Influence of railway wheel tread damage on wheel-rail impact loads and the durability of wheelsets

Dynamic wheel-rail contact forces induced by a severe form of wheel tread damage have been measured by a wheel impact load detector during full-scale field tests at different vehicle speeds.Based on laser scanning,the measured three-dimensional damage geometry is employed in simulations of dynamic vehicle-track interaction to calibrate and verify a simulation model.The relation between the magnitude of the impact load and various operational parameters,such as vehicle speed,lateral position of wheel-rail contact,track stiffness and position of impact within a sleeper bay,is investigated.The calibrated model is later employed in simulations featuring other forms of tread damage;their effects on impact load and subsequent fatigue impact on bearings,wheel webs and subsurface initiated rolling contact fatigue of the wheel tread are assessed.The results quantify the effects of wheel tread defects and are valuable in a shift towards condition-based maintenance of running gear,and for general assessment of the severity of different types of railway wheel tread damage.

四川黑茶品质分析及风味轮的构建

分析四川黑茶品质现状,为四川黑茶品质提升提供数据支撑。选取四川省具有代表性的48个黑茶样品为研究对象,通过感官审评方法、主要生化成分测定和儿茶素组分及咖啡碱含量测定,对其感官品质和理化成分(茶多酚、氨基酸、水浸出物、咖啡碱、儿茶素类、茶色素类)进行比较分析,并绘制滋味、香气风味轮。分析结果表明,四川黑茶品质特征以“浓”“醇”为主,其品质成分水浸出物含量为20.73%~44.93%,茶多酚含量为2.99%~15.94%,游离氨基酸含量为0.21%~1.83%,咖啡碱含量为1.13%~4.34%,茶多糖含量为0.80%~3.19%,茶黄素含量为0.05%~0.29%,茶红素含量为0.14%~4.98%,茶褐素含量为3.39%~14.35%,儿茶素总量为0.23%~9.85%;主成分提取出茶多酚、EGC、EC、儿茶素总量、咖啡碱、茶多糖、茶褐素、咖啡碱、茶多糖和茶褐素为四川黑茶主要品质成分;当遗传距离临界值为10时,通过聚类分析将48个样品分为三大类。风味轮表明,四川黑茶香气类型包括甜香、陈香、糯香等;滋味类型包括浓、醇、甜、厚、滑等,但一定比例的产品品质存在涩、青、焦、酸、苦、粗等缺陷。研究发现,四川黑茶总体品质较好,但香气类型比较少,以陈香为主,缺乏特色滋味、特色香型等感官品质,建议加强自主选育和适度引进具有木香、药香等茶树品种,并结合四川的主栽品种有针对性地开展适应四川不同地区特色的渥堆工艺研究。本研究为后续黑茶新品种选育及品质特征研究提供了参考依据,也为实际生产中四川黑茶加工工艺的优化提供理论支撑。

地铁车轮不圆度测试及评判方法研究

地铁车辆的车轮失圆是一种常见的故障,主要表现为车轮圆周上不同位置的半径存在差异,其导致列车运行中出现异常振动,危害着列车运行的安全性、平顺性、舒适性。文章提出了一种基于钢轨振动加速度的车轮失圆在线检测方法,通过测量列车通过时的钢轨垂向振动加速度,并对振动信号进行分析处理,判断车轮是否存在失圆。测量硬件设备中,主要包含了实现振动信号测量的加速度传感器、用于车轮定位与计轴的磁钢传感器、用于识别列车编号的RFID,以及工控机、电源等装置,集成于机箱中。信号处理算法中,通过时域指标与VMD能量熵提取出9个可实现车轮健康状况区分的特征,并通过K-means聚类的方法,综合上述9个评价指标,实现了车轮是否存在失圆以及失圆严重程度的识别。文章通过Simulink仿真分析与在实际线路上安装设备进行测量,验证了上述检测方法的有效性。

