中国科技论文

China Sciencepaper

  • 基于马尔可夫链的西安市城市公交工况构建

    李耀华;任田园;邵攀登;宋伟萍;李忠玉;苟琦智;

    汽车行驶工况是汽车在实际路况下运行状态的反映,是车辆参数匹配和控制策略优化的基础。本文将行驶工况看作随时间变化的马尔可夫过程,通过采集西安市某城市公交运行工况的实际数据,采用特征值将分割的运动学片段划分为不同状态,以极大似然估计法确定了状态转移概率矩阵;通过不同时间尺度下的车速相关性,验证了在小时间尺度下,采样的汽车运行工况数据具备马尔可夫性;基于马尔可夫链构建了西安市城市公交线路备选工况,以平均车速、平均运行车速等10个特征参数为评价指标,筛选出与总体误差最小的备选工况作为典型工况。数理统计分析表明:本文构建的工况与验证数据的特征值误差分别为8.92%和8.43%,速度、加速度和速度-加速度联合概率分布均与验证数据一致。与V-A法构建的工况相比,基于马尔可夫链构建的工况与验证数据的特征值误差、速度概率分布平均误差、加速度概率分布平均误差、速度-加速度联合概率分布平均误差及比功率分布均方根误差都要更小,更能真实有效地反映出实际工况特征。

    2019年02期 v.14 121-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K]
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  • 成型工艺对水泥稳定再生混合料性能影响研究

    马融;陈飞;

    基于分档掺配理论设计7种水泥稳定再生混合料级配方案,通过振动击实法和重型击实法测定不同级配下水稳再生混合料最佳含水率和最大干密度;选取水泥掺量为3.5%、4.0%、4.5%时,对比振动成型和静压成型工艺,测定水稳再生混合料的7d无侧限抗压强度、28d抗弯拉强度和吸水率,研究级配、成型工艺、水泥掺量对水稳再生混合料性能的影响。结果表明:振动击实法下水稳再生集料的最大干密度较大,最佳含水率较小;振动成型法相比静压成型法水泥稳定再生集料7d无侧限抗压强度提高50%以上,28d抗弯拉强度提高30%以上,吸水率降低10%左右;水泥稳定再生混合料配合比设计过程中,选用天然碎石20~30mm完全替代建筑垃圾再生集料,10~30mm作为骨架结构,选用再生集料0~5mm完全替代天然石屑作为填充,水泥稳定再生混合料的力学性能最佳。

    2019年02期 v.14 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 车轮型面演变对高速列车动力学性能的影响

    朱黄石;张军;陈杰;刘学;

    随着列车提速,车轮磨耗问题日益严重,车轮磨耗会影响列车动力学性能。基于FASTSIM算法,利用S1002CN和现场实测不同运行里程的车轮,建立高速列车动力学模型,研究车轮型面演变对列车动力学性能的影响。结果表明:车轮磨耗集中在踏面中部,S1002CN车轮对应车辆的临界速度达677km/h,而运行24万km后的车轮对应车辆的临界速度仅为260km/h;车辆安全性和平稳性指标均随着车轮磨耗而增加,磨耗初期增幅较大,磨耗后期指标保持平稳;车轮踏面中部在车轮运行12万km内为剧烈磨耗阶段,而轮缘则在车轮运行6万~18万km磨耗剧烈。

    2019年02期 v.14 135-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • UV326对不同结构SBS改性沥青性能的影响

    孙思敖;冯振刚;栗培龙;李新军;

    以UV326和不同结构的SBS改性沥青为研究对象,通过熔融共混的方法制备了UV326/SBS改性沥青,采用物理性能和流变学指标评价了UV326对不同结构SBS改性沥青物理、流变和老化性能的影响,探讨了UV326/SBS改性沥青对于SBS结构的依赖性。结果表明:SBS的结构是影响UV326/SBS改性沥青物理流变性能的主导因素;UV326的加入显著改善了线形SBS改性沥青的耐光氧老化性能,而使得星形SBS改性沥青的耐光氧老化性能有所劣化。在UV326/SBS改性沥青的光氧老化过程中,UV326对SBS改性沥青的耐光氧老化性能起到主导作用。

    2019年02期 v.14 140-144+187页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
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  • 基于Isight集成平台的轨道弹条扣件优化设计

    周素霞;郭子豪;周大军;徐鹏;白小玉;

