变速移动列车作用下轨道动力响应的解析解

城市轨道列车在一半以上的线路内处于变速行驶状态.实测分析显示,列车进出站的振动及噪声问题不容忽视.为了研究进出站列车对周围环境的振动影响,基于轨道结构的周期性频域解析模型,从理论上建立了基于频域解析的变速车轨耦合模型,该系统考虑了整车模型、离散支撑轨道模型、轨道不平顺和轮轨赫兹接触等因素,整个求解过程在波数频率域内完成,该模型可以较好的分析轮轨间包括高频在内任意频率带宽的相互作用.同时还编制了完善的变速车轨耦合频域解析模型计算程序,通过计算结果与实测结果的对比,验证了计算程序的正确性,进而对影响变速移动列车作用下轨道动力响应的扣件刚度、列车加速度和列车初速度进行了参数分析.     

高频正弦波振动对失重性肌萎缩的对抗作用

目的　探讨高频正弦波振动对模拟失重条件下大鼠比目鱼肌萎缩的对抗作用。方法　将SD大鼠按体重匹配的原则随机分为同步对照 (CON)、模拟失重 (SUS)、模拟失重 +高频振动 (SUS +HFV) 3组。 7d后 ,取大鼠比目鱼肌(SOL)称其湿重 ,计算其湿重体重比。采用组织酶化学染色及计算机图象分析技术对大鼠比目鱼肌I、II型肌纤维比例、横截面积 (CSA)进行定量分析。结果　与CON组对比 ,SUS组比目鱼肌湿重体重比、横截面积明显减小 ,同时I型纤维比例减少而II型纤维比例增加 (P <0 .0 5 )。SUS +HFV组比目鱼肌湿重体重比、横截面积及I、II型纤维的构成比与CON组对比均无明显差异 (P >0 .0 5 )。结论　高频正弦波振动能有效地对抗模拟失重引起的大鼠比目鱼肌萎缩     

利用有限元法解决柴油机轴系振动的方法

有限元法是基于建立起来的数字模型,用现代数学方法求出有关微分方程定解问题的解,并对计算结果进行加工和解释.阐述利用有限元法求解振动问题的基本思想,以及利用有限元法求解振动问题的解算步骤,为求解诸如柴油机轴系扭转振动、纵向振动和横向振动问题提供方便.     

列车引起环境振动预测方法与不确定性研究进展

系统总结了列车运行引起环境振动的各类预测方法及其不确定性问题, 梳理了初步预测、确认预测和精准预测3个预测等级内各种方法和模型近10年来的发展状况; 讨论了模型输入参数的随机不确定性, 包括车辆之间差异、轮轨磨耗以及预测模型中输入地层参数等带来的不确定性; 根据新的测试结果分析了车轮和钢轨磨耗状态对地铁振动源强不确定性的影响。研究结果表明: 机器学习方法和地层传递函数解析法可用于初步预测阶段; 用于确认预测的各类数值和解析模型日益完善, 预测效率日益提高, 但考虑车轮和钢轨磨耗发展的轮轨激励输入方法仍有待进一步完善, 仍需进一步发展振动传递路径清晰且可用于工程预测的建筑结构动力学模型; 精准预测需要发展混合预测方法并研究其在地下线振动预测中的应用; 目前对预测结果精准性和预测方法可靠性的研究十分欠缺, 绝大多数预测只能给出定值结果, 无法考虑轮轨磨耗、养护管理水平和振动在地层中传播的不确定性; 建议进一步开发具有远程智能离线采样功能, 并可在建筑结构上长期便捷安装的小型振动采集装置, 以便与机器学习预测方法相结合, 从而适应未来智能化预测的发展要求; 建议发展能够描述钢轨短波磨耗状态等级和车轮不圆顺等级的粗糙度谱, 构建完整养护维修周期内环境振动动态预测模型; 应发展具有可靠性及精准度要求的智能化预测方法, 并在未来实现由定值预测向概率预测发展的根本性转变。     

