围绕"两机"叶盘结构振动抑制这一核心工程问题，从波动理论、智能材料、机械阻尼、AI工具四个维度切入，形成了理论-算法-平台-型号的完整研究闭环。受到各类预研项目、自然科学基金等纵向经费支持。横向合作覆盖航空发动机（商发、太行、624、608、606）、 燃气轮机（重燃、上燃、烜原）， 航天（一、二、三、四、五院）和 航海（系统院、703）四大领域。

一、周期结构与波传导

以波有限元方法（WFEM）为底座，将振动视为弹性波在结构中的传导与反射，通过调控波的路径实现振动的源头治理，突破传统模态分析在处理中高频振动时存在本质局限。

T1期刊论文（9篇）：

▇ MSSP 2016: 建立了有限元与波有限元混合的多尺度建模框架，将波传导理论引入复杂组装结构分析。计算规模缩减至传统方法的1%，能量流预测与实验吻合。

▇ CJA 2017: 针对压电周期结构发展了特征值格式优化、单元凝聚和缩减波基三项WFEM增强技术。在保持精度的同时大幅降低计算成本，使大型工程结构的波分析成为可能。

▇ CS 2018: 首次将自由界面模态综合法系统引入WFEM框架，建立了五种递进降阶模型。MacNeal法将自由波分析CPU时间降低97%，精确子结构法将4416自由度降至16自由度。

▇ JSV 2022: 突破了钟万勰-Williams格式在对称截面结构中重根波模态数值失效的25年难题。通过广义辛特征值问题的改进表达式和逆幂方法，彻底消除了重根导致的无穷大系数和病态条件。

▇ 航空学报 2022：将禁带机理引入加筋板减振设计，建立基于波有限元的加筋板带隙计算与拓扑优化方法，使振动传递损失在目标频段内提升20dB以上。

▇ JSV 2023: 提出"排序策略"管理制造偏差，基于Sobol敏感性分析发现"激励端敏感、远端不敏感"的规律。仅需将偏差最小的单元格置于激励源位置，经梁结构实验验证显著改善无序周期结构的动态特性。

▇ JSV 2024: 利用波纹板几何同时耦合拉伸-弯曲和扭转-弯曲机制，实现三种波模态的频率锁定。在479–1150 Hz范围内构造出宽频绝对禁带，经3D打印实验验证，建立了波纹形状-带隙性能的定量设计图谱。

▇ MSSP 2025: 将循环超材料理论引入叶盘失谐识别，发现叶片单独频率恰对应反共振峰频率的规律。在36叶片高保真模型和12叶片实验件上验证，响应放大因子预测误差低于1%，仅需单个优化测点即可逐片测量。

▇ JSV 2026: 从辛几何角度严格证明波模态间的功率正交性，建立了六种WFEM功率流公式的系统比较框架。验证了梁和柱壳结构上功率流计算的一致性，为复杂组装结构能量传递路径识别提供了保结构数值工具。

二、压电智能结构

首创"压电网络"概念，以机电耦合理论为核心，探索智能材料对结构振动的主动/半主动调控。将机械场上难以实现的力学性质（负刚度、宽频带阻尼），通过电场中的压电材料与外接电路来实现。

T1期刊论文（8篇）：

▇ CJA 2015: 首次系统研究了压电网络对循环周期结构动力学特性的改变，区分并联与串联网络的不同减振机理。发现并联网络将节径振动能量转化为电能，适用于非零节径激励；串联网络对零节径激励更有效。

▇ SMS 2016：基于波动理论设计半主动压电复合材料，通过波机电耦合机理实现宽频带振动抑制，将压电阻尼的工作频带从单频点拓展至倍频程范围。

▇ CJA 2018: 将压电网络从调谐循环周期结构拓展至失谐整体叶盘，对比单周期与双周期拓扑。单周期压电网络可消除20%失谐下的振幅放大，为失谐叶盘提供机电减振方案。

▇ CS 2020: 设计了摩擦-压电复合阻尼环，覆盖"有摩擦界面"到"无摩擦界面"的完整应用场景。兼具压电材料的宽带自适应特性和摩擦阻尼的大耗散能力，为整体叶盘提供复合减振方案。

▇ JSV 2021: 提出波纹状压电-干摩擦混合阻尼器，阐明其结构设计准则和压电材料布置规律。额外提供约一倍阻尼比，将干摩擦阻尼器的工作激振力范围扩展6~10倍，通过实验验证。

▇ CJA 2023: 首次将机电耦合系数概念从线性域拓展到非线性域，提出三种候选定义。发现能量定义同时适用于保守非线性和耗散非线性，仅需一次开路非线性模态分析即可计算，实现了"几何优化-电路优化"解耦设计。

