基于车辆动力学的铁路轨道曲线啸叫时域模型

曲线啸叫是轮轨切向黏滑接触、轮轨动力学和通过曲线时车辆运行状态的综合结果。为综合研究曲线啸叫的影响因素,基于整车车辆多体动力学,并采用改进的轮轨接触力计算方法,建立了曲线啸叫时域模型。在接触力计算中,使用了离散接触模型,为引入下落摩擦机理,在切向力计算中使用迭代方法确定摩擦系数和接触力,使用模态叠加法计算车轮振动响应,采用无限元方法计算车轮声辐射。研究不同曲线半径和通过速度下,曲线段轮轨间接触力的变化及接触区的黏着-滑动状态,对车轮振动特性进行分析,并研究了车轮声学响应。研究发现,在下落摩擦和整车车辆运动状态的共同作用下会出现啸叫现象;曲线段轮轨间的法向力和切向力均会出现振荡,接触区呈现黏滑振荡状态;车轮振动速度谱的峰值频率与车轮特征模态相近,车轮轴向和径向模态的高幅振动是高频啸叫的原因之一。啸叫现象主要出现在前轮上,相同工况下,前后轮声压级相差近20 dB,车辆速度和曲线半径对啸叫程度有明显影响,当车辆的曲线通过速度为60 km/h时,小曲线半径会出现严重啸叫现象;当曲线半径由200 m增大到400 m时,最大声压级降低34 dB;曲线通过速度由60 km/h降至40 km/h时,最大声压级下降13 dB。

内曲线液压马达定子曲线设计与动力学建模

定子是内曲线液压马达关键零件之一,其曲线形状对液压马达的性能和使用寿命具有重要影响。针对等加速型内曲线液压马达在运行过程中存在冲击较大的问题,提出一种基于五次多项式运动规律的定子曲线设计方法。通过对液压马达功能模块的受力分析,建立液压马达输出扭矩与零速区段幅角的量化关系,并在此基础上对零速区幅角进行了优化,结果表明,当零速区段幅角为0.5°时,定子曲线扭矩脉动率最小;进一步建立考虑定子磨损的液压马达动力学模型,并采用数值计算方法对该模型进行仿真求解;最后,通过实验方法研究不同转速下液压马达的振动响应,验证了理论模型的正确性。

2196铝锂合金的淬火敏感性及析出动力学

采用分级淬火法测定了2196合金挤压型材的时间−温度−转化率(TTT)和时间−温度−性能(TTP)曲线,结合电子探针显微分析(EPMA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程研究了2196合金在等温处理过程中的组织转变和析出动力学。结果表明:2196合金型材的鼻尖温度为375℃,孕育期为0.9 s,淬火敏感区间为300~425℃;在等温处理过程中,过饱和固溶体分解析出粗大的T_(1)相,且在375℃附近的析出速率最大;随着保温时间的延长,T_(1)相聚集并长大,时效后纳米析出相减少,无沉淀析出区变宽,导致合金力学性能显著下降;根据析出动力学方程拟合出的“S”形曲线,解释了合金在375℃附近淬火敏感性最大的原因,分析了在淬火敏感区间第二相的析出规律。

基于T-history法的脂肪酸相变材料的凝固-熔化动力学模型及关键参数

相变材料的熔化、结晶特性对相变储能具有重要意义,现有相变模型设定相分数与温度区间呈线性关系,未能考虑温度变化速率对相变过程的影响,因而在有关应用中的预测准确率较低。为研究温度与温度变化速率共同作用下的两相转化规律,对相变过程进行了理论分析,以相分数作为关键参数,通过固相和液相的PCM组分之间的可逆反应建立凝固-熔化动力学模型。设定Avrami方程作为模型中的反应函数,以Arrhenius方程作为模型中的速率函数。选用建筑领域常用的脂肪酸类相变材料正癸酸、月桂酸、辛酸作为实验材料,采用T-history法,通过等温结晶实验对Avrami方程进行拟合验证。经过验证证实Avrami方程与等温结晶实验所获得数据之间呈现出高度一致性与可靠性之后,通过非等温实验测试获得相变材料在不同温度与温度变化速率下的热力学信息,结合热分析动力学方法,对模型中的关键动力学参数研究测定。研究结果表明:活化能与常数因子变化趋势一致且存在互补效应,不同相变材料的活化能与常数因子大小不同,随相变过程进行,变化情况不同。反应级数随着温度变化速率的增大而减小,且凝固过程的反应级数普遍大于熔化过程。

