随机运输时间下集装箱海铁联运箱流径路优化方法

集装箱在海铁联运过程中容易受到各种不确定因素的影响, 导致运输时间波动, 进而影响货物的送达准点率。为有效降低不确定运输时间的影响, 兼顾运输过程的经济性和绿色可持续性优化集装箱海铁联运箱流径路。采用随机机会约束规划构建运输总费用最少和碳排放量最低的多目标模型。在约束条件中引入铁路和海洋期望运到时间, 并对超过期望运到时间的径路进行惩罚处理, 保证运输径路的优越性。考虑一站直达和中转换装这2种运输组织模式, 克服现有研究未考虑货源是否充足的缺陷。运用不确定及概率论相关理论知识将不确定约束转化为线性约束。以西安至洛杉矶的集装箱货物出口径路优化为案例背景, 采用NSGA-Ⅱ算法求解, 并通过贪心算法改进初始化种群以及基于logistics分布的概率选择算子改进精英选择算子。通过对比分析得到以下结果: ①算法优化后运输总费用减少23.15万美元, 碳排放减少6.69 t, 同时算法求解速度提高了75.36%;②将本文模型选用的随机规划和模糊规划进行对比, 发现随机规划解集数量多于模糊规划, 且二者在相同输送径路中的运输总费用和碳排放量均优化了10.65%。因此本文模型和算法具有良好的优化效果。进行灵敏度分析, 观察置信水平以及时间影响系数对目标函数和货物送达准点率的影响。结果表明: ①较高的铁路和海洋运输置信水平会提高货物的运输总费用。②时间影响系数和货物送达准点率呈负相关, 影响系数越大货物送达准点率越低。      

轴-径向混合磁轴承动态特性及控制研究

为了减小三自由度轴-径向混合磁轴承（ARHMB）的涡流损耗并增加轴向磁力，提出轴向采用软磁复合材料（SMCs）制备的推力轴承，在推力盘与转子的气隙处引入Halbach阵列以增强轴向气隙磁密，径向采用叠片结构. 首先，基于动态磁通分布及等效磁路法，建立综合考虑涡流、漏磁及交叉耦合效应的等效磁阻模型；其次，对比分析了材料类型及交叉耦合效应对等效磁阻频率响应、动态刚度的影响；最后，采用计及涡流、漏磁及交叉耦合效应不完全微分PID控制对ARHMB进行研究. 研究结果表明:SMCs制备的ARHMB相比碳钢材料可以提供更大、更稳定的磁力以及更大的工作带宽，在高频条件下具有更好的动态特性；考虑交叉耦合效应时，SMCs制备的ARHMB动态特性在高频时变化率较大，不可忽略；对于低带宽工作的碳钢轴承，交叉耦合效应不明显；电磁轴承系统响应速度很快、超调量小、稳态误差近似为0，具有良好的控制特性.      

纳米MgO改性水泥膨胀土短龄期内的三轴力学特性与数学模型研究

为研究纳米MgO改性水泥膨胀土的加固机理,对质量分数为0％,0.5％,1％,1.5％和2％的纳米MgO-水泥膨胀土(简称MCES)试样进行三轴试验.通过对不同纳米MgO掺量下MCES的峰值强度、残余强度、强度曲线进行分析,并对MCES应力应变曲线进行模型拟合.研究结果表明:掺入不同掺量的纳米MgO得到的应力应变曲线均为应力软化型曲线.围压从100 kPa到400 kPa,MCES-1.5的峰值强度和残余强度较MCES-0的增加范围分别为48％～75％和104％～143％.纳米MgO主要是通过提高土样的黏聚力来改性膨胀土的抗剪强度,在纳米MgO掺量为1.5％时最佳.对MCES应力应变曲线进行拟合,"复合余弦?指数模型"较"复合指数?正弦模型"有较好的适用性.     

