轨道车辆三电平中点自平衡电路拓扑研究

在有轨电车超级电容供电系统中,作为充电装置的三电平直流变换器中储能电容存在有均压以及中点平衡问题,中点不平衡将导致装置的工作异常,严重的将引起直流变换器的损坏。对此,传统方法一般是通过电路拓扑结构及控制策略调节电力电子器件开关管占空比来解决。通过分析传统充电装置中三电平中点电位不平衡的原因,针对超级电容型轨道车辆充电系统中三电平直流变换器中点偏移问题,提出一种新的三电平直流变换电路拓扑,通过斜对称电容构建三电平充电电路,不仅具有传统三电平直流变换拓扑降低开关管应力、改善系统的动态性能的优点,还可以在不依靠控制算法的基础上实现一定的三电平直流变换器均压电容中点电位的自平衡校正能力。针对该电路拓扑,详细阐述优化拓扑电路的工作原理和其中点自平衡特点,同时给出电路中相关开关器件及滤波电感及均压支撑电容计算过程。通过Matlab/Simulink仿真软件分析及搭建实物平台,验证优化拓扑结构不仅兼具传统三电平直流变换器拓扑降低开关管应力,改善系统动态性能的优点,更有充电速率快,安全性能高的特点,还能不依靠控制算法实现中点电位自平衡。     

含黏结界面混凝土断裂特性研究

为研究板式无砟轨道结构蒸养混凝土(SC)与自密实混凝土(SCC)层间界面的断裂破坏特性,制备不同相对缺口高度的含黏结界面混凝土,并对其进行三点弯曲荷载下的断裂特性试验研究。研究结果表明：含黏结界面混凝土在三点弯曲荷载作用下均沿界面破坏,同时裂纹向强度较低的SCC内部拓展,并导致SCC在SC表面剥离;含黏结界面混凝土的荷载-挠度(P-f)曲线、应力-应变(σ-ε)曲线的演变和发展均经历了4个阶段：预压阶段、线性增长阶段、开裂拓展阶段和失效破坏阶段;相对缺口高度对含黏结界面混凝土的起裂韧度值和失稳韧度值的影响不大;缺口张开速率随相对缺口高度的增加而增加,随着荷载的施加,缺口张开速度依次经历迅速上升阶段、平稳拓展阶段、急剧增加阶段;DIC技术表明,含黏结界面混凝土达到起裂荷载后开始在缺口尖端进行裂纹的积累,达到峰值荷载后缺口尖端裂纹才会发生明显的拓展。     

典型软土层中群桩变刚度调平设计方案研究

群桩等刚度设计中因“加筋遮帘效应”会导致各基桩间轴向内力出现差异,造成上部结构开裂、倾斜,严重影响上部建筑结构的安全和使用。为减小群桩各基桩间轴向内力差,通过开展群桩变刚度调平优化设计研究,以进一步提高群桩的承载性能。基于变刚度调平设计理念,采用三维有限元分析软件ABAQUS对竖向受荷群桩的沉降特性及基桩轴向内力分布特征进行分析。重点选取粉质黏土、砂层土和淤泥质土等典型软弱土层,通过改变桩长、桩径和桩间距3个关键参数的调节方式以调平基桩刚度,使基桩轴向内力分配均衡化,据此提出3种典型土层中基桩变刚度调节优化设计方案。研究结果表明：粉质黏土、砂层土和淤泥质土中,各基桩轴向内力差异与中心桩内力值比例分别高达90.5%,51.3%和51.8%,且不同调节方式对不同土层中基桩刚度调节效果影响程度不同;3种典型土层中,变桩长、桩径的方式可显著降低各基桩间内力差值,但淤泥质土和砂层土中变桩间距对降低内力差的效果较小。不同土层中基桩刚度调节效果影响程度的不同与土层力学特性、桩土相互作用和荷载承担比例直接相关,故群桩变刚度调平设计应针对不同典型桩侧土层组合采取合适的调节方式。     

凹圆弧球头铣刀新型刃口的主干模型

以提高加工精度及降低产品成本为目的,针对回转刀具传统刃口设计在二轴联动数控加工中遇到的设计与制造方面的难题,在新型刃口设计原理下,对数控加工凹圆弧球头螺旋铣刀的主要环节的关键问题进行了探讨,并推导出了凹圆弧球头铣刀相应的新型刃口曲线方程和轴向与径向进给速度函数.     