基于无人配送车辆运行工况的交替极游标轮毂电机优化设计

针对无人配送车用低速大转矩电机驱动系统的多工况运行需求,结合前期针对不等Halbach交替极游标轮毂电机的研究,提出一种基于电机整体运行工况的优化框架。该电机采用磁场调制原理与不等Halbach阵列拓扑,具备强聚磁特性以及高输出性能,但存在转矩脉动、成本高、损耗较大等问题。并且传统基于额定点的多目标优化方式,难以在全工况域满足车辆性能需求。因此结合所提出的优化框架,针对电机成本、效率、转矩脉动进行参数寻优,以满足全工况需求。为提升优化速度,利用聚类分析选出代表性工作点,并基于灵敏度分析建立高敏参数响应面模型,结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)确定全局全工况下的最优解。最后,基于优化后的参数制作样机并进行实验验证,以证明所提出电机和方法的可行性与准确性。

外圆结构化阵列凹坑表面的拓扑磨削研究

由于结构化凹坑表面具有减阻效果,因此为在外圆表面磨削出凹坑结构化表面,依据磨削运动学原理与拓扑学理论提出了外圆凹坑表面的拓扑磨削方法。为了实现这一方法,首先提取凹坑表面特征参数与特征向量,建立了砂轮与工件的拓扑空间,给出拓扑映射关系并设计阵列结构砂轮;然后根据砂轮与工件的相对运动关系建立磨粒簇单个磨粒磨削轨迹方程,依据轨迹方程对凹坑表面成型过程使用MATLAB进行仿真,获得砂轮与工件的相对转速和磨削深度对结构化表面的影响规律;最后进行磨削实验。结果表明,使用拓扑磨削方法,能够实现外圆阵列结构化凹坑表面的拓扑磨削,磨削出的表面为原表面的拓扑表面,拓扑属性不变但特征参数随磨削用量改变而改变。

一种划分聚类k值与中心初始化的改进方法

划分聚类方法由于结构清晰、时间效率高而得到广泛的应用,但在缺乏先验知识的实际工业过程中难以合理地进行簇数和中心初值选取,导致聚类处理效果大打折扣。针对利用误差平方和方法获得的肘部点不明显的问题,提出考虑比例主偏差的误差平方和方法(PPD-SSE)。在误差平方和的基础上引入主偏差项以加强肘部点附近趋势,同时通过引入比例值避免趋势突变,从而更加准确地进行簇数选择。针对利用k-means++方法选取高维数据初始中心时过于随机的问题,提出轮盘重构的k-means++方法(RWR-kmeans++)。利用与已选中心的距离平方,并结合概率下限的方法来重构概率轮盘,提升相异数据被选中的概率,降低初值选取的随机性,提升聚类效果并使之更加稳定。在UEA&UCR公开数据集上的实验结果表明,所提PPD-SSE方法能够有效提升肘部偏折角及簇数预测的准确性,RWR-kmeans++方法能够有效提升初值选取的相异性及聚类效果。

基于机器视觉的复杂背景下车轮踏面损伤检测

复杂背景加大了车轮踏面损伤监测的难度,为了提升检测效果,降低检测误差,提出一种复杂背景下车轮踏面损伤机器视觉检测方法。估计车轮踏面图像的噪声方差,利用小波系数分别对图像不同区域展开去噪处理。根据灰度共生矩阵提取车轮踏面损伤区域的纹理特征;采用K-Means++聚类算法聚类处理踏面子区域的纹理特征,并通过损伤区域轮廓梯度信息检测损伤轮廓点,同时引入形态学方法,合并损伤区域,最终实现车轮踏面损伤机器视觉检测。结果表明,所提方法可以获取精准的车轮踏面损伤检测结果。

基于融合评价指标的k-means聚类算法的地铁车轮踏面磨耗分析

采用聚类思想对某地铁线路大量车轮踏面磨耗数据进行特征提取,对其磨耗特征进一步分析,针对聚类参数转换方法对不同聚类效果评价指标造成的影响开展研究,提出基于融合评价指标的k-means均值聚类方法,解决利用聚类模型确定聚类数时,主观因素对聚类效果的干扰。结果表明:以轮缘厚度、轮缘高度及轮缘综合值作为聚类特征,以融合评价指标作为最佳聚类数的选择依据,采用相应聚类特征参数的方差对其加权方法进行聚类特征变换,能得到较好的聚类效果;将地铁车轮踏面聚成5类,采用均值的方法划分出5类典型磨耗廓形,并基于不同时间节点的车轮外形数据进行计算分析,进一步验证了该聚类方法的有效性,为地铁车轮踏面经济镟修策略提供了参考。

