振动与冲击

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卢伟1, 陈锦河1, 祁鑫1, 鲁志雄2, 胡卫华1, 滕军1

振动与冲击. 2026, 45(20): 1-8.

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由于高精密仪器和微纳加工设备对微振动环境的高要求，尤其在高层工业上楼建筑和精密实验室中，不同精密仪器设备对不同频段敏感性和微振动要求均不同，多振源作用的相位差和振幅等不确定性因素使得结构微振动响应复杂且多变，如何揭示并表征多振源作用的结构振动叠加响应分频特性是精密仪器设备微振动环境预测和评估的难点问题。该研究提出面向精密仪器多振源环境的微振动叠加响应分频预测方法，通过将结构振动响应在频域进行表征，建立多振源作用下总响应功率谱密度表达式；在频带重叠条件下，构建了多振源响应功率谱密度的上下包络值，并进一步通过频带积分将其转化为各频带内响应有效值的包络区间，实现了微振动叠加响应的分频预测。以某工业上楼建筑结构为工程案例，通过振源实测和微振动响应对比分析，发现所提方法能够有效预测多振源叠加响应的变化范围和识别微振动敏感频段。

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基于深度强化学习的翼型流动分离自适应主动控制研究

邹琳1, 蔡文俊1, 苗亚博1, 刘治威2, 张盛蓬1

振动与冲击. 2026, 45(20): 9-18.

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为削弱翼型大迎角状态下因边界层流动分离导致的性能消极影响，针对Re=1.6×105下NACA0012翼型，以等离子体激励为流动控制手段，利用深度强化学习算法，依据流场反馈的流动信息，对翼型表面的激励射流进行实时自适应闭环控制，实现静止、动态俯仰翼型后缘流动分离控制。计算结果表明：离散型动作和连续性动作的智能体均能在与流场的若干次交互中探索到控制流动分离的有效策略；奖励函数的动作惩罚项参数大小影响智能体在追求目标和避免惩罚之间的取舍程度；不同目标值的奖励函数能够引导智能体实现对翼型后缘分离状态的精准控制，在一定范围内控制误差在6%以下。对动态俯仰翼型后缘流动分离控制，无惩罚智能体通过在较大迎角阶段的持续激励，延迟翼型后缘负压区发展，消除了后续的负压区，可带来高达92%的升力增益；有惩罚智能体在负压区向下游移动期间施加激励，有利于削弱负压区的负压峰值及提前流动再附着。在泛化测试中，智能体对于缩减频率增大的翼型控制效果更好。

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围压作用下碱腐蚀砂岩动态力学特性及损伤机制研究

李炜煜1, 2, 马雪情1, 2, 陈红星3, 唐曦1, 2, 刘磊4

振动与冲击. 2026, 45(20): 19-34.

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为探究高地应力、碱性腐蚀与动态扰动耦合作用下深部工程岩体的力学特性及损伤演化机制，基于分离式霍普金森压杆开展了动静组合加载下碱蚀砂岩的力学响应试验研究，并结合低场核磁共振技术，系统分析了不同碱蚀程度与围压条件下砂岩动态力学性能、能量耗散特征、孔隙结构演化及损伤机制。结果表明：砂岩动态力学性能受碱蚀与围压共同耦合影响，碱性腐蚀劣化砂岩的动态力学性能，强碱环境下砂岩峰值强度与耗散能较中性环境均明显降低；围压对碱蚀砂岩的动态力学性能具有强化作用，其峰值强度与耗散能均随围压增大呈上升趋势。核磁共振测试显示，碱性环境促使微孔向中、大孔转化，当pH=13时大孔占比增幅最大，而围压通过机械压缩抑制孔隙扩展。磁共振成像结果显示，损伤演化具有临界点效应：当pH=11时孔裂隙发育较为活跃，当pH=13时深层磁共振成像信号回落，损伤演化呈现局部失稳趋势。研究成果可为深部碱性环境工程岩体的稳定性评估与抗冲击设计提供理论参考。

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不同高径比砂岩动态劈裂特性及破坏机制

秦涛1, 张远1, 段燕伟1, 刘刚1, 宋玥1, 王宝琛2, 杨敏强1

振动与冲击. 2026, 45(20): 35-44.

