钢-UHPC轻型组合桥面受模拟行车扰动后抗裂性能研究

为探明钢-超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)轻型组合桥面结构在施工中受行车扰动后的抗裂性能,以重庆鱼嘴长江大桥为背景,进行了理论和试验研究.首先通过有限元计算获得施工中行车引起的UHPC层顶面最大拉应变(以下简称扰动幅度),计算结果表明:该桥UHPC层在施工中受到的最大纵、横向扰动幅度分别为144με和60με;接下来,依照实桥结构,设计并制作6个模型试件;然后,将试件平均分为两组,每组设1个不受扰动的对照试件和2个在UHPC凝结过程中接受扰动的扰动试件,两组试件的设计扰动幅度分别为160με和240με;最后,通过四点负弯矩静力试验对比了对照试件和扰动试件的抗裂性能.试验结果表明:幅度不大于160με的扰动对试件的抗裂性能无明显影响;幅度大于160με的扰动对试件的UHPC层造成损伤,导致试件的名义开裂强度降低,因此,建议在实桥施工过程中将行车扰动幅度的限值取为160με.

模拟行车中打断对行车安全的影响研究

为定量研究不同车速、不同打断对驾驶者安全造成的差异性影响,结合问卷调查和模拟行车实验研究了视觉与听觉打断对行车安全的影响。通过不同打断情况下的问卷和实验结果分析,发现行车速度对驾驶员的反应能力具有很大影响,行车速度对行车安全影响明显。不考虑速度因素,视觉打断对行车安全的影响要明显大于听觉打断。

模拟行车中任意车速控制技术的实时实现

OpenGL技术是生成道路实时三维动画的主要方法之一。本文在介绍了教字地面模型和三堆道路模型的基础 上,给出了三堆道路动画实现的方法,并针对车辆实际行驶中,驾驶员凭直觉调整车速的问题,提出了任意车速实时控 制的技术,以模拟更真实的视觉效果。通过编程验证,证明了这种处理技术的可行性。同时,文中还给出了部分Delphi 编程的源代码。

自动闭塞条件下追踪行车模拟研究

论述了追踪行车模拟的必要性，讨论了其实际应用，介绍了模拟系统的构成，软件功能及硬件配置，并着重分析了追踪行车过程的模拟及核心模块的处理。最后给出现场实例进行模拟运算。

交互式自行车模拟器中自行车动力学研究

交互式自行车模拟器是集动感及力觉提示、力学仿真以及计算机图形学等技术于一体的动感模拟器系统,自行车动力学仿真模块是其仿真软件系统的核心。本文从分析自行车动力学特点入手,提出了两个弱耦合的动力学子模型——稳定性模型和振动模型来描述自行车在复杂路况下的运动,并研究了在模拟器环境下模型关键输入数据的获取方法。

交互式自行车模拟器中的力觉反馈研究

力觉反馈系统是交互式自行车模拟器的重要组成部分,它主要模拟真实环境骑车过程中手把及脚踏板对骑车者产生的力反馈,使骑车者通过模拟器体验到真实骑车环境中的力觉。从骑车过程中骑车者的受力分析入手,设计了一套适合于交互式模拟器的力反馈软硬件,并着重分析了将虚拟环境中的自行车与模拟器力反馈硬件系统之间的反馈力准确映射方法。

交互式自行车模拟器视景仿真系统开发

视景仿真系统是交互式自行车模拟器的重要组成部分,其给骑车者提供逼真的虚拟三维漫游场景。开发的视景仿真系统硬件上采用PowerW a ll虚拟现实系统,软件上基于自主开发的虚拟现实通用应用开发平台VR F lier,提高了开发的效率。VR F lier采用面向对象方法设计,能够全面地支持不同领域和不同规模的VR应用开发。视景仿真系统通过优化以及动态调度三维场景模型的方法提高了大范围漫游场景的渲染帧率;并对场景路面坡度及视景转向信号进行平滑处理,获得很好的视景仿真效果。

交互式自行车模拟器系统关键技术

交互式自行车模拟器集计算机、机械与多媒体等技术为一体,提供了一种新型的交互式娱乐工具.在分析交互式自行车模拟器系统总体结构的基础上,介绍了各子系统(实时自行车动力学模型、视觉/听觉系统和运动生成系统)、体感模拟算法以及力反馈系统的关键技术,并讨论了整个系统的集成.

