Bending Properties of GCr15 Steel Guide Rail under the Multi-step Loading

To analyze the bending properties of GCr15 steel guide rail based on the elastic-plastic theory, the novel bending loading method consisting of multi-step loading and corresponding unloading was applied in three specimens with different cross section shape and different heat treatment condition. According to the experimental results, using numerical calculation software program and the numerical simulation with finite element analysis （FEA）, the relationships among the maximal load and displacement on cross section shape with each step bend loading, the loading stroke with the heat treatment condition, and the loading stroke with cross section shape were gained, and also those curves were discussed qualitatively. Finally, the contrast results between the numerical simulation and experiment were carried out to study the influence about the multi-step loading on specimen. It is put forward that enlightenment for the straightening stroke in the precision linear guide rail manufacture process.

城轨列车自动驾驶积分反步线性自抗扰控制

针对列车在外部干扰和不确定动态下的速度控制问题,设计了融合积分反步法和线性自抗扰的复合控制方案.首先,考虑列车具有强耦合性,为了更加符合列车真实的纵向动力学特性和受力情况,建立了具有时变系数的多质点模型.其次,为了降低参数调节的难度,跟踪微分器和扩张状态观测器均采用线性形式.跟踪微分器用于求取微分信号,同时具有滤波作用.利用跟踪微分器对虚拟控制量进行求导,正好可解决反步法中存在的“微分爆炸”问题.扩张状态观测器用于实时估计总和扰动.此外,利用积分反步法改进了误差反馈控制律,设计了一种积分反步线性自抗扰控制(IBS-LADRC)算法.最后,证明了观测误差的收敛性及闭环系统稳定性.结合杭州地铁6号线AH型动车组参数和实际线路数据进行仿真,并将IBSLADRC与反步法、线性自抗扰算法、PID控制进行对比,结果表明:IBS-LADRC方法下各动力单元速度误差均处在±0.04 km/h以内,加速度处在±1 m/s2以内,加速度和速度误差均变化较平稳;车钩力相对其他3类方法最小,变化也最平缓,最大车钩力仅为2 320 N;本文控制策略对列车期望速度具有较高的跟踪精度,有利于保证车钩安全,防止车钩断裂,并提高列车运行的安全性、平稳性及乘客舒适度.

基于遗传算法的卧式加工中心阶梯轨式立柱的多目标优化

立柱是影响机床整机刚度的薄弱环节,其性能直接影响卧式加工中心的加工精度,因此文章提出了一种卧式加工中心阶梯轨式立柱的多目标优化设计方法。首先,基于Ansys对整机进行仿真发现立柱是影响整机静动态性能最薄弱的环节,并当主轴箱处于立柱最上沿处时立柱的刚度最差;其次,选择立柱跨距、立柱高度差、丝杠面宽度、上导轨面宽度作为设计变量;再次,以立柱导轨面X向和Z向变形范围、一阶固有频率以及质量作为评价指标,利用多目标遗传算法寻求最优解,基于此通过灵敏度分析对设计变量圆整并进行仿真验证;最后,结果表明,优化后的立柱导轨面Z向最大变形减小了7.37%,Z向变形范围减小了11.57%,X向变形范围减小了2.41%,一阶固有频率提高了1.4%。

高铁隧道三台阶法导洞施工关键技术与质量控制

为探究高铁隧道三台阶法导洞施工关键技术与质量控制,以西康铁路燕子坡隧道洞身开挖施工为项目背景,基于该隧道工程特点及地质情况,提出了不同的隧道开挖方法,Ⅲ级围岩地段采用全断面法、台阶法施工,Ⅳ级围岩地段采用微台阶法、三台阶法施工,Ⅴ级围岩地段采用三台阶法、三台阶临时横撑法施工,并对三台阶法施工中的爆破关键参数进行了设计,最后,对三台阶法导洞施工过程中的关键施工内容和质量控制措施进行了研究。

城市轨道交通供电-牵引-混合储能系统设计与仿真

为了进一步提高城市轨道交通列车再生制动能量的回收与利用效率,通过对系统功能需求分析,设计一种基于分布式地面混合储能城市轨道交通列车牵引供电系统结构,建立供电网络、列车牵引和储能系统模型。同时针对低通滤波方式导致锂电池和超级电容出现大量功率交换的问题,提出带超级电容补偿的阶梯功率分配法,该方法运算量小且实时性强,能够避免混合储能系统内部功率循环。结合所提模型和策略,利用MATLAB/Simulink进行仿真试验,仿真结果表明混合储能系统能量利用效率提高了1.39%,稳压率提高了12.75%,节能率提高了6.72%。

