡文哲3

振动与冲击. 2026, 45(7): 118-129.

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针对斜交网格结构延性和耗能能力差，抗震防线单一的问题，提出将结构中的X形斜交节点设计成耗能连接，以实现斜交网格结构的地震损伤控制和抗震性能提升。研发了一种新型剪切型摩擦阻尼器，用作X形斜交节点的耗能连接，该新型阻尼器在面对节点压剪或拉剪复合受力时，通过解耦构造可消除轴向荷载的影响。详细阐明了斜交耗能节点的构造及工作原理，分析了节点的传力和耗能机理，建立了节点的恢复力模型。将斜柱简化为纤维梁柱单元，阻尼器主体简化为四块刚性板与零长度单元衔接，并由零长度单元模拟阻尼器的传力和耗能行为，得到斜交耗能节点的简化分析模型。基于OpenSees平台开发了斜交耗能节点的数值模型，对比分析了斜交耗能节点和刚性连接斜交节点的滞回性能，并考察了阻尼力、初始轴压力、斜交角度和加载制度对斜交耗能节点承载力、变形和耗能能力的影响。结果表明：提出的斜交耗能节点恢复力模型与简化分析模型吻合良好，斜交耗能节点实现了以较小强度代价换取高延性和高耗能的设计目标；为避免因阻尼器启动时斜柱发生屈服而导致延性和承载力退化，应确保阻尼器起滑时对应的斜柱轴压荷载始终低于其屈服荷载的75%；斜交耗能节点在结构自重引起的初始轴压变化下，能保持稳定的耗能性能；为保证斜交耗能节点的承载力和耗能效率，建议斜交角度控制在45°~60°范围内。

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基于动量加速交替最小化的多车移动荷载识别

许博昊, 余岭, 侯颖欣, 冉凯

振动与冲击. 2026, 45(7): 130-137.

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针对多荷载条件下轻重车载量级差异引起的轻车载识别精度不足问题，提出了一种基于动量加速交替最小化的多车移动荷载识别方法。通过构造各通道噪声方差加权矩阵和多正则化模型重新构建移动车载识别问题，提出一个约束优化方程用于求解正则化参数；采用交替最小化框架，交替更新动载方差、动载和静载，同时通过引入动量加速策略加速动载方差与静载的收敛，从而有效提升收敛效率与稳定性。数值模拟结果表明，该方法在轻车载识别方面具有明显优势，且荷载数量越多，性能提升越显著。实验验证进一步证明，所提方法可有效识别实际移动车辆静载，具有良好的工程适应性与推广价值。

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等压条件下TBM掘进过程围岩扰动响应模型试验研究

刘远程1, 邓荣贵1, 冯伟1, 2, 杨柏1, 3, 王拓1, 4

振动与冲击. 2026, 45(7): 138-148.

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为探索围岩体在TBM掘进过程中的围岩扰动特征，本研究基于DXL隧道工程，采用相似模型试验，研究在双向等压条件下，随着TBM掌子面前移，围岩体在45°、90°及 180°处，掌子面前方和后方的围岩空间径向位移释放特征及环向应变能的累积变化特征。研究表明：（1）TBM隧道开挖过程中，监测面径向位移释放率及环向应变能聚集增量均可划分为前、中及后期三个阶段，其中，中期围岩径向位移释放量占总体65%，环向应变能变化占总体的74.1%，是洞体位移释放率及环向应变能变化最为剧烈的阶段。（2）TBM在双向等压条件下的开挖过程中，隧洞围岩环向应变能形成不同的强度累积区域，可划分为高、次高、中及低四个界限范围，其中1.5R以内的围岩圈层是应变能最为集中的区域，破坏风险高；3.0R以外的圈层环向应变能相对较低。

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U型波纹夹芯板入水砰击载荷及结构响应试验研究

郭开岭1, 2, 刘鼎2, 廖永3, 朱凌2

振动与冲击. 2026, 45(7): 149-157.

