振动与冲击

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张晓东1, 张永顺1, 郑罡2, 王保權1

振动与冲击. 2026, 45(8): 1-8.

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提出了一种解析复模态叠加法用于求解带有集中黏滞阻尼器的拉索受迫振动问题。将单位脉冲激励下拉索-阻尼器系统的受迫振动问题转换为等效初值问题，利用初值问题的解导出了系统的单位脉冲响应函数。在此基础上，基于Duhamel积分得到任意集中荷载作用下拉索的振动响应，并依据叠加原理进一步求得任意分布荷载作用下的响应。该方法的特点是在复模态叠加过程中利用了系统的解析复模态，且所有解答均以解析的形式给出。通过典型荷载激励下的拉索-阻尼器系统受迫振动算例，验证了所述方法的正确性与有效性。

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热-水-力耦合下深部岩石动态力学响应特征及能量耗散研究

张波波1, 2, 3, 平琦1, 2, 3, 尹程1, 3, 席章鹏1, 3

振动与冲击. 2026, 45(8): 9-22.

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深地工程开挖深受高地温、高水压、高应力和强扰动环境影响，为深部煤炭资源安全高效开采带来巨大挑战。利用自主研制的热-水-力(thermal-hydro-mechanical，THM)多场环境耦合装置模拟工程岩体赋存复杂环境，配合分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar，SHPB)试验系统进行深部岩石动态冲击压缩试验。结果表明：动应力-应变曲线符合非线性特征，并伴有显著的“塑性平台区域”出现。相同水-力耦合作用下，峰值动应力在水热温度51~57 ℃时增幅最大，而不同温度下水压力与平均应变率服从对数函数分布；随温度逐渐升高，峰值动应力与平均应变率关系由负线性相关转变为呈指数衰减，应变率和应力率时程曲线均具有“增-减-减”的变化规律。随水压力增大，岩石整体破坏模式呈现“压剪粉碎破坏→斜剪边界破坏→破裂破坏”发展趋势，其端面和破坏断面主裂纹的张开宽度、延伸长度和发育数量则逐渐减小。多场耦合及冲击荷载下岩石耗散能时程曲线出现短暂下降，入射能与耗散能近似幂函数关系，能量透射系数与水压力之间保持良好的线性正相关关系，平均应变率与能量耗散系数均随损伤程度的增加而增大。

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功能梯度一维六方压电准晶带中有限裂纹的反平面分析

徐燕1, 2, 杨娟1, 丁生虎1

振动与冲击. 2026, 45(8): 23-32.

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在准晶材料断裂力学理论框架下，运用积分变换技术，对功能梯度一维六方压电准晶长条内反平面有限裂纹的断裂问题展开系统分析。假设材料的性质沿厚度方向按指数函数规律连续改变。借助 Fourier 余弦变换，把描述断裂问题的偏微分方程边值问题转化为三组对偶积分方程，利用 Copson 方法对其进行数值求解。获得了裂纹尖端处声子场、相位子场应力强度因子以及电位移强度因子的显式表达式。基于理论推导，通过数值算例探究了材料梯度参数、裂纹长度、材料厚度、材料耦合系数以及所施加外载荷等因素对材料断裂特性的影响规律。数值分析结果显示：增大准晶材料耦合系数，会对裂纹扩展起到显著的抑制作用；合理设计梯度参数或梯度厚度，有助于缓解裂纹尖端的应力集中现象；相同载荷下，引入相位子场或电场会降低材料的断裂韧性。随着声子场、相位子场应力载荷的增大，无量纲能量释放率不断增大。该研究成果不仅为功能梯度压电准晶材料的断裂力学理论提供了有用补充与完善，还为该理论研究带来了新的视角和思路。

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重型大尺寸天线地面展开过程的失稳现象研究与抑制

曾睿1, 吴志强1, 张怡佳1, 左祥赟2, 3, 4, 李跃华2, 3, 4

振动与冲击. 2026, 45(8): 33-39.

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地面微低重力环境模拟试验是航天器可展开机构正式服役前进行的必要环节。为保证高价值试验对象的安全，防止试验中出现异常振动现象可能造成的破坏，通常先用模拟件进行试验，验证试验方案及系统的可靠性和安全性。本文介绍某型反射面天线模拟件地面展开过程出现的异常振动现象、试验研究及治理，以期为同类试验的设计与分析提供参考。首先介绍了模拟件展开过程中的失稳现象的特点。然后通过对固定展角的模态试验、自由响应以及展开全程响应进行测试与分析，揭示系统动力学特性随展角变化的规律，找到异常振动现象对应的失稳模态的振型特点。最后提出减小力传感模块质量，减弱振动传递的措施，显著抑制反射面模拟器的振动。为反射面天线正样的地面试验提供了可靠的技术支持，有效降低了试验风险，从而为其顺利开展地面试验铺平了道路。

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地下装配式框架结构半刚性螺栓柱脚节点初始转动刚度计算模型

陈帜1, 熊仲明1, 2, 钱昊1, 陈轩1, 2, 高俊江3

振动与冲击. 2026, 45(8): 40-49.

