采用数值模拟方法计算横风下高速列车的气动力及力矩系数,利用EN14067的五质量模型研究横风下车辆临界倾覆风速曲线及不同参数对其倾覆的影响。研究结果表明:临界倾覆风速随着车速的增大而减小,随着风向角的增大先减小后增大,最小值在80°左右时出现,且随着未平衡横向加速度增大而减小。五质量模型中增加考虑的点头力矩和摇头力矩对临界倾覆风速...
依托郑阜客专线下工艺性试验,得到不同拌合物性能、灌注时间、排浆时间的充填层强度分布特征,提出基于强度标准差的充填层匀质性指标,研究结果表明:充填层匀质性随自密实混凝土拌合物扩展度增大而减小且当扩展度小于620 mm,充填层自密实混凝土匀质性降低。随着出浆口排浆时间增长,充填层自密实混凝土匀质性越好,当排浆时间大于30 s时,充填层匀质...
与轮轨交通不同,高速磁浮列车轨道是一种同步直线电机的长定子,其因长距离露天铺设,有可能会出现定子电缆下挂、定子电缆绝缘层破损、铁芯环氧层老化破裂以及定子段间大错牙等故障情况,这些故障将直接影响列车的安全高效运行。为了实现上述故障的快速检测,以磁场为研究对象,对高速磁浮长定子电机及其轨道进行建模,仿真分析上述故障情况下的行波...
针对我国目前高铁快递在站内的人工搬运作业效率较低的问题,结合高铁站内的通道特点提出采用动态稳定性算法对高铁快递搬运车的初速度可行范围进行逐步确定。首先根据质心位置的变化规律确定搬运车底部履带齿轮的半径大小,对快递搬运车在攀爬台阶过程中的单点、双点接触进行相应的受力分析,建立动态稳定性模型并利用MATLAB软件进行仿真。计算结...
基于快速化货物运输中的安全风险因素,构建了基于马尔科夫链的高铁货运安全可靠度计量分析模型,定量分析基于服务供应链视角的高铁货运各环节的安全可靠度;同时,构建基于贝叶斯网络的高铁货运安全风险评价模型,借助GeNIe软件和数学推理得出根节点的概率重要度,甄别影响高铁货运安全的关键指标与关键环节。最后,通过数值仿真验证了模型的有效性,...
既有铁路经过长期运营,纵断面线形不可避免偏离原设计线位,必须定期重构出调整量最小且满足约束的线位,以保证列车安全运行。纵断面线形由一系列直线和竖曲线线元顺次光滑连接而成,重构关键在于准确识别每个测点归属的线元,并顾及约束进行拟合。本文提出测点归属应与重构线元完全相符的“点线一致”思想,据此构建纵断面自动重构方法。根据二阶差...
连续桩板结构与无缝线路间的梁轨相互作用规律复杂,为研究该结构上无缝线路的纵向力规律,以福州地铁6号线某一连续桩板结构过渡段为工程背景,运用梁轨相互作用原理,建立此过渡段梁轨相互作用有限元模型,进而分析该过渡段上无缝线路纵向力规律。研究结果表明:钢轨制动力受桥梁跨数,结构纵向刚度以及制动荷载位置的影响较大;简支梁桥上列车制动时,...
铁路长期运营期间,由于列车对轨道产生的持续性冲击作用以及地面沉降等因素的存在,铁路轨道会出现部分偏移甚至整体偏移现象。如果在整体偏移的情况下对偏差轨枕按照初始设计数据调整,就会大大增加调整难度与调整成本。针对这种现象,研究在没有线路设计数据的情况下,基于实测数据迭代拟合整体线形,设定阈值控制拟合偏差,反算出偏差相对最小模拟...
为真实模拟基床表层填料在较低围压下的受力特性,选取朔黄铁路路基基床层填料的低液限粉土,在室内开展一系列不同围压、含水率及不同试验条件下的静三轴试验,探究含水率、围压及试验方法对应力应变曲线及抗剪强度的影响。在试验的基础上,对应变硬化型曲线利用邓肯-张模型进行拟合;对应变软化型曲线利用沈珠江推广双曲线公式进行拟合,拟合结果良...
为探讨水平受荷桩的非线性桩-土相互作用关系,考虑桩侧土体的应力分布规律,先求得桩侧土体的最大径向正应力(剪应力τrθ=0),再通过应力边界条件求解桩侧土体应力平衡微分方程,得到桩-土界面上的土体应力增量解答,据此求解桩侧土抗力,同时考虑土体纵向应力改变对土抗力的影响,最终建立基于桩侧土体应力状态的单桩p-y曲线模型。通过与已有试验结果...
