振动与冲击

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黄志诚1, 冯泉畅1, 王兴国1, 褚福磊2

振动与冲击. 2026, 45(9): 1-11.

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针对表面黏贴压电层的正交对称铺设主动约束阻尼层(active constrained layer damping, ACLD)分层/界面损伤结构，通过有效刚度折减法与有限元法的结合，系统研究其损伤演化规律及振动特性。基于一阶剪切原理与应变等效原理，构建考虑界面剪切滑移和电势不连续的非线性振动方程，引入正交各向异性损伤变量来描述层内刚度退化，采用全局-局部法与代表性体积单元模型建立裂纹张开位移、裂纹密度与分层长度的解析关系，实现损伤层有效刚度的精度求解，其预测结果与有限元模拟误差小于15%，显著优于传统模型(刚性估计偏差达12.0%~18.0%)。碳纤维/环氧树脂(carbon fiber/epoxy resin，CF/EP)体系因各向异性对损伤最敏感，自由振动基频降幅可达127%；芳纶纤维/环氧树脂体系则展现更优稳定性，基频波动仅0029；弯曲刚度参数C11随裂纹密度呈指数衰减，当分层长度增至06t90时，CF/EP体系衰减速率较无分层工况提升32.0%。该研究为含损伤压电智能层合结构的力学行为分析提供了理论支撑。

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基于向量式有限元的含波纹管接头埋地管道跨断层力学响应研究

李振眠1, 2, 庞鑫峰3, 齐晓亮4, 周志远2, 林佳铖2, 余杨2

振动与冲击. 2026, 45(9): 12-22.

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长输管道常需穿越地震断层区域，断层位移易引发管道断裂、变形和泄漏，进而导致能源中断、火灾和爆炸等灾害。基于向量式有限元(vector form intrinsic finite element, VFIFE)方法弹塑性纤维梁单元和波纹管接头等效方法，建立考虑接头力学细节、管道几何-材料-边界非线性和非线性管土作用的跨断层埋地管道力学模型并验证其准确性，对比分析连续管道和含波纹管接头管道的力学响应，探讨穿越角度、安装间距及接头数量的影响。结果表明：含波纹管接头管道的变形模式与连续管道相近，管道分段应变水平较低，而波纹管接头存在应变集中，为设计中的核心薄弱环节。小断层位移下，方案A接头最大应变高于方案B；大断层位移下则相反，且大穿越角度时二者最大应变持平，对应的断层位移更小。当接头安装间距较大时，其弯曲变形小，轴向应变占主导，不利于应变集中控制。适度增加接头数量则能有效提升结构柔性，降低管道分段及波纹管接头的应变水平，但数量过多时效果趋缓，且会提升安装与运维成本。

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船体舷侧板架结构落锤碰撞损伤试验及数值仿真研究

康渭昕1, 李政杰2, 刘昆1, 路越1

振动与冲击. 2026, 45(9): 23-32.

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This paper systematically investigates the dynamic response and damage mechanisms of typical shipside web-frame structures under impact loads through drop-hammer tests and numerical simulations.A conical hammer head was used to impact the web frame structure at different heights, and key response characteristics, including the force-displacement curve and damage deformation, were obtained.A finite element model considering the material strain rate effect was established in LS-DYNA, and the reliability of the numerical method was verified by simulation results.Parameter sensitivity analysis further shows that impact location and strain rate parameters significantly influence the structural impact resistance: the intersection area of longitudinal and transverse members exhibits a higher peak impact force and more balanced energy distribution due to stiffness synergy.The Cowper-Symonds model parameters regulate material dynamic strengthening and failure modes.Using high-strain-rate sensitivity parameters can more accurately reflect the dynamic strengthening effect, and proper parameter calibration is key to improving the prediction accuracy of collision damage.

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单轴伺服进给系统与薄板工件耦合动态分析与振动抑制

张广泽1, 刘艳强1, 2, 邓梁缘1, 彭翀2, 邓宇3, 戴玉红3, 耿遵敏1, 2

振动与冲击. 2026, 45(9): 33-43.

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针对伺服进给系统与薄板工件耦合振动导致加工精度下降的问题，构建振动抑制方案。首先，建立“伺服控制-机械传动-薄板工件”机电联合仿真模型，通过实验验证模型的正确性。其次，搭建进给实验平台，通过朗道离散时间算法辨识系统的转动惯量，辨识误差约为1.97%，计算速度环PI参数，提升系统动态响应性能。然后，设计三种轨迹指令，经仿真与实验对比，五次多项式指令时域平滑性最优。最后，针对薄板固有频率设计多频陷波滤波器，基于TwinCAT 3平台采用零极点匹配法实现离散化集成。通过扫频实验验证，滤波后大部分共振频率幅度下降，第3阶模态幅度降幅达72.4%，显著削弱薄板振动强度。同时，通过不同位置与不同负载的幅频特性曲线验证了耦合振动的现象。

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变负载工况下全电控正流量挖掘机复合动作协调性实时控制方法

姚朝阳1, 习毅1, 高国强1, 令狐钊2, 胡长宇2, 刘朝富2, 杨书仪1

振动与冲击. 2026, 45(9): 44-51.

