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2008年  第8卷  第2期

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六轴弹性架悬高速机车牵引杆布置方式
张红军, 廖志伟, 罗赟, 黄志辉
摘要: 为了开发中国运行速度为200km·h-1的2C0轴式单杆牵引高速机车转向架, 研究了牵引杆布置方式对机车运行安全性的影响。采用多体动力学软件SIMPACK建立了2C0轴式弹性架悬机车整车动力学模型, 在惰行、牵引和制动工况下, 分析了单牵引杆由转向架向车体端部和中部牵引时, 机车的直线运行性能和曲线通过性能。分析结果表明: 牵引杆布置方式对机车动力学性能影响不显著, 建议采用牵引杆端部牵引的方案, 以简化机车车体的设计与制造。采用牵引杆端部牵引的机车可安全通过R400m和R1600m的S形曲线; 通过R400m小半径曲线时, 机车惰行运行的轮对横向力大于牵引和制动工况的横向力, 制动工况的轮重减载率较大; 通过R2800m大半径曲线时, 机车牵引和惰行的轮对横向力大小相当, 大于制动工况的横向力。更多>
2008, 8(2): 1-3.
摘要(274) HTML (93) PDF (500KB) (451)
列车交会篷布气动力分析
刘堂红, 田红旗
摘要: 为解决目前一车苫盖2张货车篷布(简称X型篷布) 存在的严重兜风现象与货物湿损问题, 并检验新型篷布(简称D型篷布) 的使用效果, 基于不同装载与加固方案, 通过实车试验, 针对D型篷布与X型篷布在有绳网和无绳网12种情况下, 测试了列车交会压力波和货车蓬布绳索拉力。测试结果表明: 当80~120km·h-1速度下的货车与200~210km·h-1速度下的动车组交会时, 动车组上感受的最大压力波幅值仅为577Pa, 货车感受到的最大压力波幅值为715Pa; 绳索最大值为1055N, 出现在无网X型篷布的角绳上, 满足相关规定要求; 没有苫盖篷布绳网时, 2种篷布兜风现象均较严重, 同等速度下无绳网X型篷布逆向压缝篷布绳索拉力比顺向压缝的大40%左右; 篷布绳网在降低篷布绳索气动力中发挥了重要作用, 大部分工况下无绳网篷布绳索受到的气动力比有网的大50%~80%。可见, 在相同工况下, D型篷布比X型篷布使用性能优良。更多>
2008, 8(2): 4-8.
摘要(284) HTML (120) PDF (608KB) (562)
轨道不平顺激励下直线电机车辆/轨道动力响应
龙许友, 魏庆朝, 冯雅薇, 时瑾
摘要: 为了提高直线电机轮轨交通车辆运行的安全性与乘坐舒适性, 分析了车轨结构特征, 建立了直线电机车辆/板式轨道横、垂向动力学模型。通过三角级数法得到轨道随机不平顺的时间序列, 以其作为系统激励, 分析了直线电机车辆与轨道的随机振动特性。把轨道不平顺描述为余弦函数, 研究了高低不平顺与方向不平顺的波长和幅值对系统动力响应的影响规律。计算结果表明: 磁轨气隙变化的频率主要集中在1.2~2.0Hz范围内, 波长小于10m的高低和方向不平顺对系统轮轨作用力、脱轨系数及轮重减载率等影响显著增大, 应予以重点控制。更多>
2008, 8(2): 9-13.
摘要(292) HTML (90) PDF (671KB) (601)
简支梁桥上连续结合式无碴轨道层间连接设计
赵坪锐, 杨荣山, 刘学毅
摘要: 针对32m简支梁桥上连续结合式无碴轨道结构, 分别用换算截面法、有限元法及刚性简化计算法计算了列车活载、轨道板与底座板间温差及列车制动作用下的层间剪力, 得到了层间剪力分布图, 依据该图进行了层间连接件的设计。研究结果表明: 在列车荷载作用下, 层间剪力自梁端至跨中大致呈线性递减分布; 轨道板与底座板间存在10℃温差时, 层间剪力主要集中在桥梁两端5m范围内; 制动力作用下, 结合面上层间剪力沿跨长均匀分布, 均等于作用在轨道板之上的扣件纵向分布阻力; 当三者共同作用时, 轨道板与底座板之间的温差起控制作用, 因此, 桥梁端部受温差影响较大的5m范围内应加密销钉与连接钢筋设置。更多>
2008, 8(2): 14-17.
