基于交叉迭代法的车辆-轨道非线性空间耦合振动模型及算法改进

针对车辆-轨道非线性空间耦合系统动力学分析计算量大、计算耗时长及计算精度难以保证的问题,对车辆-轨道非线性空间耦合振动模型和交叉迭代法进行改进。运用有限元法分别建立车辆和轨道空间子系统动力学模型,在基于“迹线法”构建轮轨接触几何关系的基础上,提出“投影对点作差法”搜索轮轨空间接触点位置,并引入轮轨准弹性接触对其进行修正,精细化轮轨接触关系;结合车辆-轨道非线性空间耦合系统特点,改进基于Newmark数值积分的交叉迭代求解系统动力学方程的算法,并给出完整的数值计算步骤。通过与相关文献进行对比,验证改进模型和算法的有效性。结果表明:改进模型的分析精度更高,搜索轮轨空间接触点位置的速度更快;改进算法的计算过程更完善,步骤更清晰;改进的模型和算法在提高计算精度的同时,仍然具有较快的计算效率,且使数值编程更易实现,方便工程应用。

染污绝缘子放电空间电场时频特性研究

恶劣气象条件地区的污闪事故时有发生,而目前对污秽外绝缘放电机制的理解还不够全面。为揭示污秽绝缘子放电空间电场特性,该文提出了一种新的污闪预警方法。在前期研究基础上,开展了染污绝缘子放电空间电场波形监测试验,重点研究了空间电场波形的时频特征参量。对于时域特征,对空间电场信号有效值、峰峰值、峰值因子三个时域特征量进行了研究,获得了其与盐密、绝缘子闪络状态的关系;对于频域特征,对空间电场信号进行傅里叶分解,获得了不同试验条件下的频谱图,发现发生闪络时,绝缘子空间电场信号中谐波分量占比升高,并提出可用三次谐波因子来描述绝缘子污闪放电发展程度。研究成果可进一步揭示污闪放电机制,并为解决恶劣环境下输电线路污闪预警的实际工程问题提供技术支撑。

基于孪生多注意力网络的接触网侵限轻飘物跟踪

针对接触网侵限轻飘物尺度变化大、遮挡干扰和铁路限界背景杂乱,易导致跟踪失败的问题,提出一种基于孪生多注意力网络的接触网轻飘物侵限跟踪新方法。引入三种注意力机制从更深层次提取轻飘物特征,通过空间注意力消除局部感受野限制,通过通道注意力突出轻飘物类别的通道特征,将交叉注意力聚焦于目标模板与搜索图像信息,采用空间正则化滤波器抑制背景干扰,融合各部分特征实现对侵限轻飘物的跟踪。采用OTB100数据集进行精度与准度实验,以国家重点实验室试验线采集的数据为算例进行实验,通过消融实验验证了新方法的有效性。结果表明:相比于相关滤波类SRDCF算法和深度学习类SiamRPN++、DaSiamRPN算法,新方法可获得更好的鲁棒性和准确性。

基于K-T条件的核环吊空间滑轮绳索接触段计算方法研究

滑轮绳索系统是一类可以利用内嵌于其中的绳索控制的多体系统,一般存在大量绳索接触段,随着机械系统的复杂化和智能化,对这类系统的精确性和可靠性提出了高要求.针对核环吊起升机构中空间滑轮绳索接触段,推导了接触段绳索微元体平衡方程,得到了接触力密度的解析表达式.将绳索应变求解转化为优化问题,利用库恩塔克(K-T)条件,建立了绳索轴向应变以及应变对弧长导数满足的非线性方程,并求出了内部应变对滑轮两端参数的导数,计算了滑轮与绳索接触段的应变分布,推导了绳索方位角与弧长应满足的协调方程.同时结合接触段滑轮槽截面的几何特点,推导了切向和法向接触力密度与绳索轴向应变之间的关系,提出了滑轮两侧绳索应满足的边界条件,利用边界点处绳索与滑轮物质速度相等的条件,建立了约束方程.数值算例表明,计算结果符合绳索受力变形规律和接触力变化趋势.提供的方法为包含空间滑轮绳索机构的核环吊机构以及其他大型机械系统分析提供了新的思路.

