有轨电车侧向通过3号道岔的动力学性能分析

3号道岔侧股的曲线半径较小,受到的轮轨冲击力较大,这在一定程度上降低了有轨电车侧向过岔的安全性。为研究有轨电车侧向通过3号道岔时的动力学性能,选取了列车运行速度、摩擦系数、轨距和坡度4个参数作为影响因素。基于车辆动力学理论,对比分析了各影响因素不同取值下有轨电车侧逆向和侧顺向通过3号道岔时轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数及轮重减载率的变化规律。仿真结果表明,有轨电车侧顺向通过3号道岔的动力学性能总体优于侧逆向;在不同的速度、轨距和坡度工况下,侧顺向过岔的安全性优于侧逆向;在不同的摩擦系数工况下,侧逆向过岔的安全性优于侧顺向。4种影响因素对有轨电车侧向通过3号道岔时的轮重减载率影响最大。4种因素中,列车运行速度和摩擦系数对有轨电车侧向过岔的影响较为显著。

地铁9号道岔侧向通过速度提升可行性研究

为提高地铁9号道岔侧向过岔能力,提出将9号道岔侧向通过速度提升至50 km/h,为此设计了5种道岔平面线型方案。基于车辆-道岔耦合动力学理论,分析不同的道岔平面线型方案对地铁车辆运行平稳性、安全性的影响。经方案比选可得:地铁9号道岔尖轨采用相离半切线型,尖轨尖端理论厚度增加至2 mm,尖轨冲击角取0.014 1 ~ 0.015 3 rad,既可提高尖轨的整体耐磨性,也可保证过岔较好的乘坐舒适性;导曲线半径采用350 m,有利于降低列车经过导曲线时未被平衡的离心加速度,提高列车过岔舒适性。

直线电机列车侧向通过小号道岔动力学响应分析

车辆在通过道岔时的轮轨动态相互作用远大于一般线路,这不但会引起列车部件疲劳伤损,而且还会造成尖轨和心轨严重磨损、结构破坏等问题。基于经典电磁场理论和多体动力学理论建立了适用于道岔运行的直线电机列车机电耦合动力学模型,并结合Kik-Piotrowski方法建立了道岔变截面轮轨多点接触模型,以直线电机地铁线路小号单开道岔实测廓形数据作为输入,对列车侧向通过道岔时的动力学行为进行了分析。仿真结果表明:车辆运行过程中,直线电机初级与次级间产生的法向电磁力幅值较大,这对轮轨垂向力造成了较大的影响;各车第一、三位轮对的轮轨横向力和垂向力相对较大,辙叉区不平顺引起的轮轨系统动态响应较转辙区大;在通过转辙区和辙叉区时,头车的轮轨力变化波动较大,其他车辆变化波动较小。

动车组侧向通过9号道岔动力特性仿真研究

采用铁路轮轨动力学仿真计算软件建立车辆—道岔耦合动力学模型,仿真分析CRH5型动车组侧向通过50kg·m-1钢轨9号道岔的行车安全性和磨耗情况,研究并提出改善高速动车组侧向通过小号码道岔安全性、轮轨磨耗的技术措施。结果表明:在不考虑现场随机不平顺的情况下,CRH5型动车组侧向通过9号道岔时脱轨系数、轮轴横向力的峰值分别达到0.52和28kN,均维持在较高的水平,而且轮轨侧面磨耗功也较大,整体上已经超过了轮轨垂直磨耗功,说明动车组通过岔区时侧磨是轮轨磨耗的主因,建议加强道岔区的养护维修工作,及时消除轨道几何超限现象;另外,通过增大车辆一系悬挂横向刚度或采用60kg·m-1钢轨9号道岔,可以有效地减少轮轨的垂直磨耗和侧面磨耗,起到减缓轮轨磨耗的效果,且后者还可以大幅度提升动车组侧向过岔的安全性。