机场道面高频振捣密实混凝土弯曲疲劳性能演化特征

为了验证高频振捣滑模摊铺工艺的可靠性及其对含大粒径骨料(最大粒径为40 mm)干硬性混凝土疲劳演化特征的影响, 分别采用小型机具施工工艺(低频振捣)和滑模施工工艺(高频振捣)在郑州新郑机场摊铺40 cm厚混凝土道面板; 对现场切割试件与室内相同配比成型的试件(尺寸均为150 mm×150 mm×550 mm)进行了弯拉强度与疲劳试验, 测量了跨中梁底应变和竖向位移; 根据可靠度理论分析了不同工艺成型混凝土小梁的弯曲疲劳寿命概率分布特征, 建立了弯曲疲劳方程, 进一步分析了试件的弹性模量衰减特征和梁底残余拉伸应变演变规律。研究结果表明: 高频振捣工艺能使混凝土更加致密, 试件平均疲劳寿命较低频振动成型试件长约27%;双对数疲劳方程能够很好地表征含大粒径骨料道面混凝土的疲劳行为; 高应力水平下高频振捣成型混凝土疲劳寿命比室内成型混凝土长4%, 低应力水平下高频振捣成型混凝土疲劳寿命比室内成型混凝土长18%以上; 混凝土抗弯拉弹性模量随加载循环比的增加基本呈线性衰减特征, 试件临近破坏时的抗弯拉弹性模量为初始模量的50%~80%;在重复荷载作用下, 梁底轴向残余应变随加载次数的增加而增大; 提出的4种典型演化形态可表征不同应力水平下混凝土残余应变的复杂增长趋势; 骨料粒径增大是导致试件疲劳性能演变规律离散性的主要原因, 疲劳荷载作用下的累积损伤和骨料依次失效过程是混凝土残余应变演化曲线出现明显台阶特征的主要原因。研究结果为进一步通过足尺环道加速加载试验建立室内试验与现场足尺道面板性能关联方程奠定了基础。     

变系数二阶常微分方程的边界层型问题的插值摄动解法

用插值摄动法[1]求得了变系数二阶常微分方程的边界层型问题的一级近似解．由于该方法能公式化（如式（10））,故其计算过程显得十分简便．其精度甚至比多尺度法的还稍高一些.     

基于振动能量的内燃动车组柴油机组振动烈度分析

车载设备的振动水平不仅影响设备安全可靠运转,也影响周围环境的振动噪声．降低车辆的乘坐舒适度．为研究设备振动水平,本文建立了单自由度系统振动模型,分析了单自由度振动系统的振动能量特征．借鉴基于振动速度的振动烈度评价方法,推导了基于振动能量的等效振动速度的振动烈度公式,并采用基于振动速度和基于振动能量的两种方法,分别评价了某型内燃动车组（DMU）动力包的柴油机组振动烈度．结果表明：机组的振动烈度均随运转速度呈递增趋势,基于振动能量的振动烈度评价方法更能全面反映机组的振动水平和动态特性,为评估车载设备振动水平提供了新的评价方法．     

子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响

为了阐明子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响, 建立了针对带子系统的双层隔振系统的三自由度动力学模型; 推导了一、二级主系统与子系统振幅比的解析式; 分析了3种振幅比随子系统质量比、固有频率比和阻尼比的变化规律; 给出了子系统充当双层隔振系统吸振器时最优参数的解析解和数值精确解; 以中国首批内燃动车动力包为研究对象, 探讨了散热器子系统的刚度、阻尼和质量对动力包双层隔振系统隔振性能以及柴油发电机组和散热器本身振动烈度的影响规律; 得到了最优散热器隔振器刚度的动力包双层隔振系统样机, 并进行了振动试验。试验结果表明: 散热器隔振器刚度大于拐点处刚度1.5倍会严重恶化子系统的振动情况, 其阻尼损耗系数取0.24左右能有效抑制双层隔振系统力传递率和振动烈度比的峰值, 取较大的散热器质量能有效提高双层隔振系统的隔振性能, 减小机组和散热器本身的振动烈度; 经过设计后, 停机工况下二级隔振器最大动反力减小50%, 常规工况下二级隔振器的实测最大动反力为296N, 优于同类水平, 常规工况下机组与散热器实测振动烈度最大值分别为15.45、4.97mm·s^-1, 水平优秀。可见, 取较大的子系统质量和阻尼, 并将其视为双层隔振系统的吸振器进行优化设计, 可使双层隔振系统在柴油机启停机工况和常规工况下都具备较优的动力学性能。     

低开关频率下混合脉宽调制方法研究

大功率轨道牵引传动系统的开关频率较低,而调速范围较宽,导致了载波比变化范围大,需要设计混合脉宽调制策略以满足要求．本文分析了一种低开关频率下SVPWM和特定谐波消除PWM（SelectiveHarmonic EliminatePWM,SHEPWM）混合脉宽调制方法,即在低频阶段采用异步调制的SVPWM,在高频阶段采用不同载波比的SHEPWM,最后转入方波工况．研究了它们之间的切换条件,实现了异步调制的SVPWM、不同载波比的SHEPWM和方波之间的平滑切换．仿真和实验结果证实了本文的混合调制方法具有较好的谐波特性和SVPWM,以及不同载波比SHEPWM间切换方法的正确性,减小了电流冲击．     