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针对地下框架结构柱脚节点的高轴压和弯剪集中的受力特征，本课题组提出了一种基于螺栓连接的半刚性柱脚节点，该节点在不同轴压比下均表现出了良好的抗震性能。合理的转动刚度计算模型是该节点在结构分析中应用的基础。为此，本文基于拟静力试验，分析了节点的转动特性，揭示了其抗弯机制。在此基础上，采用组件法提出了初始转动刚度计算模型，并通过引入修正系数以考虑非线性效应。同时，建立节点的足尺有限元模型，结合非线性多元回归分析，提出了修正系数的计算公式。结果表明：在弯矩与轴力共同作用下，节点弯矩由受拉与受压的正向连接钢板、平面内受弯的侧向连接钢板、受压的约束方钢管和混凝土等组件共同抵抗。当节点转角较小时(0~0.7%)，转动刚度主要与轴压比与截面尺寸有关；随着转角增大，转动刚度转变为由各组件参数主导，可通过调整组件参数获得所需的节点刚度，以满足结构不同的性能需求。不同轴压比和构造参数的节点的刚度理论值与试验值和模拟值的平均误差为10%，标准差为0.07，表明计算模型具备良好的预测精度和参数适用性，能够准确映射节点构造参数与转动刚度之间的关系，可为地下装配式结构性能化设计提供参考。

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移动随机载荷下格栅加筋圆柱壳全场动力学响应不确定性分析

邵东1, 周成1, 梁伟阁2

振动与冲击. 2026, 45(8): 50-60.

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为进行全场振动响应不确定性分析，基于叠层加筋法建立了移动随机载荷下格栅加筋圆柱壳的动力学模型，通过将回传射线矩阵法中广义状态向量的模态矩阵进行分离，从而实现时空响应解耦，能够显著降低全场响应不确定性分析所需的样本量。在此基础上提出一种双层加强的长短期记忆神经网络作为振动响应代理模型，实现了结构全场时域响应快速精确的预测。采用概率分布模型量化参数的不确定性，然后进行了格栅加筋圆柱壳全场振动时域响应不确定性传播分析。通过有限元仿真和蒙特卡洛模拟试验，验证了所提出方法在全场振动时域响应不确定性分析中的计算效率和预测精度。通过考虑材料、几何和外载荷参数的不确定性分析，发现了所研究结构受到的不确定性影响在移动随机载荷的作用下具有扩散性，且外载荷参数的不确定性在所有参数中发挥着主导作用。通过参数化分析，揭示了加筋层几何参数和外载荷参数对所研究结构的动力响应的不确定性影响规律，为格栅加筋圆柱壳的工程设计和优化提供了理论依据。

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鼓形齿式折叠装置对舰载直升机尾水平轴系振动特性影响研究

李苗苗1, 2, 秦冰冰1, 张昭1, 朱如鹏1, 王希3

振动与冲击. 2026, 45(8): 61-72.

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折叠装置可有效减小舰载直升机的停靠面积，但折叠装置的引入会对直升机尾水平轴系振动特性产生影响。基于折叠装置的结构特点和传动方式，建立了鼓形齿式折叠装置的动力学模型。在此基础上，采用有限元法建立了折叠型尾水平轴系动力学模型，并进行了试验验证。采用Newmark-β法求解获得了折叠型尾水平轴系的时域波形及轴心轨迹，分析其振动特性，揭示了折叠装置刚度特性对含折叠装置的尾水平轴系振动特性的影响规律。研究成果为折叠型尾水平轴系的结构设计及振动抑制方案的选择，提供了一定理论指导。

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集装箱船非线性波浪载荷数值仿真与模型试验研究

马博文1, 2

振动与冲击. 2026, 45(8): 73-82.