车轮多边形幅值对侧向通过道岔区振动传递特性的影响

道岔区的动力学性能是决定行车速度和安全的主要因素之一,而车轮多边形磨耗会显著影响轮轨相互作用力及转向架关键部位的振动特性。以18号可动心轨道岔作为研究对象,建立车辆-道岔耦合动力学模型。分析列车侧向过道岔区的实测振动数据,并分析不同多边形幅值车轮对车体各部位振动传递的影响。结果表明:列车通过道岔心轨区段时,增加多边形幅值对各关键部位减振效果影响较大;多边形幅值为0.14 mm时,动力学响应幅度较大,横向力接近侧向通过道岔的限值;脱轨系数最大值发生位置随多边形幅值增加而变化;一系悬挂不能有效降低多边形车轮引起的振动,二系悬挂可以消除一部分的振动能量,但在心轨区段,横向减振效果仍不理想。

运用路径动态预览模型的低速智能汽车侧向跟踪控制研究

采用速度自适应的动态预瞄距离是提高智能车侧向跟踪控制效果的有效办法。针对目前基本采用基于当前车速的预瞄距离自适应策略,提出一种结合规划路径和规划速度信息的动态预瞄距离跟踪控制算法以提高智能车在低速侧向跟踪控制的精确性。本文以几何学纯跟踪算法为基础,推导了前行和倒车时的侧向跟踪控制律;依据实时规划的路径和速度信息,设计了预瞄距离动态调整方法,最终获取具有速度自适应性的前视距离-车辆前轮转角关系。最后,在CarSim-MATLAB/Simulink联合仿真环境下验证了算法的有效性和准确性,并通过实车测试,验证了所提出的方法较基于动力学模型的LQR算法具有更低计算消耗和更高跟踪精度。

基于位置误差模型的机场侧向跑道碰撞风险评估

针对侧向跑道相关运行模式下航空器进离场安全间隔问题进行碰撞风险评估。为保证航空器之间的安全运行,对机场侧向跑道运行模式进行分析,计算两跑道航空器之间的动态间隔,并考虑导航误差、速度误差等因素建立位置误差碰撞风险模型。以成都天府机场侧向跑道为例,利用MATLAB软件对航空器间的碰撞风险进行仿真,并进一步得到碰撞风险值与侧向跑道汇聚交叉角度的关系。仿真结果表明:在起降相关运行模式下,当终端区航空器起始水平间隔距离为6 km,侧向跑道交叉角度为90°时,总的碰撞风险为5.14×10^(-9),满足航空器之间安全水平要求,且随着侧向跑道汇聚交叉角的增大,跑道上两架航空器的碰撞风险逐渐减小。

恒流源三侧向电阻率测井模块研制及应用

为进一步提高砂岩型铀矿地层电阻率参数在测井解释中的应用效果,尤其是对泥砂泥交互薄层的精细测量与识别,研究了基于OPA547放大器的恒流源三侧向电阻率测井模块,通过设计以OPA547为恒流激励源的数字激励控制电路,实现了正弦激励信号的恒流输出;设计了正弦检测信号的恒流反馈电路,实现恒流源的负反馈稳定输出;设计了交流电压检测电路,实现了交流信号的低通滤波与信号半波整流;最后,在实验室利用标准刻度器进行了研制模块的系数刻度,且在砂岩型铀矿钻孔进行了实际测井应用对比。经对比分析,研制的恒流源三侧向电阻率测井模块能够与砂岩铀矿综合测井中的其他参数组合使用,输出激励电流可调,对岩性及岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、钙质夹层等地层岩性变化的响应显示明显。

桥墩受侧向撞击作用下静力简化分析方法

为了深入探究钢筋混凝土桥墩受侧向撞击时的静力简化方法,基于桥墩受撞击作用与静力作用下产生的侧向变形效应相等,建立了桥墩弯曲应变能和剪切应变能的计算公式.针对不同截面形式和不同约束条件下的桥墩模型,分别得出了桥墩在正弦、三角形和矩形撞击荷载波形作用下的等效撞击力简化公式,并分析了撞击力峰值和等效值之间的关系.结果表明:当矩形截面桥墩撞击点距墩底距离与截面长度的比值小于3.7,或圆形截面桥墩撞击点距墩底距离与截面半径的比值小于6.2时,需充分考虑桥墩剪切应变能的影响;荷载波形对等效撞击力取值影响较大,当撞击荷载波形接近正弦、三角形和矩形波时,等效撞击力系数的建议值分别为0.64、0.52和0.91.研究结果可为桥墩等效撞击力取值提供参考依据.