基于问题导向的“六步法”线上线下混合教学实践——以“城市轨道交通线路维护”课程为例

武汉铁路职业技术学院于2021年开设“城市轨道交通线路维护”在线开放课程,同步开展线上线下混合教学实践。课程设计以铁路特色思政为引领,以智慧职教MOOC学院为载体,以多功能实训场为依托,践行“取势—明道—优术”思维重构在线课程内容。课程实施以问题为导向,聚焦四环目标,将“六步法”线上线下混合教学融入课前、课中和课后3个教学环节。通过混合教学实践实现了线上线下教学的高度融合、多样化多形式的资源应用和基于师生互动的教学相长。

双护盾TBM步进始发方法探讨

在采用双护盾硬岩掘进机(TBM)进行隧洞开挖施工时,TBM步进、始发是其中一个很重要的环节。由于受施工现场的空间条件、地形地质条件等多种不利因素的制约,以及TBM本身结构特点的限制,如何实现TBM的快速步进、始发是TBM施工的一个重要课题。笔者以菲律宾卡利瓦大坝项目为例,通过分析和探讨缩短TBM步进始发洞段的设计长度。通过采用TBM分体组装调试、夹轨器步进以及环形反力架始发的方法,仅用4 d就完成TBM步进始发,达到了TBM快速步进、始发的目的,为类似TBM项目的步进始发提供有价值的参考。

基于两步移动搜索法的公共交通设施可达性评价

公共交通设施是城市基础设施的重要组成部分和居民日常出行的重要工具。公共交通设施的合理配置可以为居民出行提供便利。将公共交通设施分为轨道交通站点与常规公交站点,利用POI数据、人口数据等多源数据,通过公共资源集聚度、高斯两步移动搜索法、基尼系数评估天津市公共交通设施的空间分布格局与可达性水平。结果如下:(1)交通设施空间分布呈现出明显的“中心—外围”的单中心圈层结构。(2)相同时间阈值下,不同的交通模式到达最近的交通设施的可达性存在差异。可达性分布呈现出中部高,四周低的整体空间特征。(3)两种交通模式下,市内六区的交通可达公平性优于环城四区,天津市内六区交通服务能力整体上偏强,环城四区的交通服务能力整体上偏弱。为实现天津市公共交通资源的空间优化配置和构建更公平的交通设施分配格局提供决策建议。

大力发展长定尺钢轨 满足客运专线建设需要

长定尺钢轨可以大大提高钢轨的整体平顺性,钢轨长尺化生产可以大大提高其成材率。由于探伤后再锯切,可保证钢轨端头的内部质量,增加定尺钢轨的长度,减少焊接接头的数量,提高轨道运行的平顺性及安全可靠性。介绍长定尺钢轨的长度,指出发展长定尺钢轨需要解决的问题,例如长定尺钢轨生产技术改造、运输、焊接及在我国铁路的实施步骤。

两自由度步进滑台点位控制系统设计

介绍了一种基于FX2N可编程控制器和SH-20403步进电机控制器实现的两自由度步进滑台点位控制系统,并对其中的关键技术进行了详细介绍。实践证明,该控制方案经济、可靠、控制精度高、实用,可广泛用于各类两自由度步进点位控制系统。

基于阶跃级数逼近法的城市轨道交通钢轨短路电流趋肤效应研究

通过对钢轨等效圆柱形导体的Bessel方程求解,分析了单位阶跃电压信号作用于钢轨时电流响应。以此为基础,提出了基于阶跃电压级数逼近的趋肤效应时域计算方法,并采用Matlab/Simulink中S-Function函数建立钢轨短路模型。此外,分别采用频域计算方法及短路电流实测数据对该计算方法进行了验证,证明了该方法的有效性。

城市轨道交通客流预测方法

为了提高城市轨道交通客流预测的可靠性,对目前中国采用的预测方法进行了分析,建立了通勤出行的生成-分布共生模型来预测高峰小时的出行发生(吸引)及分布,并基于综合交通网络提出了方式划分与分配组合模型,以西安地铁3号线为例,进行了方式划分与路径分配的联合应用。结果表明:改进后的模型能有效地进行轨道交通客流预测;西安地铁3号线初、近、远期的全日客运量分别为39.00×104人次、74.76×104人次、106.08×104人次;初、近、远期的高峰小时单向最高断面流量分别为1.69×104人次、3.08×104人次、3.75×104人次。

在输电线路短路磁影响下钢轨入地电流产生的地电位计算方法

以往计算跨步电压时没有考虑钢轨入地电流在钢轨附近产生的地电位升高,使跨步电压计算结果偏大10%。文章经过理论推导,给出了钢轨附近地电位升高的近似计算模型,从而得到钢轨与其附近任意点的电位差,以及从轨顶到0.8m处跨步电压的简化计算方法。

高压共轨柴油机共轨压力阶跃响应控制策略研究

基于自主研发的高压共轨柴油机电控系统和轨压控制模型,研究发动机在动态工况下目标共轨压力阶跃响应时的设定值控制策略。引入轨压变化率和变化梯度来跟踪控制MAP查询得到的目标轨压的变化及变化趋势,在目标压力值有阶跃响应时,不直接应用MAP查询得到的值作为目标控制值,而是采用步长逐步增大,多步逐渐逼近MAP查询得到的目标轨压值的控制方式,并在发动机台架上进行了测试验证。测试结果表明:该方法可有效滤除因抖动或外界扰动引起的目标值突变,减少轨压控制超调量,并加快达到稳定目标轨压,改善发动机动态工况下的轨压控制响应性和稳定性。