摘要(259) HTML (109) PDF (532KB) (328)
燃用生物柴油增压柴油机的性能和排放
张春化, 宋建桐, 杨烜
摘要: 为了在柴油发动机上优化生物柴油的应用, 利用发动机台架试验, 对比分析了不同掺混比生物柴油对增压直喷柴油机排放、燃料经济性和动力性的影响, 在不同转速和负荷下, 研究了发动机的碳烟、NOx、CO与HC排放及有效能量消耗率和功率。试验结果表明: 与柴油相比, 燃用B10、B20、B30、B50、B80和B100生物柴油的发动机碳烟排放平均降低了34.69%, NOx排放平均增加了25.01%, HC排放平均降低了33.05%, CO排放在满负荷下平均增加了11.13%;虽然有效燃料消耗率有所增大, 但有效能量消耗率平均降低了2.18%;功率平均增加了5.34%;生物柴油碳烟排放降低的百分比较NOx排放增加的百分比分别提高了7.01%、15.37%、14.17%、10.45%、6.73%和4.39%, 因此, B20掺混比最佳。更多>
2008, 8(2): 18-22.
摘要(360) HTML (100) PDF (633KB) (224)
有效性目标下的车辆最优维护周期
徐安, 乔向明
摘要: 为准确确定有效性目标下的车辆最优维护周期, 基于更新理论中的更新函数以及优化概念, 分别建立了以有效度最大和以单位时间内总停驶时间最少为目标的2个最优维护周期数学模型。利用78辆某型商用车多年记录的运行故障数据和维修费用数据, 进行了故障分布的参数估计和假设检验, 在置信度大于0.95的前提下, 确认车辆运行故障服从Weibull分布, 并由所建模型解得车辆的最优维护周期里程为15617km。验证性分组试验结果表明: 当二级维护周期取15122km时, 车辆的有效度达到最大值0.9551;维护周期模型解与分组试验最优周期里程的相对误差仅为3.27%, 模型的解准确可靠, 符合实际。综合模型研究和实车验证性试验结果, 最终认定有效度最大目标意义下的车辆最优二级维护周期为15000km。更多>
2008, 8(2): 23-26.
摘要(266) HTML (101) PDF (370KB) (663)
高强钢-混凝土组合梁受力性能分析
王春生, 宋天诣, 冯亚成, 徐岳
摘要: 为研究高强钢-混凝土组合梁中结构几何参数及材料强度对组合梁受力性能的影响, 建立了14组构件在跨中两点对称荷载作用下的有限元数值模型, 对其受力性能进行了分析。分析结果表明: 在承载能力极限状态下, 钢梁的贡献占竖向抗剪强度约77.0%;在弹性与塑性阶段, 不同材料强度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为79.5%和28.0%;在塑性状态下, 不同混凝土板横向配筋率和宽度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为62.1%和53.3%, 不同材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率和厚度的组合梁的最小与最大纵向滑移量比值分别为25.0%、41.9%、63.2%、70.7%。可见, 提高钢梁强度或增大钢梁尺寸可显著提高组合梁竖向抗剪能力; 材料强度对组合梁弹性工作阶段的跨中挠度影响较小, 混凝土板横向配筋率及其宽度对塑性状态下跨中挠度有较大影响; 弹性工作阶段材料与几何参数对组合面滑移的影响不明显, 塑性状态下材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率及厚度对纵向滑移影响较大。更多>
2008, 8(2): 27-33.