大高宽比矩形腔体侧向正弦加热下对流扰动的成长和传热特性

为了研究矩形腔体侧向正弦周期加热条件下对流扰动的成长和传热特性,本研究对流体力学方程组进行了数值模拟。结果表明:随着格拉晓夫数Gr的增加,对流扰动的最大振幅Amax的成长率变大,线性成长阶段的时间变短。对于高宽比A=10,腔体宽度d=2cm的腔体,普朗特数Pr=6.949的流体,对流扰动的成长率γ_(m)随着格拉晓夫数Gr变化的经验式为γ_(m)=9×10^(-8)Gr^(1.2343);对于高宽比A=10、腔体宽度d=6cm的腔体,普朗特数Pr=0.703的流体,成长率m随着格拉晓夫数Gr的变化关系式为m=8×10^(-4)Cr^(0.52)。当Pr=0.0272时,热壁面平均努塞尔数Nu和格拉晓夫数Gr的关联式为Nu=0.00002Gr^(1.17);当Pr=6.949时,Nu=0.00024Gr^(1.05)。随着格拉晓夫数Gr数增加,右壁面的传热能力增强。

188例侧向发育型肿瘤内镜及临床病理学分析

目的总结并评价结直肠侧向发育型肿瘤(laterally spreading tumor,LST)的内镜及临床病理特征。方法回顾性分析2010年12月至2019年12月首都医科大学附属北京世纪坛医院消化内科经内镜下治疗并诊断为LST的患者,根据LST病变内镜下特点,分为颗粒型LST(granular LST,LST-G)及非颗粒型LST(non-granular LST,LST-NG)两个亚组和四个亚型,总结并分析患者的临床一般资料、内镜下特征、组织病理特征、治疗方法等相关资料。结果(1)内镜下特征:共收集176例LST患者(188处病变),LST-NG亚组病变最多,LST病变直径为(22.48±12.26)mm(10~65 mm),LST-G组病变直径大于LST-NG组(P<0.001);LST-G及LST-NG好发于升结肠,LST-G较LST-NG更好发于直肠(χ^(2)=42.360,P<0.001);NICE分类对非肿瘤性息肉及癌和癌前病变诊断的敏感性为97.9%,特异性为82.6%,Kappa值为0.820(P<0.001),NICE分型与病理金标准具有很高的一致性。(2)病理特征:LST亚组均以管状腺瘤为主,LST-NG的癌变率包括HGIN为41.9%,高于LST-G的16.7%(χ^(2)=14.63,P<0.01);LST亚组间微卫星不稳定状态、p53的表达和Ki-67增殖指数差异均无统计学意义(P>0.05)。(3)治疗方式:结肠病变多选择使用EMR及ESD治疗,直肠病变多选择ESD及手术治疗(χ^(2)=19.596,P<0.01),<20 mm的病变多选用EMR治疗,20~<30 mm的病变多选用ESD治疗,≥30 mm的病变,手术治疗的比例逐渐升高(χ^(2)=102.725,P<0.01)。结论LST的临床特性及内镜下表现存在一定的特殊性,临床应重视识别LST病变,提高LST的检出,并对于不同病变采取合适的治疗方案。

设置侧向限位阻尼器的层间隔震结构减震性能研究

对在隔震层设置侧向限位黏弹性阻尼器组成混合耗能结构随机激励下的减震性能进行了系统研究.首先,建立混合耗能结构的地震动方程,利用双过滤白噪声激励地震动的滤波方程,将该类激励下混合耗能结构的动力学问题精确转化为基于易于获得简明封闭解的白噪声激励问题.其次,基于复模态法和白噪声激励的Dirac函数性质推导了混合耗能结构系列响应(结构位移、层间位移和阻尼器阻尼力)的方差和0~2阶谱矩的简明封闭解.最后,通过算例在验证所提封闭解正确的基础上研究了混合耗能结构减震性能的影响因素.研究表明:层间隔震层以上楼层的结构响应量随着隔震层刚度的增大而增大;黏弹性阻尼器阻尼参数对隔震层以上楼层的影响特征为,结构位移在一定阻尼参数下可达到最小,而层间位移则随着阻尼参数的增大而增大.该研究可为层间隔震混合耗能结构的设计提供参考.