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为探究试件几何尺寸对岩石动态抗拉性能及破坏机制的影响，本文采用分离式霍普金森压杆试验系统，对高径比0.5~1.0区间的砂岩试件开展动态巴西劈裂试验，分析了不同高径比砂岩动态拉伸力学特性、能量耗散特征及破坏形态的规律。试验结果表明：在0.3 MPa冲击气压下，砂岩动态力学响应呈现显著的尺寸效应：随试件高径比由0.5增大至1.0，动态峰值拉伸应变由0.652%提升至1.443%，动态抗拉强度则由6.909 MPa降至4.507 MPa。随试件高径比增大，能量耗散率呈线性递减，由49.4%降低为22.0%；单位体积耗散能呈线性递减，由314.762×10-3 J/cm³降低为69.238×10-3 J/cm³。高径比<0.9时，试件以中心主裂纹与端部楔形剪切区交织的拉剪混合破坏为主，伴随大量II型、III型破碎块体；高径比≥0.9时，试件表现为中心起裂单一拉伸破坏模式。基于上述试验结果，揭示了不同高径比下砂岩动态劈裂的破坏机制：当高径比<0.9时，加载端产生的剪切应力向试样中心扩展，与中心区域的拉伸应力形成叠加效应，能量主要通过端部剪切破坏过程耗散，最终导致拉剪复合破坏；当高径比≥0.9时，剪切应力聚集在端部，能量主要集中于中心拉伸裂纹的萌生与扩展，形成以中心张拉作用为主导的应力场，导致单一拉伸破坏。本研究可为深部工程动力灾害机理及围岩安全防护设计提供理论依据。

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非平稳与非高斯风场下导线风偏响应特性研究

杜楠1, 王尊2, 姜凯华2, 赵亚龙2, 楼文娟1

振动与冲击. 2026, 45(20): 45-53.

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为揭示强对流天气下非平稳与非高斯风场对导线风偏响应的影响，以浙江省某500 kV线路风偏事故为背景，建立导线—跳线—绝缘子串耦联有限元模型，结合Vicroy时变平均风模型、演化谱理论和Hermite变换方法，构建典型的非高斯风场和具有下击暴流特征的非平稳风场，采用有限元时域法开展导线风偏动力学分析，并从频域能量分布角度探讨其响应特性。结果表明：在偏度1.0、峰度7.0的强非高斯性条件下，风场非高斯性仅使最大风偏角增大2.3%；非平稳性是风偏响应放大的主导因素，可使最大风偏角增大20.5%，时变平均风速快速上升和脉动风速方差时变波动共同放大导线低频背景响应。研究成果可为非平稳风场下输电导线抗风设计与风偏校核提供参考。

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基于概率密度演化法的颤振压电能量收集气动参数不确定性传播研究

王经琰1, 2, 向宏军1, 2

振动与冲击. 2026, 45(20): 54-63.

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针对颤振压电能量收集器（FPEH）在湍流影响下气动参数存在不确定性并进而导致系统响应离散的问题，本文提出一种基于概率密度演化方法（PDEM）的等效随机参数分析框架，用于高效评估系统功率响应的概率演化特征。首先建立了考虑机电耦合与非定常气动力的双自由度颤振压电系统模型，并将湍流影响等效为Sears函数系数的随机波动，据此推导系统瞬态功率的概率密度演化方程。与蒙特卡洛模拟（MCS）对比结果表明，PDEM在保持计算精度的同时可显著降低计算成本，最多可减少84.2%的计算时间，并且所得随机响应的置信区间与概率分布均具有良好一致性。随后，对气动力系数的影响权重、变异系数和概率密度分布进行了参数分析。研究结果验证了PDEM在颤振压电能量收集气动参数不确定性传播建模中的高效性与可靠性，为湍流影响下能量采集系统的可靠性设计与参数优化提供了理论依据。

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基于概率场分量分解与m阶SPOD的喷嘴空化流场时空解耦试验研究

朱革, 刘博, 卜晓宇, 周文君, 徐永康, 王煊军

振动与冲击. 2026, 45(20): 64-76.

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针对喷嘴空化流场多尺度时空结构高度耦合、现有模态分解方法难以实现解耦、且流场图像识别缺乏独立动力学交叉验证的问题，搭建了同步原位采集试验系统，对三种不同喷嘴开展对比试验。提出了基于概率场的分量分解方法，成功实现三类耦合时空结构的像素级软分离，并结合方位角傅里叶分解与m阶谱本征正交分解构建频率—模态联合分析方法。结果表明，三种喷嘴工况下流场结构分解分类清晰度均高于90%，波结构向溃灭事件分量的能量泄漏率低于1%；随着喷嘴扩张角增大，m=0轴对称模态能量占比由4.84%增至11.71%，m=1一阶非轴对称模态能量占比由45.25%降至13.47%，壁面压力信号冲击强度与周期性增强，能量分布向低频区间集中。研究证实，喷嘴扩张方式可同步调控空化流场模态结构与壁面脉动特性，可为喷嘴优化设计与冲击特性调控提供支撑。

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齿面磨损对谐波传动系统动态特性的分析

王修浩1, 卢成绩2, 杨荣刚1, 2, 3, 陈雷清1, 魏天赐1, 向家伟1, 2, 3

振动与冲击. 2026, 45(20): 77-87.