仪表车床创新设计及改造

通过步进电机驱动、同步齿形带的传递,气浮导轨的设计、主轴夹紧机构的改造,提高了仪表车床的刚性,保证了产品的加工精度。通过PLC进行控制系统改造,可提高电机的使用寿命。

人造多晶冰的动力学参数试验研究

基于低温动三轴试验,研究人造多晶冰在轨道交通分级循环荷载作用下的本构关系与动力学参数指标。在不同负温、频率条件下,考察试件轴向动应力–应变关系曲线,获得冰的动力本构关系可以用线性黏弹性模型描述;动弹性模量随着温度的升高而降低,随频率增大而增大;黏性系数随着温度的升高而增大,随频率增大而减小的结论;并合理解释了温度、频率对冰的动力学参数指标的影响机理。

基于拓展四阶段法的城市轨道交通客流预测

城市轨道交通对引导城市空间布局起重要作用,对城市轨道交通工程进行可行性研究的重要一环是客流需求预测。充分引入国外先进的规划理念和方法,对传统四阶段法的框架、思路和方法进行拓展,即在出行产生、出行分布、方式划分和出行分配4个阶段的总体框架下,增加了"时段划分"和"反馈"2部分内容。以无锡市城市轨道交通1号线客流预测为例,引入复合阻抗、分布校准、模型反馈等新技术,通过与国内外城市的比较分析和论证,使预测更加准确和科学。

基于售检票数据的城市轨道交通乘客分类

既有基于交通调查的乘客分类存在样本有限及分类标准主观性强等不足,本文以乘客真实出行记录为基础,从"消费行为"视角构建客观的乘客分类指标及方法.为满足大规模数据集处理需求,采用SPSS Modeler软件对全样本乘客进行聚类.选取北京轨道交通连续1个月自动售检票(AFC)数据进行实证分析,结果显示:将乘客分为5类时,聚类效果最佳;通过连续5个工作日聚类结果对比,验证了分类结果具有良好的稳定性.结合乘客分类结果进一步对北京市轨道交通低峰折扣票价策略下不同类型乘客的出发时间转移弹性进行测定.该研究提高了乘客分类客观性,能够为交通政策制定及运营策略评价提供方法支持.

城轨交通轨道设备标准化设想

研究目的:城轨交通能从根本上解决城市交通日益繁忙的问题,已达成各界人士的共视。由于城轨交通各条线路轨道系统设计标准不一致,轨道设备类型不统一,给设计、施工、维修带来了诸多不便,迫切需要解决城轨交通轨道设备的标准化问题。研究方法:调查研究我国城轨交通既有线路,铺设的钢轨扣件、道岔的现状,分析标准不统一的结症及危害性,研究解决的方法和措施。研究结果:城轨交通轨道设备标准化工作势在必行,根据目前形势应分三步进行,即简约化、标准化、系列化。针对运营需要城轨交通铺设特殊道岔的趋势,也应尽早提出标准化工作的预案。研究结论:标准化工作首先使轨道设备的种类控制在目前状态,不要再另行研制新产品。再经过调查研究将性价比合理的几种产品,优化设计成为标准图或通用图。在满足不同工况需求的情况下还要有不同规格的系列产品。在上层领导的重视和干预下,明确归口单位及标准图纸的审批权,并完善设计审批程序,标准化工作将能顺利实现。

铁路台阶式加筋土挡墙潜在破裂面特征模型试验

铁路台阶式加筋土挡墙的设计方法尚不成熟,现有设计方法不能满足铁路边坡工程实践的需求。潜在破裂面的确定是加筋土挡墙设计的关键,但现行规范仅对10m以下单级加筋土挡墙的潜在破裂面有了明确的规定。为了研究台阶式加筋土挡墙在铁路荷载作用下潜在破裂面的特征,设计了1:4的大比例尺二级台阶式加筋土挡墙室内模型试验,以周期性加卸载的方式模拟铁路荷载,通过监测墙面水平位移、墙顶沉降及土工格栅筋带变形,分析确定潜在破裂面的位置和形状。试验结果表明:Ⅰ级墙(下级墙)潜在破裂面形状与现行规范中的0.3H法破裂面类似,但位置更深,且下部破裂面更缓,表明潜在不稳定范围更大;Ⅱ级墙(上级墙)潜在破裂面形状与朗肯主动破裂面基本一致,但并未从Ⅱ级墙坡脚剪出,而是内移刺入Ⅰ级墙体;研究结果可为铁路台阶式加筋土挡墙的设计提供理论参考。