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针对变负载工况下全电控正流量挖掘机动臂上升与斗杆内收复合动作时协调性差的问题，开展挖掘机典型复合动作协调性控制方法的研究。开始前调试阶段通过调节系数使执行机构动作协调。首先，建立动臂和斗杆两回路主阀阀口的压力-流量方程，求解不同流量和压差下期望的主阀阀口过流面积，并根据期望过流面积反求斗杆主阀需要的控制电流和斗杆主阀的优先量；然后，基于建立的数学模型研究有流量再生和无流量再生工况下负载压力和流量对优先量的影响规律；最后，基于实验验证AMESim-Motion联合仿真模型的正确性后，采用联合仿真技术验证复合动作协调控制方法的正确性并对比分析了传统挖掘机单一固定K值与本研究根据负载动态调整K值两种方法。研究结果表明：负载对两回路的流量分配有重要影响，合理调整优先量能有效改善复合动作的协调性；通过仿真和实验验证，与传统给定固定最大优先量K值相比，研究提出的基于负载变化调整最大优先量K值的方法表现出良好的控制效果，且平均相对误差控制在14%以下，相较于传统静态K值平均相对误差降低了6%-49%，为挖掘机液压系统的优化设计提供了理论依据。

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驰振能量采集系统的随机动力学行为分析

第智龙1, 何美娟1, 2, 贾万涛3

振动与冲击. 2026, 45(9): 52-61.

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在实际环境中，基础激励和侧风同时存在的情况非常普遍。首先，采用基于能量包线的随机平均法，推导了系统总能量的Fokker-Planck-Kolmogorov方程，进而获得了位移的边缘概率密度函数的解析解。其次，深入分析了色噪声和来风速度对于位移的边缘概率密度函数的影响规律，并通过Monte Carlo数值模拟方法对解析结果进行了有效验证。进一步，在系统中引入周期信号，利用信噪比刻画了高斯色噪声和周期信号共同作用下的随机共振现象，同时，采用数值方法计算了统计复杂度、系统的均方电压和有效输出功率。研究结果显著表明：色噪声强度和风速促进振子发生阱间跃迁，色噪声的相关时间和阻尼比抑制阱间跃迁行为；信噪比曲线的非单调变化证实了系统发生随机共振现象；色噪声的相关时间、乘性色噪声强度和风速可增强随机共振行为，而加性色噪声强度则会削弱随机共振行为。此外，研究过程中还发现需选择最优的参数组合方能最大化系统能量采集性能。均方电压和有效输出功率随参数的变化趋势与信噪比演化规律高度一致，并且当随机共振行为发生时，系统的能量采集效率也得到了增强。本研究为复杂环境下能量采集系统的性能分析与优化设计提供了理论依据。

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面向性能的板式橡胶支座力学状态跨阶段演化试验研究

崔皓蒙1, 邵长江1, 2, 刘元龙1, 易宣廷1, 李贞新3, 4, 李延3, 王春阳1

振动与冲击. 2026, 45(9): 62-68.

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板式橡胶支座在极端地震下的力学行为复杂，其非线性响应受竖向压应力与加载速率的显著耦合影响。为揭示其跨阶段演化机理，以标准普通橡胶支座为对象，开展了不同加载条件组合下的单调加载试验，通过分析支座的力-位移曲线与变形状态，系统评估其关键力学性能。结果表明：支座力学状态依次经历弹性剪切、滚落翘曲和滑动摩擦三个典型阶段。支座的剪切性能呈现明显非线性，剪切刚度与面压呈负相关；试验发现约10 MPa为一临界面压，标志着主导力学机制的转变。摩擦滑动过程中存在剧烈粘滑振荡，高面压与高速加载导致滑动力剧增，但同时因摩擦热软化效应使稳定摩擦系数急剧下降。支座的滞回耗能能力取决于剪切与滑动两种机制的竞争，等效阻尼比的异常高值与其承载力退化相关。本文阐明了支座力学状态跨阶段演化的内在规律与临界现象，为发展其精细化本构模型及推动桥梁性能化抗震设计提供了关键试验依据。

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碰撞载荷下计及流体-结构耦合效应的大型半潜式风机结构动力响应研究

李艳超1, 2, 侯宏博3, 张一弛1, 2, 4, 薛鸿祥1, 2

振动与冲击. 2026, 45(9): 69-79.

