基于IBES-XGBoost的高速铁路沿线风速预测模型

为保证高速铁路沿线风灾预警信息具有较高时效性,需要进行高速铁路沿线超短期风速的提前多步预测。针对众多预测模型在预测中可能存在较大误差的问题,采用Tent混沌映射和BFGS拟牛顿法对秃鹰搜索算法进行改进,并用改进的秃鹰搜索算法(IBES)对XGBoost的初始参数进行优化。在构建IBES-XGBoost模型时,加入风速以外的其他气象特征,以提高预测精度。实验结果表明:(1)改进的秃鹰算法相比其他智能优化算法有更好的寻优能力,与其他模型相比IBES-XGBoost在超短期风速的提前多步预测上有着较高的精度和较好的拟合效果。(2)Tent混沌映射和BFGS拟牛顿法对秃鹰算法有着较好的改进效果。(3)IBES-XGBoost能为高速铁路规范下的大风预警提供可靠的提前多步预测结果。

轨道螺栓扳手CAD/CAE一体化设计

对轨道自主式螺栓机用螺栓扳手进行结构设计和有限元分析。首先通过计算对螺栓扳手的传动系统做出设计和计算,确定了轨道螺栓扳手的传动方式为二级行星齿轮传动;其次利用SolidWorks软件建立了螺栓扳手齿轮传动和扳手套筒头三维模型,基于建立的模型在SolidWorks Simulation插件中对螺栓扳手套筒头展开有限元计算仿真,分别求解了拧紧螺栓和旋松螺栓两种工况下的静应力和螺栓扳手套筒头的疲劳情况;最后对螺栓扳手套筒头进行动力学模态分析,研究了扳手套筒头和设备内部激励源的共振情况。通过有限元静应力分析,验证了结构设计的合理性,所设计螺栓扳手满足材料强度要求;通过对自主式螺栓机内部激励源频率的计算,对比有限元模态分析得到的螺栓扳手套筒头前6阶固有频率,验证得到所设计结构的动态性能也满足设计要求。

基于VMD-LSTM-WOA的铁路沿线风速预测模型

针对当前铁路沿线风速预测中精确度不高和模型泛化性差等问题,采用一种变分模态分解(VMD)、长短期记忆神经网络(LSTM)和鲸鱼优化算法(WOA)的组合预测模型,并通过均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)等评价指标进行模型预测精度验证。选取多个不同时间尺度的风速数据进行实验。实验结果表明:与其他模型相比,本文模型能有效提高风速预测精度,并且有着较好的泛化性。同时VMD-LSTM-WOA预测模型能够适用于铁路沿线短期风速和超短期风速预测,能为高速铁路规范和城市轨道交通规范下的大风预警提供可靠的支持。

基于垂向积分的侧风作用下列车风荷载数值模拟

针对侧风环境下列车所受风荷载问题,基于风场数值模拟方法,结合风沿高程变化的特点,利用垂向积分法建立了一种新的风荷载数值模拟方法,并利用该方法分别计算了列车在三种路基高度下,受侧风作用所产生的横向风荷载、垂向风荷载以及侧滚力矩。计算结果表明,列车所受风荷载主要与列车运行时速、风速、列车车体基本尺寸、转向架与车体连接位置、路基高度等因素相关,相同工况下,车体长度与高度对列车所受风荷载的影响最大。

基于COMSOL的超磁致伸缩作动器磁路仿真及优化

提出一种超磁致伸缩作动器(GMA)结构,使用激励线圈与永磁体组合的方式提供驱动磁场。基于电磁学原理,首先建立了磁路的数学模型,然后使用COMSOL Multiphysics软件建立了GMA的有限元模型,分析了内部磁路开闭路以及导磁材料的相对磁导率对超磁致伸缩材料(GMM)棒中心线上的磁感应强度及均匀度的影响,同时以GMM棒中心线上的磁感应强度及均匀度作为评价指标,对上导磁体结构进行了优化设计。仿真结果表明,内部磁路闭合及适当增大导磁材料相对磁导率能够有效提高GMM棒中心线上的磁感应强度。上导磁体结构优化后,GMM棒中心线上的磁感应强度最终增加了0.18 T,均匀度提升至92%。

随机风载下高速列车动力学安全特性

为了研究随机风载下高速列车的动力学特性,提出一种随机风环境下高速列车安全平稳性评估方法。基于Kármán理论和Davenport相干函数通过谐波合成法建立随机风数值模拟模型,并推导随机风作用下的高速列车非定常气动载荷的计算公式。通过SIMPACK建立车辆系统动力学模型,计算不同随机风载作用下的高速列车以不同车速运行过程中的安全性指标及平稳性指标。最后,选择了包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、Sperling平稳性指标在内的多性能指标作为目标来支持决策。通过仿真对多性能指标进行评价,验证了该模型在强风下高速列车运行动力学特性研究中的适用性。

基于SA⁃GA混合算法的动车组车辆轮重分配优化

针对动车组车辆出厂前存在的轮重偏差问题,建立动车组车辆轮重调节力学模型,利用模拟退火算法(SA)的机制和遗传算法(GA)非均匀变异思想,提出了一种模拟退火遗传(SA⁃GA)混合算法,并利用该混合算法对车辆轮重调节力学模型进行数值求解,结果显示:轮重偏差降低到1.2%以下,符合GB/T 3317—2006的规定.同时使用SIMPACK软件仿真,将该仿真结果与数值计算结果对比分析,结果显示:基于SA⁃GA混合算法的计算结果是正确的,这为快速优化轮重分配结果提供了一种有效的计算方法.

煤化工企业甲醇生产过程中的火灾危险性分析

本论文是对煤化工企业甲醇生产火灾危险性进行分析,通过探讨甲醛生产装置的消防安全问题,提高煤化工企业生产的安全,促进煤化工行业的健康发展。