白芥子穴位给药配伍对延胡索乙素药效动力学影响的研究

目的:探讨“冬病夏治”全方配伍和无白芥子配伍延胡索乙素在模型家兔“肺俞”穴皮下药代动力学特征及药代动力学-药效动力学(PK-PD)模型的相关性。方法:支气管哮喘模型家兔随机分成延胡索单方组、缺白芥子组、全方组,微透析技术收集14 h穴位皮下透析液,液相色谱-质谱法(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,LCMS)法检测方中君药延胡索主要成分延胡索乙素浓度,获得药代动力学参数;酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测对应时间点模型动物血清中IgE水平,获得药效学参数;对药动学、药效学参数进行PK-PD模型拟合。结果:白芥子配伍后的药峰浓度(C_(max))、药时曲线下面积(AUC_(0-t))、平均滞留时间(MRT_(0-t))均显著增加(P<0.01,P<0.01,P<0.05),达峰时间(T_(max))提前(P<0.01);“浓度-时间-效应”三维曲线表明,方中有白芥子配伍时,药效出现更快、消退更慢,起效时间晚于峰浓度,具有一定滞后性。结论:动力学参数、PK-PD模型结果表明,白芥子配伍能够改变“方中君药”——延胡索的主要成分延胡索乙素穴位局部的皮下分布,促进方中君药有效成分快速吸收,延长滞留时间,在方剂中起到主药、改善其他药物分布的“双重”作用。

某铰接式铁水罐车动力学性能分析

文章基于多体动力学软件Simpack建立了某铰接式铁水罐车的动力学模型,从理论和仿真两方面计算了不同铰接位置时的轴重分配情况;对比分析了不同铰接位置铁水罐车曲线通过性能,结合轴重分配确定了最佳铰接位置,并校核了最佳铰接位置时铁水罐车的非线性临界速度;最后研究了轨道不平顺、曲线半径等线路参数及运行速度对铁水罐车小半径曲线运行安全性的影响。结果表明,最佳铰接位置是车辆枕簧中心与一位轮对中心的纵向距离为其与中间轴箱后臂铰接点纵向距离50%的位置,此时铁水罐车各轴轴重分配均衡,曲线通过性能最好;铁水罐车非线性临界速度为40km/h,满足运行要求且有一定的安全裕量;轨道不平顺对铁水罐车小半径曲线运行安全性能指标有显著影响,曲线半径次之,曲线超高影响不大,并在不同的轨道不平顺和曲线半径下选取了较安全的运行速度。

链霉素驱动微藻叶绿素荧光动力学的响应研究

为了探究微藻对链霉素的敏感性,通过叶绿素荧光动力学(OJIP)分析蓝藻-拟柱孢藻(Raphidiopsis raciborskii)和绿藻-四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)对链霉素的响应.研究结果表明,链霉素对拟柱孢藻和四尾栅藻的反应中心耗散的能量(DI0/RC)、单位光面积吸收的能量(ABS/CS0)和单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)均有显著的促进作用,对拟柱孢藻单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TR0/RC)起抑制作用,且链霉素能够明显降低拟柱孢藻的光合驱动力.利用质量浓度为0.05~1.0 mg/L和1.0~20.0 mg/L的链霉素分别培养拟柱孢藻和四尾栅藻,其比生长率分别是对照组(0.00 mg/L)的0.74~0.25和1.19~0.51倍.拟柱孢藻丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性明显随链霉素质量浓度的升高而降低,过氧化氢酶活性随链霉素质量浓度的升高而增加.四尾栅藻的过氧化氢酶活性、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性对链霉素质量浓度响应敏感度低.因此,本研究认为蓝藻对链霉素的敏感性比绿藻显著,主要原因是拟柱孢藻和四尾栅藻的能量分布存在显著差异.