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在大型漂浮式风电机组服役期间，船舶碰撞风险不可忽视。通过有限元软件LS-DYNA子程序二次开发技术创新性建立了船舶碰撞载荷下浮式风机结构-水动力-系泊耦合数值模型。随后，基于该方法对15MW半潜式风机停机状态下遭遇大型运维船碰撞场景进行了数值计算，厘清了不同撞速和角度下，碰撞能量耗散及碰撞载荷时变规律，并分析了碰撞后中长期内浮式风机全局动力响应特性。研究发现，当碰撞速度由2m/s增加到4m/s，碰撞力极值增加54.5%，机舱加速度增加76.9%，最大撞深增加156.8%。当碰撞角度由0°增加到90°时，最大撞深减小21.1%，碰撞后风机内能占总能量比例减小22.2%，碰撞速度较大下的正向碰撞场景较危险。

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基于贝叶斯理论的载荷谱最小采集里程量化表征

郑国峰1, 余泳涛1, 段毅龙1, 廖运来1, 苏航2, 洪浩2, 王欢3

振动与冲击. 2026, 45(9): 80-92.

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为高置信度载荷谱采集提供可量化依据，提出一种融合贝叶斯理论与速度区间分层抽样的最少采集里程计算方法。首先，提出考虑驾驶速度的样本容量计算流程。先对速度进行等距分区，结合Calinski-Harabasz 指数与肘部法则确定最优速度区间，再基于累积功率谱密度特征参数开展分层抽样，采用极大似然估计法拟合双参数威布尔分布，并通过分位点相对误差检验拟合优度，最终获取各速度区间的分布参数与所需样本量。然后，构建基于贝叶斯理论的最小样本容量计算模型，以威布尔分布尺度参数的后验方差作为风险度量指标，推导各速度区间最小样本量的解析表达式，进而求解最少采集里程。为验证方法有效性，针对城市、山区、高速三类典型工况开展实车载荷谱采集与验证试验。结果表明：最少采集里程随允许最大风险的增大而递减，且三类工况中，山区道路的最少采集里程最多，高速道路最少。该方法在分层抽样、参数拟合、样本量量化的实车数据支撑框架下，有效保证了模型的精度与鲁棒性，不仅能提升采集载荷谱的置信度，还可降低试验成本，具备良好的工程适用性与推广价值。

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高能效铣削刀工界面物质能量协同演变特性

姜彬, 李世航, 赵培轶, 宋雨峰

振动与冲击. 2026, 45(9): 93-107.

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高能效铣削的刀工界面是铣刀和工件物质能量集中交换区域，受刀齿误差和铣削振动影响，铣刀及其刀齿瞬时切削位姿偏置，直接影响刀工瞬时切削接触关系，使得刀工界面物质能量流动具有无序和不确定性。利用振动和刀齿误差条件下面铣刀瞬时切削位姿解算模型，构建刀齿瞬时切削位姿偏置矩阵和切削刃方程，研究刀工界面即时状态和铣刀切削过程的物质能量形式、路径与流结构，提出刀工界面物质能量流动参量的解算方法；采用信息熵和协同度定量表征刀工界面物质能量协同演变特性，提出高能效铣削物质能量流有序性评判方法，并进行实验验证。结果表明，采用上述模型与方法，通过改变切削参数和刀齿误差等输入，调整铣削振动和切削位姿，可有效调控物质能量流的势协同度和有序度，提升面铣刀的切削效率和加工表面质量的一致性。

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基于GAF-RepLKNet的平头铣刀磨损状态检测方法研究

汪静姝, 潘星合, 王清峰, 马婧华

振动与冲击. 2026, 45(9): 108-114.

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为了提高铣削加工的质量和效率，对加工过程中的刀具磨损状况进行实时检测至关重要，而铣削过程中的振动信号常被用于刀具磨损状况检测，然而，如何提取振动信号的有效特征并建立高准确度的刀具磨损状况检测方法是当前的研究重点。本文使用格拉姆角场(Gramian Angular Field, GAF)对一维振动信号进行升维，从而提高信号的表征能力，再利用重参数化大核卷积网络(Re-parameterized Large kernel Network, RepLKNet)自动捕捉和提取GAF图像的特征，进而建立特征与刀具磨损状况的映射关系，最后通过铣削实验和对比试验对模型进行验证。验证结果表明，本文的方法对不同铣刀磨损状况识别准确率达到98.5%，相比传统的2D-CNN模型和使用一维信号作为输入的RepLKNet模型具有更好的准确性和可靠性。

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汽车座椅负泊松比鸟喙型吸能结构设计

熊敏, 陆昶龙, 丁晓红, 张横

振动与冲击. 2026, 45(9): 115-125.