基于最小修正量法的振系物理参数识别方法

在分析振型矩阵关于质量和刚度矩阵加权正交性的基础上, 利用振动频率和振型数据识别系统物理参数的最小修正量, 借助Lagrange乘子法, 求解约束条件下的质量与刚度矩阵误差加权范数为最小的优化问题, 提出了以实测模态参数为基准的振系物理参数识别的计算方法, 推导了完整和非完整2种试验模态参数情形下的物理参数识别计算表达式, 给出了迭代算法, 并对4自由度系统进行了模态试验及数值分析。分析结果表明: 刚度矩阵和质量矩阵与真值非常接近, 最大误差分别为0.086%和0.34%, 因此, 提出的方法具有很高的可靠性。     

振动压实无砂多孔混凝土组成设计方法(英文)

采用浆体贯入度试验方法,研究了不同水粉质量比的水泥净浆、水泥粉煤灰浆体和水泥硅灰浆体粘稠度变化规律,分析了混合料拌和过程中浆体与集料的粘附状况以及振动压实下混合料浆体析漏情况,提出了适合振动压实工况的无砂多孔混凝土组成设计方法。分析结果表明:在混合料拌和过程中,随着浆体贯入度的增大,浆体在集料上的裹覆量先增大后减小,贯入度在20～40mm时的裹覆能力较强;在振动压实条件下,浆体不出现析漏且试件完整时,浆体贯入度在20～25mm之间;设计的孔隙率为21.8%的无砂水泥混凝土,试件内部孔隙均匀,28d抗压强度能够达到22.8MPa,抗折强度达到3.4MPa。     

新、老混凝土粘结抗剪强度试验

依托高速公路桥梁加固工程,以切槽深度、粘结面倾角、振动频率及植筋为参数,对102个新、老混凝土粘结试件进行了抗剪试验。试验结果表明：当倾角相同时,切槽深度对粘结面抗剪强度的影响较小;随着倾角增大,口粘结面的抗剪强度不断增大;当倾角超过30°时,试件不从粘结面破坏,此时粘结面不再是最薄弱部位。当频率低于9Hz时,振动能提高粘结面的抗剪强度;当频率大于9Hz时。振动会削弱粘结面的抗剪强度。植筋可提高粘结面的抗剪强度,且提高值与植筋率呈线性关系;当植筋方向垂直于粘结面时,能获得最好的粘结效果;在一定范围内,随着植筋深度的增加,粘结面的抗剪强度逐渐增大。     

汽车自动变速器检测台的开发研究

介绍了一种可对汽车自动变速器性能进行全面测试的检测台，论述了其结构组成、功能特点和推广应用价值。     

滑差频率对磁浮车辆运行性能的影响

采用二维电磁场理论对直线电机气隙磁场的纵向分量和垂向分量进行求解, 得到了电机牵引力和法向力的解析表达式, 利用直线电机试验台对解析计算方法进行检验, 对比6~18 Hz恒滑差频率下牵引力和法向力随速度的变化; 建立了三悬浮架单节磁浮车辆动力学模型, 仿真对比了车体和悬浮架分别在1、3、5、8 kN冲击力下的振动响应; 计算了单节中低速磁浮车辆牵引特性, 分析了不同滑差频率对车辆牵引性能的影响; 综合考虑电机法向力对悬浮系统的影响和车辆的牵引需求, 提出了变滑差频率控制策略。研究结果表明: 电机牵引特性一般包括恒力区和恒功区, 恒力区初级电流最大值为390 A, 恒功区电压最大值为212 V, 恒力区牵引力变化较小, 恒功区牵引力衰减较快; 滑差频率越小, 电机起动牵引力和法向力越大, 恒力区越短, 反之亦然; 法向冲击力小于8 kN时车辆平稳性指标等级均达到优秀, 但为了减小悬浮系统的负担, 电机法向力应越小越好; 较低的滑差频率使车辆低速段牵引性能更强, 但采用较高的滑差频率有利于提高全速度范围的牵引性能; 在变滑差频率控制策略中起动滑差频率的选择综合考虑车辆的牵引性能和悬浮能力, 速度达到恒功转折点后滑差频率逐渐增大, 该策略使电机恒力区牵引力适中, 恒功区牵引力始终为电机所能发挥的最大值。     

基于变权法的城市交通系统可持续发展综合评价

从可持续发展的角度出发,建立了城市交通系统可持续发展评价指标体系,并提出了一种新的综合评价方法——基于变权法的城市交通系统可持续发展综合评价方法.以江苏省苏州市的相关交通调研数据为基础,以本研究方法为手段,对苏州市的城市交通系统进行综合评价.同时,将层次分析法的综合评价结果与本研究方法的综合评价结果进行了对比,研究结果表明:基于变权法的城市交通系统可持续发展综合评价方法能够根据评估值的均衡分布状况,调整各因素在综合决策中的作用,使城市交通可持续发展评价客观、真实.此外,该方法能够突出评估值较低因素对综合评判值的影响,引起规划人员与决策者对该因素重视,为合理规划方案的选取提供了新的思路.     