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随着现代造船技术与全球航运的发展，远洋船舶在尺度和航速方面不断提升。然而，大型化与高速化的发展趋势使船舶在常规海况下更易诱发水弹性效应并产生显著的非线性振动响应。因此，准确分析和评估船舶水弹性效应对于结构设计优化、结构安全保障及服役可靠性提升具有重要意义。本文基于CFD与FEM的双向耦合方法，构建了超大型集装箱船在规则迎浪工况下的水弹性响应数值模型，并结合分段龙骨梁船模水池试验对数值方法进行了验证。在此基础上，针对水弹性引起的非线性响应，对比了不同海况对舯部垂向弯矩的影响，通过频域分解与时域重构量化了波频和高频响应对总体响应的贡献。结果表明，当波长与船长相当时，结构响应表现出显著的多频特征，其高频成分对应典型的两节点垂向弯曲模态；艏部砰击触发了颤振，使得近艏剖面非线性载荷幅值超过波频载荷。

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非对称分布弯曲收缩扩张流道制退器身管振动控制研究

聂健翔1, 邱明1, 宋杰1, 陶宇翔1, 刘立全1, 廖振强1, 2

振动与冲击. 2026, 45(8): 83-89.

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为减小某30mm航炮连续射击的后坐冲击和膛口振动，提出在制退器中设计不对称弯曲流道方案，通过上下端面不对称喷气产生反推力和动力偶，达到既能反后坐，又抑制身管振动目的。基于两相流内弹道理论确定初始条件，采用动网格方法模拟燃气在非对称流道中的瞬态流动，获得流场和气动力变化曲线。结果表明：上下流道动力峰值相差0.18ms，最大气动力差9.2%，能有效形成动力偶；炮口横向线位移和速度分别降低22%和19.3%，横向角位移和角速度分别减小15.9%和19.9%，显著抑制振动且不产生横向力。

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贝叶斯优化在负泊松比胞元耗能中的应用

张政1, 王宪杰1, 孙永2, 陈永党1, 郑佳乐1, 高雪莲2

振动与冲击. 2026, 45(8): 90-99.

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负泊松比结构的特殊几何构型使得在受力时表现出与常规材料相反的横向变形行为：压缩时横向收缩，拉伸时横向膨胀。这种特殊的拉胀行为使其在动态荷载下能产生更复杂的变形路径，从而实现能量耗散。针对负泊松比结构在循环荷载下的耗能优化问题，提出一种基于贝叶斯优化的多目标参数设计方法，旨在解决传统结构力学响应与几何参数间强非线性耦合导致的调参难题。通过有限元模拟与贝叶斯优化的协同研究，系统分析了7维几何参数对结构等效塑性应变比与累积塑性变形的影响机制。结果表明，基于贝叶斯优化方法，嵌凹式负泊松比结构能够充分发挥多胞元协同变形，使得等效塑性应变比超过80%，结构的变形均匀性得到提升。贝叶斯优化的机器学习属性为高维复杂系统提供了全局优化框架，进一步助力了优化过程。

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考虑界面阻尼和刚度等效的螺栓连接结构有限元敏捷建模方法

郭宁1, 罗阳1, 2, 云惟祯1, 贺昊康1, 徐超1

振动与冲击. 2026, 45(8): 100-109.

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针对螺栓连接结构动力学建模中精度与效率的平衡问题，提出了一种基于变弹簧刚度-阻尼面模型的螺栓连接结构等效建模方法。本方法在考虑连接界面刚度特性的基础上，重点引入了对界面阻尼的等效表征。建立了由螺栓预紧力主导的接触压力分布、摩擦耗能机理与界面阻尼和刚度演化之间的定量关联，提出了一套可用于有限元建模的界面等效刚度–阻尼参数获取方法。为提升有限元建模效率，基于ABAQUS和Python开发了基于变弹簧刚度–阻尼面模型的螺栓连接自动化建模插件，实现了复杂螺栓连接结构有限元敏捷建模与参数化调整。以标准化螺栓连接结构（Brake-Reuß模型）和多螺栓搭接板结构为研究对象，开展了模态试验，并与传统建模方法进行对比验证。结果表明，本文方法对于Brake-Reuß模型的模态频率预测误差控制在3%以内，MAC值均大于0.94，相较于全绑定（误差达11.24%）和局部绑定（误差6.77%）等传统建模方法显著提高了预测精度，并且能够有效表征不同预紧力作用下螺栓连接结构的刚度和阻尼特性；同时，该方法在多螺栓搭接板结构中的模态预测误差亦低于4%。本文方法可在保证精度的前提下实现螺栓连接结构的高效有限元建模，为复杂工程结构的动力学分析提供了一种可行且具有普适性的解决方案。

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圆盘型激波针对高速火箭橇试验的气动减阻特性研究

杨洋, 谢波涛, 赵项伟, 吕水燕, 刘禁

振动与冲击. 2026, 45(8): 110-117.

