轨道随机不平顺的谱表示-随机函数模拟及应用

以轨道随机不平顺时域样本数值模拟方法为研究对象,采用谱表示-随机函数法分别由2个随机变量模拟生成轨道高低、水平、方向、轨距不平顺,并利用基于广义概率密度演化理论的非线性车辆-轨道耦合动力学随机分析模型,进行耦合动力系统随机振动分析.结果表明:利用谱表示-随机函数法模拟所得轨道不平顺时域样本集的均值、标准差、轨道谱、各频...     

随机有限元法在桥梁地震随机响应分析中的应用

结构参数和地震激励的随机性是桥梁抗震分析中较为重要的问题。对于具有随机参数的大跨度桥梁的随机地震响应,可按局部平均理论和空间杆系分离随机场模型来离散和建立有限元模型,并利用矩阵正交化技术减少计算量,然后求解随机有限元零阶、一阶和二阶递推方程组,即可求出具有二阶精度的均值和具有一阶精度方差的结构响应。运用程序开发工具C++Builder编制了相应的计算程序,用Monte Carlo方法检验了程序的有效性和正确性,并计算了具有随机参数的高墩大跨连续刚构桥梁在随机地震激励下的动力响应。     

接触网空间相关随机风场的模拟研究

针对接触网的结构特点,在不降低精度的前提下,对风速相干函数及功率谱密度函数进行了适当简化,提出了基于多变量谐波合成法的接触网随机脉动风速场的模拟模型。该模型采用了适合接触网脉动风场计算的沿高度不变的Davenport谱,考虑了紊流风速在不同节点的相关关系,同时引入了水平风速的相位差;利用FFT(the fast Fourier transform technique)技术来代替谐波叠加的算法提高了谐波项合成效率。最后,应用该方法模拟了新疆兰新线百里风区接触网的随机风场。计算结果表明,互功谱密度函数、互相关函数与目标结果非常吻合,说明所提出的模型可以准确地模拟出适合接触网结构的随机脉动风场。     

随机载荷作用下铁路起重机伸缩臂模糊可靠性分析

箱形伸缩式吊臂的可靠性分析是铁路起重机设计中的重要部分。在载荷随机情况下,利用摄动随机有限元,结合板壳元,推导单元应力的均值和方差的计算公式,计算铁路救援起重机基本臂最大应力单元主应力的均值和方差,并与强度试验结果进行比较;在强度为随机变量的情况下,把结构从安全状态到失效状态的过渡性考虑成一模糊事件,采用线性隶属函数,计算了QTJS160铁路起重机伸缩式吊臂的模糊可靠度。计算结果表明,结构可靠性与载荷离差及相关系数有很大的关系;把载荷处理为随机载荷,把失效事件处理为模糊事件,符合实际情况。     

基于直接概率积分法的列车-轨道-桥梁系统随机分析

由于施工和制造误差使得铁路工程结构参数不可避免地具有不确定性,同时作为系统主要自激励的轨道不平顺亦具有明显的随机性和时变性,因此,探明不确定因子对列车和轨道-桥梁结构动态性能的影响非常重要。为了高效地完成列车-轨道-桥梁系统随机性能分析,建立列车-轨道-桥梁空间振动分析模型,采用轨道不平顺概率模型和谱表达-随机函数的方式在有限随机变量空间中实现轨道不平顺随机过程的高效模拟。引入概率密度积分方程和直接概率积分法发展了列车-轨道-桥梁系统随机动力方程和相应的计算求解策略。基于MATLAB实现了列车-轨道-桥梁随机振动的直接概率积分法分析程序,计算了全概率不平顺激励和参数随机条件下车-轨-桥系统振动响应的均值、标准差和时变的概率密度信息。研究结果表明：与概率密度演化分析方法相比,直接概率积分法可较好地反映行车过程中系统响应的概率密度特征,然而其在系统响应随机后处理时更为高效,其效率可提高1～2个数量级。此外,考虑轨道不平顺全概率激励更能准确地反映行车过程系统响应的概率特征,平均概率谱可能使得计算结果偏于保守;行车速度对于列车和桥梁动态行为的影响是显著的,随着行车速度的增加系统响应的范围逐渐变...     

