瞬变响应与视纵向电导解释方法的对比

从＂等效导电平面原理＂出发,研究瞬变电磁过程中层状介质的视纵向电导的计算方法.在正演过程中引入中心差分算法来求取瞬变响应的导数,利用样条插值方法来代替传统意义上的求解反函数的方法来获取关键值-m,通过计算证明该方法可行.最后在验证视纵向电导解释方法有效性的过程中,采用典型的3层H型和4层HK型地电模型分别进行视纵向电导曲线与瞬变响应曲线的对比,计算结果表明,视纵向电导曲线比瞬变响应曲线能够更好地划分电性层,并能很好的指示电性变化关系,从而达到良好的解释效果.     

重载铁路车轮踏面擦伤时的轮轨动态相互作用特征

运用仿真分析手段, 考虑车轮踏面新、旧擦伤激扰, 研究了重载铁路轮轨相互作用力、轨道结构位移及振动加速度的时、频特征。研究结果表明: 在车轮踏面新擦伤作用下, 轮轨间将产生高频轮轨垂向力和低频轮轨垂向力, 钢轨、轨枕及道床将产生低频振动位移; 而对于车轮踏面旧擦伤, 轮轨间仅产生高频轮轨垂向力, 轨道结构部件的振动位移较小, 高频位移幅值略大于低频位移幅值; 在新、旧擦伤作用下, 钢轨垂向振动加速度的频率很高, 前者的道床振动加速度明显高于后者的值, 二者的轨枕振动加速度较接近。     

考虑旋转效应的弹性车轮降噪效果与影响参数研究

以某款弹性车轮及其原型普通车轮为研究对象,在考虑车轮旋转带来的移动荷载效应和陀螺效应的前提下,应用2.5维结构有限元法和2.5维声学边界元法预测车轮在给定轮轨粗糙度激励下的振动和声辐射;针对40、80和120 km·h^-1三个运行速度,分析了弹性车轮的降噪机理,研究了弹性车轮橡胶层的材料参数对弹性车轮降噪效果的影响。研究结果表明：车轮旋转使得原本非0节径模态频率处的声功率峰值分叉为2个峰值,其中一个峰值频率比原模态频率高,另一个峰值频率比原模态频率低,2个峰值频率差近似等于车轮的旋转频率乘以2倍的模态节径数;在所考虑的工况下,车轮旋转对车轮声辐射的影响最高达3.2 dB(A),因此,在预测车轮的声辐射时,必须考虑旋转对预测结果的影响;如果橡胶弹性模量太小,则轮箍容易振动,从而有可能辐射比普通车轮更高的噪声;从车轮声辐射的角度,橡胶弹性模量存在一个最佳值,在这个值下,弹性车轮的声功率最低,且低于原型车轮的声功率10 dB(A)以上;增加橡胶阻尼总是有利于车轮噪声的控制,但增加阻尼产生的降噪效果随橡胶弹性模量的增大而降低;对于同一弹性车轮,随着运行速度的提升,相对原型普通车轮的降噪效果不断降低,速度从40 km·h^-1增大到120 km·h^-1,降噪效果降低达4 dB(A)以上。     

公路桥头跳车产生的原因及综合治理措施

结合工程实践,通过对高等级公路桥头跳车产生原因的分析,从设计和施工角度提出具体防治措施。     

短暂性脑缺血发作患者认知能力与单光子发射断层扫描脑血流显像的关系

目的探讨脑单光子发射断层扫描(SPECT)血流检测对短暂性脑缺血发作(TIA)患者认知障碍判断的价值。方法根据简易智力状态量表(MMSE)评估65例最后一次发作在72 h内的TIA患者的认知能力状况,同时用SPECT观察患者TIA发作间歇期的脑血流灌注显像。根据脑SPECT显像特点,比较不同程度低灌注组的TIA发作次数、认知能力及发作时的临床神经功能缺失评分;分析TIA患者脑SPECT、TIA发作次数与患者认知能力的关系。结果①所有患者的脑SPECT灌注显像均有不同程度的低灌注区域,其中轻度、中度、重度低灌注各为21、26、18例,且脑SPECT灌注显像低灌注区范围越大,TIA发作次数越多(rs=0.751,P<0.01),患者的临床神经功能缺损程度越重(rs=0.470,P<0.01);②TIA患者的MMSE评分明显低于对照组,且与脑SPECT灌注显像呈负相关(rs=-0.308,P<0.05)。结论TIA患者存在认知障碍,其程度与TIA发作次数及患者脑血流状况相关;SPECT可作为评价TIA患者认知能力的良好手段。     