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针对高速火箭橇试验中激波效应引发的阻力过大及局部迎风区域高压抑制问题，采用圆盘型激波针悬挑结构，使弓形激波强度减小，火箭橇包覆在激波锥体范围内，达到减小气动冲击缓解高压阻力的效果，研究以最大运行马赫数为3的单轨火箭橇为对象，结合数值模拟方法与试验测试结果得到激波针对火箭橇气动特性的影响规律，并验证该构型的有效性。研究表明：激波针具有可靠的结构完整性，当马赫数达到3时可使气动俯仰力矩降低69.60%，显著提升在轨运行稳定性；当马赫数超过0.8时，激波针表现出显著的减阻效果，减阻率随马赫数增大而增大，在马赫数3时达到36.87%，且对火箭橇升力影响较小，但降温效果不明显；激波针表面压力分布对称性良好，受地面效应及火箭橇非对称结构影响较小，而火箭橇半球头部的-90°~-51.5°区域处于滑靴与轨道的影响范围内。

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变温环境下的轮胎结构-声腔理论建模及其模态参数研究

余旭东1, 2, 桑琳1, 3, 侯文彬1, 4, 曾岩1, 2, 李刚1, 2

振动与冲击. 2026, 45(8): 118-128.

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针对变温环境下轮胎结构-声腔系统的模态特性变化问题，基于柔性圆环理论、理想气体定律和声学共振理论，引入对应材料的温度修正因子，建立了具有温度适应性的轮胎结构-声腔动力学模型。通过实验测试与理论建模相结合的方法，揭示了温度变化对系统模态特性的影响机制。结果表明：轮胎结构-声腔耦合效应导致变温环境下结构模态固有频率呈现非线性变化，对于低阶模态，轮胎材料参数的温度效应占主导，频率随温度上升而下降，而高阶模态受声腔内的胎压效应更为显著，频率随温度上升而增大；在6.5 °C至56.2 °C温度范围内，建立的结构-声腔耦合模型面内振动模态与声腔模态误差均小于4 %。

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碎屑流冲击损毁山区桥梁动力响应研究

樊晓一1, 2, 何安江1, 刘欢3, 4, 夏贵平3, 周莹1, 陈家庆1

振动与冲击. 2026, 45(8): 129-140.

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碎屑流冲击常导致山区桥梁的损毁和垮塌，本文基于DEM-FEM耦合数值模型，研究了不同冲击强度下双柱式钢筋混凝土桥墩在碎屑流冲击持续冲击作用下的动力学响应与链式失效机制，通过分析冲击过程中碎屑流动能与结构抗力的变化对桥梁结构抗倾覆能力的影响，提出冲击强度指数及分级体系。研究结果表明：碎屑流冲击桥墩时呈现出爬升、绕流扩散特征；不同冲击强度下桥梁呈现局部损伤与整体倾覆两类破坏模式，其中超过一定强度阈值的冲击力持续累积作用导致桥梁结构局部破坏乃至倾覆破坏；桥梁内侧墩柱无损伤、局部损伤和整体倾覆临界阈值分别为27.97×10²kN、29.22×10²kN、39.59×10²kN；在中等强度冲击下内侧桥墩柱脚区域混凝土应力状态存在由压应力转变为拉应力的应力反转效应，导致桥墩拉裂破坏，而高强度冲击产生“混凝土拉裂-节点压剪破坏-纵筋屈服”链式失效路径，外侧桥墩柱的失稳破坏源于系统协同失效而非直接冲击主导。研究成果突破了传统的单一冲击力评价局限，为桥梁抗冲击设计提供理论依据与阈值参数。

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基于参数自寻优ICEEMDAN-WTD的隧道爆破振动信号降噪分析

张宪堂1, 宋淏田1, 白智宇2, 邵斌2, 郭伟2, 王晨3, 周红敏1

振动与冲击. 2026, 45(8): 141-152.

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在隧道钻爆法施工过程中，监测到的爆破振动信号往往受到多种噪声的干扰。本文提出了一种基于ICEEMDAN和WTD的降噪处理方法，旨在更精准地去除噪声，同时减少有效爆破振动信号分量的损失，并引入WOA对ICEEMDAN进行改进，优化其分解过程中Nstd、NE选取，进一步提升ICEEMDAN的分解效果。为检验该方法的可行性，作者开展了仿真信号模拟试验，并将其应用于青岛胶州湾第二海底隧道钻爆施工段爆破振动信号处理。结果表明：相较于CEEMDAN-WTD、EMD-WTD、MEEMD-LMS和WTD，本研究提出的自寻优ICEEMDAN-WTD方法展现出更优的综合性能。通过对仿真信号与实际爆破振动信号进行处理分析，计算所得该方法在信噪比、均方根误差及相关系数三项评价指标上均表现最优。在实际工程应用中，本方法降噪后的信号能更有效地消除200 Hz以上噪声，同时减少200 Hz以下有效信号分量的损失。因此，作者提出的自寻优ICEEMDAN-WTD方法在爆破振动信号处理中具有较大的优势，可以为隧道工程爆破振动灾害控制提供更准确的数据支撑。

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爆破动载下锚杆振动规律及疲劳损伤研究

于世棋1, 宋卫华1, 荣海1, 焦慧策2, 杨广鑫3, 柴豪4

振动与冲击. 2026, 45(8): 153-163.