多跨连续曲线梁桥静力分析的有限段法

利用能量变分原理,推导出平面曲线籀梁的基本微分方程、边界条件;采用微分方程的齐次解作为位移模式,推导出平面曲线箱梁有限段法分析的单元刚度矩阵、荷栽矩阵;编制了计算分析程序,计算结果与其他方法分析值吻合较好：探讨了抗弯刚度与抗扭刚度之比对连续曲线箱梁位移、内力的影响,为连续曲线箱梁的设计计算与施工提供了参考。     

地下结构抗震动力可靠度分析

由于地震的随机性,开展地下结构随机地震响应及其抗震可靠度分析具有重要的实际意义。本文从有限元动力分析的基本原理出发,利用脉冲响应函数和傅立叶变换原理,研究了将地震荷载作为平稳随机过程时地下结构随机地震响应分析方法,导出了平稳随机地震作用下地下结构动力响应的数字特征计算表达式。分析了地下结构在某烈度地震作用下和设计基准期内的抗震可靠度。     

转向架构架静强度测试工艺流程

介绍了转向架构架静强度测试工艺流程、试验栽荷的加栽方法及数据采集、处理和结果评价。     

基于多目标遗传算法的机车二系支承载荷调整优化方法

为提高电力机车二系支承栽荷调整优化算法的实用性,解决单一目标遗传算法调整计算产生二系支承点加垫数和加垫总量过多的问题,提出了一种基于多目标遗传算法的寻优方法.针对机车二系调箦问题的偏好结构特点,建立了多目标优化模型,并设计了基于多目标遗传算法的调簧目标函数,进一步引入了适应性权重方法来确定目标函数值,并确立了相应的适应...     

广东西部沿海铁路江门南站软土土性参数随机场特性研究

研究目的:广东西部沿海铁路江门南站范围内分布有较厚的软土,其成因为潭江入海口海陆交互相冲积,土性主要为淤泥质黏土和粉质黏土,局部有沙砾夹层,为了满足承载力及工后沉降的要求,路基基底必须采用复合地基进行加固。合理选择土性参数是复合地基设计的关键,由于土体是在自然条件下形成的,其性质表现出很大的变异性,所以采用概率分析方法设计复合地基显得更加合理。土性参数随机场特性研究可以为复合地基概率设计方法提供依据,本文利用CPT资料对江门南站软土土性参数的随机场特性进行了研究。研究结论:形成了比较系统的随机场研究方法,得到了主要土层的方差折减函数;统计得到了压缩模量、承载力及抗剪强度指标的均值和方差,利用方差折减函数对方差进行了修正,为路基概率设计方法提供依据。     

一类随机环境下带有随机延滞的时序模型的极限性状

提出了一个随机环境下带有随机延滞的时序模型Xn 1=fZn 1(Xn,…,Xn-Zn 1) εn 1(Zn 1),应用马氏链的随机稳定性理论,讨论了该模型的极限行为,给出了关于{Xn}以几何速率按某种方式收敛的一个充分条件。     

车-桥竖向随机振动响应的概率分析

视车辆、桥梁为一个系统,利用弹性系统的动力学总势能不变值原理和形成矩阵的"对号入座"法则建立了该系统的竖向运动方程。以德国高速谱为激励,得到系统的随机动力响应。将车辆每种运行速度下的车-桥动力响应最大值视为随机变量的1个样本值,通过统计分析,获得车-桥动力响应的概率特征,并探讨车辆速度对车-桥动力响应的影响规律。研究结果表明:车-桥动力响应的最大值随机变量均服从正态分布;随着车辆速度的增加,轮对与桥梁作用力最大值和车体加速度最大值的均值均增加,而桥梁中点的位移、加速度最大值的均值并不与之成正比。     

随机形貌岩石节理剪切破坏分析

基于三维高精度形貌扫描技术和节理剪切试验及数值模拟,研究随机形貌岩石节理剪切的节理表面破坏过程及机理。利用自定义参数(节理面破坏量Vd、破坏增量Vd-inc)定量分析节理面破坏过程,并基于节理表面破坏特征将随机形貌岩石节理剪切破坏过程细化为6个基本阶段。研究结果表明:节理表面破坏开始于破坏起始阶段,主要发生在整体破坏阶段,节理面整体破坏阶段的破坏量占整个剪切过程总破坏量的70%以上。节理表面破坏主要为剪胀伴随凸起体顶部剪断和沿凸起体根部剪断,前者比后者更迅速。节理面凸起体根部易产生拉伸裂纹,但整体破坏形式以剪切破坏为主。     

基于随机森林的铁路冷藏运输需求预测

为提升铁路冷藏运输效率和实现铁路冷藏运输资源的合理配置,推进铁路冷藏运输的快速发展,对铁路冷藏运输需求进行预测尤为重要。在分析铁路冷藏运输影响因素基础上,利用Spearman相关性分析进行特征筛选。结合Spearman相关性分析结果,构建基于随机森林的铁路冷藏运输需求预测模型,并与BP神经网络,AdaBoost,Bagging和未经特征筛选的随机森林预测模型的预测结果进行对比分析。研究结果表明：经Spearman相关性分析进行特征筛选后构建的随机森林回归预测模型的平均绝对误差和拟合优度值均优于其他模型,均方根误差值仅高于BP神经网络。随机森林回归预测模型的泛化能力较好,且特征筛选能够提高模型的预测精度。     