斜拉索轴向激励作用下的面内参数振动

对斜拉索在轴向基础激励条件下的振动进行了理论分析,并建立了拉索面内运动模型。基于哈密顿变分原理,求得了拉索的非线性运动方程。利用 Galerkin法,将方程解耦。并运用多尺度法,进行求解分析。以涪丰石高速乌江特大桥拉索 FDB19为例,利用龙格-库塔法,进行了数值分析;并运用MATLAB编程计算,分析了激励频率与拉索频率比为1∶1时发生的主共振以及激励频率与拉索频率比为2∶1时发生的参数振动,得到了拉索在主共振和参数振动时的位移时程曲线;分析了影响因素频率比、激励振幅、拉索阻尼比及索力对斜拉索主共振和参数振动的影响。所得结论为斜拉索的振动控制提供了依据。     

基于传递矩阵法的轮对固有频率计算方法

应用传递矩阵法分析机车车辆轮对的固有频率,根据轮对的结构特点,将车轮和轴箱简化为集中质量和转动惯量,车轴简化为包含集中质量和转动惯量的变截面Timoshenko梁,建立轮对振动的传递矩阵,用Newton-Raphson方法求解频率方程,得到轮对的固有频率值。在轮对设计阶段,对其自振频率进行计算,分析其对轮对本身应力状态、机车车辆系统和轨道系统振动动态特性的影响。该方法与有限元方法计算的轮对固有频率的相对误差小于10%,具有较高的计算精度,满足工程设计的需要。     

牵引拉杆纵向刚度对高速客车车体弹性振动的影响

为了降低车体的弹性振动, 分析了激发车体垂向弹性振动的振动传递路径, 建立了某型高速客车车体有限元模型。利用多体动力学软件SIMPACK的接口模块FEMBS建立了铁道客车刚柔耦合系统动力学模型, 研究了牵引拉杆纵向刚度对车体弹性振动的影响。考虑了牵引拉杆最基本的牵引和制动功能, 使用变刚度牵引拉杆来抑制车体的弹性振动。仿真结果表明: 牵引拉杆纵向刚度不会改变车体刚体振动, 仅对车体弹性振动有影响; 高速客车的车轮偏心导致车体产生严重的弹性振动, 一般发生在车辆低速运行情况下; 使用变刚度牵引拉杆可以在保证牵引和制动功能的情况下明显降低车体垂向弹性振动与纵向振动, 不影响车体横向振动。     

弹性支承块式无砟轨道冲击振动传递衰减特性试验

针对重载铁路弹性支承块式无砟轨道(LVT)在实际应用中出现的弹性部件变形过大、易损坏等问题, 优化设计了既有弹性支承块, 将支承块短侧边坡度由1∶17.00调整为1∶4.85, 取消了块下垫板, 并采用一体化弹性套靴; 为验证设计成果, 建立了传统型LVT和改进型LVT足尺模型, 采用质量为1 120 kg的重载货车轮对, 以20 mm的落高进行落轴冲击试验, 分别从时域和频域角度对比分析了冲击作用下竖向振动在钢轨、支承块、道床板、底座板及地面等结构部件沿线路纵、竖、横向的传递衰减特性。研究结果表明: 轮轨产生的高频振动能量沿钢轨纵向传递, 低频振动能量传递给下部其他轨道结构; 竖向冲击振动在纵、竖向传递的过程中不断衰减且衰减速率逐渐降低, 在支承块和道床板表面横向传递过程中, 向外侧边缘传递振动增大; 相比传统型LVT, 改进型LVT整体弹性系数减小21.1%, 而阻尼系数增大5.4%, 其振动周期、衰减时长、振动峰值分别比传统型LVT小37.0%、21.3%和3.4%, 各结构部位功率谱密度峰值比传统型LVT小30%以上; 改进型LVT轨道结构各部位Z振级比传统型LVT小, 在地面处减小了3.65 dB, 能更有效、迅速地衰减轮轨冲击力和轨道结构振动, 振动水平更低, 降低了冲击作用对环境的影响。研究结果对于开展LVT减振性能试验验证、优化与工程应用有参考价值。