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2008年  第8卷  第4期

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弓网垂向振动半主动和主动控制仿真
罗仁, 曾京
摘要: 为了改善高速列车受电弓垂向动力学性能, 建立了受电弓非线性垂向动力学模型、弹性悬挂接触网垂向有限元动力学模型和车辆动力学模型。考虑弓网耦合振动和轨道激扰, 采用受电弓框架顶点或弓头的垂向位移和速度反馈, 将半主动控制减振器或主动控制作动器安装在受电弓基座和框架之间。应用数值仿真方法, 研究了受电弓接触网垂向耦合振动的半主动和主动控制, 并对其控制性能进行了比较。比较结果表明: 与无控制时相比, 在车速为250 km·h-1时, 弓网接触压力方差最小减小值为26.84%, 在车速为300 km·h-1时, 最小减小值为20.88%, 因此, 采用半主动和主动控制能明显减小弓网振动和接触压力的低频波动, 改善了受流质量, 且半主动控制系统结构简单, 易于实现, 在不动作时不会改变受电弓本身的动力学性能。更多>
2008, 8(4): 1-6.
摘要(284) HTML (116) PDF (1230KB) (186)
支撑刚度对载流摩擦磨损特性的影响
董霖, 陈光雄, 朱旻昊, 周仲荣
摘要: 在CETR UMT-2摩擦磨损试验机上, 用自行设计的夹具, 研究了支撑刚度对钢铝复合轨与受电靴摩擦副之间的载流摩擦磨损特性的影响, 测量了法向力随时间的变化曲线与受电靴的磨损质量和弹簧在加、卸载过程中的变形能, 分析了变形能与载流摩擦磨损特性之间的关系。分析结果表明: 随着载荷的降低, 载荷振幅均增大; 弹性支撑时的载荷振幅和磨损质量总体上较刚性支撑的小; 弹簧的摩擦耗能与变形能的比值越大, 吸振能力越强, 载荷振幅越小, 载流磨损质量越低。可见, 弹性支撑能降低载荷的振幅, 保证良好的受流, 选择合适的加载范围和一定刚度的弹簧支撑能有效地降低电弧烧蚀带来的材料损失, 延长摩擦副的使用寿命。更多>
2008, 8(4): 7-10.
摘要(237) HTML (75) PDF (747KB) (254)
铁道车辆液压减振器卸荷速度选取方法
戴焕云
摘要: 为了精确选取铁道车辆各类液压减振器的卸荷速度, 提出了一种选取卸荷速度的2σ方法。通过试验测试和动力学仿真计算, 得到液压减振器两端的相对速度, 并进行概率统计分析、参数估计和概率分布假设检验。在相对速度属正态分布的前提下, 计算相对速度的2σ值, 并作为减振器的卸荷速度。计算结果表明: 通过该方法确定卸荷速度的液压减振器可使95%的车辆低频振动得到衰减, 5%的高频振动得到过滤。更多>
2008, 8(4): 11-15.
摘要(315) HTML (131) PDF (728KB) (251)
基于有效路形的车辆振动模型
张, 魏朗, 余强
摘要: 为了更加有效地分析车辆与路面突起的接触过程, 将轮胎简化为刚性圆环, 对现有有效路形的定义进行了改进, 将有效路形从原有的轮心轨迹转换为轮胎最低点的轨迹, 推导了有效路形的一般求解方程, 建立了以有效路形作为路面激励输入的2自由度车辆振动模型, 并进行了车辆平顺性仿真及试验验证。分析结果表明: 以有效路形作为路面输入的仿真结果与实车道路试验结果有着良好的一致性, 以有效路形为路面输入时, 车轴加速度平均相对误差为5.17%, 车身加速度平均相对误差为1.71%;以实际路形为路面输入时, 车轴加速度平均相对误差为12.93%, 车身加速度平均相对误差为28.48%。更多>
2008, 8(4): 16-19.
摘要(337) HTML (112) PDF (509KB) (241)
电喷汽油机燃用甲醇/汽油混合燃料的燃烧特性
祁东辉, 陈昊, 任学成
摘要: 为了研究在汽油中掺混不同比例甲醇时对多点电喷汽油机燃烧放热规律的影响, 通过实测示功图, 对比分析了各种燃烧特征参数随发动机运行工况的变化规律。分析结果表明: 在中、低转速时, 甲醇/汽油混合燃料发动机的最高燃烧压力和最大压力升高率在中、小负荷时与汽油机基本相同, 在大负荷时略高于汽油机; 在高转速时混合燃料发动机的最高燃烧压力和最大压力升高率明显高于汽油机; 在整个负荷范围内, 混合燃料发动机的着火延迟期比汽油机的略长; 混合燃料发动机的燃烧持续期在小负荷时比汽油机短, 在中、大负荷时与汽油机基本相同; 在中、小负荷时, 汽油机的最大燃烧放热率和循环变动系数略高于混合燃料发动机, 在大负荷时, 两者基本相同; 发动机转速对燃烧特征参数随掺混比的变化趋势没有明显的影响。更多>
2008, 8(4): 20-24.