基于纤维梁柱单元的古建筑木柱空间受力分析模型

古建筑木柱浮搁于础石,其空间力学性能与结构地震响应密切相关.提出了基于纤维梁柱单元的古建筑木柱空间受力分析模型,根据柱脚局部受压确定古建筑木柱纤维截面网格尺寸划分原则,使用只压材料反映古建筑木柱受压不受拉特性,通过设置材料应变间隙考虑柱底与础石的接触缺陷.分析了模型对材性参数和应变间隙的敏感性,给出了模型应变间隙的取值方法,并基于已有试验验证了模型的正确性.进一步对模型施加空间荷载和地震机理,获取了其空间力和位移特性,结果表明:模型具备反映古建筑木柱空间力学性能的能力,可应用于结构抗震分析.

The structure of the plant communities in the different environment contact sites on the base of the soil-geobotanic profiling in the changing climate of Lake Baikal region

The results of studies of the peculiarities of formation of phytocenoses in environments contact sites of the western and eastern coasts of the Lake Baikal has been showed in this paper. On the base of geobotanic profiling combined with soil one, the structure and dynamics of phytocenoses forming under the conditions of mutual development of light-coniferous taiga forest and of extra zonal steppes. Edaphic conditions and placement of phytocenoses are main trigger factors determining the ways of plant cover development in this part of Lake Baikal basin. We discuss the characteristics properties inherent in the linkage of the dynamics and spatial variability of the vegetation with the change of climate in the Baikal region. The regional conditions of the physiogeographic environment had given rise to structurally highly contrasting plant communities in this region. The increase in yearly mean summertime amounts of rainfall, combined with the rise of yearly mean winter temperatures over the last years were conducive to changes in the spatial structure of vegetation. The boundary between the types of vegetation undergoes smoothing. The upper boundary of forest is altered because of changes of the environment that are responsible for the zonality and properties of vertical zonality of the vegetation on the mountains surrounding Lake Baikal. Changes in the vegetation serve as indicators of climate change as well as providing diagnostic tools for the genesis of the Baikal region’s natural environment.

三圆弧齿廓谐波齿轮的负载啮合性能仿真

为揭示负载工况下谐波齿轮传动的多齿啮合状态,提升负载传动性能,建立三圆弧空间齿廓实体单元谐波齿轮有限元模型。定义柔轮与波发生器、齿面间的面-面接触关系,对刚轮施加逐步增大的转角位移,模拟空载、额定转矩至瞬间容许最大转矩时齿面的啮合状态,提取轮齿啮合力和齿面接触压力大小及分布;分析不同工况下轮齿啮合力周向分布和齿面接触压力的变化规律,评估柔轮齿向修形的三圆弧空间齿廓谐波齿轮的负载啮合性能。结果表明:三圆弧空间齿廓在波发生器的长轴区设置最小初始侧隙,形成的凸-凹啮合区可以以更低的接触压力承载更大的负载转矩;利用齿向修形设置从中截面向后截面逐渐增大的初始侧隙有利于形成轴向更宽的齿面接触区;随负载增大,最大啮合力向长轴右侧偏移,右侧啮合力增幅快,呈平台分布;最大接触压力沿周向呈3个峰值分布,且最大值发生在有波发生器径向支撑的中截面,可有效增加负载刚度,提升承载能力。

长江经济带城市功能联系网络及其协调发展空间效应研究

城市功能联系网络的空间外部性对解释区际互联互助、推进区域经济协调发展具有重要意义。文章以长江经济带110个地级及以上城市为研究对象,探究产业联系下的城市功能网络结构及其协调发展空间效应:首先,根据城市产业分类及功能特性构建了城市功能结构体系;其次,基于产业联系角度,运用修正引力模型测算城市功能网络联系强度,并借助重尾分级法确定网络层级结构;再次,运用社会网络分析法从网络空间分布结构、网络密度效率和网络边界效应三个层面剖析各类功能网络结构特征;最后,构建空间计量模型检验城市功能联系网络对区域经济协调发展的空间效应。研究发现:全域内各类城市功能网络结构形态存在差异,流通和公共服务功能网络呈跳跃式交织联结分布,其余三类功能网络均呈“东密西疏”梯度化递减的网状分布;全域内各类功能联系网络具有相似的空间分异性,上游以成渝双核引擎式联动发展,中游形成以省会城市为核心的“三足鼎立式”轮轴辐射结构,下游呈“一核多中心式”扁平化结构;城市综合功能网络对区域经济协调存在正向空间溢出效应,且这种空间效应存在区域异质性;产业联系的分功能网络对区域经济协调的作用程度存在差异,生产功能溢出效应最大,流通和公共服务功能的溢出效应尚不显著;在城市规模异质性条件下,大城市间功能联系网络呈负向溢出,中小城市功能网络呈正向溢出。为此,提出以下政策建议:着力优化营商环境,增强城市功能网络连通性;夯实交通信息基础设施建设,释放功能网络协调效应;优化产业分工协作体系,避免城市功能定位同质化。创新之处:从网络外部性视角,分别从区域异质性、功能异质性和规模异质性维度探究城市功能网络对区域经济协调的空间效应。