摘要(269) HTML (104) PDF (642KB) (303)
钢管混凝土拱桥拱肋刚度设计取值分析
韦建刚, 陈宝春
摘要: 为了解桁式钢管混凝土拱肋弦管设计刚度对拱桥受力性能计算结果的影响, 以一座钢管混凝土多肢桁式拱桥为实例, 建立了有限元模型, 进行了弦管截面设计刚度取值的参数分析, 在对已建钢管混凝土桁式拱桥的截面构成进行调查的基础上, 提出了桁式拱桥截面设计刚度取值建议, 即根据不同的计算要求, 混凝土截面刚度折减系数取1.0或0.4。分析结果显示, 按照该建议, 截面的内力计算值为实测值的1.2~1.5倍, 变形计算值为实测值的1.5~1.9倍。可见, 此取值建议可以保证桁式钢管混凝土拱桥的设计具有一定的安全储备。更多>
2008, 8(2): 34-39.
摘要(288) HTML (85) PDF (827KB) (429)
斜风作用下桥塔施工阶段抖振性能
胡庆安, 乔云强, 刘健新, 李加武
摘要: 为了研究不同风速、风偏角在施工阶段对桥塔抖振性能的影响, 进行了考虑塔吊共同作用的桥塔联合气弹模型风洞试验。试验结果显示: 桥塔的抖振位移响应可近似地表示为风速的二次函数, 桥塔抖振响应随着风偏角的增加呈非单调变化, 施工状态中桥塔顺桥向和横桥向抖振位移响应最大值会出现在非正交风作用下; 在施工阶段设计风速下抖振位移响应最大值为0.2746m, 在工程可接受范围内, 试验得出的抖振位移响应均方根值显著大于抖振时域分析计算值, 说明桥塔风洞试验应考虑施工状态和施工机械对其抖振性能的影响。更多>
2008, 8(2): 40-43.
摘要(329) HTML (115) PDF (536KB) (324)
寒冷地区隧道温度场的变化规律
陈建勋, 罗彦斌
摘要: 为了揭示隧道温度场的变化规律, 以某寒冷地区公路隧道为依托, 选择11个测试断面, 对隧道拱顶、拱腰、边墙和路面四个部位的温度进行1.5a的长期测试, 采用正弦函数回归法, 对测试数据进行分析。结果表明: 隧道洞内的年气温变化具有周期性, 随时间大致呈正弦曲线变化; 隧道内纵向气温随着进入隧道距离的增大, 年平均温度逐渐下降, 年温度振幅也下降, 其变化规律呈指数函数曲线变化关系; 隧道围岩温度在径向一定范围内, 随着径向深度的增加, 年平均温度上升, 年温度振幅衰减, 并且呈指数函数曲线变化关系; 防水夹层对隧道保温隔热是有利的。更多>
2008, 8(2): 44-48.
摘要(352) HTML (122) PDF (568KB) (226)
沥青胶浆粘度特性研究
李平, 张争奇, 孙鸿伟, 王秉纲
摘要: 为研究矿粉对沥青胶浆粘度性能的影响, 利用布氏粘度计测试了不同填料类型和粉胶比的胶浆粘度, 分析了胶浆粘度的影响因素。分析结果表明: 不同类型矿粉配制的胶浆粘度有4.7倍的差距, 并随着粉胶比的增大差距更加明显; 掺加矿粉能够降低沥青胶浆的感温性, 但是变化幅度受到矿粉类型及剂量的综合作用; 矿粉类型的变化导致混合料施工温度有近30℃的差别。可见, 有必要根据矿粉性质指标筛选矿粉类型, 减小其对沥青混合料性能的不良影响; 同时需修正现行混合料施工温度确定方法, 以考虑矿粉的作用。更多>
2008, 8(2): 49-52.
摘要(426) HTML (80) PDF (497KB) (546)
大跨钢桥桥面铺装有限元分析合理简化模型
邓强民, 倪富健, 顾兴宇, 陈荣生
摘要: 为了提高大跨钢桥桥面铺装有限元分析简化模型的计算精度, 运用有限元正交数值模拟试验对模型参数进行了敏感性分析, 利用子模型技术和综合评价方法对模型几何尺寸与边界约束条件进行了优化。发现大跨钢桥桥面铺装有限元分析简化模型合理的几何尺寸与边界条件为: 纵向为3跨, 横向有8个U肋, 横隔板高度为1.2m, 纵边自由, 横边简支, 横隔板底固结。对比分析结果表明: 该简化模型具有较高的计算精度, 横向拉应变误差仅为0.7%, 纵向拉应变误差为3.7%。更多>
2008, 8(2): 53-58.