轨距杆对重载铁路小半径曲线轮轨动力学性能影响

为探明轨距杆对重载铁路小半径曲线轮轨动力学性能影响,基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析了机车以70 km/h的运行速度通过R300 m曲线时的轮轨动态相互作用和轮轨磨耗,系统对比分析了运行速度、曲线半径和轨距杆对机车通过小半径曲线时钢轨跨中轨距动态扩大量和轮轨磨耗数,进一步研究了轨距杆的布置间距对线路横向稳定性的影响。仿真结果表明:轨距杆能够加强轨道轨距保持能力并减小曲线外侧钢轨翻转角;相比未安装轨距杆的曲线,安装了轨距杆的曲线其内侧钢轨的接触点更靠近曲线内侧;机车通过有无轨距杆的小半径曲线时的轮轨磨耗数和轨距动态扩大量均随着曲线半径减小和运行速度增大而增大;增大轨距杆布置密度可以有效增强线路轨距保持能力,当轨距杆布置间距由4个轨跨减小至3个轨跨时,轨距动态扩大量将降低36.3%。

小半径及大坡度地段直线电机车辆轮轨动力学特性探究

直线电机车辆具有转弯半径小、爬坡能力强等特点,在城市轨道交通加密线中有独特优势。文章以北京市轨道交通28号线为例,建立直线电机车辆-轨道-道床耦合动力学模型,分析车辆通过小半径及大坡度地段的动力学响应。分析结果表明,曲线半径对车体垂向加速度影响并不显著。行车速度80 km/h地段,曲线半径不宜小于400 m。曲线半径减小时,轮轨力、脱轨系数以及轮重减载率峰值均随之增大。坡度增大时,车体垂向加速度峰值增大。不同坡度下的车体横向加速度、轮轨力、脱轨系数、轮重减载率峰值基本相同。因此可得,直线电机车辆适合在小半径及大坡度地段运行。

基于动力学的平竖曲线设置对列车运行动力特性分析研究

随着铁路列车运行速度不断的提高以及铁路的快速发展,列车运行安全性及旅客乘坐舒适度在铁路建设中逐渐得以重视。客货共线铁路作为我国铁路建设的重要组成部分,其建设里程也在逐年增加,在设计过程中平面曲线和竖曲线的协同设计对线路的工程投资及技术安全起到关键作用,因此基于动力学对铁路平面曲线及竖曲线的协同设计进行研究具有重要意义。本文运用多体动力学软件SIMPACK构建车-线耦合动力学模型,分不同情况研究竖曲线及平面曲线与竖曲线重合对列车运行的动力学响应,得到其变化规律,进而为方便铁路设计,减少项目投资提供了一种思路。

跨座式单轨车辆动力学性能分析及评价指标研究综述

为解决跨座式单轨车辆动力学性能评价指标不全面不系统问题,本文就目前针对跨座式单轨车辆动力学性能及评价指标的研究进行了系统性的总结。由于跨座式单轨列车转向架结构独特,运行、导向机理及轮轨之间的接触关系与传统铁道列车均有不同,导致跨座式单轨车辆的动力学性能及动力学性能评价指标与传统铁道列车差别很大。对此,本文总结了国内外学者对单轨列车动力学性能及车-轨耦合振动响应特性进行的研究,结果表明:目前国内对跨座式单轨车辆动力学性能评价指标的研究通常是采用理论计算和数值模拟相结合的方法,但实测得到的跨座式单轨车辆参数较少,使得研究建立的动力学模型不够准确,这使得国内外都还没有建立一套通用的适用于单轨车辆的动力学性能评价指标。

