新型高速道岔结构研发及列车过岔安全性分析

为了减小尖轨对列车高速运行安全性的影响,研发了一种新型高速道岔转辙器结构。新型转辙器去掉了既有结构中的尖轨,全部采用标准60 kg/m钢轨的轨头断面;转辙轨一端固定,另一端可左右转动,从而实现转向。基于车辆-道岔耦合动力学理论,分别建立标准18号道岔、新型道岔模型以及CRH_(2)型车的单车模型;通过与标准道岔对比,分析列车侧逆向通过新型道岔的安全性。结果表明:与标准道岔相比,列车侧逆向通过新型道岔时,在转辙器区域脱轨系数由0.49降为0.32,降低34.69%;轮轨横向力峰值由40.24 kN降为26.51 kN,降低34.12%;轮轨垂向力峰值由90.71 kN降到84.66 kN,降低6.67%。列车通过新型道岔时轮重减载率在跟端轨缝位置出现突变,在转辙器区域优于标准道岔。

环形间隙式层流元件设计及流量特性研究

为了解决传统层流流量计(LFM)线性度不佳、长径比较大、加工使用不便和结构易受流体影响等诸多问题,受双锥流量计的启发,提出了一种环形间隙式层流元件结构,介绍了测量原理和流道内非线性压力损失来源。保持该结构外套筒体和圆柱锥体同轴心,其流道截面为同心圆环,通过CFD仿真确定了锥形导流结构的合理锥形角度,确定了层流元件的尺寸参数。将取压孔设置在流道中充分发展的层流段,理论上消除了传统毛细管式LFM进出口处流动局部损失和层流发展段的动能损失。制作3种不同间隙大小的试件并进行试验,结果显示,当测量流量值小于53 mL/min时,层流元件的测量误差在3%以内;当测量流量值在(130~6189)mL/min时,测量误差在±2%以内;层流元件的压差和流量之间具有优秀的线性关系。说明环形间隙式层流元件结构可有效克服传统LFM的非线性影响,同时测量流量范围可随间隙大小变化而改变。

典型高风险植被火条件下导线——板间隙击穿特性

为准确评估山火条件下架空输电线路的跳闸风险,提升电网安全运行水平,文中对南方电网典型高风险植被火条件下导线—板间隙击穿特性进行了研究。搭建模拟植被火燃烧特征试验平台和模拟山火间隙击穿试验平台,研究了云南松、水杉、速生桉、灌木和茅草5种植被的火焰燃烧特征参数和间隙击穿特性,对不同植被的火焰温度、火焰高度、灰分含量和可燃物热值与导线—板间隙击穿特性的关系进行研究。研究结果表明上述因素与间隙平均击穿电压梯度近似呈线性关系,并拟合得到其多元线性回归公式。使用熵权法得到火焰温度在植被燃烧特征中所占权重最高,上述5种植被中云南松的山火跳闸风险最高。文章研究结果可为架空输电线路山火跳闸风险评估提供参考。

国内外地理学视角下数字基础设施的研究进展与展望

本文利用文献计量方法回顾并对比了国内外地理学视角下数字基础设施的研究进展。研究发现:①国外研究起步早、进展快、主题多,持续深入拓展,国内研究尽管起步相对较晚,但2019年以来在经济管理学者主导下呈爆发性增长态势;②国外研究基于批判性视角和需求端,重点关注数字鸿沟、社会–空间不平等和弱势地区的数字化转型,国内研究强调功能性视角和供给端,聚焦数字基础设施赋能区域数字经济发展和互联互通。总体而言,新一轮数字技术革命、信息社会公平公正和国家战略需求从供需两端推动数字基础设施研究兴起,国内外研究议题相近但研究重点、视角和导向相异。展望未来,建议:①平衡供给和需求端的中国数字基础设施地理学研究,强化研究成果的联动性和系统性;②将数字基础设施融入地理学既有理论框架,推进学科知识生产和理论建设;③充分挖掘地理学综合性优势,引领数字基础设施的跨学科交叉研究。