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冲击地压巷道爆破卸压产生的爆破应力波在巷道围岩中会产生高频扰动，使锚杆承受瞬态循环冲击，易诱发锚杆疲劳损伤和失效。针对上述问题，利用理论推导、数值模拟与井下实测相结合的手段，系统研究了爆破动载作用下锚杆的动态响应特征，通过构建爆破动载作用下锚杆一维自由振动模型，结合锚杆固有模态分析了锚杆在端锚与全锚两种锚固条件下的振型差异，建立了动载作用下的锚杆疲劳损伤演化方程，揭示了冲击动载对锚杆疲劳寿命的影响机理。研究结果表明：①爆破动载会持续冲击锚杆，致使疲劳损伤累积，其损伤累积过程表现为裂纹萌生、扩展直至整体破断失效的演化规律；②当动载幅值越大、频率越接近锚杆固有频率时，锚杆疲劳寿命衰减越明显；③端锚相较全锚在动载作用下更易出现共振效应，导致爆破应力波振幅放大与早期失效；④锚杆工作阻力损失率随至爆破源距离增加呈负指数趋势减小，爆破帮和顶板锚杆相较非爆破帮工作阻力下降明显，本文的研究成果为锚杆在爆破动载下的振动响应机理解析提供了新思路，对深部矿井支护系统设计、爆破参数优化及灾害防控具有重要的理论意义和工程应用价值。

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基于数据繁衍和模型训练的内爆超压场重建

杨洁1, 王玉1, 王文廉2, 崔瑞杰1

振动与冲击. 2026, 45(8): 164-173.

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针对密闭结构内爆炸超压场分布复杂、缺乏有效的经验公式的问题，提出一种基于数据集繁衍与改进神经网络建模的重建方法。以有限实测数据构建初始数据集，结合三维数值仿真生成多当量样本，实现数据的繁衍。基于繁衍数据训练改进型神经网络模型，并以数据集数据验证网络性能，利用训练完成的模型对数据集以外的当量实验数据进行预测，实现超压场重建。结果表明，在多当量联合数据集训练下，模型的平均相对误差为4.43%，决定系数(R2)为0.9533；利用训练完成的模型对其他当量工况的超压值进行预测，所得结果的平均相对误差为6.77%，验证了数据繁衍驱动建模策略在小当量、规则结构的复杂内爆环境下的有效性，为该类问题的研究提供了有前景的解决路径。

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基于条件去噪扩散概率模型的脉冲型基岩地震动参数预测

段淑倩1, 2, 夏宇1, 熊杰程1, 2, 田役锋1, 常文慧1

振动与冲击. 2026, 45(8): 174-182.

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脉冲型基岩地震动参数对于地下结构的震灾分析和抗震设计具有重要意义。鉴于此，本研究以KiK-net强震观测台网数据为基础，选取了涵盖脉冲型基岩地震动三要素的17个工程常用地震动参数用于构建数据库。将基岩地震动参数视为高维随机变量，地表地震动参数及地震动影响因素参数视为高维条件变量，利用条件去噪扩散神经网络建立其概率分布模型。利用数据库数据对条件去噪扩散神经网络训练后，可实现由地表地震动参数到基岩地震动参数的反演与预测。最后选取三个台站，将模型的预测结果与传统的经验公式和等效线性化方法进行对比，拟合精度R2分别提升约17.97%和9.55%，表明本研究建立模型的合理性与先进性。

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有限元网格形状对地震波动模拟结果的影响及机理分析

邢浩洁1, 李小军2, 曾睿煊1, 贺秋梅1, 刘爱文1, 陈苏2

振动与冲击. 2026, 45(8): 183-195.