基于无人机的绝缘子带电零值检测技术

为提高输电线路零值绝缘子的检测效率,利用无人机装载电场探测装置可实现免登塔带电检测。文中首先建立220 kV瓷绝缘子串1∶1仿真模型,通过Comsol有限元数值仿真,分析研究串型、路径抖动、无人机及电场探头对绝缘子串空间电场分布的影响;继而建立零值绝缘子识别方法及其后台检测系统;最后进行实验室及现场实测。研究结果表明:双联绝缘子串同时存在零值绝缘子时,其空间电场分布互不影响;无人机飞行过程中直线检测路径的偏移距离应小于50 mm;绝缘子串的空间电场分布不受无人机及电场探头影响。利用文中所提的零值绝缘子检测方法,通过无人机搭载电场探测装置,可实现零值绝缘子的现场检测。

新疆水资源空间均衡评价

为弥补单一基尼系数法在新疆水资源空间均衡评价上的不足,需系统评价水资源与社会发展的匹配关系。选取新疆耕地面积、人口数量、工农业产值、生产总值作为影响水资源承载力的指标,采用联系数法与洛伦兹曲线相结合的方法定量分析区域水资源及子区域水资源与各指标间的均衡性,结合五元减法集对势识别子区域水资源均衡性发展态势。结果表明,2011~2018年新疆整体水资源均衡性呈先升后降趋势,且年际间均处于不均衡状态;从各指标分析可知水资源均衡性在较不均衡与不均衡间波动;从子区域水资源均衡性与态势分析可知大部分地区处于不均衡、反(偏反)势状态,加剧了水资源的不均衡性,明确了需进行水资源均衡调控的对象,为合理改善水资源均衡性指明了方向。

接触语言学视阈下大理白语的空间范畴

大理历史悠久,素有“文献名邦”之称,历史上是“茶马古道”的要冲,具有丰富的历史文化资源。白族使用的语言白语在和汉语接触的过程中,语法成分已经发生变化。在白语的空间范畴中具体表现为,大多数的白语方位词都有汉语的来源,白语的绝对参照框架也早已转用汉语的空间概念表达。与此同时,白语的空间范畴仍保留自身属性,其位格标记的广泛使用以及以洱海、山川河流、地势走向为参照框架的空间方位系统,支撑着其独立的语言地位。

基于产业空间联系的“大都市阴影区”形成机制解析——长三角城市群与京津冀城市群的比较研究

通过引入感应度系数和影响力系数,构建产业联系强度测度模型,探讨了当前长江三角洲与京津冀城市群产业空间联系特征,研究了两大城市群空间经济差异,基于产业空间联系视野对"大都市阴影区"的形成进行了实证研究。研究表明:①城市群内部各城市间产业联系强度越高,城市群整体经济发展水平就越好;②城市群的中心城市与其他各城市产业联系强度越高,城市群整体经济发展水平就越好、越趋于均衡;③从产业空间联系来看,中心城市与其邻近的外围地区的产业联系强度弱化是造成"大都市阴影区"形成的关键因素。

基于引力模型和城市流的长江中游城市群空间联系研究

国家"十二五"规划中,长江中游地区被列入我国城市化21个主要地区之一,促进长江中游城市群的发展,将使其成为承东启西、连南通北的平台。以长江中游城市群为研究区域,采用引力模型和城市流强度模型,对长江中游城市群内部城市的经济联系进行了量化测度。结果表明,长江中游城市群的经济联系呈现明显的层级关系,武汉是城市群的发展核心,长株潭、南昌则为城市群的次级中心;组成长江中游城市群的次级城市群内部空间联系具有差异性,武汉城市群和长株潭城市群内部城市经济联系紧密,并且两个城市群之间经济联系强度较高,环鄱阳湖城市群内部联系松散且相对边缘化;长江中游城市群需要发展中级城市以增强外向功能性。

北部湾城市群空间联系分析

采用城市流和城市相互作用强度模型对北部湾城市群空间联系进行度量,结果表明,北部湾城市群城市流强度整体偏小,城市对外服务功能较弱;城市流强度南宁最强,钦州、玉林、防城港次之,北海、崇左最小;南宁、钦州在北部湾城市群中发挥着重要作用,是城市群中最为重要的两个节点;城市空间联系不紧密,城市群仍处于初期发育阶段.根据上述结论,提出了加强北部湾城市群空间联系的建议.