基于弹性支点法建立三排微型钢管桩支挡结构的二维杆系有限元模型,运用数值计算方法对计算模型进行求解,研究三排微型钢管桩支挡结构的内力与变形规律,提出合理的参数取值范围。研究结果表明:各排桩内力与变形分布规律一致,前排桩弯矩在基坑底附近比中、后排桩略大,前排桩的水平位移在基坑底以下比中、后排桩略大,中、后排桩的弯矩和位移很接近,...
目前应用Morison方程估算小尺度柱体波浪合力(矩)时大多仅沿静水深积分,而忽略波浪自由液面影响。为探讨波浪自由液面对小尺度柱体波浪合力(矩)的影响,基于Morison方程、修正的线性Airy波浪理论和非线性Stokes2波浪理论,推导考虑自由液面影响下柱体波浪合力(矩)的计算公式。运用该计算公式,分析不同波况下,波浪自由液面对柱体波浪合力(矩)峰值的...
为研究玻璃纤维的加筋效果,开展玻璃纤维水泥改良土劈裂抗拉强度试验。研究纤维掺量为0,1‰,2‰,3‰和4‰,纤维长度3,6,9和12 mm、水泥掺量1%,3%,5%,7%和9%和养护龄期3,7,14,28和60 d等4个影响因素对玻璃纤维水泥改良土劈裂抗拉强度的影响。研究结果表明,玻璃纤维水泥改良土的劈裂抗拉强度随着纤维掺量和纤维长度的增大而先增大后减小,最优纤维...
为采用简化公式计算桥墩的位移能力,大多数国家的桥梁抗震规范均已引入等效塑性铰长度这一概念。由于铁路桥墩粗大等特点,目前我国铁路规范尚未给出桥墩等效塑性铰长度的计算公式。针对影响等效塑性铰长度的3个主要因素:墩高、配筋率和截面宽度,采用基于OpenSees平台的纤维单元,对72个桥墩进行横桥向推覆数值模拟,计算得到等效塑性铰长度,通过回...
索梁锚固结承受斜拉索巨大拉力,再将索力匀顺地传递至钢主梁,该结构的可靠性将影响到整个桥梁结构的安全。以长沙铜靖湘江大桥为工程背景,基于空间索面斜拉索及主桁相对位置关系,结合索桁锚固结构受力特性,研发适用于斜拉索任意空间角度变化的索桁锚固结构。建立空间板壳元模型,研究空间索面钢桁梁斜拉桥索桁锚固结构的受力特性。研究结果表明:...
为解决西北干寒地区在役混凝土梁桥可靠性评价主观性较强和评价指标不确定的问题,实现对该地区梁桥可靠性状况客观准确的评价,提出基于改进相似权可拓物元的评价模型。根据《公路桥梁技术状况评定标准》,并考虑该地区特殊气候对混凝土梁桥病害发展的影响,选取钢筋锈蚀、混凝土碳化等影响其可靠性的17项因素,建立评价指标体系。通过转换物元构建...
针对软化围岩浅埋隧道开挖问题,提出一种弹塑性半解析解,确定半无限空间下塑性区范围和应力位移分布。具体的方法分为:对Verruijt等提出的弹性解进行修正,结合弹塑性交界面上应力连续原则,得到塑性区外边界上应力和应变;采用Zou等提出的逐步半径增量法从外向内推导塑性区应力应变;若计算出的塑性区内边界径向应变等于隧道壁应变,则可以确定塑性...
一般认为扰动区范围为隧道截面最大直线尺寸的3~5倍。在弹性状态下进行分析,利用已有的未考虑自重的圆形隧道解析解确定圆形隧道扰动区影响因素及扰动区范围,并总结出圆形隧道扰动区半径与隧道半径和泊松比之间的多项式关系。采用ANSYS分析考虑自重的圆形、直墙半圆拱和矩形3种截面隧道开挖后围岩应力场和扰动区范围。应用弹塑性折线理论将弹性...
地铁隧道表面裂缝的自动检测技术是当下一个重要的研究方向。通过设计基于机器视觉的隧道裂缝自动检测系统来对裂缝进行识别,针对地铁隧道表面普遍存在的光照不均匀、噪声污染严重、对比度低等问题,依次采用Mask均光与灰度级腐蚀相结合的方法对图像进行增强处理,采用高斯-快速中值滤波算法滤除大量噪声,采用基于边缘信息的二次改进Otsu方法对裂...
在隧道工程施工期间,常遇到涌水、突泥等地质灾害。基于时域有限差分法,研究围岩相对介电常数和电导率对雷达效果的影响,并建立多层地质模型,研究断层破碎带在夹泥、充气、富水时的雷达图像特征规律,以此作为超前地质预报应用中地质雷达图像解译的基础。在玉磨铁路某隧道施工过程中,使用地质雷达法成功实现了对断层富水带准确判别,有效避免了灾...