考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法

为了提高轨道车轮的结构性能, 利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型; 以双S型轨道车轮为设计蓝本, 分析了轨道车轮的辐板设计域, 提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法; 介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路; 根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准, 分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况, 不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构, 而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构; 对比了优化前后车轮辐板的应力, 并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性, 证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明: 利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的; 在车轮质量不增加的前提下, 优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚, 有效地减小应力集中, 降低结构应力; 对比原双S型车轮, 优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升, 分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%, 其中, 方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高, 并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。     

基于加权法的桥梁冲击系数计算方法

以公路简支梁桥为研究对象,采用四自由度的二分之一车辆模型,建立了车桥耦合振动方程,计算了不同车速下桥梁跨中截面的动挠度和应变时程曲线.对比了传统定义法、试验测试法、现行规范法的冲击系数计算值,对前2种方法进行了修正,获得了桥梁结构的最大动效应值,并根据主梁的最大活载内力计算原理,引入数值加权的概念对前2种方法进行了加权计算.分析结果表明:传统定义法和试验测试法计算的冲击系数值比《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)计算值小;由时程曲线上最大动效应处得到的冲击系数平均值约是前2种方法计算值的2倍,且其最大值比规范法计算值小37％;基于传统定义法的挠度冲击系数值大于应变冲击系数值,而试验测试法得到的挠度冲击系数值普遍小于应变冲击系数值;基于传统定义法和加权法的挠度冲击系数计算值比规范值大16％;试验测试法和加权法相结合的冲击系数计算方法考虑了移动荷载对整个桥梁冲击的历程效应,计算比较稳定.     

浅谈高速公路桥头跳车的原因及防治措施

广州市北二环高速公路路线全长42.5公里,全线结构物较多且填土较高。为尽量避免桥头跳车现象的发生,北二环高速公路项目管理处针对不同的情况,采取相应的处理措施,取得了良好的效果。结合以往工程实例及北二环高速公路工程的实践,就桥头跳车的原因及台背处理问题,从理论与实践上作以下简单探讨。     

3种车桥耦合振动分析模型的比较研究

应用达朗贝尔原理和欧拉-贝努利梁假设，推导了简支梁在移动质量、四分之一车模型和二分之一车模型3种不同车辆模型下的车桥耦合振动方程，比较了在不同速度下的桥梁动态响应，结果表明，3种车辆模型都可以反映出在移动荷载作用下车桥耦合振动的总体规律，但考虑车体弹簧和阻尼的影响能更充分体现车桥耦合效应。     

隧道衬砌背后脱空识别的改进瞬变电磁雷达法

针对衬砌背后脱空检测图像特征不显著、脱空定位及范围识别准确性较低等技术难题,以瞬变电磁理论为基础,结合隧道衬砌结构检测需求,提出了隧道衬砌背后脱空识别的改进瞬变电磁雷达法;通过改善发射系统关断时间增大探测深度;利用接收线圈等效电路及弱信号增强算法提升成像分辨率;在剔除强干扰信号并增大发射磁矩基础上,采用圆滑滤波处理及多周期叠加采样抑制数据噪声;基于视电阻率差异建立衬砌结构相关介质的TER图谱,通过不同类型混凝土构件的多种组合进行室内衬砌缺陷模拟检测试验,初步评估改进TER法检测衬砌背后脱空的可行性及其检测精度;在北京市地铁6号线郝北隧道进行了现场实际检测与应用,综合对比了TER检测图像与管片钻芯取样结果,以验证改进TER法检测衬砌背后脱空的有效性。研究结果表明：改进TER法具有较高的成像分辨率与较好的缺陷辨识效果,可直观清晰地反映衬砌背后脱空缺陷的实际特征,能有效识别衬砌厚度、钢筋埋深、衬砌背后脱空及衬砌内部空洞的具体位置及范围;可定量化描述10~20 cm的脱空缺陷,并对小于10 cm的脱空缺陷进行定位及脱空量级判定,对于衬砌背后深度达30 cm以上目标体的识别结果具有较好的参考性;改进TER法受金属介质干扰较小,在大范围连续性检测中,可对脱空范围大于30 cm的衬砌背后脱空缺陷进行精确定位。     