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本文搭建了夹芯结构入水砰击试验平台，开展了铝制波纹夹芯板的砰击载荷及结构动态响应研究，对比分析了U型波纹夹芯板、蜂窝夹芯板以及铝板在砰击载荷作用下的防护效果。研究表明，通过压力方法获得的砰击力与通过加速度计算得到砰击力之间的差异仅为6.3%，验证了砰击压力试验测试系统具有一定的可靠性。波纹夹芯板的砰击压力分布不均匀，呈现中间大四周小的规律。波纹夹芯板面板的变形存在非对称性，板中心处应变峰值比四周更大，且同一测点处Y方向应变峰值远大于X方向应变峰值。在质量等效情况下，不同结构形式夹芯板在落体高度相同时砰击压力和面板变形均存在一定差异。与铝板、蜂窝夹芯板相比，U型波纹夹芯板的砰击压力峰值最小，且背面板变形最小，即U型波纹夹芯板的防护效果最好。

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金属/泡沫夹芯板的冲击载荷响应与失效模式研究

张梦迪1, 沈彦杰2, 3, 陈健昭2, 3, 曹小建1, 2, 姚潞1, 2

振动与冲击. 2026, 45(7): 158-166.

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金属/泡沫夹芯板凭借其较高的比强度、比刚度以及吸能效率而应用广泛。为了进一步提高结构的抗冲击性能，可以在金属/泡沫夹芯板的一侧金属板内粘接加强筋结构。为了系统地揭示不同结构的金属/泡沫夹芯板在不同冲击能量下的力学响应与失效特征，采用落锤式冲击实验获取力学响应及损伤形貌，对不同结构的抗冲击行为进行了深入分析。结果表明：冲击能量对夹芯板损伤形态和响应曲线特征具有显著影响。能量提升导致面板凹陷、界面分层和芯材压溃等损伤逐步加剧，峰值荷载、最大位移和吸能总量同步增加。相较于基础型C-S-1，带加强筋的夹芯板C-S-2，C-S-3的峰值荷载提升62%，168%，最小位移分别减少39%，63%，但比吸能降低了34%，60%。这就说明加强筋的引入有效抑制了裂纹扩展和芯材失效，提升了局部刚度和峰值承载力，并在一定程度上减小了结构的永久形变，但牺牲了结构的一部分比吸能效率。

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基于ICEEMDAN-PE-改进WTD的时速350公里动车组通过18#道岔轮轨力时频特征研究

孙鹏田1, 牛留斌2, 张格明3, 杨飞2, 田新宇2

振动与冲击. 2026, 45(7): 167-176.

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为解决高速铁路道岔区轮轨力信号非平稳、非线性及噪声干扰显著的问题，本文提出一种改进的自适应集合经验模态分解算法(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise,ICEEMDAN)-排列熵(Permutation Entropy，PE)-改进小波阈值去噪（Wavelet Threshold Denoising，WTD）联合方法，并结合连续小波变换对350 km/h动车组通过18#道岔时的轮轨力时频特征进行分析。该方法通过ICEEMDAN实现信号自适应分解；再利用PE设定自适应阈值识别噪声主导的IMF分量；最后采用改进WTD对IMF分量进行处理，在保留有效冲击特征的同时抑制噪声成分。结果表明，去噪后时域噪声“毛刺”显著减少，轮轨冲击、荷载过渡等关键特征保留完整，改进阈值方法效果相比传统方法精度平均提升了约10%。时频分析显示，道岔区轮轨力响应与结构激励密切相关，转辙区轮轨力主频位于35~125Hz、500~700Hz，辙岔区轮轨力主频位于30~65 Hz；接头2冲击最剧烈，主频范围可达580~750 Hz。本研究可为道岔轮轨力振动信号处理提供一种新方法，同时为道岔状态评估提供理论依据和数据支持。

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考虑非高斯服役特性的电驱动系统总成加速试验等效载荷研究

郑国峰1, 2, 段毅龙1, 廖运来1, 苏航2, 洪浩2, 王欢3

振动与冲击. 2026, 45(7): 177-188.

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为解决电驱动系统总成振动疲劳加速试验中传统高斯假设易导致损伤评估偏差的问题，本文提出一种考虑非高斯特性的振动疲劳加速试验方法。研究首先采用Dirlik频域疲劳损伤谱计算方法，结合结构响应信号的偏度、峰度指标完成服役载荷谱的非高斯判定与修正；以纯电动车辆电驱动系统的台架加速试验等效载荷为例，对电驱动系统在不同典型工况下开展载荷谱采集，并以悬置处实测加速度信号为等效载荷构建目标，通过频率加速试验等效载荷构建方法，获取台架加速试验功率谱密度（PSD）谱；将该台架加速试验等效PSD谱与《GB/T 18488-2024》国标规定的电驱动台架PSD谱进行对比，并分别作为输入开展电驱动振动疲劳仿真验证，结果表明：所提出的非高斯判定与修正方法可精准表征非高斯随机载荷的高阶统计特性，有效量化非高斯特性对疲劳损伤的影响；台架加速试验等效PSD谱与国标PSD谱的加载结果一致性良好，从损伤等效性角度验证了方法可靠性，为台架试验载荷精准设计提供依据。

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变刚度液体复合转臂节点对城际动车组动力学性能影响研究

罗俊1, 池长欣2, 陈俊辉1, 李静1, 左滨槐1, 侯茂锐2, 3

振动与冲击. 2026, 45(7): 189-198.