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针对汽车座椅发生碰撞时面临巨大冲击载荷的问题，基于拓扑优化设计方法，设计了一种负泊松比鸟喙型吸能结构。以最大化结构柔度作为优化目标设计，建立对于两组评价点的负泊松比约束，同时引入最大位移约束避免结构过度柔化，获得了负泊松比胞元构型，该构型在形态上与啄木鸟喙部的仿生特征高度契合，两者虽源于不同的设计路径，却在力学响应机制上表现出一致的高能量吸收特性；对胞元进行周期性阵列构建了鸟喙型超材料结构，并通过准静态压缩实验验证了仿真模型的准确性。通过数值仿真研究了其在面内冲击载荷下变形模式、负泊松比效应以及能量吸收特性，结果表明所设计的鸟喙型超材料结构在不同冲击速度下均表现出优异的吸能特性，并且发现在中速冲击下其吸能特性最为突出；与蜂窝状仿生结构及常见的双箭头和内凹六边形负泊松比结构进行性能对比也表现出优异的吸能能力；进一步分析了胞元尺寸对结构吸能特性的影响；将鸟喙型超材料结构应用于座椅调角器连接板设计，通过正碰工况仿真分析，相较于原结构新设计调角器连接板结构内能吸收提升约18.8%，在满足碰撞安全的同时重量减轻6.1%。本研究为负泊松比超材料在汽车结构中工程应用提供了设计思路和实践依据。

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随机子空间法中虚假模态的多判据融合剔除方法

孙威, 赵世浩, 经文龙, 卢海峰, 褚志刚

振动与冲击. 2026, 45(9): 126-136.

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随机子空间法(Stochastic Subspace Identification, SSI)具有模态参数识别完备、时域直接处理避免频谱泄漏和加窗误差、能利用稳态图便捷定阶等优势，但亦存在模态识别结果易受虚假模态干扰的不足。鉴于此，提出了一种随机子空间法中虚假模态的多判据融合剔除方法。首先，通过谱峭度和拉马努金子空间投影(Ramanujan Subspace Projection, RSP)对响应数据进行预处理，探测并剔除响应数据中的周期成分；其次，采用SSI分别对RSP预处理前后的响应数据进行模态识别，并结合稳态图初步剔除虚假模态；最后，通过匹配两组稳态图中的同阶极点并计算其模态相似指数(Modal Similarity Index, MSI)，利用物理极点与虚假极点的MSI存在显著差异这一特性实现虚假模态的进一步剔除。提出方法凭借拉马努金子空间投影能够剔除特定周期成分而不影响其他成分的性质，从而有效避免与谐波近/同频的物理模态被误剔除。5自由度弹簧质量阻尼系统算例的数值仿真、钢质梁及制动盘的运行模态试验，均验证了提出方法的有效性。

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基于FEM-PFM的并联空间管路系统振动传递分析

刘宝繁1, 2, 孙伟1, 2, 吕尚1, 2

振动与冲击. 2026, 45(9): 137-145.

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在外激励作用下振动会沿着航空发动机管路进行传递，获取航空发动机管路的振动传递规律有助于指导管路动力学设计以提升管路系统的抗振性。以并联空间管路为对象，将功率流法（PFM）和有限元方法(FEM)相结合，提出了单元级的振动传递可视化方法，发现了丰富的能量传递行为并从模态的角度揭示了振动传递机理，然后对ANSYS进行了二次开发使其具有功率流分析与振动传递可视化功能。在以梁单元为管体有限元建模的基础上，详细给出了模拟管接头、单联卡箍和双联卡箍的质量及刚度的方法，最终形成了便于后续振动传递分析的并联空间管路有限元模型。进一步，描述了基于ANSYS平台计算节点功率流以及振动传递方向的方法同时给出了实现振动传递可视化的流程。最后，进行了实例研究，用组建的实验系统校验了所创建的并联空间管路的合理性，在此基础上分析了并联管路系统在第2阶共振状态下的振动传递规律。结果表明：功率流在空间管路折弯区域、单联卡箍和双联卡箍支撑区域附近可能存在突变现象，进而可能改变振动传递的方向，系统的模态位移和模态应力极值区域可能是振源也可能是振汇。

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三幅并行箱梁竖向涡激振动的气动干扰效应研究

杨旭1, 2, 徐常泽1, 3, 马存明1, 2, 郑史雄1, 杨涵1, 2

振动与冲击. 2026, 45(9): 146-152.

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并行桥梁间的气动干扰效应对主梁的涡激振动具有一定影响。以某并行桥梁为工程背景，采用了风洞试验和数值模拟相结合的方法，研究了并行箱梁断面的涡激振动响应及其气动干扰效应机理。结果表明，单幅流线型箱梁在+3°风攻角时表现出明显的竖向涡激振动。当其布置于钝体箱梁上游时，+3°的最大无量纲振幅增至0.132，较单幅工况提高约83%；而当其位于下游时涡振现象消失。对于上游工况，钝体箱梁对下游流场的阻挡作用，导致流线型箱梁表面分离涡的尺度显著增强，从而放大了其振动响应。相反，在下游工况中，钝体箱梁的尾流破坏了流线型箱梁表面规律的涡脱过程，从而抑制了其涡激振动。此外，优化风嘴外形能够有效抑制主导涡的形成，从根源上控制主梁的涡激振动。研究结果可为类似并行桥梁的设计与涡振控制提供参考。

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连接件群刚度对施工期悬索桥风静动力性能影响研究

李翠娟1, 何燕彬1, 魏乐永2, 石强1, 颜智法2, 史永龙3, 冯雯昊1

振动与冲击. 2026, 45(9): 153-162.