车辆动力学仿真中评判脱轨的直接方法

根据轮轨空间动态耦合关系, 提出了一种根据轮轨接触点位置进行脱轨评定的直接方法, 可用于对机车车辆动力学安全性分析评价。阐述了通过轮轨接触点进行脱轨评判的原理和采用此方法的优点。作为例子, 运用货车-轨道空间耦合模型, 对C62A货车曲线通过进行了脱轨仿真计算。仿真结果表明, 在仿真计算时采用此方法非常行之有效, 评判直观、可靠。     

考虑延误传播的枢纽机场航班时刻优化方法

为解决枢纽机场的航班时刻优化问题,提出了一种考虑延误传播的航班时刻优化方法;根据延误传播因果关系强弱来表征延误传播代价,建立了以最小延误传播代价和最大公平性的双目标函数;为了降低航班时刻存在的先天性延误和保证进离港航班的衔接性,引入了进离港点通行能力、常态化航路流量控制以及航班波特征等约束条件,构建了更加符合枢纽机场运行特征的优化模型;基于求解多目标函数的约束法,设计了两阶段求解算法,将多目标函数求解问题转化为单目标函数求解问题;以上海浦东国际机场为案例,从资源利用率和运行效率两方面进行了试验验证。研究结果表明：优化前4%的时刻属于跑道超负荷运行时刻,优化后不存在跑道超负荷运行时刻;优化前PIKAS和LAMEN大约有5%的时刻、NXD大约有2%的时刻处于超负荷运行,优化后没有进离港点超负荷运行;优化前离港航班平均延误为23 min,有超过50%的时刻延误大于10 min,优化后平均延误为3 min,超过60%的时刻延误小于5 min;优化前进港航班延误为28 min,优化后85%的时刻延误小于5 min;优化前后航班正常率分别为82%、99%,优化后航班正常率提升了17%。可见,优化后的航班时刻在时空分布上更加合理,能够显著提高资源利用率和航班正常率,降低航班延误。     

改善轮轨接触状态的车轮型面几何设计方法

改进了车轮型面设计方法, 给出了设计方法的解析数学表达式, 将轮对等效锥度与轮轨型面接触状态联系起来, 对设计实例进行了轮轨几何接触、非赫兹滚动接触和车辆动力学性能分析。研究结果表明: 轮轨接触点能够均匀分散分布; 由于接触斑面积增大约23%, 最大接触压力降低约21%, 使轮轨滚动接触应力降低了约20%;装备实例型面的车辆临界速度与LMA型面几乎相同, 由于轮对等效锥度略有提高使其曲线通过性能略好于后者。可见, 该方法可以改善轮轨接触状态, 有利于轮轨型面均匀磨耗及缓解轮轨滚动接触疲劳。     

A simplified calculation method for non-stationary random seismic response of jacket platform

Jacket platform was simulated by non-uniform cantilever beam subjected to axial loading. Based on the Hamilton theory, the equation of bending motion was developed and solved by the classical Ritz method combined with the pseudo-excitation method (PEM) for non-stationary random response with non-classical damping. Usually, random response of this continuous structure is obtained by orthogonality of modes and some normal modes of the structure are needed, causing inconvenience in the analysis of the non-uniform beam whose normal modes are not easy to be obtained. However, if the PEM is extended to calculate random respouse by combining it with the classical Ritz method, the responses of non-uniform beam, such as auto-power spectral density (PSD) function, croes-PSD and higher spectral moments can be solved directly avoiding the calculation of normal modes. The numerical results show that the present method is effective and useful in aseismic design of platforms.     

Parallel processing based on ship maneuvering in identification of interaction force coefficients

The parallel processing based on the free running model test was adopted to predict the interac-tion force coefficients (flow straightening coefficient and wake fraction) of ship maneuvering. And the multi-population genetic algorithm (MPGA) based on real coding that can contemporarily process the data of freerunning model and simulation of ship maneuvering was applied to solve the problem. Accordingly the optimalindividual was obtained using the method of genetic algorithm. The parallel processing of multi-populationsolved the prematurity in the identification for single population, meanwhile, the parallel processing of the dataof ship maneuvering (turning motion and zigzag motion) is an attempt to solve the coefficient drift problem.In order to validate the method, the interaction force coefficients were verified by the procedure and thesecoefficients measured were compared with those ones identified. The maximum error is less than 5%, and theidentification is an effective method.     