基于虚拟现实的交互式自行车模拟器研究

交互式自行车模拟器是集动感及力觉提示、力学仿真以及计算机图形学等技术于一体的动感模拟器系统。本文提出了由运动生成及力觉反馈系统、运动学/动力学仿真系统、视景仿真系统、地形数据库系统组成的自行车模拟器系统总体结构,并详细地介绍了各个子系统的功能和关键技术。

交互式自行车模拟器

对基于虚拟现实技术的自行车模拟器进行了系统研究。从系统总体结构出发,介绍了基于Stewart平台的运动提示机构,它提供给人运动的感受;把手和脚踏板力觉提示系统,对人进行力觉提示;视觉仿真系统,显示逼真的三维动态图形,从而增强了自行车模拟器的逼真度。最后对系统集成及各部份信息交互问题进行了讨论。

自行车模拟器的体感模拟算法

自行车动态仿真需要建立在驾驶员视觉、听觉、体感的高逼真度模拟的基础上。针对国内首台六自由度自行车模拟器 ,研究了与之相应的体感模拟算法。该算法以经典滤波算法为基础 ,引入了人体运动自由度 ,针对硬件提出了一套基于自行车类两轮交通工具模拟器的体感模拟器算法。经验证 ,该算法能够给驾驶者提供良好的运动感觉。

中老铁路计算机联锁仿真教学软件功能开发设计研究

中老铁路项目是中国与老挝两国合作的重要基础设施建设项目之一,对于增进两国经济合作、促进区域发展具有重要意义。计算机联锁系统是铁路信号系统的重要组成部分,是与行车安全直接相关的车站控制系统。随着中老铁路开通运营,为满足老挝国际班铁道交通运营管理专业的教学需求,并进一步提升学生行车关键岗位的知识与能力,以达到培养铁路高级技能人才的目的,开发设计一款能够贴近中老铁路现场实际的接发列车仿真教学软件。该软件应具备与中老铁路现场设备一致性的技术特点,设计适应教学的布局方式,并对界面显示、后台管理、正常与非正常情况下的作业等主要功能模块进行了细分。借助该仿真软件,可对学生的接发列车作业技能进行训练及考核。

《车站行车人员计算机联锁教学模拟系统》通过北京铁路局技术鉴定

《车站行车人员计算机联锁教学模拟系统》(以下简称“微机联锁教模”），于2004年12月29日通过了北京铁路局的技术鉴定。

基于BIM的列控数据自动集成与可视化动态验证

为探究在列控数据验证领域中存在的工作量大、可视化效果差以及动态验证支持弱等问题的解决方案,提出基于BIM可视化的列控工程数据动态验证方法。该方法首先采用基于数据模型驱动的场景构建方法,在Unity平台实现3D站场的自动集成,生成接近真实的铁路站场;然后,基于铁路相关规范,采用连续碰撞检测技术实现列车运行的动态可视化仿真;最后,基于3D站场和列车仿真运行,完成对列控工程数据的动态验证。对于3D站场集成部分,该方案能够自动且迅速调用铁路基础设备模型,准确完成站场的3D构建,构建的设备包括线路轨道、道岔、信号机等。在列车3D模拟运行中,能够自动完成轨道区段占用检测及相应的信号机点灯、行车许可计算与执行、车地通信读取应答器数据等功能,并且能够根据行车许可,执行超速防护,控制列车在3D场景中仿真运行,模拟出铁路联调联试的场景。在模拟列车运行过程中,若出现失常,则判断该数据设计存在风险,验证结束并给出警告。代入黔常线咸丰站站场及相关区间数据进行实验,结果显示:(1)1LQG长度不符合规定,无法满足列车出站时80 km/h的初速度,建议1LQG长度由305 m增加至满足所有型号列车运行要求的525 m;(2)分相区与邻近信号机距离350 m无法满足CRH-200型列车正常运行通过分相区,数据存在问题,建议修正为524 m以上。该研究成果可为BIM方法在列控工程数据验证中的应用提供参考。