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齿面磨损是影响谐波传动动力学性能的重要因素。研究齿面磨损对系统动态特性的影响，有助于优化传动系统设计、提升传动系统可靠性。采用集中质量法建立谐波传动系统的非线性动力学模型，通过Archard磨损模型计算柔轮齿的磨损量，利用拉格朗日方程推导磨损损伤谐波传动系统的非线性耦合动力学方程。分析了磨损程度对系统振动响应的影响，以及磨损损伤下不同载荷对系统动态特性的作用。结果表明：随着齿面磨损程度的增大，系统振动响应幅值随之增加；在相同运行时间下，载荷越大，系统越易从多周期运动状态过渡到准周期运动状态，进而发展为混沌运动状态。

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双索柔性光伏列阵风致干扰效应研究

吴宇翔, 唐意, 刘丹彤, 薛原

振动与冲击. 2026, 45(20): 88-97.

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为研究柔性光伏列阵的风荷载及其风振响应，以某七排单跨的双索光伏列阵为研究对象，通过刚性模型测压风洞试验研究了不同风向角（0°~350°）下结构的风力系数与扭矩系数，并将测压试验得到的风压时程导入到有限元模型中计算了结构的竖向位移以及扭转角响应，分析了不同数量纵向连接和布设方式对结构风振响应的影响。结果表明：正向来流时法向风力最不利，风力-扭矩的相关性系数较小；斜向来流时，扭矩最不利，风力-扭矩相关性系数较大，迎风来流和背风来流时竖向位移方向相反但扭转角方向相同，整体而言，跨中位置风振响应大于边缘位置，首排的风振响应大于后排，迎风来流时风振响应较背风来流时更不利，但背风来流引起的下游不利干扰效应更显著，风振系数最大值出现在迎风次排。综合风荷载及风振响应将结构分为风致响应控制区、局部风压控制区以及风效应折中区并给出了一种同时考虑安全与经济效益的纵向连接布设方式，为结构抗风设计提供参考。

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不同截面振子在磁悬浮改进型VIVACE装置中的振动特性对比分析

白旭, 杨振邦, 卢晨阳, 李京灵

振动与冲击. 2026, 45(20): 98-108.

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对利用低速洋流发电的涡激振动水生清洁能源装置进行研究可以扩大海流能开发区域。磁悬浮改进型VIVACE装置相对原系统具有使用寿命长、适应范围广等优势，但目前针对该新型装置的振子截面形状研究仍较为缺乏。考虑到涡激振动对振子截面形状的高敏感性，本研究建立了磁力计算模型与磁-流-固耦合仿真模型，对多种截面开展了幅频响应、尾涡模式与能量捕获效率分析，通过数值模拟对比了截面形状对磁悬浮支撑振子流致振动及捕能性能的影响。结果表明：（1）截面形状显著影响尾涡结构，三角形和菱形截面可增强流体剪切和尾涡脱落，从而提高振幅与能量捕获效率。（2）尾涡作用区域的空间范围与振动幅值呈正相关。（3）五边形截面易诱发系统的振动失稳，进而降低能量捕获性能。本研究提出了适用于低流速磁悬浮改进型VIVACE装置的截面选择策略，为海流能发电系统的振子结构优化与工程应用提供了重要参考。

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基于 BBO-VMD 与小波阈值的磨削声发射信号降噪方法

周宇1, 张璐杰1, 洪荣晶1, 2

振动与冲击. 2026, 45(20): 109-117.

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齿轮磨削故障监测的声发射信号易受加工噪声干扰，从而降低诊断精度。本文提出海狸优化算法-变分模态分解（beaver behavior optimizer-variational mode decomposition, BBO-VMD）联合小波阈值的磨削声发射信号降噪方法，以最小排列熵为适应度参数，通过 BBO 算法自适应寻优VMD的模态分量个数与惩罚因子；对含噪信号完成VMD分解，按N=0.35*K剔除高排列熵的本征模态函数分量，再经小波阈值对剩余分量进行二次降噪重构信号。以仿真及现场实测磨削声发射信号为对象，将该方法与经验模态分解联合小波阈值、单一小波阈值、VMD 联合小波阈值算法进行对比验证。结果表明，该方法能有效抑制噪声、保留信号真实特征，为磨削声发射信号降噪提供理论参考，具备良好工程应用价值。

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电气阻尼视角下虚拟同步双馈风电机组轴系扭振特性分析

杨超1, 杨凯伟1, 包诗媛1, 李辉2, 姚然2, 谭宏涛3

振动与冲击. 2026, 45(20): 118-127.