▇ CJA 2023: 将同步开关阻尼从独立shunt拓展到互联拓扑，揭示其同时具备阻尼机制和能量平衡机制。共振峰值降低30%以上，高振幅叶片可向低振幅叶片泄能，实现叶盘振动能量的全局再分配。

▇ MSSP 2023: 将SSD从互联拓扑进一步拓展到网络拓扑，将控制电路数量从N个降至N/ND个。12叶片2节径模态仅需6个甚至3个控制板，在dummy blisk实验上实现20%振动衰减。

三、干摩擦非线性动力学

承继北航干摩擦阻尼研究传统，以多阶谐波平衡法为底座，直面非线性计算难题。历经六代程序演进，建立从机理探索、算法开发到工程设计平台GTFW的完整链条。

T1期刊论文（10篇）：

▇ 航空学报 2019：基于加速动态拉格朗日法建立摩擦片阻尼高效分析方法，将薄壁结构摩擦阻尼器设计的计算规模缩减至传统方法的1%，解决了工程型号中摩擦阻尼参数快速标定的计算瓶颈。

▇ JSV 2019: 提出基于压电纤维复合材料（MFC）调节正压力的半主动摩擦阻尼器，通过实时调整正压力实现自适应阻尼。系统敏感性分析和实验验证表明，变工况下摩擦阻尼性能可自适应优化。

▇ JSV 2020: 发展基于加速动态拉格朗日法的薄壁结构摩擦阻尼快速计算方法，与MHBM-AFT构成方法论备份。大幅提升非线性分析效率，适用于薄壁结构的快速阻尼设计。

▇ ND 2023: 首次建立同步预测非线性响应与温度场的谐波平衡框架，模型降维98.6%以上。计算效率提升37倍以上，揭示忽略热-机械耦合会导致最优离心力预测偏差19.0%、共振峰值低估21.4%。

▇ JSV 2024: 建立摩擦界面温度场与动力学响应的耦合计算模型，首次将热效应系统纳入摩擦阻尼模态分析。揭示接触面局部温度可达1229°C接近材料熔点，阐明了热-力耦合对叶盘结构模态特性的深层影响。

▇ MSSP 2024: 将MFC压电材料用于摩擦阻尼器正压力的实时控制，实现"压电驱动+摩擦耗散"的智能混合阻尼。实验验证阻尼效果提升约25%，解决变工况下摩擦阻尼性能不稳定的核心难题。

▇ TI 2024：设计基于闭环压电控制的谐波正压力微动磨损试验装置，突破现有试验机仅能施加恒定正压力的局限，揭示谐波正压力下摩擦系数持续上升与接触刚度弱化的非稳态演化规律。

▇ JEGTP 2025a：建立静/动态耦合谐波平衡法，解决含刚体模态的干摩擦系统非线性响应预测难题，将计算效率提升37倍以上，突破了传统方法对刚体位移模态失效的瓶颈。

▇ JEGTP 2025b：揭示波纹形干摩擦阻尼器对涡轮叶片的减振性能规律，验证其在大离心力工况下接触界面自锁与能量耗散的稳定性优势，为发动机叶片干摩擦阻尼设计提供了工程适用准则。

▇ MSSP 2026: 系统研究摩擦接触参数输入策略对非线性动力学和磨损预测的影响规律。为624所缘板阻尼器设计提供可靠的接触参数标定方法，直接支撑型号正向设计。

四、AI+结构动力学

面向高维非线性系统的计算瓶颈和小样本实验数据的建模难题，将物理信息神经网络（PINN）、可解释性机器学习等AI工具引入核心科学问题。该方向的定位——AI是解题工具，核心问题始终是叶盘振动抑制。

T1期刊论文（2篇）：

▇ AIAA 2025: 构建物理信息神经网络代理模型，仅用30个小样本即可高精度预测失谐叶盘动力响应。500样本测试集上R²=0.9947，响应放大因子平均相对误差仅2.67%，破解了小样本与高保真计算成本高的双重困境。

▇ SHM 2026: 开发波模态换能器与PINN深度结合的螺栓松动监测方法，利用导波模态转换特性从复杂振动信号中提取损伤特征。对螺栓松动的识别正确率超过95%，突破了传统方法对单点测量的依赖。

五、论著

▇ 专著：李琳, 范雨 (著). 压电周期结构动力学原理与应用. GF工业出版社, 2024. 

▇ 教材：范雨, 张浩鹏 (主编). 机器学习及其在航空航天工程中的应用, 高教出版社, 2024.

▇ 译著：A Preumont (著). 李琳, 范雨, 刘学 (编译). 机电耦合系统和压电系统动力学. 北航出版社, 2014.

六、论文完整清单

▇ 我的ResearchGate主页：https://www.researchgate.net/profile/Yu-Fan-15 

▇ 我的Scopus主页：https://www-scopus-com-443.e1.buaa.edu.cn/authid/detail.uri?authorId=55687204400