基于MMLS3的沥青混合料高温稳定性研究

应用行车荷载模拟系统(MMLS3)对AC20,AC16,AC13,SMA16,SMA13,SAC20共6种沥青混合料在48,54,60,66℃下的变形规律进行了研究.试验表明,6种沥青混合料的车辙深度、隆起变形与荷载作用次数关系曲线均明显存在两个阶段;沥青混合料稳定阶段的蠕变速率与温度呈较好的指数关系;隆起系数随荷载作用次数增加逐渐趋于稳定,在某小范围内波动.利用MMLS3可以很好地研究沥青混合料的高温变形和稳定性能.

沥青混合料流变历程与模量演变

为了解沥青混合料的流变特性,采用MMLS3进行沥青混合料的足尺(Full scale)加速加载试验,并利用便携式路面分析仪对沥青混合料流变后的隆起和下陷部分的地震波模量进行测量.试验结果表明:在荷载作用下,沥青混合料下陷量与隆起量的变化值不等;并且下陷处的地震波模量逐渐增大并趋于稳定,而隆起处的地震波模量在逐渐减小.试验证明沥青混合料呈现非匀质流变,流变后的隆起处与下陷处的力学特性变化规律相异.

基于MMLS3的沥青路面结构模型的尺寸研究

通过在室内试槽中铺筑并振动碾压成型路面结构模型,然后使用小型加速加载试验设备1/3行车荷载模拟系统（MMLS3）进行加载,采集结构内多点的应变并加以分析,据此判定结构模型的合理尺寸.目前主要对水泥稳定碎石基层沥青面层结构模型进行了测试.初期试验结果表明：在荷载影响区内,沥青层底的任一点上的横向拉应变远大于纵向的应变;随着荷载的移动,纵向应变发生压-拉-压的变化,横向应变始终为拉应变;根据面层底的应变分布情况,考虑到MMLS3轮载的特点,建议结构模型的纵向尺寸不少于100~120cm,横向尺寸不少于50~60cm.

基于MMLS3的改性沥青混合料高温稳定性研究

运用最先进的小型加速加载设备MMLS3(1/3model mobile load simulator)对常见的用于上、中面层的4种改性沥青混合料进行了高温稳定性试验,提出了适合中国的MMLS3室内加速加载的各项试验参数.通过研究改性沥青混合料的实际抗车辙性能,得出沥青混合料高温稳定性能的优劣顺序为:SBS橡胶复合改性SMA-13,SBS改性AC-20C,SBS改性AC-13C,SBS橡胶复合改性OGFC-13,岩沥青改性AC-20C.由于OGFC-13的大空隙结构,必然要在某种程度上牺牲其强度、抗剪切性能及耐久性,不建议在重交通的高速公路上使用其作为表面层.高温重载或超限地区应加强中面层的优化设计.MMLS3加载试验及常规动稳定度试验在衡量空隙率差距小的沥青混合料时,两者试验结果具有较好的一致性;而对于不同沥青混合料,当其空隙率差距大时,应根据需要选择合适的试验或评价方法.

基于MMLS3和四点弯曲试验的沥青混合料疲劳性能研究

利用小型加速加载设备MMLS3对5,25,50℃下的2种沥青混合料(SMA-13和AC-13)的车辙深度变化规律进行研究,并将试验结果与2种沥青混合料在与MMLS3试验相同温度条件下通过四点弯曲疲劳试验获得疲劳寿命进行分析对比。结果表明:①由于更低的孔隙率与更好的抗剪切变形能力,SMA-13的车辙深度始终低于OGFC-13;②沥青混合料疲劳寿命受控制应变、温度、级配类型的影响,在评价不同的沥青混合料疲劳性能时必须综合考虑;③相同温度条件下,通过控制车辙深度获得的使用寿命远大于通过控制应变为300×10^-6,600×10^-6时的四点弯曲疲劳试验获得的疲劳寿命。