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为最大限度提升施工期悬索桥的抗风性能及抗风分析的精细化水平，并为加劲梁临时连接件群的设计提供理论依据，本研究以主跨2300 m悬索桥为工程背景，先分析了连接件群刚度对施工期结构动力特性、颤振稳定性及静风稳定性的影响规律，据此确定连接件群刚度设计目标和准则，再根据基于约束扭转理论和力法推导的连接件群扭转惯性矩的理论计算公式给出了最具抗风性能的连接件群刚度设计方法。研究表明：连接件群刚度对结构竖弯基频基本无影响，但对扭转基频、颤振临界风速及静风失稳临界风速均具有显著且规律一致的影响；当连接件群自身刚度较低时，提高其刚度可显著增强结构扭转基频、颤振临界风速及静风失稳临界风速，但增强效率随其自身刚度增大逐渐衰减；从优化结构抗风性能角度，宜将扭转惯性矩作为连接件群设计的核心控制指标，其取值不宜低于加劲梁扭转惯性矩的8%，通过选用有效长度较小、直径较大的拉杆，并优先将其布置于远离截面形心的位置等策略，可实现连接件群刚度的优化设计。

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基于微波感知的大型桥梁结构状态监测及特征提取方法

吴朔阳1, 斯日古楞2, 熊玉勇1, 惠迎新3, 范振华4, 田文迪1, 孙丰诚5, 彭志科1

振动与冲击. 2026, 45(9): 163-171.

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大型桥梁结构状态监测及特征提取对桥梁健康运维与风险防控具有重要意义，而现有接触式传感器组网等技术在测量精度、测量效率、测试成本等方面存在一定局限性。因此，本文基于微波感知的振动测量新技术，开展了大型桥梁结构振动位移状态监测与特征提取方法研究。首先，阐述了微波振动测量硬件系统结构以及全场振动位移测量原理。其次，将测量得到的桥梁振动信号进行分解，并分段提取温度趋势、动载影响线，提出动力冲击系数计算与频率提取准则和方法。最后，开展了微波感知方法精度验证与全场多目标测试实验，验证其精度能够满足桥梁测试需求，为大型桥梁结构状态监测及特征提取提供新的非接触式测量技术手段。在内蒙古黑沟大桥开展实施了桥梁动态响应状态监测，测量并分析了桥体多目标测点振动位移变化及特征提取结果，验证所提方法的准确性与高效性。

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考虑不同打击部位的混凝土重力坝侵彻爆炸毁伤特性与破坏机制

舒奕展1, 王高辉2, 卢文波2, 陈明2, 严鹏2

振动与冲击. 2026, 45(9): 172-182.

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为研究在钻地武器侵彻爆炸打击下混凝土重力坝的毁伤特性与破坏机制，开展了混凝土重力坝侵彻内部爆炸冲击破坏模型试验，基于Euler-Lagrange全耦合算法建立了侵彻爆炸作用下混凝土重力坝全耦合数值模型。通过数值模拟与爆炸试验的结果对比，验证了数值模型的可靠性。基于试验与数值模拟研究，探讨了重力坝坝顶、下游坝面、上游坝面在侵彻爆炸荷载下的毁伤特性与破坏机制。结果表明：侵彻爆炸作用下混凝土重力坝的毁伤破坏通常为爆源附近的局部毁伤，破坏形态可分为上游坝面爆炸漏斗、深层内部椭球状爆炸、下游坝面爆炸漏斗；重力坝在不同侵彻爆炸打击下典型破坏机制包括压缩冲剪、震塌剥落以及拉伸开裂。

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冲击荷载下不等长三韧带手性蜂窝超材料应力响应模型研究

苏继龙1, 2

振动与冲击. 2026, 45(9): 183-191.

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针对不等长三韧带手性蜂窝超材料，研究冲击荷载在其内部韧带结构间的传递关系。首先运用经典梁变形理论确定不等长韧带手性蜂窝结构的面内杨氏模量；在此基础上，基于微极理论建立该类材料在冲击初始阶段荷载与内部韧带上应力之间的定量关系模型，得到了冲击荷载在内部韧带间传递的解析表达式，进而揭示冲击力变化所引起的内部韧带上应力的响应机制。结果表明：三韧带蜂窝结构的不等长韧带的尺寸差异将显著影响应力响应；尺寸参数一定时，随着冲击力的增大，内部韧带端点的受力也随着增大，其中冲击荷载所在的x方向上韧带的端点力Fx增长的斜率较大；在荷载相同的情况下，冲击荷载所在的x方向上韧带承受的力和弯矩随着韧带长度因子ξ的增大而增大，而与荷载垂直的y向韧带承受的力先减小后增大，存在一个临界门槛长度因子ξ0值。随着韧带厚度t的增加，其内部应力σ将减小。最后采用有限元仿真验证了理论模型的可靠性和适用性。研究结果可为不等长韧带蜂窝超材料的结构主动设计以及抗冲击、吸能特性与损伤机制的进一步研究提供参考。

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完整硬质岩地下洞室的爆破振动特性

陈明1, 程豪1, 刘原峰2, 张家托2, 张鹏3, 卢文波1, 赵逢泽1, 严鹏1

振动与冲击. 2026, 45(9): 192-201.