方位侧向电阻率成像随钻测井仪软聚焦仿真分析

随钻方位侧向仪器工作时,由于钻铤长度较长,使表面电位衰减严重,钻铤流出的电流会产生轴向分量,不能严格垂直于钻铤表面流出,导致测量结果不准确。针对该问题,根据方位侧向电阻率成像随钻测井仪(RIT)的电极结构,设计5种软聚焦工作模式,并给出不同工作模式下的方位侧向电极电流和视电阻率的计算表达式;软聚焦工作模式可模拟不同源距的对称天线同时工作,以保持钻铤表面等电位,并通过线性叠加差值近似的方法获得更精确的轴向电流。通过三维有限元方法计算不同软聚焦工作模式在渐变薄互层的响应,并与原始测井响应进行对比,结果表明软聚焦方法能平滑单个发射天线界面处存在的尖峰现象及台阶现象,对薄层的识别及视电阻率计算更加准确,对仪器实际测井数据资料解释有一定的指导意义。

小探头超声内镜在结直肠侧向发育型肿瘤浸润深度评估中的应用

目的分析小探头超声内镜评估结直肠侧向发育型肿瘤(LST)黏膜下层浸润的准确率及其影响因素。方法回顾性分析2018年6月-2021年8月就诊于该院内镜中心拟行内镜黏膜下剥离术(ESD)治疗的213例结直肠LST患者(共268处病灶)的临床资料。总结结直肠LST的临床病理特征和小探头超声内镜检查结果,分析超声内镜检查准确率及其影响因素。结果小探头超声内镜评估准确率为93.28%,不同病变表面形态的小探头超声内镜评估准确率比较,差异有统计学意义(P=0.000)。多因素Logistic回归分析显示,结节混合型和假凹陷型病变是影响小探头超声内镜评估准确率的危险因素。结论结直肠LST是一种特殊的肿瘤,小探头超声内镜评估其浸润深度,具有较高的准确率。病变表面形态是影响小探头超声内镜评估准确率的危险因素,当病变为结节混合型和假凹陷型时,易影响其评估准确率。

侧向冲击荷载作用下CFRP型材-方钢管混凝土柱的动力响应

为了研究CFRP型材-方钢管混凝土固简柱的抗侧向冲击性能,采用水平撞击装置对3个CFRP型材-方钢管混凝土柱进行侧向冲击试验.根据柱的破坏模式、局部变形、整体变形及冲击力分析柱的动力响应,研究了CFRP型材、边界条件、冲击能量与冲击冲量对试件动力响应的影响规律.结果表明,CFRP型材-方钢管混凝土固简柱呈现弯曲破坏,具有良好的抗冲击性能,且随着支座约束能力的增大,抗侧向冲击性能增大.增加单位冲击冲量可使悬臂试件的峰值位移下降7%,而两端固支试件峰值位移仅变化1%.随着支座约束能力的下降,冲击冲量对试件变形的影响程度增大.在钢管混凝土固简试件中内置CFRP型材可使冲击位置处峰值位移下降9%,且降低程度随着支座约束能力的下降而增加.

基于扩展卡尔曼滤波与机器视觉融合的道路侧向坡度估计

为解决现有算法难以准确估计前方道路侧向坡度的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)与机器视觉(VB)融合的道路侧向坡度估计方法。首先,建立含有侧向坡度的车辆2自由度模型,通过EKF估计出侧向坡度与车辆侧倾角的叠加态,由侧向加速度乘以适当增益解耦出车辆侧倾角,得到EKF道路侧向坡度估计值;其次,通过视觉成像原理分析二维图像中道路侧向坡度与图像中相关参数的几何关系,得到VB道路侧向坡度估计值;最后,通过数据融合得到最终的道路侧向坡度估计值,使估计结果冗余互补。仿真和实车试验结果表明,该融合算法能够适用于道路侧向坡度变化的坡道,并显著提高了估计精度。