摘要(338) HTML (128) PDF (666KB) (225)
三维空间大气紊流场生成与扩展方法
高振兴, 顾宏斌, 刘晖
摘要: 为了提高飞机穿越大气紊流场时的实时飞行仿真逼真度, 提出了三维空间大气紊流场的生成与扩展方法。采用Von Karman模型, 在频域空间直接进行蒙特卡罗法随机抽样, 经三维傅立叶逆变换得到三维空间大气紊流场。基于傅立叶变换的复共轭对称特性, 生成实的紊流场。在飞行仿真过程中, 对预先生成的无因次紊流场进行有因次化, 保证紊流场尺度和强度随飞行高度动态变化。运用基于对称扩展的紊流场扩展方法, 保证生成的局部空间紊流场有效扩展为大范围连续紊流场。仿真结果表明: 生成的三维紊流场在对称扩展前、后均符合Von Karman模型, 且与基于紊流场相关函数矩阵的生成方法相比, 新算法计算速度快, 存储空间需求少, 更适于实时飞行仿真。更多>
2008, 8(4): 25-29.
摘要(391) HTML (98) PDF (618KB) (1464)
聚丙烯纤维水泥稳定碎石收缩性能
张鹏, 李清富, 黄承逵
摘要: 为了减小水泥稳定碎石的收缩, 研究了聚丙烯纤维对水泥稳定碎石收缩性能的影响, 分别用千分表支架法和应变片电测法对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石的干缩性能和温缩性能进行了测试, 分析了材料的平均干缩系数和平均温缩系数随纤维掺量变化的规律。试验结果表明: 聚丙烯纤维的掺入可显著地减小水泥稳定碎石的平均干缩系数和平均温缩系数, 高龄期聚丙烯纤维水泥稳定碎石的平均干缩系数比低龄期的小, 而高龄期的平均温缩系数却比低龄期的大; 在纤维体积掺量小于1‰的范围内, 随着纤维体积掺量的增加, 水泥稳定碎石平均干缩系数和平均温缩系数均逐渐减小。可见, 在一定的纤维掺量范围内, 聚丙烯纤维水泥稳定碎石具有良好的抗收缩性能, 应用于路面基层可提高路面的抗裂性能。更多>
2008, 8(4): 30-34.
摘要(300) HTML (85) PDF (484KB) (233)
基于不同加载模式的沥青零剪切粘度研究
孟勇军, 张肖宁, 贾娟
摘要: 为了得到合理的评价沥青高温性能的指标, 通过对不同沥青的动载和静载试验, 分析了零剪切粘度(ZSV)在不同加载方式下的变异, 研究了该指标对于评价沥青高温性能的适用性和可行性, 评价了不同流变模型对高温性能拟合参数的影响。分析结果表明: 通过动态频率扫描的图形外延可以直接得到基质沥青的ZSV值, 改性沥青在低剪切速率下无法进入粘性流动状态, 不能通过试验的图形外延直接得到零剪切粘度; 采用静态加载拟合得到的ZSV值均小于动态加载的ZSV值, 但通过Carreau模型对动载试验结果进行拟合与通过离散延迟谱对长时间静载蠕变试验结果进行拟合的ZSV值相关性最好, 可以共同作为沥青路用性能的高温评价指标。更多>
2008, 8(4): 35-39.
摘要(334) HTML (94) PDF (599KB) (538)
冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为
胡昌斌, 阙云
摘要: 为了揭示冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为, 基于动力三维有限元分析方法, 考虑材料的弹塑性, 拟定纵横板边、板中及板角4种典型荷载位置, 在四楞冲击压路机冲击碾压水泥混凝土路面时, 分析了路面各层结构的受力和变形特征。研究发现, 各工况下混凝土板底部承受纵、横向弯拉应力是旧面板破裂的主要原因, 基层与旧面板一起处于双向弯拉状态, 土基三向受压, 不同工况存在不同的有效影响深度。冲击碾压板角时, 路面板竖向位移最大, 影响深度最深; 而冲击板中位置时, 板竖向位移最小, 分布最均匀, 此时板体以纵向弯拉为主, 易形成横向裂缝; 当冲击纵向板边时, 板体以横向弯拉为主, 易形成纵向裂缝。可见, 路面破碎效果是地基刚度、冲击能量与冲击位置的综合函数, 建议基于具体路况选择相应的施工方案。更多>
2008, 8(4): 40-46.