基于改进K-Means聚类算法的车轮踏面损伤检测研究

为提高列车车轮踏面检测效率,设计了一套基于机器视觉的车轮踏面动态检测系统,分析了k-means聚类算法,通过加权欧式距离对该算法进行改进,利用聚类法具有保持最大相似性的特性,将基于加权欧式距离的k-means聚类算法用于机器视觉的图像处理。先对原始图像作图像增强、图像灰度化等预处理,再以特征聚类思想对图像作阈值分割,使图像中的各部分特征更加突出。图像处理结果显示,基于加权欧式距离k-means聚类算法的车轮踏面损伤视觉检测系统可以有效地检测出踏面损伤。

一种磨粒族叶序排布的端面砂轮及其铣磨实验

为了改善超硬磨料砂轮的磨削能力,基于生物学的叶序排布理论设计了一种新型有序化排布磨料的超硬磨料砂轮;分析了叶序参数对超硬磨料砂轮工作表面上磨粒族的排布的影响规律,通过光刻技术和电镀技术相结合制造出了磨粒族叶序排布砂轮。铣磨实验结果表明:合理的选择叶序系数k和磨料族半径r可使砂轮获得较好的铣磨性能。

基于赌轮选择遗传算法的数据隐藏发布方法

面向聚类挖掘的隐私保护微数据发布是数据挖掘研究的新兴热点之一,其目标是通过对微数据数值的修改实现对微数据隐私的保护,同时保证隐藏后数据具有与原数据集相同(或相似)的聚类效果.从保持数据邻域关系稳定的角度,提出一种基于赌轮遗传的干扰方法RWSGA,采用在数据点的k邻域内运用赌轮算子随机选择2个数据点进行交叉或变异的思想实现数据隐藏.进一步,提出从高密度点区域筛选k邻域中心以改进变异操作选择域的优化策略,解决变异操作可能导致数据扰动幅度过大的问题.理论分析和实验结果表明,该方法能较好地对原始数据进行扰动修改以保护数据隐私不泄露,同时保证发布前后的数据聚类结果差异较小.

面向可适应性的桥式起重机车轮组参数化产品族设计方法

为更好地满足用户对起重机个性化、多样化、柔性化的需求,提出了面向可适应性的起重机车轮组参数化产品族设计方法。首先进行用户需求分析,识别用户的共同需求和差异化需求,然后建立车轮组模型,提取特征参数,通过选取优先数,确定车轮组的系列值,构建车轮组设计结构矩阵。对车轮组参数进行处理运算,构建产品设计关联矩阵,然后对该关联矩阵进行聚类分析,合理识别车轮组系列化设计的主参数,以此完成车轮组参数化产品族设计。

集群磁流变效应微磨头平面研抛加工参数研究

本文实验研究了磁感应强度、研抛压力、加工速度及加工时间等几个加工参数对集群磁流变效应微磨头平面研抛加工效果的影响。实验结果发现,随着磁感应强度的增强,材料去除率增大,而表面粗糙度略有提高;研抛压力及加工速度与材料去除率成正比,表面粗糙度随加工速度的提高逐渐变大,而随着研抛压力的增大先降低后增加,当压力为6898 Pa时到达最小;随着加工时间的增加,材料去除量线性增大,而粗糙度先迅速降低后逐渐趋于稳定。在此基础上,提出了集群磁流变效应微磨头平面研抛加工的材料去除模型,其加工特征介于游离磨料研磨抛光和固着磨料研磨抛光之间,是一种全新的平面研抛加工技术,有着较好的应用前景。

区域品牌与企业品牌互动模式研究——以轮轴型产业集群为背景

以轮轴型产业集群为背景界定区域品牌、企业品牌的内涵,分析两者之间的关系并提出区域品牌与企业品牌互动的三阶段模型,丰富了现有的区域品牌理论。对塑造产业集群区域品牌和集群内部企业品牌,促进集群的可持续发展,实现集群企业间的共赢具有一定的指导意义。