群体药代动力学软件对肾功能亢进与非亢进骨科术后患者万古霉素谷浓度、AUC_(0~24h)的预测分析

目的:探讨群体药代动力学软件对肾功能亢进(ARC)和非亢进(non-ARC)骨科术后患者的万古霉素谷浓度、24 h药时曲线下面积(AUC_(0~24h))的预测效果。方法:收集我院2018年1月~2022年12月骨科术后使用万古霉素的患者,通过HIS系统收集患者的基本信息、万古霉素峰谷浓度、血常规和生化指标等,计算患者肌酐清除率,并分为ARC组和non-ARC组。采用万古霉素剂量推荐和血药浓度预测系统、SmartDose软件回顾性预测患者的万古霉素谷浓度,采用SmartDose和JPKD软件预测万古霉素的AUC_(0~24h)。结果:与non-ARC组相比,ARC组患者年龄较小,血肌酐、血尿素、胱抑素C水平明显降低,而肌酐清除率较高(P<0.05)。与non-ARC组相比,ARC组患者谷浓度及AUC_(0~24h)均明显降低(P<0.05)。万古霉素剂量推荐和血药浓度预测系统和SmartDose软件对ARC与non-ARC骨科术后患者谷浓度预测的绝对权重偏差>30%。JPKD软件对ARC与non-ARC骨科术后患者AUC_(0~24h)的绝对权重偏差<30%且组内相关系数均>0.750。结论:万古霉素剂量推荐和血药浓度预测系统和SmartDose软件预测ARC和non-ARC骨科术后患者万古霉素谷浓度效果欠佳,而JPKD软件较SmartDose软件更适用于预测AUC_(0~24h)。

聚己内酯等温结晶的Avrami动力学研究

利用示差扫描量热仪(DSC)分析了3种不同分子量的聚己内酯(PCL)在30～45℃的等温结晶,并通过Avrami方程对其进行了等温结晶动力学研究。在此温度范围内,PCL的结晶度与等温结晶时间的关系曲线都呈现S型,说明其均采用异相成核的方式。根据Avrami关系式解出的双对数图都存在很好的直线关系部分,推导出Avrami指数(n)的值大都约为整数,在相同的Tc下,PCL生长方式类似,与分子量基本无关。lnK(结晶速率常数)随Tc的升高逐渐减小,说明晶体生长速率逐渐下降。在相同的Tc下,随着分子量的增加,结晶速率逐渐下降。半结晶时间(t1/2)随Tc的升高而降低,说明在此温度范围内晶体的生长速率随着Tc的升高而减慢。通过原子力显微镜(AFM)研究了PCL在30～45℃等温结晶的晶体表面,推导出的n值与Avrami方程拟合出的n值基本一致,说明Avrami动力学分析的结果是比较可靠的。

Avrami结晶动力学方程的加权最小二乘法拟合

研究了拟合Ａｖｒａｍｉ方程的加权最小二乘法，导出了两种情况下权的表达式。对ＰＥＴ试样的数据处理结果表明，采用这两种加权最小二乘法拟合Ａｖｒａｍｉ方程的效果均优于普通最小二乘法。

NURBS曲线机床动力学特性自适应直接插补

提出了一种具有机床动力学自适应能力与曲线前瞻控制能力的NURBS曲线插补算法.算法通过分析加工曲线的几何特征与机床的动态特性,获取曲线插补的前瞻控制信息;并用于指导实时插补.整个插补分两个阶段,首先通过曲线性态与机床特性,运用遗传算法,获取曲线中特殊点的信息,作为曲线插补的前瞻控制信息;然后依据此信息,在实时插补中对插补速度进行校验调整,实现高速曲线插补.该算法较目前同类算法有三个优点:具有机床适应性,能在不同的机床上均可加工出高质量的工件;加工轮廓精度高,进给速度可随曲线曲率自适应调整,保证了插补的轮廓精度;速度波动小,既保证了加工件的表面质量,又避免对机床造成过量冲击.