基于Roussouly分型的脊柱形态和GAP评分对成人脊柱畸形术后临床疗效的影响

目的评估成人脊柱畸形(ASD)手术前后的Roussouly矢状面脊柱形态及全脊柱序列比例(GAP)评分对术后临床疗效的影响。方法回顾性分析2016年1月至2021年12月在宁夏医科大学总医院行手术治疗的72例ASD患者临床资料,其中男性20例,女性52例,年龄(46.9±19.0)岁。将纳入患者按照“当前”[依据骶骨倾斜角(SS)]和“理论”[依据骨盆入射角(PI)]Roussouly分型脊柱形态进行划分。根据一个恒定参数(PI)判断出患者“理论”形态,然后将此种类型的理想形态参数与实际参数作对比,若术后3个月患者的“当前”Roussouly脊柱形态与其“理论”Roussouly脊柱形态各项参数均符合则归入匹配组,否则归入非匹配组。根据相关参数计算两组患者手术前后GAP评分,并收集术前、术后3个月和末次随访时的疼痛视觉模拟评分(VAS)、Oswestry功能障碍指数(ODI)及术前和末次随访时SRS-22评分(包括总分、疼痛、功能、自我形象、心理健康和治疗满意度),同时记录患者随访时机械并发症发生情况。比较两组患者的影像学参数、GAP评分、临床疗效评分及机械并发症中的差异。结果72例ASD患者术前以RoussoulyⅠ型和Ⅱ型脊柱形态为主,术后以RoussoulyⅡ型和Ⅲ型为主。所有患者术后影像学参数和临床疗效评分较术前均得到改善(P均<0.05)。组间比较,非匹配组末次随访骨盆倾斜角和躯干整体倾斜角大于匹配组(P均<0.05),术后3个月及末次随访,匹配组GAP评分均低于非匹配组(P均<0.05),匹配组较非匹配组在术后3个月和末次随访有更好的VAS评分、ODI评分及SRS-22评分(包括总分、疼痛、功能和治疗满意度)(P均<0.05)。匹配组术后机械并发症发生率更低(P<0.05),腰椎前凸顶点位于理想位置可降低机械并发症发生率。结论ASD术后脊柱矢状面匹配理想Roussouly分型的患者临床疗效和GAP评分更好、机械并发症发生率更低,PI术中应尽可能矫正至理想Roussouly分型脊柱形态。

辊轴式残膜打包装置的设计与试验

【目的】针对国内现有残膜打包装置成捆机理不明确、作业时出现残膜逃逸、膜包杂质含量过高等问题,设计一种集残膜清杂及残膜打包为一体的辊轴式残膜打包装置。【方法】该装置主要由清杂输送机构、打包机构、传动系统等组成。通过理论分析建立清杂输送辊与残膜的力学关系,确定清杂输送辊的结构参数;根据清杂输送机构结构特征与作业原理,分析并确定清杂输送辊的布置间隙。采用机理分析方法分析残膜捆芯形成过程中残膜的受力与运动情况,并确定打包辊的运动参数。以成捆率和膜包含杂率为指标,机具前进速度、清杂输送机构倾斜角度、打包辊转速为试验因素进行正交试验,并对较优的参数组合进行田间验证试验。【结果】影响成捆率的主次因素依次为打包辊转速、清杂输送机构倾斜角度和机具前进速度;影响膜包含杂率的主次因素依次为清杂输送机构倾斜角度、机具前进速度和打包辊转速。以成捆率为主要指标,确定的较优作业参数组合为:清杂输送机构倾斜角度为10°、机具前进速度为1.5 m/s、打包辊转速为200 r/min。田间验证试验的膜包成捆率为98.1%、膜包含杂率为15.2%。【结论】该残膜打包装置满足田间作业要求,作业效果好,可为辊轴式残膜打包装置的设计与研究提供参考。