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变刚度液体复合转臂节点可以在低频段提供较小刚度以提升曲线通过性能，在高频段提供较大的动态刚度以确保车辆运行稳定性，为解决动车组高速运行稳定性与曲线通过性能之间的矛盾提供支撑。本文设计了一种可变刚度的液体复合转臂节点，该节点的静态径向刚度为5 kN/mm，动态径向动态刚度≥20 kN/mm，该节点刚度具有较强的频率非线性，在低频、高频段的动态刚度会产生差异。构建了机理与数据混合驱动的变刚度液体复合转臂节点模型，验证了该模型的有效性，并与车辆动力学模型进行联合仿真，计算分析了变刚度液体复合转臂节点对城际动车组运动稳定性和曲线通过性能的影响。结果表明，与传统的定刚度转臂节点相比，采用变刚度液体复合转臂节点的城际动车组直线运行临界速度进一步提升，平稳性指标得到提升，在曲线工况下安全性指标进一步减小。通过车轮磨耗数值预测分析，曲线半径为600 m时，变刚度液体复合转臂节点的车轮磨耗较定刚度转臂节点减小约30.5%。本研究为城际动车组转臂节点设计提供相关依据。

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基于传递函数法的地铁交叠隧道列车环境振动响应分析

芦峙廷, 刘卫丰, 李东海

振动与冲击. 2026, 45(7): 199-207.

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为研究交叠隧道情况下上层隧道对下层隧道列车振动传播的影响问题；利用列车-轨道耦合解析模型获得作用于隧道基底的轨下支点反力，采用有限元模型获得隧道基底至地表预测点的传递函数，通过传递函数法计算得到多种工况下地铁列车运行引起的地表振动响应，分析多种交叠隧道的布置方式对传递函数及地表振动响应的影响规律。研究结果表明：交叠隧道的相互位置关系对隧道-土层传递函数以及地表振动响应均具有较大的影响；在频域内，上层隧道对10 Hz以下低频段的列车振动基本上没有衰减效果，有时甚至有放大作用，而对于10~100 Hz频段，上层隧道对下层隧道的列车振动有较好的减振作用；在紧邻上层隧道的地表可以形成局部振动衰减区，随上下层隧道水平距离的增大，振动衰减区范围变大且最大Z振级的减振量也随之增大。在进行地铁环境振动预测分析时，若项目场地存在平行隧道结构，应结合实际工况考虑其可能对振动传播产生的抑制作用。

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基于非线性扰动观测器的主动悬架分数阶滑模控制

龙江启, 储金康, 周敏

振动与冲击. 2026, 45(7): 208-217.

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针对主动悬架存在的易受外部干扰、非线性特性和参数变化等因素影响的问题，为削弱这些问题的影响，提升车辆乘坐舒适性，提出一种基于非线性扰动观测器(NDOB)的主动悬架分数阶滑模控制(FOSMC)策略。首先，建立非线性主动悬架动力学模型，采用不需要实时测量道路输入的天棚模型作为参考模型，提供参考轨迹；其次，将上述存在的问题，集成为一个系统扰动项，采用非线性扰动观测器对集总扰动进行估计，并结合分数阶滑模控制对系统已知力进行控制；最后，采用粒子群算法(PSO)对所提的控制器参数进行优化。仿真结果表明：相比传统滑模控制、分数阶滑模控制与未优化非线性扰动观测器分数阶滑模控制等控制方法。所提控制器在降低车身簧载质量加速度和提高车辆乘坐舒适性方面有大幅提升，并且具有较强的鲁棒性。试验结果进一步的验证了所提控制器的有效性。

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基于虚拟路面的车架载荷处理和模态瞬态法疲劳分析

韩强, 王丽荣, 周新南

振动与冲击. 2026, 45(7): 218-226.