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针对虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)控制易激发双馈风电机组(doubly fed induction generator，DFIG)轴系扭振问题，从电气阻尼角度开展VSG控制作用下机组轴系扭振特性研究。首先，引入复转矩系数法，基于轴系的状态空间模型分析DFIG轴系扭振机理。其次，考虑DFIG关键机电时间尺度动态，建立含功率传输、VSG控制及转速控制等环节小信号模型。然后，在推导DFIG发电机转速至电磁转矩传递函数和构建VSG-DFIG轴系电气阻尼表达式基础上，明确VSG控制下系统关键动态环节对DFIG电磁转矩的影响路径，并分析VSG控制参数、转速控制参数、线路参数及稳态工作点对DFIG轴系扭振的影响规律。理论和仿真分析结果表明，在典型控制参数范围内，VSG控制下DFIG电磁转矩为轴系提供负阻尼，且不同参数对轴系电气阻尼影响规律不同。

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THOR假人制动离位补偿方法研究

任立海1, 刘业亨1, 徐海澜2, 蒋成约1, 毕文武3

振动与冲击. 2026, 45(20): 128-142.

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针对THOR假人在低g值制动工况下生物逼真度不足的问题，本文提出一种基于初始姿态调节的离位补偿方法。本研究基于MADYMO平台建立了主动人体模型（AHM）与THOR假人的约束系统模型并验证其有效性；同时，将MADYMO约束系统参数移植至LS-DYNA环境，构建了THOR假人的刚性座椅仿真模型。通过系统开展不同初始姿态下的仿真，分析了THOR假人的运动响应规律，进而构建了姿态-离位关联函数。最终，利用跨平台仿真数据验证了该规律的普适性及函数的可迁移性，并以AHM离位数据为目标，验证了所提制动离位补偿方法的可行性。结果表明，腰椎角度是影响THOR假人制动离位响应的关键参数，其从0°增大至9°时假人离位量显著提升。基于此规律构建的关联函数，能够通过少量数据进行迁移，准确预测不同姿态下的离位量。本研究据此提出了一种基于姿态调节的离位补偿方法，验证了通过量化调整假人初始姿态来复现目标离位水平的可行性，为主被动一体化安全测评中乘员离位的复现提供灵活且低成本的解决方案。

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自行高炮随动系统行进间抗冲击扰动稳定控制研究

谢文翰, 吴盘龙, 刘宗凯, 何山, 吴宜臻

振动与冲击. 2026, 45(20): 143-154.

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针对自行高炮(Self-Propelled Anti-Aircraft Gun，SPAAG)行进间射击时路谱激励、后坐冲击等扰动对随动系统稳定性的影响，基于牛顿-欧拉法在Simulink/RecurDyn环境中建立了自行高炮刚柔耦合动力学-控制学模型，提出一种自适应滤波抗扰非奇异快速终端滑模控制(Adaptive Filtering Disturbance Rejection Non-singular Fast Terminal Sliding Mode Control，AFDRNFTSMC)方法。在非奇异快速终端滑模控制中引入线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer，LESO)实时观测系统总扰动。为避免包含噪声的观测扰动直接补偿控制量引发伺服抖振，通过无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter，UKF)基于系统状态空间模型对观测扰动进行最优估计、分离高频噪声，并根据扰动强度在线自适应调整噪声协方差矩阵，实现估计精度与响应速度的动态平衡。针对UKF在模型信任度较高时对真实动态变化响应变慢的问题，设计基于双向长短期记忆神经网络(Bidirectional Long Short-Term Memory，Bi-LSTM)的滞后补偿器，最终根据工况将估计或预测后的扰动量补偿至控制量。联合仿真结果表明，相较于典型常用火炮随动系统控制方法，所提方法将各工况下的三类主要误差评价指标降低了40%~85%，显著提升了随动系统应对路面激励及后坐冲击的鲁棒性，减小了高频扰动补偿信号引发的伺服系统抖振。

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轮毂电机驱动汽车主动悬架鲁棒模型预测控制研究

寇发荣1, 2, 冯雪雪1, 杨帆1, 吴茂雨1, 长孙梦娇1, 孙龙凯1

振动与冲击. 2026, 45(20): 155-162.

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针对轮毂电机驱动系统集成化引发的不确定性扰动，以及不平衡电磁力与车辆悬架垂向振动的强耦合问题，提出一种基于轮毂悬置式主动悬架鲁棒模型预测控制（Robust Model Predict Control, RMPC）策略，建立永磁同步电机与1/4车轮毂悬置式主动悬架系统模型，分析不平衡电磁力对系统垂向振动的影响；基于参数与扰动摄动边界预测，通过二次规划优化鲁棒目标函数与约束，保证全扰动工况下控制输入的鲁棒性。仿真结果表明，相较于被动悬架与传统模型预测控制，所提RMPC策略在多参数摄动下能有效削弱不平衡电磁力传递，抑制机电耦合振动；同时，降低车身加速度与悬架动挠度，并维持轮胎动载荷在安全阈值内，有效改善车辆的乘坐舒适性。

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蛇行失稳状态下动车组电机振动特性

郭涛1, 2, 陈秉智1, 王宏图2, 卢序鑫2

振动与冲击. 2026, 45(20): 163-172.

