Data-driven train set crash dynamics simulation

Traditional finite element (FE) methods are arguably expensive in computation/simulation of the train crash. High computational cost limits their direct applications in investigating dynamic behaviours of an entire train set for crashworthiness design and structural optimisation. On the contrary, multi-body modelling is widely used because of its low computational cost with the trade-off in accuracy. In this study, a data-driven train crash modelling method is proposed to improve the performance of a multi-body dynamics simulation of train set crash without increasing the computational burden. This is achieved by the parallel random forest algorithm, which is a machine learning approach that extracts useful patterns of force–displacement curves and predicts a force–displacement relation in a given collision condition from a collection of offline FE simulation data on various collision conditions, namely different crash velocities in our analysis. Using the FE simulation results as a benchmark, we compared our method with traditional multi-body modelling methods and the result shows that our data-driven method improves the accuracy over traditional multi-body models in train crash simulation and runs at the same level of efficiency.     

基于离散元法细观分析的隧道掘进对砾石地层扰动的初步研究

砾石土地层是一种较为特殊的地质环境,其复杂的物质结构及力学性质在隧道工程中引起了广泛的关注。利用一种随机多边形生成法建立砾石土地层;横断面开挖采用删除隧道周围部分颗粒模拟地层损失的方法;纵断面开挖采用设置支护墙体并后退的方法,以此开展横断面不同含石量和不同隧道埋深条件下地层位移、颗粒微观转动及受力分析;纵断面不同含石量条件下地层位移、开挖面支护压力的研究。结果表明:1)开挖造成的砾石颗粒位移显示地层受扰动的范围随着碎石土地层含石量增高而逐渐缩小;2)支护压力的变化趋势随着模拟开挖面支护墙体后退先大幅下降后趋于稳定,且含石量越低,支护压力越大;3)随着隧道埋深的增加,地表最大沉降值减少,且二者之间呈线性关系。     

城市轨道交通车辆转向架天线梁随机振动疲劳分析

为提高某城市轨道交通车辆转向架天线梁结构的疲劳寿命,对天线梁结构进行了随机振动疲劳分析,并建立了有限元模型。将实际线路中采集到的时域加速度谱变换为频率内的载荷激励谱,作为仿真分析的输入条件。结合Dirlik公式和线性疲劳累积损伤理论,计算产生天线梁的最大损伤位置及其损伤值。对天线梁的疲劳寿命进行了预测,并依据计算结论对天线梁结构进行优化。仿真分析结果与实际线路动应力测试结果对比表明,随机振动疲劳分析方法可以反映转向架天线梁疲劳的真实运行特点。     

横向地震作用下车辆−板式无砟轨道系统随机振动分析

地震波本质为非平稳随机过程。为了准确分析地震波对车辆?轨道系统非线性振动行为及动力可靠度的影响,基于车辆?轨道动力相互作用模型、轨道不平顺概率模型和概率密度演化方程,建立考虑轨道随机不平顺作用的横向地震?车辆?轨道系统随机分析及可靠度计算模型。以地震波演化功率谱模型为例,峰值加速度取为1.96 m/s2,对地震和轨道不平顺联合作用下的车辆?轨道系统随机响应进行数值分析。研究结果表明:当考虑轨道不平顺和地震波的联合作用时,车体横向加速度和轮轨横向力较仅考虑地震波作用下的系统响应增大约10.92%和24.97%;轨道随机不平顺与地震随机波的耦合将进一步增大结构动力响应的离散性,故而开展地震和轨道随机不平顺的联合分析是必要的。     

基于虚拟激励法的车桥系统车速影响分析

本文基于虚拟激励法提出列车-桥梁耦合系统的非平稳随机振动分析的新方法,并借此重点分析车速对系统随机振动的影响。列车每节车辆考虑27个自由度,桥梁模型采用空间Euler梁单元,轨道不平顺假设为多点异相位平稳随机激励。根据时变系统的虚拟激励法,推导得到方向、高低和水平三类轨道不平顺作用下车桥系统响应的时变功率谱及标准差,并采用精细积分法进行迭代计算,最后以高斯型随机变量的三倍标准差为误差范围给出系统响应最大值估计。在数值算例中,用时间历程法验证本文方法的正确性和有效性,并重点讨论列车速度的影响。     

连续交点型局部不平顺对机车性能影响分析

通过MATLAB软件模拟交点型不平顺,作为机车模型的外部激扰输入,根据机车车辆动力学理论,以机车动力学指标为依据,运用SIMPACK多体动力学仿真软件,分析了轨道随机不平顺及具有连续波数的交点型不平顺对机车运行安全性及平稳性的影响。仿真结果表明,在轨道交点型不平顺幅值和波长一定的情况下,轨道交点型不平顺的波数越多,对机车运行安全性和平稳性的影响就越大,并且都大于仅有随机不平顺激扰的情况。机车速度为160 km/h,在轨道含有连续三波交点型不平顺情况下,轮重减载率为0.685,超过了评定标准的限值0.65,因此,必须对轨道交点型不平顺的波数加以控制,或严格限制车速。     

Active Contours and Mumford-Shah Segmentation Based on Level Sets

IntroductionThe basic idea in active contour models orsnakes is to evolve a curve,subject to constraintsfrom a given image,in order to detect objects inthat image.For instance,starting with a curvearound the object to be detected,the curve movestoward its interior normal and has to stop on theboundary of the object.LetΩ be a bounded open subset of R2 ,with Ω its boundary. Let u0 ∶Ω→ R be a given image,and C( s)∶ [0 ,1 ]→ R2 be a parameterized curve. Inthe classical snakes and active…     

BIFURCATIONS AND CHAOS CONTROL IN TCP-RED SYSTEM

Internet is heterogeneous in nature,and ex-tremely wide variations in parametric perturbationlead to a very rich world of dynamical behaviorsranging from s mooth,stable operation to rathercomplicated irregular patterns.In[1],the occur-rence of chaotic behavior in TCP has been reportedfor the first ti me.Since the seminal work of Mathisand Floyd[2-3],there have been increasing interestsin the dynamical characteristics of Internet.In theprevious work,TCP congestion control algorithmplus RED…     

夹具设计中的误差计算问题

提出了工件定位时定位基准理想位置的概念，有助于正确理解和计算工件定位误差，以及准确界定工件定位误差与夹具对刀误差。     

等参局部平均随机场的随机有限元分析

本文提出了一种正交化等参局部平均的随机场模型,并给出了分析该随机场模型的随机有限元列式。算例表明,本文的方法具有较高的计算精度,且输入数据较少。