    针对轨道弹条扣件断裂率较高的问题,使用ABAQUS进行有限元分析,计算弹条的应力分布和位移变化情况。为提高弹条优化分析效率,采用正交数组试验设计(design of experiments,DOE),获得对弹条性能影响较大的几何参数。基于Isight平台集成SolidWorks和ABAQUS,利用Python编写仿真流程脚本。在标准安装约束下,以几何参数为设计变量,以弹条优化指标为目标函数,对弹条进行优化设计。结果表明:优化后,弹条质量减少2.1%,最大应力减小9.1%,弹条优化指标提高12.3%,弹条性能提升且在相同弹程下,扣压力满足标准要求,可为弹条设计提供参考。

    2019年02期 v.14 145-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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  • 软土地层欠压状态下小净距叠交盾构隧道施工分析

    崔蓬勃;朱永全;沈彤;丁謇;苗磊刚;

    为分析软土地层小净距叠交隧道施工影响,以无锡地铁3号线出入段线隧道倾斜穿越长机区间及电力隧道为工程背景,使用FLAC3D5.0软件进行施工模拟,分析土仓处于不同欠压状态下土体及管片的变形及受力规律。结果表明:开挖引起的地表沉降随支护应力比的降低而增大,随土层深度增加土体沉降槽系数变小且量值增大;由于隧道处于倾斜叠交状态,开挖产生的应力释放导致隧道洞周土层位移出现不均匀变化,同时不同隧道施工对地表沉降存在叠加效应。不同支护压力比下电力隧道结构变形量值保持在10mm左右,支护压力比为0.53时新建隧道管片结构的变形量达到29mm,接近规范限制,在施工中应控制支护压力比不低于0.53,既有长—机区间隧道受力呈现先不利、后有利的变化趋势,电力隧道受力呈不利状态,施工时需密切关注。

    2019年02期 v.14 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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  • 超小净距分岔式隧道施工方法数值模拟研究

    张富鹏;雷胜友;杨瑞;石磊;孙卫涛;乔青青;

    以在建的阳安二线直通线包湾村隧道工程为依托,针对分岔隧道工程中较为少见的反向扩挖法和传统中隔墙法进行三维数值模拟,从结构应力、位移和塑性区范围3方面,对大跨段、连拱段、小净距段及中墙进行对比研究。结果表明:2种工法均能保证隧道施工安全,而反向扩挖法更优;隧道分岔段为工程薄弱部位,且存在左右线施工相互影响和偏压问题,应引起重视并采取措施。通过随后的现场监测,证明数值模拟结果可以指导施工,表明反向扩挖法用于分岔隧道施工是可行的,值得推广。

    2019年02期 v.14 157-163+209页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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  • 空中交通信息物理系统的脆性分析

    王兴隆;刘明学;潘维煌;

    为了研究空中交通系统发生故障后的系统航班运输性能变化,基于空中交通系统内部管制扇区与航路间存在的关联关系,构建以管制扇区网络作为信息层,以航路网络作为物理层的空中交通信息物理系统(cyber physical system,CPS)模型,并分析空中交通系统的脆性特性。基于容量-流量的关系,分析失效节点的故障在空中交通CPS的层内及层间的传播规律。采用相应指标分析空中交通CPS的结构和功能脆性,并结合算例对空中交通CPS的脆性源进行识别,分析发现:信息层管制扇区是系统的结构脆性源;物理层航路网络是系统的功能脆性源。

    2019年02期 v.14 164-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K]
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  • 正常盘旋飞机油箱液面晃动与结构动力学分析

    方雄;杨尚霖;雷忠琦;陈晓峰;杜发喜;姚小虎;

    针对飞机油箱晃动流固耦合问题,采用ABAQUS与Star-CCM+联合仿真流固耦合方法,通过对比验证单向和双向流固耦合,确定了采用单向流固耦合方法分析油箱晃动流固耦合问题的可行性,并对某型飞机正常盘旋过程中的油箱晃动流固耦合问题进行研究。验证了满油状态下飞机油箱的结构安全性,并探究了不同充液率对飞机油箱晃动流固耦合效应的影响。结果表明:满油状态下飞机油箱结构安全性满足要求;充液率不同,各因素对油箱部件应力的影响程度不同。

    2019年02期 v.14 169-174+203页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 被动式变阻尼隔震结构减震效果分析

    付伟庆;段存坤;李茂;张春巍;

    设计了一种速度相关型被动式变阻尼器,该阻尼器的阻尼系数可随速度响应大小瞬时阶梯可变,具有自适应和无需能源的优点。针对由该阻尼器与隔震支座组成的新型组合隔震体系,以6层钢筋混凝土框架模型结构为例,采用高阶单步控制算法计算并设计变阻尼控制率,数值计算了被动式变阻尼隔震结构的避震效果,并与采用铅芯橡胶支座隔震结构与磁流变阻尼器隔震结构的振动台试验结果进行了对比分析。结果表明:被动式变阻尼隔震结构的上部结构加速度与隔震层基底位移反应同时受到了控制,控制效果趋近于磁流变阻尼器隔震结构且优于铅芯橡胶支座隔震结构,该避震方式可适用于更大地震动输入,因而更具控制优势。