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蛇行失稳是威胁高速列车运行安全的关键动力学现象，针对蛇行失稳工况下牵引电机振动响应复杂，且与转向架蛇行模态存在耦合现象。本文以电机弹性架悬动车组为对象，建立包含电机的转向架横向动力学模型，采用特征值与根轨迹方法分析运行速度、等效锥度及电机悬挂刚度/阻尼对蛇行模态阻尼特性的影响。结合线性稳定性分析与整车多体动力学仿真，系统揭示电机振动特性及其对悬挂参数的敏感规律。结果表明：等效锥度增大将显著削弱蛇行稳定性，当等效锥度由 0.1 增大至 0.4 时，最大线性临界速度由约 350 km/h 降至约 160 km/h。一次蛇行以低频振荡为主，车体横向加速度主频约 1.7 Hz，且电机在12 Hz 出现局部峰值；二次蛇行主能量集中于 6–9 Hz 频带，电机在4 Hz、13 Hz附近出现峰值。二次蛇行工况下，当电机悬挂刚度由 0.2MN/m 提高至 0.4 MN/m 时，构架与齿轮箱横向加速度均方根值（root mean square, RMS）对刚度变化整体不敏感，电机横向加速度与横移量均方根值（ RMS）随刚度增大显著上升。本研究可为高速动车组设计与运维提供指导。

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附加风嘴Π型叠合梁的涡振特性及抑振措施研究

杨旭1, 2, 杨涵1, 2, 马存明1, 2, 郑史雄1, 2, 裴城3

振动与冲击. 2026, 45(20): 173-179.

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Π型叠合梁由于钝体外形与梁底开口，常遇风速下易发生涡激振动。以附加风嘴的Π型叠合梁为研究对象，采用1:35节段模型风洞试验并结合数值模拟对其涡振特性及抑振措施开展研究。结果表明：阻尼比为0.55%时，0°和±3°攻角均出现两个竖向锁定区间，第一区间振幅显著大于第二区间，且±3°范围内振幅峰值对攻角变化不敏感。流场分析显示，梁底开口处的大尺度涡主导尾缘附近的周期性脱落并增强脉动升力，从而维持明显的竖向涡激振动响应。水平翼板、水平隔流板、下中央稳定板和涡流发生器这四种气动措施均可消除第二锁定区间响应。其中，下中央稳定板抑振效果更稳定，+3°攻角下涡振消失，0°与-3°攻角下振幅较原断面降低60%以上；水平翼板与水平隔流板的减振幅度相对有限。涡流发生器通过引入三维扰动，在较密布置下可使0°攻角下涡振消失，并在±3°攻角下将振幅降低约75%。研究结果可为类似钝体开口断面的气动优化与抗风设计提供参考。

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大跨桥梁多模态竖弯涡振控制的气动措施展向布局设计研究

陈凯, 李凯, 李春光, 袁时俊, 韩艳, 仇志雄

振动与冲击. 2026, 45(20): 180-191.

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气动措施是控制大跨度桥梁涡激振动（VIV）的有效手段，但传统工程实践多采用全跨通长布置，缺乏经济性。本文开展了多模态竖弯VIV控制的气动措施展向布局优化设计研究。首先，通过节段模型风洞试验，测试了原始断面与采取气动措施断面的涡振特性，并分析了原设计断面和气动优化断面的非线性气动性能。随后，基于风洞试验交叉验证后的幅变气动导数涡激力模型，建立了大跨桥梁的三维多模态涡振及展向布局优化设计分析框架。以某斜拉桥为背景，以规范中涡振振幅限值为约束条件，对气动措施的展向布置进行了优化设计。研究结果表明：对于该桥梁，仅需在主梁跨中708m（占70.8%）范围内，采用‘导流板+1道下稳定板’的组合气动措施，或在主梁跨中696m（占69.6%）范围内，采用‘风嘴+1道下稳定板’的组合气动措施，即可有效控制前三阶关键竖弯模态的涡振响应。相比于全桥布置，优化方案显著减少了气动措施的用量，验证了展向布局优化的必要性与经济价值。

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基于加速度响应灵敏度与深度残差网络的两阶段结构损伤识别方法

毛羚, 程闯, 李书进

振动与冲击. 2026, 45(20): 192-204.

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针对传统基于加速度响应灵敏度的结构损伤识别方法在噪声环境下以及在识别复杂结构损伤时误差较大的问题，提出了一种先采用深度残差网络预测结构损伤位置再利用加速度响应灵敏度损伤识别方程识别结构损伤程度的两阶段损伤识别方法，结构损伤定位后可以缩减加速度响应灵敏度矩阵进而简化损伤识别方程。首先，根据结构特征解灵敏度分析确定易损伤单元，在易损伤单元内利用深度残差网络结合多标签分类实现精确的损伤定位，然后，根据损伤定位结果求解简化后的损伤识别方程，得到已知损伤单元的实际损伤程度。通过复杂空间框架数值算例和平面框架振动台试验验证了所提出方法的有效性和准确性，结果表明，与传统方法相比，该方法在保持良好抗噪性的同时，显著提高了复杂结构损伤识别的准确性。

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基于分块Cholesky分解的导向最小方差算法优化

郭乔鹤 1, 2, 3, 4, 李秀坤 1, 2, 3, 马鑫4

振动与冲击. 2026, 45(20): 205-214.