利用Avrami和莫志深方法研究聚丁二酸丁二醇酯-聚丁二酸二甘醇酯多嵌段共聚物的非等温结晶动力学

高聚物的成型加工通常在非等温条件下进行。本工作研究了解聚合物的非等温结晶行为,对选择合适的加工方法、设备,设定合适的温度以及时间对制备综合性能优异的高分子产品具有十分重要的意义。利用Avrami和莫志深方法对可生物降解的聚丁二酸丁二醇酯-聚丁二酸二甘醇酯(PBS-b-PDGS)多嵌段共聚物的非等温结晶动力学进行了详细研究。结果表明,Avrami和莫志深方法适用于该体系的非等温结晶行为,PDGS的引入没有改变共聚物的结晶机理。聚合物的结晶温度随降温速率增大而降低,相同降温速率下共聚物的结晶温度随PDGS含量增加而减小,PDGS的稀释作用是导致聚合物结晶速率减小的原因。PBSb-PDGS共聚物的非等温结晶动力学研究为其实际加工成型提供了理论依据。

基于贝塞尔曲线的液肥扎穴机构动力学分析与试验

采用贝塞尔理论推导出了非圆齿轮节曲线方程,进而设计了一种贝塞尔节曲线齿轮行星轮系扎穴机构。以扎穴机构为研究对象建立了动力学模型,利用Visual Basic 6.0软件编写动力学软件,得到单位工作周期内各齿轮轴心及啮合点处受力随行星架转角变化的规律。搭建动力学土槽试验台,在工作转速40、60、80 r/min,土槽移动速度0.8 m/s及土壤硬度0.4~1.0 MPa工况下,测定扎穴机构及支撑底座的动力学特性。试验结果表明,随行星架转速增加扎穴机构振动增强;单位工作周期内支撑底座所受反力的变化规律以旋转角180°为中心对称分布。测试结果与理论分析一致,验证了理论模型的正确和试验方法的可行,该研究为施肥机高速作业时的动平衡控制提供了理论依据,为进一步设计高速化轻型化的液态施肥机奠定了基础。

Avrami法研究环氧树脂/蒙脱土/咪唑纳米复合材料的固化动力学

运用Flory凝胶化理论和Avrami法研究环氧树脂 /有机蒙脱土 /咪唑插层型纳米复合体系在不同温度及不同有机蒙脱土用量时的固化动力学。实验表明 ,随固化温度的提高 ,Avrami速率常数k值增大 ,凝胶化时间tg 缩短 ,凝胶点后的t1/2 降低 ,固化速率加快 ,当固化温度低于 90℃时 ,Avrami指数n值为 3左右 ,而固化温度高于 90℃时 ,n值为 2左右。有机蒙脱土的加入 ,使固化速率加快 ,但并不改变固化反应的机理 ,Avrami方程可以很好地描述凝胶点后的固化动力学。

种子萌发热功率-时间曲线的测定及热动力学研究

用自研制的热导式微热量计测定了8902s、珍汕97雄性不育稻种和刺槐树种萌发热功率-时间曲线。种子萌发热功率-时间曲线呈现浸透、活化和生长生理三阶段。用动力学方法计算了种子萌发生长速率常数（K）、生长限制因子（S）、衰减速率常数（β）以及种子萌发生长物质单位增长量的热功率（Po），并建立了相应的种子萌发生长热动力学经验式。

基于动力学分析的高速铁路最小曲线半径研究

最小曲线半径是高速铁路主要技术标准之一,是影响高速列车运行品质的重要因素.建立了一种基于最佳车-线动力学性能的高速铁路最小曲线半径分析方法.通过采用车-线动力学分析方法,建立了理想轨道几何形位条件下的车-线动力学性能与曲线参数之间的关系模型.基于建立的动力学分析模型,确定了满足安全性和舒适度标准的曲线技术参数允许值;综合考虑最佳车-线动力学特性和工程技术条件,给出了高速客运专线最小曲线半径标准建议.