    2019年02期 v.14 175-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 420K]
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  • 带装配式MDW混凝土框架抗震性能研究

    吴从晓;徐虎;黄青青;徐昕;吴从永;

    为研究带装配式金属消能减震复合墙板(metal energy dissipation composite wallboard,MDW)混凝土框架的抗震性能,基于有限元数值分析软件ABAQUS建立了10榀单层单跨带装配式MDW混凝土框架试件的有限元模型,分别研究耗能钢板厚度、墙板厚度及墙板间距等参数对试件抗震性能的影响,并将空框架数值模拟结果与已有相关试验结果进行对比验证,以确定数值仿真分析的正确性。研究结果表明:增加耗能钢板厚度能够明显提高试件的滞回性能、初始刚度、承载力,耗能钢板厚度过大的试件框架梁两端弯矩差值较大;增加墙板厚度,试件的初始刚度略有增加,墙板厚度变化对试件的抗震性能影响较小;随着墙板间距的增加,试件的耗能能力、初始刚度及承载力有所降低,延性略有提高。

    2019年02期 v.14 181-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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  • 盐渍环境干湿循环下天然浮石混凝土的损伤

    王萧萧;奇雨欣;刘曙光;闫长旺;

    针对内蒙古地区河套灌区的工程环境,通过干湿循环试验,研究不同外加剂掺量以及不同强度天然浮石混凝土在2种介质(清水、盐渍溶液)作用下质量损失、相对动弹模量的宏观变化规律,利用环境扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)研究其损失机理。试验结果表明:干湿循环初期,质量和相对动弹模量均呈现增长趋势;随着循环次数的增加,都出现了不同程度的损失。5组天然浮石混凝土的损失率为:LC20>LC25>LCB>LC30>LCA;盐渍溶液对天然浮石混凝土的损失率大于清水,且与微观结构性能的变化一致。

    2019年02期 v.14 188-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K]
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  • 桩径对陡岩河岸墩式码头群桩基础竖向承载特性的影响

    王永艺;周世良;

    采用ABAQUS有限元软件模拟陡岩群桩(四边形四桩)竖向承载工况,建模过程考虑陡坡钻岩成孔、桩基和承台混凝土浇筑、群桩承载等流程,并考虑材料和桩岩接触非线性影响,建立陡岩群桩系统三维模型,通过改变桩径、桩嵌岩深度等参数,分析陡岩群桩(四边形四桩)的竖向承载特性。研究表明,不同桩径和桩嵌岩深度条件下陡岩群桩(四边形四桩)竖向承载能力是群桩径向膨胀与桩前岩体缺失效应、桩后岩体增强效应、承台刚度综合作用的体现。群桩竖向极限承载力和竖向承载群桩效应系数随桩径的增大分别呈"S"形和"∽"形规律变化。对于竖向荷载作用下的陡岩群桩(四边形四桩),在桩径较大时(D=2.2m),前排桩(桩1和桩2)的桩顶沉降与后排桩(桩3和桩4)的桩顶沉降仍有较明显的差异。

    2019年02期 v.14 193-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 内壁仿生的T型三通冲蚀模拟及应力分析

    李美求;潘力;

    为研究压裂工况下T型三通流道变化处耐冲蚀性能的问题,根据冲蚀环境中生物表面形貌建立仿生三通物理模型,使用Fluent和ANSYS软件,探究光滑内壁与局部仿生形貌T型三通的耐冲蚀性能,进一步分析结构耐冲蚀机理及局部仿生结构对流场、应力分布情况的影响。研究结果表明:仿生形貌可以提高T型三通的耐冲蚀性能,所选仿生形貌中横槽耐冲蚀性能最好,点坑最差,纵槽居中;仿生形貌对出口平均流速的影响不大;仿生形貌与相贯区域保持适当的距离,不会明显削弱相贯区域的疲劳寿命,且提高了结构的耐冲蚀性能。

    2019年02期 v.14 199-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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  • 基于深度卷积神经网络的未知复合故障诊断

    张应军;江永全;杨燕;张卫华;陈锦雄;