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导向最小方差（steered minimum variance，STMV）波束形成算法可在单次频域快拍下获得满秩导向协方差矩阵，适用于水声宽带目标探测，但面临计算量大和阵元失效时性能恶化的工程瓶颈。本文从高效实现与稳健处理两方面开展研究。计算加速方面，引入分块Cholesky分解优化算法，将全局内存访问量由O(M³)降至O(M²)，在Jetson AGX Xavier上相比cuBLAS加速8～11倍。稳健性方面，通过扰动分析揭示了STMV对矩阵条件数敏感的本质，采用剔除故障通道的稳健策略，定量给出了信噪比损失公式。仿真与海试数据表明：阵元数≥24时剔除一个失效通道的信噪比损失小于0.2 dB，方位谱性能恢复至接近无故障水平，且海试历程图无谱估计异常。本文方法在计算效率与工程稳健性间取得良好平衡，为STMV实时可靠应用提供了有效方案。

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基于高保真有限元数据驱动与快速字典学习的复杂结构表面振速稀疏重构

张怀玉, 刘袁, 李永畅, 赵瑾瑜, 闫林丽, 刘豪

振动与冲击. 2026, 45(20): 215-223.

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声源表面振速的准确获取是噪声源识别与辐射分析的关键前提，但传统测量方法受限于奈奎斯特采样定理，往往依赖高密度的测点数据，导致测量成本高昂，且传统的振速重构方法使用少量测点重构全局振动场时往往只能重构中心激励产生的对称振动场，并不能适用于偏心激励产生的非对称振动场。针对这一问题，本文提出一种结合高保真有限元数据与快速字典学习的表面振速稀疏重构方法，克服了现有方法在面对包含非对称模态的复杂振动场时，由于稀疏基不匹配而难以精确重构的局限。首先，基于振动板声源的物理属性，通过有限元软件构建振动体的高保真仿真模型，并建立包含偏心激励特征的振动响应样本库；随后通过在线字典学习方法自适应提取特征，构建振动信号的过完备稀疏表示基；最后，基于压缩感知理论，利用少量空间测点数据实现对复杂结构振动体表面振速的高精度重构。数值仿真以固支板为研究对象，结果表明：在相同稀疏测量条件下，本文所提出的数据驱动方法相比传统方法，在非对称振动场的稀疏重构中具有更高的精度与稳定性，实验结果进一步验证了本文所提方法的有效性。

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基于声发射和图神经网络的舰船复合材料板损伤定位研究

赵治民1, 王春阳1, 王潇1, 高岩1, 郑颖1, 黄恪晨1, 王龙侃1, 张行健1, 吴玉龙2

振动与冲击. 2026, 45(20): 224-234.

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为解决舰船复合材料板早期损伤难监测、传统深度学习模型难以建模传感器网络空间拓扑关系的问题，本文提出一种基于声发射技术与图卷积神经网络的损伤定位新方法。通过复合材料板断铅试验，系统对比基于距离与基于信号的两类图创建方法，开展训练样本量、传感器数量、外推定位、噪声干扰等关键因素的敏感性分析，并与传统深度学习方法进行性能对比研究。结果表明：基于信号的动态时间规整（DTW）图创建方法定位精度最优，平均绝对误差（MAE）仅7.4 mm，显著优于其他图构建策略；图的拓扑特性（边数、有向性）与图创建方法的建模逻辑存在最优匹配区间，过度稀疏或全连接图会导致定位失效；所提出的图卷积神经网络方法定位性能显著优于传统模型，且在信噪比2 dB的强噪声环境下MAE仍小于10 mm，外推定位误差增幅最低仅7%，展现出优异的抗干扰能力与工程适用性。本文明确了声发射信号图结构构建与定位性能的关联规律，为舰船复合材料板早期损伤精准定位提供了新路径，也为图神经网络在结构健康监测领域的图结构设计提供了技术参考。

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基于碟簧的桥梁抗震保险丝挡块的受力分析

常军, 蔡族秀

振动与冲击. 2026, 45(20): 235-243.