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爆破振动是评估地下洞室施工安全的重要指标，目前尚未见到完整硬岩地下洞室爆破振动特性的相关研究。本研究依托平坦原抽水蓄能电站完整硬岩地下厂房，开展了爆破试验与振动跟踪监测。基于振动测试结果，对实测地震波进行了波形特征分析，并采用极化-偏振分析实现波成分的识别与分离。系统性探讨了P波和R波的主频、质点峰值振动速度（particle peak velocity，PPV）和能量的传播与演化规律。结果表明，实测爆破振动呈现出显著的分段特性，两段波分别由P波和R波主导；振动的高频特征十分突出，水平径向与切向P波的视主频普遍高于500Hz，R波的视主频主要集中在250~500Hz；实测PPV数值较高，且多次超过已有的规程规范；P波与R波的衰减规律有显著差异，P波的衰减速率远高于R波。在监测范围内，R波是能量的主要载体。研究结果可为完整硬岩地下洞室爆破振动的安全评估与控制提供重要参数依据。

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基于智能轮胎传感器的轮胎内部疲劳损伤识别方法研究

侯丹丹1, 2, 项大兵3, 刘阳洋4, 廖发根2, 陈俊杰5, 邬明宇6

振动与冲击. 2026, 45(9): 202-210.

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针对轮胎损伤检测过程中振动信号呈现时变性强、损伤特征微弱易被噪声掩盖等问题，本研究提出了一种融合自适应时间窗口分割、双模式异常检测与加权显著性评估的智能化轮胎内部疲劳损伤识别方法。该方法首先对智能传感器采集的三轴加速度信号进行滤波降噪并提取特征，有效抑制传感器固有噪声和环境扰动。引入基于时间间隔的自适应分割算法对连续数据流进行动态窗口划分，显著提升损伤发生时间的定位精度；随后构建融合极值点检测与突变点检测的双模式异常识别框架，通过差异化权重分配策略量化不同异常模式的显著性水平；最后建立多特征维度的加权统计融合机制，实现轮胎内部疲劳损伤的精确识别与时序定位。除此之外，为深入分析特征变量对模型性能的贡献机制，本研究采用主成分分析方法对11个时域特征进行重要性评估，结果表明当选取均值、裕度因子、脉冲因子等6个核心特征作为模型输入时，损伤识别准确率可达96.71%，验证了所提方法的有效性，为轮胎安全预警系统的工程化应用提供了理论基础和技术支撑。

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基于meta-ACON自适应软阈值的旋转机械故障诊断方法

刘保罗, 王国强, 石念峰, 王国勇

振动与冲击. 2026, 45(9): 211-232.

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为提升旋转机械在强背景噪声及复杂工业环境下的故障诊断性能，本文提出了一种融合软阈值机制与meta-ACON结构的创新性诊断方法。该方法首次在meta-ACON中引入可学习软阈值机制，构建具有自适应软阈值与动态非线性激活双重特性的元学习激活函数STMA（Soft-Thresholding Meta-ACON）。为实现参数的动态调节，基于注意力机制设计元学习模块STMA-FilterUnit，根据输入特征自适应学习滤波阈值、激活非线性参数和通道响应权重。在此基础上，将STMA-FilterUnit嵌入残差深度可分离卷积中，构建多分支残差收缩卷积网络，该网络采用并行双通道残差连接实现多尺度特征提取，利用STMA-FilterUnit进行噪声特征的抑制、关键特征的增强及跨尺度特征的融合。在凯斯西储大学轴承数据集和东南大学的齿轮箱数据集上的实验结果表明，该方法在低信噪比和变载荷条件下故障诊断准确率与泛化性能均优于对比组模型，验证了STMA在复杂工业环境中抑制干扰与提取判别性特征的有效性。

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一种先验融合全可解释残差神经网络迁移学习故障诊断模型

张震1, 2, 杨世锡1, 3, 何俊1, 3, 周万春1, 刘彦旭1

振动与冲击. 2026, 45(9): 222-232.

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针对轴承故障诊断中出现的实际故障标签数据难以获得，诊断精度低，可解释性差的问题，提出一种先验融合全可解释残差神经网络迁移学习故障诊断模型。该模型首先迁移ImageNet 数据集上已训练完成的 ResNeT18模型作为基础模型，其次采用所提出的多尺度小波包融合层和可解释动态阈值激活层组合而成的全可解释多尺度小波模块，以及先验融合的频带注意力机制对基础模型进行改进，实现了特征提取和决策的全可解释。然后使用小样本迁移策略，修正轴承不同工况的故障诊断模型，进一步提高故障诊断精度。最后使用Grad-CAM进行可视化和指标事后可解释分析。试验数据和台架试验表明，本文所提模型故障诊断准确率为98.23%，与对比方法相比提高3.91%，而且在抗噪能力和可解释性方面具有显著优势。

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服役条件下重载货车轴承损伤及寿命研究

李良昫1, 祁亚运1, 郑燕1, 贺星1, 邹睿1, 王文玺2

振动与冲击. 2026, 45(9): 233-241.