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采用不同尺寸四边形、三角形或矩形单元对河谷地形SH波散射问题开展一系列数值试验，结合网格频散理论进行精度和计算效率分析，得到有限元网格形状对地震波动模拟结果的影响及机理如下：(1) 网格尺寸分别为最短波长的1/20, 1/15, 1/12, 1/10, 1/7.5, 1/5倍时，网格频散理论误差依次为0.62%, 1.1%, 1.69%, 2.44%, 4.27%, 9.41%，模拟的峰值位移误差大约为＜1%, ＜1%, 2%, 4%, 10%, 28%，前两种尺寸精度最高。(2) 网格形状对精度的影响表现为单元在不同方向上的尺寸差异会对应于不同精度，高度不规则单元难以兼顾长边方向的精度和短边方向的效率。(3) 网格尺寸和形状影响计算效率的主要机制为显式时间积分的稳定时间步长与单元短边方向的尺寸成正比，故三角形单元或其它不规则单元允许的时间步长要显著小于正方形单元。(4) 全正方形网格模型最为简单高效。初步研究表明其台阶形近似界面反射的波动误差主要受多单元组合台阶所控制，不过总体上处于较低水平，该模型具有一定可行性。研究工作能够为复杂场地波动模拟的有限元建模提供参考。

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地震作用下大跨CFST拱桥拱上建筑支座脱空效应研究

袁茂均1, 徐略勤1, 赵健业2, 3, 傅达1, 姜锐1, 曾垅华1

振动与冲击. 2026, 45(8): 196-205.

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历史震害表明支座脱空是造成桥梁结构破坏的重要原因之一，大跨拱桥的支座脱空问题因主拱空间振动对拱上建筑的放大作用而尤为特殊。为了揭示支座脱空对大跨拱桥地震响应的影响规律，提出并建立了考虑脱空效应的支座非线性碰撞力学分析模型。以一座典型大跨钢管混凝土（concrete-filled steel tube，CFST）拱桥为背景，对比研究了近断层脉冲（NF-P）、近断层非脉冲（NF-NP）以及远场（FF）地震动作用下支座脱空机理及其效应。研究表明：支座脱空的动态过程可分为梁-座压缩、梁体抬起、梁-座碰撞三个阶段；拱上建筑梁端和跨中位置的支座更易发生脱空，且具有梁体竖向位移大、支座脱空次数多和脱空时间长的特点；NF-P地震动最易诱发大跨CFST拱桥出现支座脱空，所需临界峰值加速度最低；支座脱空不仅导致自身竖向碰撞力显著放大，更引发了支座压力重分布现象，致使未脱空支座的压力急剧增加；支座脱空会明显增大盖梁内力、梁体扭矩和面内弯矩响应，但对梁体面外弯矩的影响较小。忽略支座脱空效应将严重低估大跨CFST拱桥的地震响应及其潜在不利风险，在抗震设计中应引起足够重视。

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采用变刚度连接的钢框架-负刚度消能摇摆子结构抗震性能和影响因素分析

何松杭1, 杨嘉琦1, 2, 孙飞飞1, 3, 赵家鸿1

振动与冲击. 2026, 45(8): 206-217.

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传统摇摆子结构设计性能目标多集中于罕遇地震，通过布置在摇摆结构底部的阻尼器消能来减轻结构地震响应。当结构经历设防地震时，摇摆结构摇摆幅度较小，阻尼器行程有限，地震响应突出。为提升主体结构在中震下的抗震性能，提出了一种基于负刚度装置和变刚度连接的多水准消能摇摆结构体系。该组合机制通过放大摇摆子结构在中震下的摇摆幅度从而放大阻尼器行程，通过变刚度连接变形减少子结构变形对主体结构的影响，大震时变刚度连接达到转变位移转换为刚性杆以约束主体结构的变形模式。采用SAP2000建模进行弹塑性时程分析，对比了几种典型体系的抗震性能。结果表明：较传统摇摆结构，该体系在设防地震下最大楼层加速度、最大楼层剪力和最大层间位移角减少28%、18%、2.8%。罕遇地震下，该体系最大楼层加速度、最大楼层剪力和最大层间位移角减少6%、6%、3%。采用OpenSees建立了多自由度简化分析模型，研究连接刚度、负刚度值、阻尼系数等对结构抗震性能的影响规律。提出了体系的单自由度弹性简化分析模型，根据广义定点理论，采用结合位移顶点的加速度优化方法进行优化。

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基于半参数TKC与R-vine Copula的铁路减隔震桥梁地震易损性分析

江辉1, 2, 荆和盟1, 陈良江3, 周勇政3, 任阳1, 李新1, 卢文良1

振动与冲击. 2026, 45(8): 218-230.

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针对常规地震易损性分析方法的不足，引入可兼顾计算精度及分析效率的新型半参数TKC构件易损性分析方法及可有效考虑构件响应相关性的基于R-vine Copula函数的系统易损性分析方法，系统开展“构件-系统”两层次易损性分析。通过与一阶界限法对比，验证了所采用方法的合理性和准确性。为揭示典型铁路减隔震桥梁系统的损伤特性及抗震性能，以某7×32 m双线铁路减隔震简支梁桥为工程背景，建立轨道-桥梁系统精细化非线性动力分析模型，实现构件及系统层面的易损性分析。构建了适用于铁路减隔震桥梁的三水准抗震性能评估体系，对桥梁抗震性能进行全面评估。研究表明，减隔震支座在地震作用下最易发生损伤，其次为轨道、桥墩；支座体系主导系统的轻微、中等损伤，轨道体系主导系统的严重损伤和完全破坏。因此，实际工程中应重点加强支座体系的抗震设计，同时采取必要措施提高轨道体系的抗震能力，确保桥梁系统整体性能达到预期标准。

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基于动态边距与置信度校准的旋转机械跨域故障诊断

夏均忠1, 唐衡2, 金灵1, 胡军帅1, 冷永刚3

振动与冲击. 2026, 45(8): 231-242.