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为降低桥梁下部结构在地震作用时遭受的破坏程度，基于“结构保险丝”理念，设计出一种由预制混凝土挡块、碟簧复位装置、摩擦耗能装置组合而成的新型抗震挡块。挡块由摩擦耗能装置提供耗能能力，由碟簧复位装置提供恢复力，二者的协同工作建立两阶段抗震防线。首先，分析了新型挡块的工作原理，并提出其设计方法；随后，建立挡块的有限元模型，根据理论计算结果验证数值模拟的准确性；在此基础上，分析了螺栓预紧力、碟簧预压力等参数对挡块性能的影响。最后，建立全桥模型进行时程分析。结果表明，增大螺栓预紧力可提高挡块的耗能能力，增大碟簧预压力可提高挡块的复位能力。E1地震下，挡块处于弹性阶段限制主梁运动；E2地震下，进入耗能保护阶段稳定耗散地震能量，保护桥梁下部结构，通过更换碟簧复位装置与摩擦耗能装置即可恢复挡块功能，与“结构保险丝”理念契合。

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带有檐步架穿斗式木构架抗震性能试验研究

何晓斌1, 高永林1, 2, 3, 吴涛1, 宁鹏1, 2, 苏何先1, 2, 赖正聪1, 2

振动与冲击. 2026, 45(20): 244-256.

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为研究檐步架对穿斗式木构架抗震性能的影响机理，以云南石屏典型穿斗式木结构民居为原型，分别设计并制作了3榀无檐步架和3榀有檐步架的两层两跨足尺穿斗式木构架模型。通过低周往复加载试验，对比分析了木构架模型的滞回性能、极限承载力、侧向刚度、刚度退化规律和能量耗散等抗震性能参数。试验结果表明，有檐步架试件相较于无檐步架试件，正向加载屈服段抗侧刚度和极限承载力分别提高了67.9%和42.5%，负向加载两参数值相差较小，刚度退化较慢，最终割线刚度比其大35.73%；无檐步架试件金柱和后背柱滑移量较小，表现出较好的自复位性能，但檐步架的存在加剧了后背柱柱脚滑移，降低了试件的整体耗能能力；檐口柱柱脚滑移促使试件正向倾斜程度加剧，节点损伤严重，但层间位移角裕度值提升12.3%，抗倒塌能力强，负向加载更易发生结构失效；针对薄弱部位提出了提升木构架整体抗震性能的建议，为传统木结构相关规范的完善和修缮加固提供一定依据。

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纤维编织网增强混杂纤维混凝土加固砖砌体墙抗震性能试验研究

田建勃1, 渠玉婷1, 王晓磊2, 周文婧1, 黄大观1, 闫靖帅1, 卢俊龙1

振动与冲击. 2026, 45(20): 257-269.

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针对砖砌体墙在强震作用下易发生脆性破坏，延性不足、耗能较低等问题，研究了纤维编织网增强混杂纤维混凝土加固砖砌体墙的抗震性能。完成了5个砖砌体墙试件的低周往复加载试验，对其抗震性能进行分析，全程采用数字图像相关技术（DIC）对砖砌体墙的变形性能进行精确量测。结果表明，相比于未加固砖砌体墙试件，采用玄武岩-PVA面层、碳酸钙晶须-玄武岩-PVA面层、玄武岩纤维编织网-混杂纤维混凝土面层、碳纤维编织网-混杂纤维混凝土面层加固砖砌体墙试件的极限承载力分别提升了26.6%、29.2%、30.5%、36.3%，延性依次提升了204%、186%、209%、208%；到达破坏点时耗能能力依次提升了112%、172%、281%、244%，碳酸钙晶须、玄武岩纤维和PVA纤维构成的多尺度纤维体系可以有效地实现对混杂纤维混凝土的多尺度增强，抑制裂缝的发展，提升混凝土的力学性能和材料韧性；由于纤维编织网与混杂纤维混凝土基体之间良好的协同作用与抗裂性能，使得加固后砌体墙的脆性破坏模式得到明显改善。采用DIC技术能较好地进行砖砌体墙裂缝变形的测定，对砖砌体结构的变形监测和破坏机理研究具有重要作用。

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有限样本条件下基于CLAP-HTSAT的轴承故障诊断

杨丽梅 1, 2, 王仁根 3, 成刘 1, 孔祥伟 1, 苏凯宇 1, 蔡进 4, 于明珠 1, 杨贺绪 2

振动与冲击. 2026, 45(20): 270-283.

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轴承作为旋转机械的重要支撑部件，其运行状态直接关系到机械装备的安全稳定运行。然而，在实际工程应用中，轴承故障诊断常面临故障样本有限的问题，这不仅导致诊断模型难以有效学习关键故障特征，还显著增加了过拟合风险。针对有限样本条件下的轴承故障诊断难题，本文提出一种基于CLAP-HTSAT的轴承故障诊断方法。该方法选用预训练CLAP模型中的音频编码器HTSAT（Hierarchical Token Semantic Audio Transformer）作为特征提取器，充分利用其Swin Transformer架构及预训练获得的时频表征能力，从而显著提升对轴承振动信号故障特征的表征能力。在模型训练策略上，设计了渐进式微调策略：首先冻结HTSAT编码器的参数，仅训练全连接层分类器，以保留预训练模型的通用表征能力并降低过拟合风险；然后引入低秩适应技术LoRA（Low-Rank Adaptation）对HTSAT实施参数高效微调，使模型更好地适配轴承故障诊断任务。在公开数据集和实验室数据集上的实验结果表明，所提方法在有限样本条件下取得了比多种经典故障诊断模型更优的诊断性能，充分验证了基于CLAP-HTSAT的渐进式微调策略在故障诊断任务中的可行性和泛化性。

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物理驱动域信号增强的单源域类别不均衡故障诊断方法

徐湖城1, 陈豪2, 仲一鸣1, 王梓豪1, 张佳宝1, 孔繁瑞1, 孙宁2, 鲁傲1

振动与冲击. 2026, 45(20): 284-296.