国外城市群经济联系空间研究进展

城市群经济联系的复杂性空间规律已经成为城市地理学、区域地理学、经济地理学研究的重点范畴。现代意义的城市群经济联系空间发展研究始于50年代,城市群体化现象大规模出现,城市化进程迅速发展的时期。经过二战前的启蒙发展、二战后-60年代的初步发展、70-80年代的丰富深化、90年代的全面发展阶段,50多年来城市群空间研究领域不断深化、研究队伍不断壮大、研究成果不断涌现、研究范式不断丰富,呈现多视角、多层次、多尺度,理论与实证、定性与定量相结合的研究体系,研究内容上文章着重对国外大都市区、都市带等城市群经济联系的空间组织与结构研究进行总结,并指出当前研究的热点与焦点。

轮轨接触几何关系在道岔系统动力学中的应用

道岔与一般正线的区别就在于它多变的轮轨接触几何关系、复杂的轨线布置以及走行线路的转换。以一般线路轮对踏面与钢轨轨头接触关系为基础 ,考虑转辙器区尖轨与基本轨之间、翼轨与心轨、主轨与护轨以及心轨之间的空间结构和平面布置 ,本文模拟计算了转辙器区和辙叉区轮对与相应轨线的接触与冲击情况 ,得到了较为准确的尖轨与护轨横向冲击力。

长三角城市群空间联系与整合

城市群已成为我国城镇化发展的主体形态,是我国国民经济和国家综合竞争力的重要载体。长三角城市群被誉为世界第六大城市群,正处于城市化高速发展阶段,面临诸多区域性问题,如基础设施对接、人口跨区域流动等。基于城市流强度和城市经济联系强度模型,定量判断长三角城市群空间层级和联系程度。长三角城市群形成了以上海为中心,南京、杭州、苏州、无锡和宁波等特大城市为副中心的多中心支撑的网络化布局。据此,提出长三角城市群由上海城市群、南京城市群和杭甬城市群三大次级城市群组成,整合长三角城市群空间布局,加快区域一体化进程。

空间凸轮廓面检测的接触点回归法与误差评定的数学解析

提出一种适合任何空间凸轮廓面检测的接触点回归法,将测量点坐标转化为实际加工时的接触点数据,实现了对空间凸轮实际加工廓面的数据采集。建立了数据处理的数学模型和误差计算方法,为空间凸轮廓面检测与误差计算提供了新方法。以圆柱凸轮为例,利用三坐标测量机,实现了廓面数据检测和误差评定。

安徽省城市空间经济联系的网络特征分析

城市之间经济联系的准确判断和度量是制定城市和区域发展战略的重要依据。文章利用引力模型计算安徽省城市空间经济联系值,采用社会网络分析方法构建安徽省城市空间经济联系网络,对网络结构的变化、各城市间的经济关系、联系程度以及各城市在安徽省中的经济位置等问题进行分析。研究结果显示:安徽省城市空间经济联系越来越密切,但总体而言,经济联系不强,城市发展不均衡,存在明显的层级结构和小团体现象,各城市的经济地位差异巨大。对此,结合安徽省城市发展水平以及地理、资源等优势条件,提出安徽省城市发展的对策。

圆柱铰间隙运动学分析及动力学仿真

含关节间隙的多体系统动力学精细的仿真计算必须依赖于对关节处2相对运动体的运动学描述。针对工程中常见的圆柱铰关节,建立了识别间隙铰处碰撞接触模式的运动学关系。该运动学关系直接基于间隙铰关节的几何构形来确定运动过程中潜在碰撞接触点对之间的最小距离,避免了一般多体系统确定碰撞接触点的搜索过程。基于Hertz接触刚度并考虑阻尼效应的影响建立法向接触模型,采用修正的库仑模型考虑关节处的摩擦作用。针对一曲柄机构进行了仿真计算,研究了空间间隙、摩擦系数、杆件的柔性等因素对系统动力学特性带来的影响。