新型便携式轨道机车车辆动态称重仪关键技术研究

针对目前动态轨道衡需对道床、钢轨及轨枕进行二次修改的现状,提出了一种新型便携式轨道机车车辆动态称重仪,它的主要特点是对既有线路不进行任何改动就可完成动态称重.通过对新型便携式轨道机车车辆动态称重仪中称重传感器设计及其安装、测试信号处理等关键问题的研究,表述了新型便携式轨道机车车辆动态称重仪的特点.实际运用表明测试效果良好,尤其适用于长大货物列车的称重.     

美国限速制定方法及启示

为使我国道路限速的制定更为合理,借鉴国外相关经验是必不可少的。总结了美国设置限速时考虑的主要因素、限速设置方法及其适用条件。对美国部分城市的州际道路及主干路的限速实施状况进行了分析,认为测速相机等自动执法设备的辅助使用能够在很大程度上提高驾驶人对限速的遵守程度。在借鉴美国限速方法及实施经验的基础上,指出我国在制定道路相关限速标准时,应结合国情确定限制速度与运行速度、设计速度之间的互动关系,以及限速与安全、执法等之间的关系。然后针对不同的道路类型、等级等特性研究采用不同的限速方案,解决速度区限速取值及不同速度区之间如何平滑过渡衔接等问题,明确了我国限速研究的基础性内容。     

青藏铁路无缝线路试验段轨道不平顺功率谱分析

以青藏铁路静态轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本,基于样本平稳性检验,采用快速傅里叶变换方法进行样本空间的谱估计,并由MATLAB编程得到轨道不平顺谱密度。通过对比分析,发现青藏铁路无缝线路试验段建成1年多并通车近4个月以后,轨道高低、方向和轨距不平顺特征未发生明显改变,轨道状态基本稳定;试验段轨道状态良好,与我国一级干线轨道具有相似的平顺性特征;无缝线路轨道高低和方向2~4 m短波不平顺优于有缝线路轨道。     

超临界LNG在螺旋形微通道中的流动传热特性

由于液化天然气(LNG)稳定、安全、体积小,通常将天然气液化后进行运输。LNG汽化后才能使用或输入管道,因此换热器作为汽化LNG的关键部件而被广泛应用。换热器内部由大量微细通道组成。本文主要针对螺旋形微细通道内超临界LNG的流动情况进行分析,对比不同螺距螺旋形流道的流动换热性能,随着螺距的减小,换热性能提升而流动性能下降。与直流道相比,采用合适螺距的螺旋形流道可以显著提升换热性能而对流动性能的影响相对较小。通过计算不同质量通量、热流密度下螺旋形流道的流动换热性能,讨论了螺旋形流道中,能实现较好的流动换热性能的质量通量和热流密度。     

缸盖螺栓断裂失效的分析

分析了断裂缸盖螺栓的化学成分、金相组织、宏观及微观断口形貌,以及力学性能和螺栓装配受力情况,分析结果表明,由于缸盖螺栓表面存在硬化层而且外观质量不佳,螺栓发生脆性断裂,造成了发动机冲缸垫故障,并提出了改进措施。     

基于胎面扰动的轮胎动力学模型建模

通过分析动态系统的稳定理论,建立基于胎面扰动的非均匀磨损动力学模型,并通过仿真分析和实物比较,证明该模型具有一定的准确性,较好地反映了实际车辆在高速行驶过程中产生的非均匀磨损现象,为进一步研究轮胎的非均匀磨损打下了基础。