Page 100 - 《振动工程学报》2026年第3期

700 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

图 8 不同 EC⁃DVA 单元数量下的主系统位移小波谱（μN=
0. 2， σ=0. 75， v 0 =2. 65 m/s）
Fig. 8 Wavelet spectrum of main system displacement with
different numbers of EC⁃DVA units （μN=0. 2， σ =
0. 75， v 0 =2. 65 m/s）

激励下，EC⁃DVA 单元数量和质量比对系统能量转
化和振动抑制效果有显著的影响，基于理论分析结
果调整质量比和 EC⁃DVA 单元数量，可对主系统进
行有效地振动控制。因此，以能量转化最大化和剩
余动能比最小化为目标函数的优化算法对于时变环
境下的自适应振动控制具有重要意义。

3 基于能量转化的冲击抑制优化

3. 1 基于质量比的最优能量转化和振动抑制性能

本节研究了质量比对能量转化效率和冲击能量
吸收效率的影响，并探索了基于质量比获得最优吸
振和能量转化性能的优化方法。EC⁃DVAs 的数量 图 9 优化算法流程
设为 4，目标函数为最大能量转化效率或最小剩余 Fig. 9 Optimization algorithm process
动能比，算法流程图如图 9 所示。
图 10 为获得最大能量转化效率的质量比分布，
可以发现系统在受到弱脉冲激励且势能势垒较大
时 ，最 优 质 量 比 趋 近 于 0.025；当 长 度 比 σ 在 0.85~
0.95 之间时，由于势垒较小，故在弱脉冲激励下所需
要的输入能量较小，相应的质量比也较小，故此长度
比区间的质量比约为 0.016。由此可见，该阵列式
EC⁃DVAs 可以在小质量比优化下实现宽幅冲击和
宽长度比情况下的高效能量转化，从而对于复杂振
动环境小质量比 EC⁃DVAs 具有较好的振动鲁棒性
和稳定性。 图 10 最大能量转化效率的质量比分布
Fig. 10 Mass ratio distribution for maximum energy conver⁃
图 11 给出了单个脉冲激励下能量转化效率 η h
与冲击速度 v 0 和长度比 σ 的等值线图。从图 11 中可 sion efficiency