磨粒簇叶序排布砂轮外圆磨削凹坑结构化减阻表面的仿真

机械零件表面结构化能够起到减阻耐磨的作用,磨削加工能够有效地加工出规则的结构化表面,基于此,依据生物学叶序排布原理设计了磨粒簇叶序排布砂轮并建立了数学模型。为探讨磨粒簇叶序排布砂轮磨削外圆结构化表面的形成机理,建立了磨粒的运动方程并讨论了实现结构化表面的磨削条件,利用MATLAB仿真了不同转速比γ和叶序参数h,以及磨削深度ap下工件结构化表面的形貌特征;仿真结果表明,转速比γ越大、叶序参数h越小工件周向凹坑数目就越多;磨削深度ap越大,凹坑的周向尺寸越大。

感官描述词-引用频率分析方法评价白酒香气特征的研究

借鉴感官科学描述分析原理和描述词引用频率方法,评价者参考约60个描述词评价不同香型的20种白酒香气特征,对得到的400个以上的描述词频整理统计,其中粮食香气、水果香气、发酵腌制品香气是主要的描述词类别,对应分析揭示了各种白酒与香气特征的相互关系,聚类分析比较了不同酒样间的相似程度,发现传统白酒香型划分有一定科学基础,但也存在描述局限性,某些白酒存在衍变和融合。研究首次验证了感官描述分析技术客观评价白酒风味的可行性,白酒描述术语及香气参比样的重要作用,为白酒风味轮的建立提供研究基础,对白酒感官科学的发展有重要启示。

DISCO 无级变速器碟簧初压力的确定

对ＤＩＳＣＯ行星锥盘式无级变速中行星盘的受力、碟簧应有的压力进行了分析，得出了使ＤＩＳＣＯ无级变速器正常工作时碟簧应有压力的计算方法；给出了变速器牵引不失效时的碟簧弹力取值范围。文章的分析结果对设计该种变速器提供了借鉴。

经济全球化下产业集群的创新机制研究

长期以来,人们对经济全球化存在的一个误解,认为,要素的自由流动会消除地点的重要性,全球生产网络将取代产业集群化优势。然而,产业集群化趋势越来越明显。产业集群的创新机制可以概括为“轮式”模型,经济全球化下促进产业集群增长方式转变的政策可以根据“轮式”模型的机制来设计。

磨粒簇有序化砂轮磨削凹坑摩擦减阻表面的策略

结构化表面在减小机械零件摩擦或表面拖曳阻力方面起到重要的作用。为获得一种结构化摩擦减阻表面的高效磨削法,基于砂轮的磨粒有序化排布设计理论,提出一种嵌齿式磨粒簇有序化排布砂轮磨削凹坑摩擦减阻表面的策略。开展磨粒簇有序化砂轮的设计理论研究,分析砂轮磨粒簇排布参数和工件凹坑表面排布参数的关系。探讨实现凹坑排布的磨削参数条件,以及凹坑与磨粒簇几何形状之间的联系。通过磨削试验验证了结构化凹坑表面的磨削形态及磨削创成机制。结果表明:利用嵌齿磨粒簇有序化砂轮能够实现叶序排布、错位排布和阵列排布结构化凹坑摩擦减阻表面的磨削;被磨削结构化凹坑表面的排布形态和凹坑形状取决于砂轮排布设计参数、磨粒簇几何形状参数、磨削参数的选择。

沙轮式产业集群治理措施研究——基于非对称演化博弈的视角

文章基于非对称演化博弈模型,对沙轮式产业集群治理问题进行了系统的分析。通过对国内外研究现状的总结发现:产业集群不同发展阶段,其特点、博弈行为等存在差异性。在前人研究基础上,文章对"沙轮式产业集群"概念与特征进行了界定与描述,并通过构建复制动态方程的方法来分析该阶段政府与企业间的演化博弈行为。研究结果表明:政府与企业间存在四种演化稳定均衡状态和两种不稳定均衡点,其中只有(鼓励,联系)一种演化稳定均衡状态有利于集群与区域经济协调发展。最后,文章以降低落在不利区域概率,提升落在有利区域概率为指导思想,提出了该类型产业集群具体的治理措施。