考虑施工过程的浅埋软弱隧道管棚变形预测及参数敏感性分析

目前的隧道管棚计算方法和理论解析存在计算繁杂,计算参数的选择对分析结果的正确性影响较大且无法获得精确的理论解或简化的计算公式等问题。文章基于Winkler弹性地基梁理论,考虑隧道施工过程中围岩扰动特性、支护未封闭不完全承载特性、地层反力系数差异特性及荷载分布不均匀特性,建立了管棚超前预支护变形理论计算模型,并通过求解24阶方程组获得超前管棚预支护理论解析。结果表明:1)解析解与数值解和现场实测值吻合度较高,解析解可用于管棚变形预测;2)管棚直径、开挖进尺、地层反力系数均存在最优参数取值,环向间距与管棚变形呈正比例关系,管棚长度并非越长越好,只需满足管棚远端超前掌子面前方2倍台阶高度即可;3)实际施工过程中,通过调整管棚参数来控制隧道拱顶沉降效果从优到劣的顺序为:开挖进尺、注浆改善地层力学性质、环向间距、直径、长度。     

有轨电车曲线段设备限界计算模型研究

根据有轨电车、线路、轨道等技术参数和直线段下设备限界控制点,采用解析几何方法,导出不同编组类型有轨电车曲线段曲线几何偏移引起的加宽和加高量计算公式。结合《地铁限界标准》(CJJ96-2003)中计算公式,建立水平曲线段设备限界控制点坐标的计算模型。利用Matlab软件中的图形用户界面GUI开发了曲线段设备限界计算软件,并通过实例计算验证了该软件的可行性和有效性,为计算有轨电车曲线段设备限界提供了一种有效方法。     

蒙内铁路动物通道设计方法和标准的应用

蒙内铁路是我国铁路全产业链输出的国际干线铁路,完全采用中国铁路标准进行设计。蒙内铁路跨越肯尼亚境内多个保护区,如何进行跨越保护区以及动物通道设计显得尤为重要。以蒙内铁路动物通道设计为例,通过归纳总结动物通道实际设计要点,对我国动物通道设计标准的适用性进行分析探讨,进而为相关中国铁路标准"走出去"提供思路与建议。     

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要，研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先，基于实测交通流数据，按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本，选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征；其次，改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性，即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性，同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值，以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响；最后，通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载，分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上，对交通流状态划分具有良好的适用性；通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显，其占有率也大不相同，同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好；同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大，其变异系数均在0.2以上，尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后，这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有效、准确的，对相关大跨桥梁结构安全及耐久性评估有一定的参考价值。     

考虑冲压工艺约束的车身骨架断面形状优化

在汽车概念设计阶段,为快速评价车身性能,车身常由薄壁梁搭建而成,本文中对其关键技术薄壁梁复杂断面的形状设计进行研究。首先,推导了开口、单室、双室、三室和四室等复杂断面的力学特性计算公式。其次,对冲压工艺约束,包括最短线段、拔模角、倒圆角半径,和装配条件等约束进行了数学定量描述。再次,在弯、扭惯性矩和冲压工艺约束下,对断面形状与板厚进行了优化,实现了断面面积最小化。最后,通过算例验证了该方法的有效性。     

基于监测反演的圆形地下连续墙支护受力变形特征分析

选用某地下连续墙支护的圆形基坑为例,在第一至七层土体开挖施工监测和反演分析的基础上。针对第八层土体开挖阶段地下连续墙支护结构和周围岩土体的拟合反演参数,在依据现场前期勘察和室内土工试验数据进行修正的基础上,进行第九层土体开挖阶段的施工模拟。分析总结模拟结果,将依据反演所得的参数计算的结果与第九次土体开挖阶段监测所得的数据进行对比分析。模拟和对比分析结果表明:地下连续墙混凝土最大环向应力计算值与钢筋应力实测值对应的换算应变比较接近,初步论证理论计算值与实测值吻合较好。竖向应力计算值明显低于环向应力计算值,得到体系以环向受力为主。且无论是从内衬支撑力还是内衬轴力来看,内衬受力水平很低,说明支撑体系主要以地下连续墙受力为主。论证得到地下连续墙各处弯矩均匀,内力以轴力为主,环向内力分布比较均匀。间接证明改思路和方法可作为后续地下连续墙施工监测和预测下一阶段支护结构受力变形特点的方法。