多连杆式下斜刃横切剪剪切力数值分析

针对多连杆式下斜刃横切剪剪切力求解问题,采用有限单元法建立了数值求解模型。用装配后的实物进行了剪切实验,将数值解和实验解、文献解进行对比,三者结果之间比较吻合,验证了数值求解模型合理性。对不同带材厚度h、剪刃侧向间隙Δ、下剪刃斜度tanα、剪切液压缸伸出速度v及上下剪刃磨损量ω下的横切剪剪切力分布规律进行了归纳。分析结果表明,下剪刃磨损对剪切力的分布影响大于上剪刃的磨损,剪切厚度为6mm的带材的最佳剪刃侧向间隙Δ可取为(0.4±0.1)mm、下剪刃斜度tanα可取为1/25、剪切液压缸伸出速度可取为(300±50)mm/s。提出了横切剪在设计、选型、电气调试以及实际使用过程中的一些建议。

新型城镇化改革与缩小城乡收入差距——基于县级行政区面板数据的实证研究

城乡收入差距居高不下是全球性难题,我国新型城镇化改革成果能否公平惠及不同人群和地区,进而缩小城乡居民收入差距,是一个备受关注的问题。本文借助三批新型城镇化综合试点提供的准自然实验背景,基于2012年至2019年2805个县级行政区的面板数据和多期双重差分模型,使用插补估计方法对政策效应进行评估后发现,在这一较短时间段内,新型城镇化改革对试点县级行政区的城乡人均可支配收入差距有正向影响。产业结构转型升级加快、地方政府宏观调控力度加大、非农固定资产投资占比提高、县域耕地面积减少以及由于户口性质转换导致的纯统计意义上的城乡收入水平变化,是该影响的重要作用机制。异质性分析显示,中部和西部试点地区的城乡收入差距在政策作用下显著缩小,东部地区则相反,这一差异表明新型城镇化改革向中西部倾斜的政策举措有利于缩小城乡差距。

散射型组合周期排桩带隙特性的影响因素研究

为明确散射型组合周期排桩带隙的影响因素及作用机制,在通过相似模型试验进行验证分析的基础上,对散射型组合周期排桩带隙产生机理进行分析,并采用有限元方法研究了不同影响因素下的带隙特征。结果表明:带隙范围内的竖向和横向加速度最大衰减程度分别达到95.9%和87.61%,带隙分布特征与数值模拟结果基本一致;散射型组合周期排桩带隙主要受填充率、周期常数、材料密度、基体弹性模量和晶格类型等因素影响;随着填充率减小和周期常数增大,散射型组合周期排桩更易于获得低频带隙,但带宽变窄;通过减小基体密度或增大散射体密度可获得较大带宽的高频带隙;随着基体弹性模量的增大,带隙的边界频率同步向高频迁移;对于圆形散射体,六角晶格构型的带隙性能整体优于正方晶格。研究结果可为散射型周期排桩优化设计及应用提供参考。

爪型氢循环泵的密封性研究

爪型泵是氢循环泵最常用的一种结构形式。作为氢循环的动力部件,为满足电堆对氢气纯度的要求,在对氢气进行循环回收过程中必须做到无油污染,且还要确保泵的工作效率满足使用需要。因此对于爪型泵的防油密封和泵壳与转子的间隙密封就成为了爪型泵必须解决的两个密封难点。本文对防油密封问题、泵腔的间隙密封进行分析研究并提出解决方案。

基于多空气槽新V型转子超高效NVRPM优化设计

依据指标优化设计一款额定功率22 kW、额定转速3000 r/min的压缩机用内置新V型转子永磁同步电机(NVRPM)。由于V型结构永磁电机较多的永磁体块数造成转子极间漏磁增大,以及气隙磁场含有较大的谐波分量易导致损耗增加、效率降低,在初始V型转子上进行3处结构的优化设计:转子面上添加多空气槽;余弦型非均匀气隙;转子分段斜极式。通过有限元仿真NVRPM的电磁特性,并且计算最佳斜极角、分析非均匀气隙中余弦函数的幅值,证明优化后新电机能够减少损耗22.6%、削弱齿槽转矩98.2%、降低转矩波动11.7%。另外,试制实验样机并测试效率高达96.32%且运行区域宽广高效。因此NVRPM的优化设计具有实践性,适合压缩机生产使用。