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应用多体动力学、刚柔耦合、载荷损伤编辑和模态瞬态疲劳分析技术，建立商用车的多体动力学模型，实测衬套、减振器等参数，基于试验模态识别分析获得车架的不同频率的阻尼特性，考虑实测的结构阻尼，结合辨识参数的轮胎模型以及扫描的耐久路面，进行不同路面的虚拟试验场仿真，获取高精度的载荷谱，并基于损伤一致性原则开展载荷谱编辑，提高载荷分解效率和精度。同时建立有限元模型，开展模态瞬态疲劳分析，并与准静态法结果进行对比，精确且完整的复现了实车开裂状态。结果表明高精度动力学载荷分解技术结合模态瞬态疲劳方法能够预测车架90%以上开裂风险，规避设计缺陷，损伤编辑载荷处理技术可提升效率31%以上。

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基于APFMD的滚动轴承复合故障诊断方法研究

任彬1, 刘哲翔1, 成昱博2, 郝如江1, 张建超1

振动与冲击. 2026, 45(7): 227-239.

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针对滚动轴承故障耦合时复合故障特征难以提取的问题，提出一种基于自适应参数的特征模态分解复合故障诊断方法(adaptive parameter feature mode decomposition，APFMD)。首先建立了综合周期冲击指数(comprehensive cyclic sparsity index，CCSI)作为故障诊断指标，评估信号稀疏性和周期冲击性；其次以CCSI作为麻雀搜索算法的适应度函数优化特征模态分解(feature mode decomposition，FMD)，自适应选择FMD的最优参数并利用FMD将振动信号分解为若干模态分量；然后利用峭度准则选取有效模态分量重构振动信号引入虚拟多通道；最后采用典型相关分析算法(canonical correlation analysis ,CCA)将重构后信号分离出不同故障特征频率，从而识别故障类型。通过试验分析证明，APFMD方法可将复合信号分解为频带清晰、频谱边界明确的模态，有效抑制了模态混叠现象；并且在包络谱与CCA分析过程中，该方法准确提取到了外圈108Hz与内圈171.5Hz两处特征峰，同时呈现出相应倍频及以转频为间隔的旁带；与变分模态分解、FMD等方法相比，该方法重构了通道的内外圈峭度分别为4.14和5.23，相较于基线方法均得到提高，且在SNR=-5dB条件下可准确识别内外圈特征，验证了该方法在滚动轴承复合故障诊断中的有效性。

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基于TCN-DCGAN数据增强的水轮机空化状态识别方法

刘忠1, 吴怡恬1, 胡泽南2, 邹淑云1, 谢文婷1

振动与冲击. 2026, 45(7): 240-247.

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针对水轮机空化信号样本数据稀缺且非线性不平稳特征显著导致故障诊断准确率不佳的问题，提出一种基于时间卷积网络（TCN）改进的深度卷积生成对抗网络（DCGAN）进行数据增强的水轮机空化状态识别方法。将水轮机空化声发射信号进行格拉姆角场（GAF）转换，形成特征图像；构建TCN-DCGAN模型将数据集增强，保留时序特性及样本多样性；基于增强数据集，建立卷积神经网络（CNN）识别模型提取图像中不同空化状态的特征，实现状态识别；最后结合可解释性分析阐明依据。研究结果表明，经过数据增强，空化信号识别准确率提高10%~13%，优于其他扩充数据集。所提方法能够有效提升小样本下的水轮机空化故障诊断的准确率和可信度。

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基于OOA-BiGRU及频域注意力的结构响应重构研究

史家乐1, 周康2, 郅伦海1

振动与冲击. 2026, 45(7): 248-253.

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针对结构健康监测中因传感器故障导致的结构响应数据缺失问题，提出一种融合频域注意力与鱼鹰优化算法（Osprey Optimization Algorithm, OOA）的双向门控循环单元网络（BiGRU）模型，用于加速度响应的高精度重建。该模型通过频域注意力增强对关键频率成分的建模能力，并利用OOA对网络超参数进行自适应优化，从而提升模型的重建精度与泛化能力。将该方法应用于One Rincon Hill Tower实测数据，在多个楼层传感器失效的场景下开展验证，成功实现了结构响应的有效重建。结果表明，所提模型在时域与频域的重建精度均优于传统方法，同时在应对传感器失效带来的数据缺失方面展现出良好的鲁棒性，具备在实际工程中推广应用的潜力。

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基于多特征融合 FIR 滤波的旋转机械非均衡数据故障诊断框架

王越1, 李盛翔2, 李晋1, 卢国璨1, 吴亚锋1

振动与冲击. 2026, 45(7): 254-265.