为掌握套筒灌浆缺陷对地铁车站装配式轨顶风道影响,采用有限元数值模拟,选取套筒灌浆端部缺陷、中部缺陷、底部缺陷及钢筋偏心缺陷等四种常见缺陷,研究存在套筒灌浆缺陷装配式轨顶风道力学性能及钢筋螺栓应力变化。研究结果表明:采用套筒灌浆连接的装配式轨顶风道,套筒灌浆连接处出现应力集中,钢套筒及灌浆料所受拉应力由顶部向底部逐渐增大;与...
采用三点弯曲试验研究用碳纤维织物增强混凝土板(CTRC板)加固钢筋混凝土梁的受剪性能。将CTRC板中纤维织物层数及附加锚固措施作为研究因素建立5个试验工况,包括1个对比试验工况和4个加固试验工况。试验过程中同步记录荷载、挠度、钢筋应变、纤维应变及裂缝的开展。研究结果表明:CTRC板能有效地增强钢筋混凝土梁的受剪承载力,加固工况的受剪承载...
采用连续强度法,考虑钢梁应变强化作用,并基于平截面假定,对完全剪力连接的钢-混简支组合梁进行弹塑性分析,提出相应的抗弯承载力计算方法和公式;通过3片钢-混简支组合梁抗弯全过程加载试验,掌握其弯曲破坏模式和破坏特征,同时获得变形和应变等关键试验结果;采用ABAQUS有限元软件建立试验梁非线性分析模型,并结合本文及其他文献的试验结果,对本...
基于Mander约束混凝土材料本构关系模型,采用OpenSees软件对低预应力钢带箍加固RC柱抗震性能进行数值模拟。通过与试验结果对比分析表明,模型可以较好的模拟试验结果,进而应用本模型分析加固构件尺寸、轴压比和钢带箍间距等参数对被加固构件抗震性能的影响,研究结果表明:低预应力钢带箍可以加固足尺构件,但构件尺寸、轴压比、钢带箍间距的增加将...
地铁车辆制动能量巨大,可以利用三电平逆变器使其回馈至电网以重新利用。但三电平逆变器却一直存在中点电位不平衡的问题,为了解决这一问题,提出一种新的改进型算法,可以很好地改善中点电位不平衡。在分析传统VSVPWM算法的基础上,引入了反馈量中点不平衡因子,并提出在同一小扇区可以使用不同的小矢量分别进行调节的理论。对提出的理论进行仿真验...
2019年9月,中国科协联合财政部、教育部、科技部、国家新闻出版署、中国科学院、中国工程院七部门联合启动实施了“中国科技期刊卓越行动计划”项目申报工作。经项目申报、资格审查、答辩评审和世界一流科技期刊建设专家委员会复核,由教育部主管、中南大学和中国铁道学会主办的《铁道科学与工程学报》成功入选“中国科技期刊卓越行动计划梯队期...
针对传统电务部门对ZPW-2000A型轨道电路维护中所沿用的“故障修”及“定时修”在保证行车安全、提高运营效率及经济性等方面的不足,采用改进GM(1,1)和支持向量机(SVM)模型进行最优化权重组合,对轨道电路进行故障预测。首先,对GM(1,1)模型进行滑动平均法改进,将已知轨道电路的状态序列分别送入改进GM(1,1)和SVM模型进行序列预测。其次,分别对2种...
铁路运营维护中产生了大量非结构化的文本数据,针对这些文本信息,提出一种基于Word2Vec+MCNN的文本挖掘分类方法。首先采用Word2Vec训练故障词向量;其次丰富词向量矩阵信息,使网络模型从多方位的特征表示中学习输入句子的故障信息;最后使用多池化卷积神经网络模型作为故障分类的方法,得到更多全面的隐藏信息。通过与传统分类器以及其他类型的多...
针对多机牵引道岔故障频发、人工诊断困难的问题,提出一种基于Fretchet距离和双向支持向量机的故障诊断方法。首先,设计基于Fretchet距离的相似度指标,通过计算实时曲线与标准曲线的相似度值来定位多机牵引道岔的故障源;其次,利用双向支持向量机一对一型分类算法对已定位的故障多机牵引道岔进行故障类型诊断;通过使用兰州西站采集的数据进行仿真...
为降低轨道交通偶发性客流拥挤带来的客运安全风险,基于闭环反馈机制构建车站主动式客流控制策略。以视频识别获取的站台客流密度和闸机统计的进站量为实时数据源,建立以客流安全状态为系统状态变量,以进站客流流速为控制变量的闭环反馈控制机制;为弥补反馈控制固有的时间滞后性,融合客流密度短时预测实现客流的主动预防式调控,对车站实施精细化...
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