磁隙式爬壁机器人的研制

大面积钢质表面预处理(如船舶表面除锈、大型储罐表面除漆等)专用的重载爬壁机器人设计,其技术关键是机器人的吸附效应,即吸附可靠、行走灵活。传统的爬壁机器人有两种吸附方式:真空吸盘式(其不适应重载)和磁吸式(其爬壁运行不灵活)。磁隙式爬壁机器人将真空吸盘式与磁吸式相结合,互补增强机器人的吸附效应,其磁隙结构即将磁履接触壁面吸附改为磁块单独安装不与壁面直接接触,通过调节其间隙改变磁隙效应。该机器人质量75 kg,且要重载几十米长的超高压软管和真空管,作业时管内充满水,专用于船舶表面自动化除锈等作业,实现了钢质表面用水作业,即除即干不返锈的目标。介绍爬壁机器人的设计原理、受力分析、磁隙效应和工业试验。应用表明磁隙式爬壁机器人满足了重载作业、灵活行进、吸附可靠的诸项要求。

考虑海拔因素超、特高压输电线路带电作业保护间隙作业方式

为给输电线路带电作业用保护间隙的选型及实际作业开展提供技术依据,采用绝缘配合法研究得到了500 kV、750 kV和1 000 kV输电线路在海拔高度1 000 m及以下时保护间隙取值分别为1.6、2.2、4.0 m。并指出若按照常规研究方法,保护间隙与作业间隙无绝缘配合值时,为满足带电作业安全要求,则需调整保护间隙的电极结构,重新进行保护间隙与作业间隙的操作冲击试验。计算结果表明：1 000 kV、500 kV线路带电作业保护间隙的保护范围分别为0-1.8 km、0-1.7 km,在实际作业中需在作业点相邻杆塔的工作相上安装保护间隙;由于线路型带空气间隙避雷器与保护间隙的空气间隙结构和放电特性相差较大,采用线路型带空气间隙避雷器代替保护间隙是不可行的。该研究成果可为保护间隙带电作业方式的作业开展提供技术支撑。

间隙与支座类型对开孔三重钢管防屈曲耗能支撑性能的影响

利用ABAQUS有限元分析软件对开孔三重钢管防屈曲耗能支撑进行拉压循环荷载作用下的滞回性能、支撑的承载力及核心管的应力和变形进行模拟分析,研究了核心管与内外约束管之间的间隙和支撑的支座类型对支撑性能的影响。研究结果表明：当间隙为0 mm时,防屈曲耗能支撑在加载过程中出现套箍效应和整体屈曲现象;当间隙为1-2 mm时,加载过程中不出现套箍效应和屈曲现象;当间隙大于3 mm时,三钢管出现明显的弯曲,建议支撑的间隙控制在1-2 mm之间;当支座类型为铰接时,支撑还没屈服就已经屈曲;当支座类型为半刚接时,加载到38 mm时支撑发生屈曲;当支座类型为刚接时,支撑在加载的过程中不出现屈曲现象,在设计的过程中按铰接考虑是偏于安全的。

具有滑刀式缺口的圆盘开沟器设计与试验

为提高适应全秸秆覆盖条件的东北黑土区免耕播种机性能,结合缺口圆盘开沟器和滑刀式开沟器的功能结构特点,设计了具有滑刀式缺口的圆盘开沟器,确定了开沟器直径,设计了具有滑刀式缺口的圆盘开沟器的缺口轮廓曲线,并确定了缺口数量;采用ANSYS软件的LS-DYNA对具有滑刀式缺口的圆盘开沟器与土壤的相互作用进行了仿真模拟;田间实验结果表明,具有滑刀式缺口的圆盘开沟器在全秸秆覆盖地表具有良好的入土、破茬性能。