摘要(248) HTML (97) PDF (538KB) (208)
连续配筋混凝土路面早期裂缝
刘寒冰, 张云龙, 魏志刚
摘要: 为了准确计算连续配筋混凝土路面早期裂缝的分布和发展规律, 基于钢筋混凝土间粘结滑移的非线性本构关系, 采用接触理论, 建立了连续配筋混凝土路面在温度变化和混凝土干缩情况下的有限元刚度方程, 得出了计算早期裂缝宽度和裂缝间距的有限元解。研究了混凝土抗拉强度、弹性模量的变化、施工季节、配筋率和钢筋直径等因素对连续配筋混凝土路面早期裂缝的影响。计算结果表明: 混凝土抗拉强度与弹性模量随龄期的变化对连续配筋混凝土路面的早期裂缝在浇筑完成后28d内影响显著, 随着龄期的增加逐渐趋于稳定, 配筋率和配筋方式对早期裂缝的影响较大, 为控制早期裂缝的发展, 采用小直径多根数的配筋方式较为合理, 且最好在秋季施工。更多>
2008, 8(2): 59-64.
摘要(280) HTML (79) PDF (761KB) (247)
连续配筋混凝土路面横向开裂发展规律
查旭东
摘要: 为了了解连续配筋混凝土路面(CRCP) 横向开裂的实际发展规律, 对湖南省耒宜高速公路CRCP试验路进行了5.5a的跟踪调查与检测, 对裂缝间距和裂缝宽度的测试结果进行了统计分析。分析结果表明: 随着龄期的增长, CRCP横向开裂按产生速度的快慢可分为硬化开裂期、过渡开裂期和稳定开裂期, 裂缝间距和裂缝宽度的变异系数一般分别在0.30~0.35和0.20~0.25之间, 平均裂缝间距与龄期之间呈现良好的幂函数关系, 平均裂缝宽度与气温之间存在良好的线性关系, 裂缝间距服从正态分布规律。更多>
2008, 8(2): 65-68.
摘要(319) HTML (98) PDF (411KB) (265)
路面不平整引起的车辆动载计算方法
曹源文, 梁乃兴, 于清, 吴勇
摘要: 为了分析不平整路面上行驶车辆的动载特性, 研究了西宝高速公路平整度实测结果, 用正弦曲线模拟路面表面, 建立了考虑汽车侧倾因素和轮胎阻尼的四自由度车辆振动模型, 利用模态理论和编程计算对车辆振动模型在不同路面波长、不同振幅、不同行车速度及左右车轮激励不同时的动载进行了分析和求解, 给出了车辆在不平整路面上行驶时产生的动载计算方法。计算结果表明: 波形路面上产生的动荷载沿路线纵向呈波形分布, 在路面上行驶的车辆对路面可能产生很大的动荷载, 最大动荷载系数可达到2.0以上。更多>
2008, 8(2): 69-73.
摘要(311) HTML (115) PDF (520KB) (819)
机场沥青道面管理与预防性维护对策
史保华, 许巍, 齐勇, 何成刚, 陈卫星
摘要: 为了提高机场沥青道面的使用寿命, 降低其养护与管理费用, 分析了其类型、特性与应用现状, 研究了其主要影响因素与破坏机理, 提出了相应的管理与预防性维护对策。研究发现: 建立严格的管理机制, 禁止超载, 加强日常维护与培训飞行员正确使用道面是减少破损的有效方法; 对现有病害类型, 提出了表面处治及改性稀浆封层等薄层修补维护方法; 根据不同季节的气候特点与水温条件的变化规律, 按照“预防为主, 防治结合”的原则, 针对季节性病害根源, 因地制宜地采取有效的技术措施, 做好季节预防性养护工作; 加强道面状况评估, 把握最佳养护时机和制定合理的养护标准可有效提高机场沥青道面的使用性能。更多>
2008, 8(2): 74-79.