摘要(315) HTML (91) PDF (1036KB) (266)
耐久性沥青路面混凝土基层荷载应力三维有限元分析
郑木莲, 马庆雷, 陈拴发, 王松根, 王秉纲
摘要: 为了分析各因素对耐久性沥青路面混凝土基层荷载应力的影响, 建立了三维有限元模型, 确定了计算参数, 通过正交设计法安排参数组合, 计算混凝土基层底面的荷载应力, 并对计算结果进行极差与方差分析。分析结果表明: 混凝土基层底面荷载应力随沥青面层厚度增大总体呈减小趋势, 但减小幅度不大, 随基层厚度增大而减小, 随基层模量增大而增大, 随地基模量增大显著减小, 面层模量变化对基层荷载应力几乎无影响; 置信概率为95%时, 对基层荷载应力有显著影响的因素是地基模量、基层模量和基层厚度, 当置信概率为90%时, 地基模量、基层模量、基层厚度和面层厚度影响的显著性依次减小。更多>
2008, 8(4): 47-51.
摘要(262) HTML (129) PDF (676KB) (306)
钢桥面沥青混凝土铺装疲劳裂缝扩展数值分析
陈团结, 黄卫, 汪双杰
摘要: 为揭示钢桥面沥青混凝土铺装裂缝行为机理, 分析了铺装层疲劳裂缝扩展阻力曲线, 利用复合梁疲劳试验数据, 采用三维有限元方法, 研究了铺装层裂缝启裂、扩展直至失稳的全过程。结果表明: 疲劳裂缝扩展阻力曲线形式与材料类型和“铺装层+钢板”复合结构有关系; 当天然初始裂缝长度为0时, 疲劳裂缝扩展一般存在3个阶段: 起始扩展区、稳态扩展区和失稳扩展区, 此时复合梁的疲劳寿命接近800万次; 当初始裂缝长度为10 mm时, 疲劳裂缝扩展直接进入失稳扩展区, 疲劳寿命约为200万次; 裂缝增长率与荷载作用次数之间存在良好的非线性关系。可见, 钢桥面铺装层宜选用空隙率小、易密实的铺装材料, 同时可根据荷载作用次数推断出铺装层疲劳裂缝的状态。更多>
2008, 8(4): 52-57.
摘要(307) HTML (129) PDF (684KB) (594)
公路工程项目经济评价指标计算方法
薛小荣
摘要: 为了对含有模糊基础数据和参数的公路工程项目方案进行有效评价, 建立了评价指标体系, 将评价指标分为梯形与三角形模糊变量, 在同一可能空间上或不同可能空间上进行模糊运算, 由Zadeh扩展原理得到模糊变量的隶属度, 利用模糊模拟技术计算模糊变量的可信值、关键值与期望值, 并利用计算值对项目进行了评价。评价结果表明: 评价项目的模糊期望净现值大于0, 可信值达到100%, 说明项目可行, 评价结果客观。更多>
2008, 8(4): 58-60.
摘要(324) HTML (102) PDF (329KB) (260)
悬臂浇注施工斜拉桥的误差控制方法
汪劲丰, 徐兴, 项贻强
摘要: 在预应力混凝土(PC)斜拉桥悬臂施工中, 为了减小索力及线形误差, 分析了误差原因及其控制现状, 提出了模型误差及悬浇效应误差的控制方法。结合三维实体等参元和板壳单元的优点, 构造了适用于复杂桥梁结构空间分析的实体退化单元, 建立了离散钢筋模型。根据挂篮牵索锚固点处的变形协调条件, 推导出牵索索力随混凝土浇筑的增量计算公式, 建立了悬浇过程中各工况下挂篮前端标高控制的计算公式。应用结果表明: 在悬浇施工过程, 牵索索力控制精度达到了3%, 成桥索力控制精度达到5%, 悬臂端标高误差控制在1 cm内, 因此, 提出的控制方法可实现PC斜拉桥悬浇过程各工况下索力及线形的准确预测。更多>
2008, 8(4): 61-67.