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旋转机械跨域故障诊断中，不同设备和工况间存在显著的数据分布差异。而现有域适应方法又存在特征判别性不足与伪标签噪声干扰问题，导致诊断准确率偏低。针对上述问题，提出了一种基于动态边距与置信度校准（dynamic margin and confidence calibration, DMCC）的跨域故障诊断方法。首先，设计原型驱动动态边距机制，通过维护各故障类别的原型表示并根据类别间相似度动态调整分离边距，对相似故障类别施加更强的分离约束，提升特征判别能力；然后，构建置信度校准对齐策略，利用目标域样本的预测置信度对域对齐损失进行自适应加权，抑制低质量伪标签在条件域对齐过程中的负面影响，实现精准的域对齐。通过端到端的优化框架将两种机制结合，在包含轴承和齿轮箱的四个数据集上构建12个跨域任务进行验证。试验结果表明，该方法在跨设备和跨工况故障诊断任务中平均准确率分别达到了83.85%和91.79%，优于现有主流的域适应方法，具有良好的跨域泛化能力。

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基于状态特征能量比与细粒度网络更新机制的轴承寿命预测

夏宗佑1, 董绍江2, 邹松1, 承军伟3, 周露4, 罗家元2

振动与冲击. 2026, 45(8): 243-252.

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针对轴承渐发性的退化模式导致退化起始点判断难，退化过程相邻时域信号差异小常规方法判别难的问题，提出一种基于状态特征能量比的退化早期报警以及细粒度网络更新的剩余寿命预测新方法。非线性能量算子结合Savitzky-Golay滤波器捕捉信号瞬态能量特征并去除噪声，状态特征能量比通过计算包络信号中突出频率的能量占比判断失效起始位置；寿命预测网络通过因果卷积提取信号局部特征，采用网络参数更新细粒度机制精确处理失效过程中信号的细微变化，并引入双向机制于训练阶段弥补网络单向感知限制，实现轴承剩余寿命预测。将所提出的方法采用XJTU-SY公开数据集与CQJTU-CJB自采数据集进行验证，结果表明本文的方法能够实现轴承退化早期报警并实现RUL预测，且在精度上具有优势。

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4-DOF气体静压径向轴承的动态特性研究

贾硕, 贾晨辉, 符瑞涛, 申旭

振动与冲击. 2026, 45(8): 253-266.

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在考虑转子倾斜的条件下，建立了一个4-DOF气体静压径向轴承的气膜模型，并通过理论推导得到了包含流量扰动项的摄动雷诺方程。利用有限差分法求解耦合摄动雷诺方程，研究了转子倾角、偏心率、转速、供气压力以及扰动频率比对轴承动态特性的影响。结果表明：增大转子倾角、偏心率以及供气压力能够同时增大轴承的主刚度系数和主阻尼系数；增大轴承的转速和扰动频率比，能够提高轴承的主刚度系数，但会降低轴承的主阻尼系数；此外，随着扰动频率比的增大，轴承各阻尼系数的值逐渐趋近于零。

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基于ALA-VMD结合改进小波阈值的岩石破裂声发射信号去噪算法

王婷婷1, 2, 杨彦卓1, 赵万春3, 4, 史晓东5, 蔡萌6

振动与冲击. 2026, 45(8): 267-280.

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针对岩石破裂阶段中产生大量含噪声发射（acoustic emission,AE）信号的问题，提出一种基于人工旅鼠算法（artificial lemming algorithm,ALA）优化变分模态分解(variational mode decomposition ,VMD)结合改进小波阈值 (improved wavelet threshold,IWT)的岩石破裂声发射信号处理方法；利用ALA算法对VMD的模态个数和惩罚因子进行寻优，计算分解出的模态分量与原始AE信号的相关系数，设置阈值将模态分量分为噪声分量与含噪分量；针对小波阈值降噪不能自适应的选取小波基函数与小波分解层数的问题，结合岩石破裂声发射信号的特点及去噪信号的信噪比（SNR）与均方根误差（RMSE）筛选最优小波基函数与小波分解层数；然后对含噪分量进行IWT（改进小波阈值）去噪并重构，得到降噪后的AE信号。通过对仿真信号和实测AE信号去噪，结果表明与现有算法相比，信噪比综合提升了44.63%，均方根误差降低了32.97%，表明ALA-VMD-IWT算法对噪声有明显抑制作用，降噪精度更高，可为后续利用岩石AE信号研究岩石特性提供参考。

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基于类法诺效应的低频通风声学超材料设计

王一洋, 吕海峰, 王帅东, 王乾垚

振动与冲击. 2026, 45(8): 281-289.