摘要(226) HTML (91) PDF (548KB) (276)
基于多源预报的热带气旋危险区域的确定方法
刘大刚, 刘正江, 吴兆麟
摘要: 为了提高热带气旋信息的完整性与准确性, 分析了目前确定热带气旋中心周围危险区域的方法, 提出了基于多源预报的热带气旋中心周围危险区域的确定方法。根据中、日、美三国对热带气旋中心位置的预报结果, 求出预报的离散度, 由预报位置与平均误差的关系, 得出热带气旋90%落入概率的概率圆范围, 然后将大风浪半径套在此概率圆的外面, 可得到充分考虑多家热带气旋预报结果的热带气旋中心周围大风浪危险区域。可见, 此方法提高了热带气旋预报圆的落入概率, 有力保障了船舶绕避热带气旋的安全性。更多>
2008, 8(2): 80-84.
摘要(536) HTML (123) PDF (413KB) (214)
基于逆向重力模型的枢纽机场旅客吞吐量估计方法
刘晓明, 夏洪山
摘要: 为了利用航空OD客流数据精确估计机场旅客吞吐量, 描述了全连通线性航线网络和枢纽辐射航线网络, 根据枢纽机场之间的OD客流矩阵, 建立了逆向重力模型标准代数算法和基于哈密顿图原理的简化代数算法, 分析了在不同距离修正指数下, 算法的拟合与估计精度。分析结果表明: 简化代数算法与模型标准代数算法最优吞吐量回归直线的可决系数都为0.84, 斜率分别为0.91和0.87, 比较接近。可见算法的拟合效果优良, 估计精度高, 且简化代数算法需要的数据少, 尤其适合大规模OD矩阵分析。更多>
2008, 8(2): 85-89.
摘要(254) HTML (96) PDF (501KB) (576)
航班延误恢复调度的混合粒子群算法
丁建立, 王新茹, 徐涛
摘要: 为了优化航班延误恢复调度, 考虑了航班延误的经济效益、社会影响和经济损失构成, 定义了航线影响因子, 构建了一种新的航班延误恢复调度模型, 将局部搜索方法引入到粒子群算法中, 提出了求解航班延误恢复调度问题的混合粒子群算法。计算结果表明: 与先来先服务调度方法相比, 混合粒子群算法可以减少航班延误损失4.2%, 与基本粒子群算法和进化策略算法相比, 混合粒子群算法平均可减少航班延误损失2.0%, 随着航班延误恢复规模的增大, 算法优势会更明显。更多>
2008, 8(2): 90-95.
摘要(255) HTML (77) PDF (601KB) (337)
人为因素的多维事故原因分析模型
王永刚, 王燕
摘要: 为了提高空中交通安全, 将业务流程管理与人为因素分析分类系统相结合, 提出了多维事故原因分析模型, 确定了模型的使用步骤, 并使用此模型对实际案例进行了原因分析。分析结果表明: 利用此模型能够引导调查分析人员利用“瑞士奶酪”模型全面查清各工作环节存在的漏洞; 工作流程的细致程度和完整性与分析结果的详细程度和全面性成正比; 原因分类的层次越深, 分析结果越详细; 该模型应用在工作流程相对固定的领域可优化工作流程, 提高系统可靠性; 将工作流程及各原因之间的关系存储在数据库中, 可便于事件重现, 为风险评价与安全预警提供有用数据。更多>
2008, 8(2): 96-100.
摘要(346) HTML (108) PDF (741KB) (1304)
非机动车影响下信号交叉口通行能力计算模型
陈晓明, 邵春福, 赵熠
摘要: 为量化非机动车对信号交叉口通行能力的影响, 分析了信号交叉口非机动车影响机动车运行的方式, 估计了其持续时间, 基于流量-速度关系, 计算了不同情况下的饱和流率, 建立了非机动车影响下典型信号交叉口通行能力模型。计算结果表明: 利用本模型计算的左转、直行机动车通行能力总体上低于HCM(Highway Capacity Manual)计算值; 而右转机动车通行能力计算值在非机动车流量较低时与HCM计算值接近, 在非机动车流量较高时略高于HCM计算值。可见, 此模型可有效应用于计算非机动车影响下的信号交叉口通行能力。更多>
2008, 8(2): 101-105.