摘要(288) HTML (81) PDF (759KB) (435)
近距平行跑道容量及延误水平计算模型
郭海琦, 朱金福
摘要: 为了精确评估近距平行跑道容量及其延误, 建立了符合实际运行特点的近距平行跑道运行时空图, 借鉴经典单跑道混合运行模式下的容量和延误水平计算模型, 对离港航班采取插缝放行, 利用双排队系统理论与逻辑推理方法, 分别建立了近距平行跑道容量与平均延误水平计算模型, 并运用仿真方法对模型进行了验证, 将模型计算结果和仿真结果进行了比较。对比结果表明: 跑道容量差异率为0.58%, 最大平均延误和队列差异率分别为1.7%和1.4%, 因此, 建立的模型客观反映了近距平行跑道系统实际运行状况, 是可行的。更多>
2008, 8(4): 68-72.
摘要(304) HTML (98) PDF (562KB) (577)
基于边际效用的民机备件库存优化模型
倪现存, 左洪福
摘要: 为了最大限度地发挥民机备件的保障作用, 使各种备件的库存水平最优, 在综合考虑备件的技术性、经济性与可获取性的基础上, 以备件缺货导致的民机平均维修等待时间为优化目标, 以总航材供应成本为约束条件, 建立了民机备件库存优化模型。在对备件单位成本的边际效用进行分析的基础上, 采用启发式算法对模型进行求解, 得到备件库存水平的优化方案。实例验证表明: 在给定供应成本约束条件下, 与仅依据各种备件保障率的计算结果相比, 实际维修等待时间缩短了11.5%, 库存备件资金降低了27.5%, 因此, 该模型是客观有效的, 可节约库存成本, 显著提高飞机的利用水平。更多>
2008, 8(4): 73-76.
摘要(354) HTML (121) PDF (364KB) (324)
民航发动机车间维修能力近似平均值分析方法
汤新民, 韩松臣
摘要: 为了评估民航发动机维修车间在当前维修能力下可保持的机队规模, 提出了车间维修能力近似平均值分析方法。采用扩展随机Petri网建立了发动机在维修车间的转移模型, 利用单维修等级下系统的性能指标对多维修等级性能指标进行了修正, 采用平方变差系数方法实现服务时间从指数分布向正态分布的逼近, 并评价了多等级与服务时间为正态分布的车间维修能力, 分析了近似平均分析法与仿真方法的计算结果。比较结果表明: 各维修中心等待队长最大相对误差为9.14%, 此时零件检查、手工修理及机械加工为限制维修车间能力的瓶颈, 因此, 近似平均值分析方法是有效的。更多>
2008, 8(4): 77-83.
摘要(274) HTML (90) PDF (637KB) (497)
转向约束网络中的对偶最短路径树原理及其原型算法
任刚, 王炜
摘要: 为比较有无转向约束条件下最短路径特征及其搜索算法的异同点, 基于对偶图理论证明了转向约束网络中从单个源点到所有弧的最短路径集构成其对偶网络的生成树, 提出了对偶最短路径树(DSPT)概念, 并利用其分析算法之间的关系。研究结果表明: 转向约束下的现有求解方法包括弧标号算法、节点标号算法和对偶网络法都可以统一到DSPT算法框架内, 而且与无转向约束的最短路径树(SPT)算法在路径搜索策略上是相同的; 对于转向约束网络中的最短路径问题可建立一个DSPT原型算法, 结合各种SPT标号技术能设计出更多的有效算法。更多>
2008, 8(4): 84-89.
摘要(309) HTML (126) PDF (992KB) (304)
考虑风险规避和认知更新的日常择路行为演进
刘天亮, 黄海军, 陈剑
摘要: 为了刻画出行者的日常择路行为, 利用动力学系统方法和不动点理论, 建立了一个集成风险规避和认知更新的演化模型, 分析了演化过程的稳定性, 并在一个简单网络上进行了验证。发现在模拟开始的前15 d内, 出行时间预算、路径期望出行时间、实际出行时间以及路径流量都出现了较大的波动, 但经过大约30 d的摸索以后, 开始趋向于随机用户均衡状态。分析结果表明: 模型所设计的择路演化过程类似于经典的相继平均算法的计算过程, 可以确保收敛到稳定状态, 并与初始状态参数的取值无关。更多>
2008, 8(4): 90-94.
摘要(292) HTML (100) PDF (625KB) (264)
城市信号控制路网中的路段行程时间估计方法
何兆成, 赵建明, 王镇波, 韦清波
摘要: 为了精确检测城市信号控制路网中的路段动态行程时间, 分析了路段流量受交通信号控制策略影响的波动规律, 提出了基于交通量图偏移的路段行程时间计算方法。研究了不同断面交通量图的相似性, 根据最大相似度时交通量图的偏移, 计算了断面间路段动态行程时间, 并与调查结果进行了比较。比较结果表明: 在城市路网封闭路段, 平峰、高峰的不同时间长度内(5、10、20 min), 平均行程时间最大平均相对误差为7.1%, 因此, 计算方法可行。更多>
2008, 8(4): 95-98.