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旋转机械作为能源转换与流体输送等工业领域的核心装备，长期运行于高温、高压等极端工况，易诱发转子不平衡、轴承磨损等典型故障，每年导致全球范围内数百亿美元的经济损失。因此，实现高效准确的故障诊断与健康管理一直是学术界与工业界关注的重点。近年来，基于深度学习的诊断方法虽显著提升了旋转机械的健康管理水平，但工业现场中仍存在高价值故障样本稀缺、多域特征难以协同建模、特征提取缺乏物理引导等挑战，严重制约了小样本与非均衡场景下的诊断性能。针对上述问题，提出一种针对故障信息特征以单一或者复合周期脉冲形式出现的基于可训练FIR滤波与混合权重机制的故障诊断方法（FIR_Mix）。该方法通过可训练有限脉冲响应（Finite Impulse Response, FIR）滤波层实现噪声抑制与关键频率成分强化，利用多任务二分类学习器挖掘类别判别特征，并引入对比损失优化特征空间聚类结构，最终通过多域特征融合实现稳健分类。在HIT航空轴承数据集与HUST转子故障数据集上的实验表明，所提出方法在样本稀缺及非均衡条件下仍能保持较高的诊断准确率与鲁棒性，平均识别准确率达到93.5%，较最优基线方法提升3.4个百分点，为复杂工业场景下的旋转机械智能运维提供了有效解决方案。

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面向高速列车客室地板宽频隔声的轻质多频局域共振阻尼器设计

朱学治1, 赵华帅2, 于沛峻3, 王士铭2, 刘鹏飞1

振动与冲击. 2026, 45(7): 266-272.

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高速列车客室地板是重要隔声部件，其100Hz~500Hz范围内隔声性能差，不利于车内噪声控制。本文针对这一问题，提出一种薄型多频谐振层结构，这种结构通过对薄型悬臂板进行结构设计，调谐模态频率、参振质量、模态阻尼比，利用其多阶模态，使单一悬臂板提供有效的多频谐振功能。这种多频谐振层结构通过多层叠加形成悬臂振子型局域共振阻尼器，每个阻尼器单元内的悬臂板进行多频参数设计，可形成连续带宽的隔声调控作用，实现客室地板隔声增强。大部件隔声试验表明，采用本文提出的悬臂振子局域共振阻尼器，在地板附加质量增加15%以内，使原有地板的隔声量提升3dB，100Hz~500Hz中低频范围内隔声提升5dB。实现轻质高隔声的性能。

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车内乘员耳区声场复现与客观评价研究

卢璐, 郑旭, 刘迟, 于泳

振动与冲击. 2026, 45(7): 273-280.

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对车辆座舱进行主客观声品质设计等研究需进行大量声场测试试验，研究成本较高，而采用声场复现方式在实验室复现车舱噪声，可以降低研究成本、有利于开展重复性试验，亦能推动智能座舱技术发展。本文针对这一问题，采用多通道最小二乘均衡法，以耳区测点声压误差最小化为目标函数，求解多通道扬声器的最优输出，并构建车辆座舱声场复现方法以及声场复现系统的实验流程。实验结果显示，乘员人耳周围15个测点的声压级复现误差均控制在±1.5dB。为验证复现声场的听觉准确性，进一步计算了目标声场和复现声场的响度、尖锐度、粗糙度等声品质指标，也对与听觉有关的空间感指标ILD、ITD、IACC进行评价，结果证实复现声场的听觉特性与目标声场一致性良好，为在实验室环境中对汽车声学设计和声品质优化提供了重要依据。

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基于参量声源的核废料回波定位技术研究

李光亚1, 2, 3, 郑晨卓3

振动与冲击. 2026, 45(7): 281-288.

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针对核电站反应堆内部固体残渣的定位问题，现有的视觉定位技术在高蒸汽、强辐射的环境下存在严重的局限性，该研究基于参量声源的回波定位系统，通过超声非线性耦合技术生成50khz参量声源进行声场测量实验,由于其具有更长的声场传播距离和更小的发射角度，能够在反应堆内部等恶劣环境中，实现对固体残渣的定位和测量。为强辐射高蒸汽环境下的核废料定位问题提供了可靠解决方案。

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2026年, 第45卷, 第7期　
刊出日期：2026-04-15

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