    针对振动信号的非平稳性、非线性以及未知复合故障难以诊断的问题,提出了一种基于深度卷积网络的未知复合故障诊断模型。首先将采集到的时域振动信号通过小波变换生成频谱图像;然后将频谱图输入卷积神经网络(convolutional neural network,CNH),利用卷积网络自适应的特征提取能力对复合故障进行特征学习;最后将深度卷积网络输出的特征通过分类器对故障进行诊断分类。在实验室模拟采集的不同数据集上进行实验,结果表明:基于深度卷积网络的未知复合故障诊断模型与基于改进CDCGAN的复合故障诊断方法相比,对未知复合故障的诊断率提高了44%,达到85.77%;使用不同类型的单一未知复合故障和多种未知复合故障进行实验,验证了所提模型的泛化能力和鲁棒性。

    2019年02期 v.14 204-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 矿用六角网机传动系统振动分析

    杨康;牛志刚;

    六角网机在工作过程中常发生较大振动及噪声,对其工作性能和工作环境造成较大影响。为分析振动及噪声产生的原因,采用三维建模软件SolidWorks对六角网机传动系统进行建模,并采用Workbench和ADAMS对其进行模态、动力学分析。理论与仿真数据对比发现:传动系统的振动和噪声主要由轮齿啮合冲击和内部刚度激励造成;当六角网机激励频率达到2 686.2Hz及以上时,传动系统会出现共振现象,这为六角网机传动系统的设计、优化、故障诊断及齿轮研究提供了理论基础。

    2019年02期 v.14 210-214+238页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
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  • 基于LCD和MCKD的轴承故障诊断

    余忠潇;郝如江;

    针对振动信号故障特征频率微弱且难以提取的问题,提出基于局部特征尺度分解(local characteristic-scale decomposition,LCD)和最大相关峭度反卷积(maximum correlated kurtosis deconvolution,MCKD)相结合的故障诊断方式。通过对待测信号进行LCD分解,得到一系列的内禀尺度分量(intrinsic scale component,ISC),并根据相关系数,即峭度的筛选原则选择重构所需的真实分量。再利用MCKD对重构信号进行降噪处理,最后对降噪后的信号进行包络解调,提取故障特征信息。实验证明该方法在轴承故障诊断上具有一定的可行性。

    2019年02期 v.14 215-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K]
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  • 循环剪切对岩石节理形貌与力学行为影响实验研究

    陈占锋;向娟;范文臣;

    为研究岩石节理在循环剪切作用下的物理力学特性变化规律,对节理试件进行了不同法向荷载下的循环剪切试验,并对节理表面形貌进行了测量研究。结果表明:随着循环剪切次数的增加,节理表面最高点与最低点之间的垂直距离迅速减小,试件所施加的法向荷载越大则会增加节理表面形貌的劣化程度,节理表面的劣化主要发生在第1次剪切过程。节理峰值抗剪强度与残余强度均随剪切次数增加而减小,第2次剪切以后节理剪切曲线峰值点消失,峰值抗剪强度几乎与残余抗剪强度相等。同时,随着形貌特征的劣化,节理剪胀随着剪切次数的增加而减小。

    2019年02期 v.14 221-225+238页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
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  • 基于浮动车轨迹数据的城市路网提取

    王冬;张焱;姜俊奎;

    为满足数字道路信息的及时获取和快速更新,提出了一种基于浮动车轨迹数据的城市路网提取方法。首先通过去冗、滤波等轨迹数据预处理算法优化轨迹信息,然后近似计算轨迹点对应时刻的车辆航向角,通过航向角提取出处于转向状态的浮动车轨迹点,利用改进的DBSCAN聚类算法对转向点聚类提取道路交叉口,最后以交叉口之间的轨迹点为数据源,利用多元自适应回归样条算法拟合道路中心线。以成都市1d内的出租车GPS轨迹数据作为数据源进行了实验,结果显示路网提取效果良好,验证了本文方法的有效性。

    2019年02期 v.14 226-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 521K]
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  • GLONASS广播星历轨道误差分析与精度评估

    刘路;郭金运;夏要伟;孔巧丽;

    以2017年GLONASS广播星历为实验数据,从不同型号卫星的多个角度出发对GLONASS广播星历轨道误差与钟差误差短期规律、长期精度及轨道误差统计特征进行了全面的分析研究。分析结果表明:短期内GLONASS卫星轨道误差与钟差都存在约12h的周期规律,新型号的GLONASS-K卫星周期规律更明显。从长期来看,目前GLOANSS广播星历轨道精度在径向、切向、法向可分别达到0.52、2.18、0.71m,GLONASS-K卫星切向精度最差,可达4.18m;钟差精度可达10ns,新型号的GLOANSS-K卫星钟差精度没有明显提高;空间测距信号误差可达3.01m。从GLONASS广播星历轨道误差统计特征来看,只有轨道法向误差均值为0,轨道3个方向误差的相关性不明显,只有轨道法向误差近似服从高斯分布。

    2019年02期 v.14 232-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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