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针对城市轨道交通中低频噪声与通风难以兼顾的问题，设计了一种结合文丘里效应与亥姆霍兹效应的低频通风声学超材料。该结构通过文丘里管引导并压缩气流，同时构建亥姆霍兹腔体实现离散共振，使连续传播模式与离散局部共振在低频段发生耦合，产生类法诺干涉效应以提升声传递损失。仿真结果表明：在相同共振频率下，当颈部位于文丘里管喉部中央时，结构实现最强声能耦合，传递损失最大，达到59.8 dB。同时，湍流稳态仿真显示该结构的最大风速是传统直圆柱管道结构的四倍，验证了其良好的通风性能。通过四传声器法测试样品的低频隔声性能，结果表明在485Hz处获得40.45dB的隔声峰值，与仿真结果一致。该超材料结构为轨道交通降噪提供了可调谐、可集成的新思路。

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仿生叶片降低牵引电机风扇噪声的实验研究

李伟业1, 2, 李刚炎1, 陈浩荣3, 雷辉3, 高瑞彪3, 陈伟杰3

振动与冲击. 2026, 45(8): 290-298.

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采用传声器阵列测试技术研究了仿生波浪前缘叶片和波浪前缘-锯齿尾缘仿生组合叶片对电机散热风扇气动噪声的影响。实验测量了带有基准风扇、波浪前缘风扇和波浪前缘-锯齿尾缘风扇的电机噪声，分析了电机远场噪声指向性和总声功率级的变化规律。实验结果表明，仿生构型可以有效降低风扇噪声，最高降低噪声总声功率级为1.1 dBA，仿生构型没有改变电机远场噪声指向性特征。仿生构型对500 Hz~2000 Hz内的噪声具有明显的抑制效果，最大降低声功率级10.7 dBA。波浪前缘主要降低了电机进气口区域的噪声，波浪前缘-锯齿尾缘构型则对电机整个方位角的噪声均有所抑制，并且波浪前缘-锯齿尾缘构型对噪声的抑制效果优于波浪前缘。

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磁悬浮轴承系统接地方式对信号的影响及优化

张原诚1, 冯悦昕1, 张鹏辉2, 邹晋彬2, 徐敬淳1, 邓自刚2

振动与冲击. 2026, 45(8): 299-308.

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磁悬浮轴承技术在多个领域展现出广阔的应用前景，其性能对旋转机械系统的稳定性与可靠性至关重要。然而，在复杂的实际运行环境中，磁悬浮轴承系统不可避免地会遭遇多种形式的电磁干扰，这些干扰通过不同的耦合路径侵入控制系统，导致悬浮精度显著下降，进而影响系统的整体性能。为了有效抑制这些有害的电磁干扰并确保磁悬浮轴承系统的正常、稳定运行，实施合理的接地策略是至关重要且不可或缺的关键措施之一。在磁悬浮轴承系统中，科学合理的接地方式能够有效建立一个等电位的参考点，为系统内部产生的各种信号提供低阻抗的回流路径。这种低阻抗路径能够显著抑制共模干扰和差模干扰的传播，从而减少噪声对敏感信号的影响。不恰当的接地方式可能导致地环路、共模电压、串扰等一系列负面问题，使得原本微弱的传感器信号被淹没在噪声之中，从而严重削弱控制系统的稳定性和精度。因此，对磁悬浮轴承系统的接地方式进行深入系统的研究，是确保其实现高精度、高可靠性运行的必然要求。本文旨在深入探讨磁悬浮轴承系统中轴承部分、驱动部分、控制部分以及直流电源部分等不同部件的接地方式对控制信号稳定性和悬浮精度所产生的具体影响及其潜在原因。通过实验，对比分析了共19种不同的接地方式对磁悬浮轴承转子位移信号的影响，并选取最优的接地方式在加减速过程和最高速度下测试。实验结果表明通过改变接地方式可以有效提升悬浮稳定性，也为磁悬浮轴承系统的抗干扰设计和工程实施提供了宝贵的优化接地策略，有助于提升其在实际应用中的稳定性和可靠性。

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2026年, 第45卷, 第8期　
刊出日期：2026-04-28

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