考虑抽样时间间隔的特殊单臂Bandit报酬过程

应用动态规划向后归纳法和贝叶斯方法,研究了一类特殊单臂Bandit报酬过程的最优决策问题。在这个模型中,未知Bandit过程是抽样时间间隔服从负指数分布,抽样值服从Erlang(2)分布,允许在任意时刻跳转的Bandit报酬过程。讨论了这类Bandit报酬过程Gittins指数的单调性质,并在此基础上将包含这类过程的单臂Bandit报酬过程的最优决策问题简化为一个最优停止问题,构造了计算过程最优停止时间的算法。     

基于解析模式分解和随机减量技术的桥梁模态参数识别

大跨异型桥梁模态振型耦合严重,环境振动响应频率分布密集,直接利用随机减量技术(RDT)处理这类结构环境振动响应信号时,难以从随机减量信号中识别多模态的参数。由于解析模式分解(AMD)能有效将模态密集分布的振动信号分解为一系列单模态子信号,故结合解析模式分解和随机减量技术开展大跨异型桥梁模态参数识别研究。首先,对环境振动响应信号进行解析模式分解,获得一系列单模态子信号;然后,对每个子信号进行随机减量技术处理,提取随机减量信号,克服随机减量技术处理多模态信号的缺陷;最后,采用最小二乘法按照单自由度系统自由振动函数从随机减量信号中识别模态频率和阻尼比。通过三自由度振动系统仿真分析,研究该方法的可行性,分析随机减量技术参数对模态参数识别结果的影响。采用该方法识别了一座大跨曲线主梁人行拱桥的前4阶模态的频率和阻尼比,并与随机子空间法识别结果进行对比。结果结果表明：该方法可从多模态环境振动响应中有效识别结构的频率和阻尼比;阈值常数取1.5倍信号的均方根值、随机减量信号长度取10倍模态周期能更准确地识别固有频率和阻尼比。本文提出的方法能有效识别真实结构的模态参数,识别的前3阶竖弯模态阻尼比约0.45...     

随机振动疲劳分析方法在高速铁路车辆上的应用

铁路车辆转向架上的某些零部件受到的随机振动激扰易引发结构共振而导致疲劳破坏,这种振动疲劳与结构动力学、随机振动和疲劳损伤理论都密切相关。文章依据武广线上实测的加速度激励谱,根据Dirlik模型对某高速动车组辅助安装座进行了随机振动疲劳评估,找到了结构的薄弱位置,其疲劳寿命满足2000万km的运营要求。频域振动疲劳分析方法考虑了结构的动态响应,可以用.于高速动车组转向架零部件结构的疲劳评估。     

盾构法隧道施工影响地表变形的随机因素分析

分析盾构法施工引起地表变形的原因 ,指出隧道围岩性质及盾构掘进施工对土体的扰动是导致地表变形不确定的因素。利用ANSYS有限元程序进行数值模拟取得地表变形数据 ,采用蒙特卡洛方法模拟地表变形的统计值 ,通过相关系数矩阵和概率灵敏度图及散点图分析各因素对地表变形的影响     

一种求解2条任意类型缓和曲线交点的通用算法

针对2条缓和曲线交点坐标的计算在线路设计中的难点,而且目前的计算方法都只针对普通的三次抛物线型缓和曲线,不能适用于高次缓和曲线的情况,建立各种类型缓和曲线坐标计算的通用计算模型,导出了2条缓和曲线相对纵距Δy与缓长l的关系函数Δy(l),并深入研究了该函数在各种缓和曲线相交情况下的特性。在此基础上,提出一种适用于各类型缓和曲线交点坐标计算的通用算法,并用VC 6.0编制了计算程序。该算法与同类方法相比在速度、精度、稳健性等方面具有明显优势。     

基于随机森林的轨道车辆门亚健康诊断应用研究

提出一种基于随机森林算法的轨道车辆门亚健康诊断方法,以实现对轨道车辆门对中异常、缓冲头磨损等亚健康状态的识别。该方法对一组试验数据提取特征值,生成类型标签,利用随机森林算法,经过训练得到亚健康诊断模型。再利用另一组试验数据对模型进行测试,调整随机森林训练模型参数,以预测准确率为评判标准,选取最优参数,确定最优模型。最后将模型用于实际运营的地铁车辆门,验证该方法的有效性和可行性。根据诊断规则推送车辆门亚健康预警信息,为地铁运维提供参考。