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重载货车轴承的精准寿命预测对保障行车安全与线路高效运营至关重要。本文建立了C80重载货车车辆-轨道刚柔耦合动力学模型及轴承动力学子模型，并将货车车轮及轨道进行柔性化处理。结合Lundberg-Palmgren与Palmgren-Miner理论，对货车轴承在干摩擦与润滑状态下进行损伤评估与寿命分析，研究了在不同运行速度、曲线半径及车轮存在扁疤和轮径差状态下轴承损伤累积与疲劳寿命的变化规律。研究结果表明：直线工况下，车速对轴承损伤影响显著，干摩擦状态下车速诱发损伤值可达5.7×10⁻¹⁵，而润滑可有效缓解损伤；曲线通过时，小半径曲线导致的横向力增大会显著加剧轴承损伤；车轮扁疤长度的增加会加速轴承损伤累积并缩短寿命，且扁疤长度越大，轴承损伤增长的速率越大；轮径差工况下，轴承在润滑与干摩擦状态下受到的损伤差异较为明显，轮径差增大会导致干摩擦状态下的轴承损伤值由3.2×10⁻¹²增至6.1×10⁻¹²，寿命由1.98×109 km急剧缩短至4.27×107 km，而润滑对此具有显著改善作用。本研究可为重载货车轴承损伤及寿命预测提供相关研究基础。

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方钢管-高强箍筋复合约束混凝土柱抗震性能试验与骨架曲线模型

王南1, 2, 王霞光1, 李越群1, 王海龙1, 3, 徐东宇1, 郭智峰4

振动与冲击. 2026, 45(9): 242-251.

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为研究方钢管-高强箍筋复合约束混凝土柱的抗震性能，通过4个方钢管-高强箍筋复合约束混凝土柱和1个方钢管混凝土柱的低周反复水平加载试验，研究了该类构件的受力破坏过程、承载力、变形性能、耗能能力和钢材应变情况，分析了配筋有无、箍筋强度、箍筋形式和轴压比对构件抗震性能的影响。结果表明：所有试件均发生弯曲破坏，内置钢筋笼可延缓钢管的局部屈曲，纵筋、箍筋强度和箍筋形式对承载力影响较小，但纵筋和高强箍筋提高了试件的变形能力和耗能能力，轴压较低的试件的延性、及耗能能力较好。在试件达到最高承载力时钢管和纵筋可以屈服而高强箍筋尚未屈服，在极限位移时高强箍筋处于屈服或高应力状态。在试验数据的基础上，给出了骨架曲线屈服点、峰值点和极限点的计算公式，提出了方钢管-高强箍筋复合约束混凝土柱的骨架曲线计算模型。

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不同混合比橡胶-砂土路基地震响应特征研究

罗超1, 2, 黄强2, 李晶晶2, 祝梦凡2, 王昊1, 2, 王树栋1, 2

振动与冲击. 2026, 45(9): 252-260.

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随着废弃橡胶轮胎数量的增加，利用橡胶颗粒改良砂土路基成为提升工程抗震性能与资源再利用的重要途径。本文通过对比分析不同混合比橡胶-砂土路基在罕遇地震作用下的动力响应，重点考察了加速度、相对位移、等效应力及等效应变的分布规律。结果表明：橡胶掺量对相对位移、等效应力和等效应变影响显著，普通路基（混合比0%）的相对位移、等效应力明显高于橡胶-砂土路基，且同一高程处边坡响应大于内部；加速度放大系数主要受地震动波形控制，不同混合比间差异较小；普通路基普遍存在显著的应变集中，随着橡胶掺量的增加，应变峰值逐渐降低，当混合比为5%和10%时，应变场趋于均匀。研究表明，橡胶颗粒能够有效削弱应力与应变集中，提升路基整体抗震性能；坡肩与坡脚区域为地震响应敏感部位，在抗震设计中需重点关注，研究成果可为橡胶-砂土路基的抗震优化设计提供理论依据。

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地震序列作用下碎石桩提高砂土抗液化能力试验研究

曹子昂1, 2, 王伟1, 2, 赵宁康1, 2, 郭孟媛1, 2, 苗星雨1, 2, 李昀松1, 2, 董瑞涛1, 杨诗琪1, 温馨1

振动与冲击. 2026, 45(9): 261-270.