两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件抗侧向冲击性能有限元分析

目的 研究两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件的抗侧向冲击性能,为该类构件的工程应用提供参考。方法 建立并验证侧向冲击荷载作用下两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件有限元模型,分析了典型构件在侧向冲击荷载作用下的全过程、破坏形态、应力发展、相互作用力时程曲线和弯矩时程曲线等动态响应;研究了冲击能量、冲击冲量、钢材强度、GFRP管厚度以及截面含钢率对构件抗冲击性能的影响。结果 随着冲击能量及冲量的增大,冲击持时和构件弯曲变形增大;提高钢材强度、GFRP管厚度可以改善构件的抗冲击性能。结论 GFRP管对混凝土有较好的约束作用,构件在侧向冲击荷载作用下整体发生弯曲破坏,内部钢骨塑性变形发展充分,构件抗侧向冲击性能优越。

基于预设性能的欠驱动飞行器横侧向通道控制方法

针对高超声速飞行器横侧向通道仅通过副翼控制导致的欠驱动问题,提出一种将预设性能函数和动态面控制结合的控制方法。将横侧向欠驱动系统转化为滚转-偏航的级联控制系统;针对滚转子回路,将侧滑角指令的限幅看作控制输入饱和问题,设计预设性能函数并结合动态面控制理论设计控制策略,实现对速度倾斜角跟踪速度、瞬态跟踪误差、稳定跟踪精度的主动控制;针对侧滑角需镇定在给定范围的要求,基于限幅侧滑角指令,设计偏航子回路的预设性能函数,理论上保证侧滑角满足镇定范围要求,且能以要求的跟踪速度达到指定的跟踪精度。基于李雅普诺夫稳定原理给出了横侧向姿态控制器的稳定性证明。仿真结果表明:所提控制方法能够使得速度倾斜角以要求的跟踪速度达到指定的跟踪精度且瞬态跟踪误差满足给定的边界,侧滑角全程满足给定的限定范围,控制器具有良好的鲁棒性。

侧向搅拌摩擦增材制造工艺优化与力学性能特征分析

为研究侧向搅拌摩擦增材制造工艺参数对增材区材料力学性能的影响,建立了响应面模型,对模型进行了回归分析,基于响应面法对工艺参数进行了优化,并通过方差分析验证了模型的可靠性。结果表明,在增材参数为旋转速度为982.81r·min^(-1),增材速度为36.147mm·min^(-1),下压量为2.428mm时增材区的最大抗拉强度为252.72MPa,断后伸长率为11.82%。根据工艺过程对最优工艺参数进行修正,随后进行5层侧向搅拌摩擦增材制造试验,并进行力学性能特征分析。结果表明,修正后最优工艺参数下增材区拉伸性能与母材性能相当,拉伸试件断裂方式为韧性断裂;后一层增材区硬度高于前一层增材区。

海上风力发电机组单桩基础侧向位移估计研究

常规海上风力发电机组单桩基础侧向位移估计模型的构建多采用粒子群优化算法。但该算法无法准确计算出海水与单桩基础之间的耦合力,估计准确率较低。对此,提出海上风力发电机组单桩基础侧向位移估计研究。首先,根据海上风力发电机组与连接单桩基础的基本结构,将单桩基础结构进行断面划分,建立单桩基础结构动力学方程。然后,结合海水域、桩基区域和两者交界处这三个场域,求取海水与单桩基础之间的耦合力,并计算单桩基础的受力值。基于此,采用风力和海浪循环荷载作用下单桩基础的累积应变指数型经验式,构建单桩基础侧向位移估计模型。以某海域NREL 5 MW单桩基础海上风力发电机组为算例,对所提模型进行仿真对比试验。试验结果表明,所构建的模型具有更高的估计准确率,即准确率在98%以上。该模型能够更好地监测和评估海上风力发电机组的结构安全性,及时发现潜在的问题并进行修复或维护。