摘要(264) HTML (104) PDF (450KB) (269)
快速路系统反馈控制器设计及算法
谢劲松, 韩印, 范炳全, 干宏程
摘要: 为了提高快速路系统的利用效率, 设计了一个反馈控制器, 提出了反馈控制器的迭代求解算法, 控制器能实时跟踪车辆的密度, 并与所期望的密度进行比较, 把误差反馈给车辆, 通过给车辆发布恰当的速度命令来控制车辆运行, 使实际车辆密度收敛于期望密度。仿真计算结果表明: 算法取4次迭代时的车辆密度与运行速度最大相对误差为0.32%, 平均耗时为0.32 s, 因此, 设计的控制器使交通流运行趋于平稳, 减少了车辆延误, 从而提高了系统利用效率。更多>
2008, 8(4): 99-103.
摘要(263) HTML (106) PDF (613KB) (226)
基于单调关联系统的驾驶行为可靠度计算方法
刘玉增, 郭孜政, 张骏
摘要: 为合理评估驾驶员驾驶行为的可靠性, 提出了驾驶行为可靠度计算方法, 将人机系统可靠性理论与驾驶行为链相结合, 构建了基于感知、判断、操作元件及模块组的驾驶行为可靠性框图, 确定了单项器官元件可靠度测试与计算方法, 运用单调关联系统理论给出了功能模块可靠度及驾驶行为系统可靠度的量化模型, 计算了模型中各生理、心理元件概率重要度, 分析了其对驾驶行为的影响度。计算结果表明: 事故组与非事故组间行为可靠性存在明显差异, 非事故组的可靠性整体大于事故组, 但整体可靠性呈下降趋势, 事故组驾驶员整体操作稳定性较差; 生理因素对驾驶行为可靠度影响度前期较大后期较小, 而心理因素则相反。更多>
2008, 8(4): 104-109.
摘要(273) HTML (58) PDF (788KB) (236)
定墩长间断式直道混凝土护栏的最优结构参数
雷正保, 侯石静, 周志刚, 余进修, 彭作
摘要: 为获得定墩长间断式直道混凝土护栏的最佳尺寸参数, 应用正交试验设计方法, 以间断式直道混凝土护栏的5个截面参数为设计变量, 每个设计变量考虑了5个水平, 基于建立的汽车-护栏碰撞系统动力学模型及LS-DYNA软件, 对间断式直道混凝土护栏的25组不同截面参数组合进行了汽车碰撞仿真试验, 研究了25组截面参数组合对汽车碰撞过程的影响。仿真结果表明: 有2组参数组合的护栏同时满足轮胎完好, 护栏完整, 头部损伤指标小于1 000的碰撞要求, 因此, 只要设计参数合理, 定墩长间断式混凝土护栏具有较强的吸能能力与引导失控车辆返回正确行驶方向的导向能力, 具有良好的工程应用特性。更多>
2008, 8(4): 110-115.
摘要(276) HTML (66) PDF (747KB) (480)
交通运输与能源和环境战略研究
马天山, 樊一江
摘要: 为了指导交通运输行业节能减排工作, 分析了交通运输生产过程中能源消耗和环境影响特点, 论述了交通运输在中国能源和环境战略中的地位与在交通运输行业开展节能减排工作的意义, 提出了交通运输行业节能减排工作的目标和重点举措。研究结果表明: 加强交通运输行业节能减排工作, 既能为交通运输企业带来直接的财务效益, 也能为交通运输行业乃至整个国家带来巨大的直接和间接社会效益, 且关系到社会经济系统与生态系统的和谐发展, 因此, 需要从国家发展的战略层面加以重视。更多>
2008, 8(4): 116-120.
摘要(355) HTML (108) PDF (463KB) (261)
公路建设集约用地评价框架设计
韩晓宇, 吴群琪
摘要: 为了缓解公路建设用地需求与土地资源紧缺的矛盾, 分析了公路建设集约用地的概念与内涵, 研究了公路建设集约用地评价的性质、目的及指标选取原则, 提出了公路建设集约用地评价框架。分析结果表明: 评价框架指标选取的原则包括系统性、前瞻性、动态性、特殊性、可操作性与规范性, 评价框架设计的要求为公路用地系统整体可持续发展的高效率、公平性与协调性, 评价框架设计思路为公路建设用地结构合理化、用地功能最优化与用地综合效益最大化, 这样才能促进公路建设的可持续发展。更多>
2008, 8(4): 121-126.
摘要(307) HTML (107) PDF (490KB) (260)

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