摘要(283) HTML (91) PDF (594KB) (219)
提前右转组织方式及其影响分析
曲昭伟, 金勇, 陈永恒, 王殿海, 魏巍
摘要: 以可插车间隙理论和概率论为基础, 建立了固定与可变交织区长度的提前右转组织方式下右转机动车通行能力计算模型与延长交织区所能够增加的通行能力的计算模型, 提出了提前右转组织方式的适用条件。以平均延误为指标, 对比分析了两种组织方式下右转机动车的运行效果, 基于Webster信号配时方法, 对实行提前右转方式的交叉口内直行和左转车流的通行能力进行了分析。分析结果表明: 采用提前右转组织方式后交叉口直行和左转通行能力增加; 在右转机动车提前右转能够满足通行能力时, 提前右转可减小冲突区的面积, 否则, 可以通过延长交织区长度来增加通行能力, 以减少右转车的平均延误。更多>
2008, 8(2): 106-109.
摘要(249) HTML (92) PDF (466KB) (249)
出行距离分布模型及参数研究
石飞, 陆振波
摘要: 为研究城市交通规划中出行距离的分布特征, 在一定假设条件下, 运用概率统计理论推导出行距离的概率分布函数形式, 用10座城市的居民出行资料对其进行拟合, 验证了该假设条件的合理性, 分析了函数参数的相关影响因素, 如城市规模、城市形状和交通结构等, 对其进行量化与非线性回归, 得到出行距离的概率分布函数的一般形式, 最后, 就不同规模城市分析了分布函数参数的取值范围。研究结果表明: 出行距离的分布符合瑞利分布, 特大城市和大中城市分布函数参数的取值范围分别为0.035~0.076和0.042~0.100。更多>
2008, 8(2): 110-115.
摘要(295) HTML (84) PDF (529KB) (740)
异常事件下高速道路交通状态的分析与仿真
张海军, 张珏, 杨晓光
摘要: 为了考察异常事件对高速道路交通运行的影响, 对事发后高速道路局部交通状态的演变过程进行了分解, 分析了各阶段的事发点通行能力, 并将事发点通行能力的影响因素归纳为事件性质、阻塞行车道宽度、事件发生位置、现场行车秩序与上游交通量等五类, 针对交通事故引起局部车道临时关闭这一典型的异常事件, 进行微观交通仿真。仿真结果表明: 行车延误随着车道关闭开始大幅度增长, 直至车道开放, 之后开始降低, 整个演变过程伴随着波动; 当交通量接近于道路通行能力时, 交通流系统处于脆弱的平衡状态, 异常事件极易引起大范围、长时间的交通拥堵, 此时, 应采取交通诱导和匝道控制等必要的措施来转移部分交通量, 减小异常事件的影响。更多>
2008, 8(2): 116-121.
摘要(301) HTML (117) PDF (834KB) (261)
运行车速认知因子虚拟仿真试验
陈涛, 魏朗, 袁望方
摘要: 为准确预测道路交通安全评价中微观路段的运行车速, 确定了三级公路的驾驶员安全性认知模糊集, 建立了基于Multi Gen Creator软件的15个路段的三维仿真模型, 开发了基于Vega的虚拟仿真系统, 组织了53名驾驶员, 在大型三通道柱面投影仿真系统中, 进行了运行车速认知因子的评价试验。应用模糊统计方法对795组有效认知试验数据进行了分析, 建立了包含道路平曲线半径、纵坡度和行车视距认知因子的三级公路安全性认知评价模型。虚拟仿真试验与道路试验分析结果表明: 平曲线半径、纵坡度和行车视距认知因子评判等级的平均贴近度分别为0.63、0.74和0.70, 因此, 虚拟仿真试验方法可行。更多>
2008, 8(2): 122-126.
摘要(222) HTML (74) PDF (686KB) (431)

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