500kV线路型不带支撑件串联间隙MOA

介绍了新型交流 5 0 0 k V线路型不带支撑件串联间隙 YH2 0 CX2— 370 / 10 5 0复合外套 MOA的各项参数 ,其设计关键即间隙距离由其工况和一系列研究试验确定。型式试验结果证明设计的各项参数正确 ,达到预期目标。

东北地区森林凋落叶分解速率与气候、林型、林分光照的关系

在东北长白山、张广才岭、小兴安岭、大兴安岭的主要森林类型中设置26块样地,进行为期3a(2004—2006年)凋落叶分解实验,以研究气候、林型、林冠透光率对凋落叶分解速率的相对影响大小。结果表明,不同林型凋落叶分解速率依次为:落叶阔叶林>针阔叶混交林>落叶针叶林>常绿针叶林>岳桦林。对分解速率影响因素的分析表明,气候因子(热量和水分)对分解速率有较强的解释力,分别解释了分解常数k和分解95%所需时间(t95%)的55.5%和65.0%的变异。但是,气候对分解速率的影响在很大程度上是通过与林型、林冠透光率的协同作用而实现的,其独立解释力并不大(<9%)。气候的变化导致林型(物种组成)的变化、进而影响分解速率,这一因素解释了分解参数变异的46.8%(k)和56.8%(t95%)。与此同时,气候和林型的变化还导致林冠透光率的变化,随着热量水平的上升林冠透光率下降、间接提高分解速率。这一因素分别解释了k值和t95%变异的23.9%和22.3%。研究结果表明,气候对凋落叶分解的影响主要是通过对物种组成、林冠结构(影响透光率)等生物因素的间接作用实现的。忽视这些生物因素、简单研究气候和分解速率的关系可能难以正确预测未来气候变化对凋落物分解的影响。

气候变化对暖温带典型森林生态系统结构、生产力的影响

目前,由于大气中CO2浓度升高而导致的气候变化已被公认,气候变化势必对森林生态系统产生巨大影响。暖温带森林生态系统树种组成复杂,且不定性因素较多,故采用划分功能型的方法,将中国东部暖温带森林划分为四类功能型。采用"自下而上"的建模方法,以各生态站提供的各树种实测光合数据为基础,耦合林窗模型,来预测气候发生变化后500年内,四类功能型林分生态系统结构、生产力的变化。结果表明:各功能型林分均存在明显的滞后性和不同的适应性。

调气隙式自动消弧装置测量原理研究

简要地介绍了调气隙式自动消弧装置的组成,重点分析了系统正常运行时,由于串联谐振法利用比较电感电流法找谐振点在实践中无法实现,因而提出了用比较电感上的电压的方法找到最大值点,并推导出此点上系统对地容抗的关系式,从而计算出系统的电容电流,这实际上是对串联谐振法的变形应用。还分析和推导了系统在单相接地故障时,计算电容电流的关系式。由于在分析和推导中考虑了阻尼电阻和接地变压器零序阻抗的影响,电容电流的计算结果准确,重复性很好。

短间隙放电中的电晕型先导特性

该文针对短间隙(15mm)气体预击穿过程中电晕型先导存在的可能性进行了进一步的研究。采用放电电流脉冲分析、电磁波检测、PRPD谱图和高速相机拍摄的方法对短间隙两种棒–板放电结构(尖–板和球–板)进行了实验。研究表明:在尖–板结构预击穿阶段,电流脉冲上升沿和电磁波脉冲发展初期存在分段现象,球板结构没有,计算表明这两段的速度是和先导速度以及先导头部的流注速度对应。曝光时间为200ns和200us的照片证实了尖–板电极放电中的"茎"结构。上述结果说明,在短间隙尖–板放电预击穿阶段中长刷状电晕转化为电晕型先导。电晕型先导和普通电晕放电的电磁波在PRPD谱图中存在明显不同,上升延时间对电流幅值和电流变化率的影响解释了电磁波幅值差异。这种放电阶段的划分以及PRPD谱图对先导的表征有助于对电晕局放严重程度的判断。