B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法

为实现任意可靠性水平疲劳强度设计、寿命预测和可靠性评定,提出了B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线的重构方法,应用Monte-Carlo模拟技术在可接受误差范围内重构了B级铸钢的疲劳极限和成组法S-N数据,依照常规法测定了B级铸钢中、短寿命范围的可靠性S-N曲线,应用概率疲劳极限外推法获得了包含中、短和长寿命范围的可靠性曲线。在此基础上,考虑工程应用实际情况,推导出了任意概率水平下的里程可靠性曲线。重构获得的疲劳极限及S-N数据最大模拟误差分别只有0.15%和0.07%,较好再现了原始数据,对曲线的外推使其合理性达到生产需要的104km以上,说明曲线重构方法可获得所需疲劳可靠性S-N曲线。     

微重力环境轮下月壤运动状态细观分析

通过离散元软件PFC2D模拟微重力环境下刚性轮在月壤上行驶状态, 并选取轮下5个典型颗粒和半径为5cm的1个圆形区域进行监测, 细观分析了光滑轮下月壤颗粒运动轨迹、速度分布和孔隙率的动态变化过程。仿真结果表明: 光滑轮下月壤颗粒轨迹可分为前推、下压和回弹3阶段; 有刺轮下颗粒轨迹可以分为2类, 第1类颗粒位于车轮外圆之外, 其轨迹与光滑轮下颗粒轨迹类似, 第2类颗粒位于车轮的基圆与外圆之间, 轨迹可分为下压、上抛、下落阶段; 当滑转率在0~100%之间时, 轮下月壤颗粒有2个流动破坏区, 即向前的流动区和向后的流动区; 车轮通过月壤上方时, 孔隙率下降, 车轮驶过后, 在颗粒间弹力作用下孔隙率略有回升, 但整体小于通过前。     

Development of 2D hybrid equilibrium elements in large increment method

As a force-based finite element method (FEM), large increment method (LIM) has been developed in recent years. It has been shown that LIM provided prominent advantage of parallel computation with high efficiency and low time consumption for member structural system. To fully utilize its advantage in parallel computation, it is the time to extend LIM to 2D and 3D continua analysis. In this paper, a 2D finite element library with the capability of modeling arbitrary configurations is developed. Some illustrative numerical examples are solved by using the proposed library; the obtained results are compared with those obtained from both traditional displacement-based FEM and analytical solutions, which has clearly shown the advantages of LIM.     

车路协同系统信息交互仿真方法

为提高车路协同系统信息交互网络通信质量, 在规定延时范围内实现数据的准确交互, 构建了基于OPNET的车路协同系统信息交互平台。研究了多种车辆自组织网络路由协议, 应用最小距离路由竞争机制设计了基于车辆位置的分簇路由协议优化方法。基于OPNET对基于车辆位置的分簇优化路由协议和传统的路由协议进行仿真对比, 分析了不同路由协议对车路协同系统通信性能的影响。对DCF和PCF两种不同的信道接入协议进行仿真比较。仿真结果表明: 基于车辆位置的分簇路由协议中簇头变化率为1.47次·s^-1; 在信息延时方面, 较AODV、DSR分别减少18.92%、26.90%, 较基于最高节点度和基于ID的分簇路由协议分别减少14.20%、21.54%;在网络负载方面, 较AODV、DSR分别减少20.83%、22.92%;PCF较DCF信道接入协议延时效果优越, 延时减少了约29.60%。     

单车荷载作用下T型刚构桥车致振动响应研究

根据车辆-桥梁结构振动特性,研究单车移动荷载作用下,T型刚构桥考虑桥面不平顺影响时桥梁振动响应及冲击特性。通过将T型刚构桥离散为三维梁单元有限元模型,车辆简化为九自由度整车模型（考虑车辆俯仰及侧翻）,桥面不平顺激励采用实测和数值模拟（根据国标GB／T7031—86给定功率谱密度曲线采用三角级数叠加法模拟）两种激励;以车轮与桥面相互接触处保持不脱离为条件,建立车辆与桥梁耦舍振动方程,利用模态综合法并结合Newmark—β数值积分方法进行迭代求解。以乔木湾乐安河T型刚构桥为工程背景,研究了单车荷载下,最不利位置处的冲击系数随桥梁结构阻尼、行车速度、桥面不平顺及车辆特性的变化关系,并将数值模拟结果与实测结果对比。研究结果表明,实测冲击系数与数值模拟的冲击系数较好吻合,乐安河大桥冲击系数满足04《桥规》要求。