双块式无砟轨道机械抬升方案设计及注浆加固效果研究

由路基沉降引起的无砟轨道上部结构过量下沉会严重影响高速铁路线路平顺性,进而降低线路运营安全性及行车舒适性,由于天窗期时间短,选择高效的抬升处置措施是当下高铁运营维护的重难点之一。基于双块式无砟轨道结构安全,通过ABAQUS内嵌的混凝土塑性损伤模型子程序建立无砟轨道有限元模型,进行无砟轨道机械抬升模拟,并与室内实验、现场作业等手段结合,提出一套适用于双块式无砟轨道过量沉降的机械抬升及注浆加固快速修复方法,现场验证其整治效果。结果表明：双块式无砟轨道在支承层底部机械抬升时,抬升点布置间距宜为1 m;抬升时需在千斤顶与路肩接触位置放置30 cm×30 cm的钢垫板,以保证千斤顶与路肩接触位置的地基承载力满足规范要求;单块轨道板单次抬升限值为4 mm,基于此,提出一种新的机械抬升方法：分步抬升法。室内实验表明：采用聚合物改性水泥砂浆作为注浆加固充填材料满足现场施工及长期服役要求;现场抬升及监测结果表明,抬升方案设计合理,线路平顺性恢复良好。研究成果可为类似工程提供参考。     

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。     

基于非线性破坏准则的地下连续墙槽壁稳定性能耗分析方法研究

针对地下连续墙成槽施工过程中槽壁坍塌失稳的发生机理和破坏模式尚不明确这一工程问题,利用空间离散技术和极限分析上限定理,构建地下连续墙槽壁土体坍塌失稳的二维离散型破坏机制。通过将Mohr-Coulomb非线性破坏准则引入能耗计算,推导极限状态下地下连续墙槽壁安全系数的上限目标函数,并利用优化计算得到地连墙槽壁安全系数上限解。为了验证理论计算的正确性,采用数值模拟技术结合强度折减法计算地连墙槽壁安全系数数值解,并与上限解进行对比。对比结果表明,上限解和数值解基本一致,说明本文计算得到的安全系数上限解是有效的。在此基础上,对不同参数作用下的槽壁安全系数进行分析。研究结果表明：地连墙槽壁安全系数随土体非线性系数、重度、轴向拉应力的增大而减小,随土体初始黏聚力、泥浆高度、泥浆重度的增大而增大;极限状态下槽壁坍塌范围随着非线性系数的增大而增大,随初始黏聚力的增大而缩减。土体非线性破坏特征对地连墙槽壁的稳定性有重要影响,在地连墙的设计和施工过程中有必要考虑土体的非线性破坏特征。     

轨道车辆用电磁式电涡流减振器的数值模拟与试验研究

轨道车辆的悬架系统决定着轨道车辆的稳定性、舒适性和安全性。传统被动悬架方式虽然能在一定程度上满足车辆动力学性能要求,但其悬架特性在车辆运行过程中不能随激励的变化而进行调整,也不能适应复杂运营线路,因而限制了轨道车辆动力学性能的进一步提升。鉴于此,提出一种采用电磁式电涡流减振器的新型半主动悬架体系,其原理为将滚珠丝杆式惯容器与旋转式电涡流可变阻尼有机地结合在一起,极大地提高了电涡流阻尼的阻尼系数,而且充分利用惯性质量产生的负刚度效应提高减振效果;此外,通过改变励磁电流改变磁场大小,即可实现阻尼系数的连续可调。数值模拟的结果表明：同一轴向速度下,随着电磁铁励磁电流的增加,阻尼力不断增大;同一电磁铁励磁电流下,随着轴向速度的增大,阻尼力先不断增大,达到一定数值后增速逐渐放缓甚至不再增大。在此基础上,设计出满足轨道车辆悬架外形尺寸和阻尼特性要求的可调阻尼电涡流减振器,进行力学性能试验,试验结果与数值模拟结果吻合良好。本研究中的减振器电磁铁最大通电电流是在无需考虑散热问题的条件下确定的,未来若能妥善解决散热问题,该减振器的阻尼密度可进一步提高,有望替代目前普遍使用的被动式油压减振器,提升车辆的动...     

自行车工况模拟训练器的机构设计

设计了一款用于模拟自行车在上坡、下坡、平道工况的模拟训练器.运动员能够能在室内训练中体验实际比赛中赛场的上坡、下坡、平道的阻力变化和心理感受,达到室外场地训练的效果,增强运动员的适应性.提出了一种"摇杆-滑块"机构的坡度模拟方法,通过摩擦传动,磁粉制动器后轮加载的阻力模拟方式,完成了道路工况模拟训练器的结构设计、加载阻力设计.     

新自适应方式双倍体遗传算法求解作业车间调度问题

综合了双倍体遗传算法和自适应遗传算法的优点,提出了一种基于新自适应方式的双倍体遗传算法.该算法利用双倍体遗传算法良好的记忆及环境适应特性来保持个体的多样性,同时引入黄金分割率的自适应公式来快速寻找最佳自适应点.经理论分析和试验结果表明,该算法在寻优能力上具有明显优势,能够显著提高搜索效率,改进收敛性能.     

汽车落水自动浮起和扶正系统

汽车落入水后,由于车体受到很大的压力,车门不容易打开,因而乘员不易逃生。本系统针对这种情况,在汽车上装上气囊系统,汽车落水后自动打开气囊,利用其浮力使车浮上水面并自动扶正,为乘员安全逃生提供了机会。     

虚拟数字式汽车仪表信息系统的研究与开发

概述了开发汽车仪表信息系统的意义,以一个具体应用实例,介绍了虚拟数字式汽车仪表信息系统的关键技术、硬件构成、人机界面及基于LabVIEW的软件实现方法。     

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。     

船舶主动式减摇鳍的分布定位设计

船舶减摇鳍的使用工况包括航行状态和零航速状态,当船舶在航行过程中,减摇鳍与流体发生相互运动,在减摇鳍表面产生抗倾覆力矩,保证船舶的航行稳定性;当船舶处于零航速状态下,由于海浪、海风等干扰力矩的作用,同样会使船舶发生横摇、纵倾等运动,因此也必须进行减摇控制,此时船舶的减摇是利用机械结构使减摇鳍运动,产生抗倾覆力矩。本文针对船舶横摇和减摇鳍的流体动力学特性进行系统的建模,分别从主动式减摇鳍的翼型、形状、分布定位等内容进行展开,有助于提升现有船舶减摇鳍的设计水平。