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碎石桩是治理工程场地砂土液化的重要手段，其在地震序列作用下的抗液化效果评价对于建设工程的安全具有重要意义。基于此，采用小型振动台物理模型试验，探讨了模拟地震序列作用下砂土颗粒级配、输入振动能量等因素对碎石桩加固液化土层效果的影响。研究发现：随着埋深的增加，振动能量的减小，液化土层粗颗粒含量增多，碎石桩对超静孔压比的降低效果越好；在强振动能量下，加桩区深部砂土层首先密实，逐渐向浅部过渡，碎石桩在液化砂土表层的抗液化提升比较低。细砂在浅层的超静孔压比随着振动次数增加下降较小，需要多次振动才能进入稳定密实状态；粗砂在振动作用下超静孔压比迅速降低并进入密实状态；能量较高的振动会使砂土发生再液化现象，碎石桩通过提供排水通道，可以有效抑制强震引发的再液化现象。研究可以为碎石桩加固场地在地震序列作用下的抗液化效果评价提供参考，未来可以进一步研究碎石桩设计参数的影响机制。

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基于可编程压电超结构的管道低频声振耦合控制研究

刘明利1, 龚凌云2, 张冠硕2, 张辉仁1, 王新阳1, 高钰文1, 罗宇2, 罗傲尘2, 陈星文3, 高鹏林2

振动与冲击. 2026, 45(9): 271-277.

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管道振动长期危害核能、石化等领域生产设备的安全可靠运行，其辐射噪声还会严重恶化工作环境，导致人因安全事故，传统上普遍采用动力吸振器、阻尼材料、吸声材料等进行后期治理，但却面临附加装置笨重复杂、结构紧凑性差、低频减振降噪性能不足等突出问题。针对这些问题，本文沿管道轴向周期性布置压电片并接入数字可编程多模分流电路，提出了一种基于可编程压电超结构的管道低频声振耦合控制方法。基于构建的压电超结构声振耦合有限元数值模型，研究了第二、三阶弯曲模态的振动特性与多模态声振耦合控制效果；研究表明，压电超结构可同时抑制这两阶模态的共振响应，管道辐射噪声声压级随之同步降低。作为验证，本研究搭建了可编程压电超结构管道振动噪声实验测试系统，测得的振动位移和声压级衰减>15 dB，证实了基于可编程数字电路的压电结构多模态声振耦合控制能力。本文提出的可编程压电超结构具有轻质、结构紧凑、参数调节灵活等突出优势，可为受限空间下核电、石化等领域工业管道的多模态声振耦合控制提供有益借鉴。

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大型飞机缝翼噪声特性及控制的风洞实验研究

杨成浩1, 2, 宋玉宝1, 曹清媛1, 毕传兴2, 尹熹伟1

振动与冲击. 2026, 45(9): 278-290.

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本文基于5.5 m × 4.0 m声学风洞及大型飞机半模型，系统开展了缝翼噪声特性及多种降噪技术的风洞实验研究。首先，介绍了实验平台、测试模型、测量系统及降噪结构设计，其中，降噪设计覆盖缝翼导轨、前缘、尾缘、侧缘及凹腔等典型噪声源区域；其次，基于声源定位结果分析了着陆构型下的声源分布特征，并结合远场声压频谱，重点探讨了来流速度与攻角对缝翼噪声特性的影响；最后，评估了六种降噪方案在不同工况条件下的降噪效果。结果表明，缝翼噪声频谱具有“宽带+离散单音”的典型特征，其受来流速度和攻角影响显著：来流速度升高会导致整体声压级增大，高频离散单音主频呈向高频移动趋势；攻角增大使得离散单音噪声峰值呈现非单调变化趋势；在所设计的多种降噪方案中，采用前缘外表面扰流方案的表现最优，宽带噪声和离散单音噪声最高降幅分别达约2.5 dB和14 dB，总声压级最大降低约5 dB。

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局域共振型加筋板结构的声振特性研究

胡磊1 孙玉奇1 范鑫磊2 茅晓晨2 邵敏强3

振动与冲击. 2026, 45(9): 291-298.

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加筋板结构普遍应用于航空航天、机械工程以及土木工程等领域中。加筋板结构具有比强度高、制造简单以及成本低廉等优点。然而，在其固有频率附近易发生严重声透射现象。为了改善声透射现象，通过提出一种适用于飞机座舱隔声设计的附着梁式谐振器加筋板结构。建立了结构的有限元计算模型，给出了传声损失曲线，分析了有无梁式谐振器时加筋板结构的声振特性，探讨了振型和声透射之间的关系。结果表明，声透射主要由非对称模态引起，通过附着相应频率的梁式谐振器可有效改善透射情况。声透射频率所对应的隔声量可由5 dB提升至68 dB。此外，讨论了谐振器布置方式、阻尼等因素对隔声性能的影响。采用对角排列方式布置谐振器可有效减少结构非对称模态。通过增加谐振器的阻尼系数可增强能量耗散，从而提升结构的整体隔声性能。

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2026年, 第45卷, 第9期　
刊出日期：2026-05-15

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