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滚动轴承广泛应用于旋转机械，其运行可靠性直接关系到工业系统安全。然而，由于实际设备处于变载荷、变转速等复杂工况下，不同工况间存在特征分布差异；同时工业数据呈不均衡分布，故障样本稀缺，使单源域且类别不均衡条件下的故障诊断十分困难。针对上述挑战，提出一种物理驱动的单源域类别不均衡故障诊断方法。首先利用轴承结构参数及时变转速等物理先验生成具有真实特征频率与边带结构的虚拟域信号，提升特征空间覆盖度。其次通过原型对齐与对比学习实现域内域间分布对齐，并缓解类别不均衡带来的表征偏移。最后构建多通道时频‐能量判别器，从波形、频谱与能量域施加物理一致性约束。PU与UO数据集实验表明，该方法在未见工况下表现优异并具备强鲁棒性。

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融合多尺度分形维数与排列熵的电力变压器故障声纹识别方法

袁小翠1, 2, 赏栩1, 康兵1, 丁贵立1, 郭保苏3, 张爱民2, 侯迪波4

振动与冲击. 2026, 45(20): 297-309.

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针对变工况下变压器故障声纹识别准确率低、泛化性差的问题，提出一种融合多尺度分形维数与多尺度排列熵的故障声纹识别方法。首先，提取变压器声纹信号的多尺度分形维数频域特征和排列熵时域特征；其次，将相同尺度的两种特征融合，构建具有等效频率对齐的特征矩阵；最后，利用一对多支持向量机分类器对融合特征分类，识别声纹故障。为验证本文方法的有效性，以220kV变压器的短路冲击、夹件松动、冷却器异响和重过载四类典型故障构建源域数据集，以110kv，500kv，800KV变压器声纹构建跨域目标域数据集来测试方法的泛化性。实验结果表明，本文对源域数据集的故障识别准确率和召回率均达到100%；相比其他特征融合及单一特征提取方法，本文方法故障识别准确性更高；在跨域故障识别中，噪声干扰下模型准确率和召回率均不低于88%，展现了良好的泛化能力和环境鲁棒性。

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机器人工况下RV减速器行星轮和摆线轮故障特征辨识

吉亚强, 郭瑜, 樊家伟, 尹兴超

振动与冲击. 2026, 45(20): 310-316.

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工业机器人RV减速器实际工况下不完全旋转、行星轮和摆线轮故障特征频率（或阶次）相同，使得传统基于边带特征的齿轮故障诊断方法失效。对此，研究中利用行星轮和摆线轮故障的频响特性差异，提出一种基于瞬时角速度信号包络解调技术和90%有效能量频带的行星轮和摆线轮故障特征辨识方法。首先，提出一种边界连续化滤波算法消除信号拼接处的不连续干扰；然后使用角域同步平均抑制随机非同步噪声；随后，通过快速谱峭度选择谱峭度值最大的频带进行包络解调分析提取故障特征；最后利用90%有效能量频带分布范围验证行星轮和摆线轮故障的频响特性差异。实验结果验证了所提方法的有效性。

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家用制氧机减振降噪技术综述：从被动防护到智能控制的演进

张永德1, 张荣祐1, 郭晓伟2, 郭冬1, 彭志超1, 徐浩然1, 王砚博1

振动与冲击. 2026, 45(20): 317-332.

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目前家用制氧机面临多方面的问题，尤其是在有限空间内声-热-流多物理场强耦合导致的低频宽带噪声问题。本文采用系统性文献综述，检索Web of Science、Scopus、CNKI等数据库，纳入69篇文献。系统综述该领域的减振降噪技术，并从心理声学角度探讨声品质优化，将技术划分为被动防护、主动优化与原理突破三阶段，同时引入心理声学指标作为评价补充。被动防护技术在中高频降噪中成熟可靠，但低频效果差且体积大；主动优化材料通过跨尺度设计提升了吸隔声性能，但面临声-热-轻的三角矛盾；声学超材料可突破传统质量定律，但工程化成本高、长期可靠性未经验证。同时心理声学分析表明，单纯降低A声级可能引入纯音成分，降低主观声品质。未来核心路径需要将心理声学指标嵌入拓扑优化，实现智能主动控制与被动超材料融合，以及富氧环境材料相容性设计。

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刊出日期：2026-10-28

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