检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2023年第12期45卷 157-164页

作者：常建梅李腾兰天阳冯怀平石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043

道砟几何形态对道床结构物理力学性能有重要影响,量化评价和分析道砟颗粒几何形态对结构的相互作用机理研究、数值仿真分析等都具有重要意义,可为道床养护维修优化提供支持。基于颗粒三维图像特点,提出一个新的局部特征评价参数——综... 详细信息

道砟几何形态对道床结构物理力学性能有重要影响,量化评价和分析道砟颗粒几何形态对结构的相互作用机理研究、数值仿真分析等都具有重要意义,可为道床养护维修优化提供支持。基于颗粒三维图像特点,提出一个新的局部特征评价参数——综合局部特征参数,通过检验表明该参数的有效性;结合整体形状特征参数,从整体及局部两个层次对我国铁路道砟颗粒几何形态分布规律进行统计分析。此外,分析道砟颗粒的比表面积分布规律。道砟颗粒比表面积分布规律研究有助于分析研究颗粒交互作用及能量利用效率。研究结果表明,三维尺寸方面,片状道砟尺寸偏差程度最大。随道砟粒径增加,块状道砟尺寸偏差程度逐渐变大,针状道砟基本保持不变,片状道砟逐渐减小。整体形状方面,块状道砟整体形状最接近球形,随道砟粒径增加,片状道砟整体形状向球形趋近,块状及针状道砟整体形状基本不变;局部特征方面,针状道砟局部特征最显著;随道砟粒径增加,各种形状道砟颗粒的局部特征均变得明显。道砟颗粒的比表面积与3D粒径有关,随3D粒径增加,道砟比表面积减小,其中片状道砟的比表面积减小速率最大。

关键词：道砟三维图像几何形态比表面积综合局部特征参数

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外圈滚道剥离故障对滚动轴承动力学响应的影响分析

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振动与冲击 2022年第8期41卷 141-148,216页

作者：丁东升刘永强杨绍普石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

为了探究高速列车轴箱轴承在外圈滚道产生剥离故障后内部元件的动力学响应规律,采用三维建模软件Solidworks和多体动力学分析软件ADAMS建立了轴承动力学模型。模型考虑了材料属性、约束、载荷和接触关系等因素,模拟了外圈滚道多个位置... 详细信息

为了探究高速列车轴箱轴承在外圈滚道产生剥离故障后内部元件的动力学响应规律,采用三维建模软件Solidworks和多体动力学分析软件ADAMS建立了轴承动力学模型。模型考虑了材料属性、约束、载荷和接触关系等因素,模拟了外圈滚道多个位置处的剥离故障。采用高速列车轴承综合试验台对轴箱轴承进行动力学试验,并与仿真结果对比,验证了模型的有效性。通过分析不同故障位置的轴承动力学仿真结果,研究了滚子、保持架的动态响应变化规律。研究发现:当滚子质心的径向运动轨迹呈现“正弦”状时,不随外圈滚道损伤位置的不同而变化;当外圈滚道损伤位于3点钟和9点钟位置时,保持架质心的径向运动轨迹无规律可循;当外圈滚道损伤位于6点钟位置时,保持架质心的径向运动轨迹呈现近似“正弦”状,滚子和保持架质心的波动量最小,滚子和内圈、外圈滚道间的接触力最大;当外圈滚道损伤位于12点钟位置时,保持架质心的径向运动轨迹呈现近似“正弦”状,滚子和保持架质心的波动量最大,滚子和内圈、外圈滚道间的接触力最小。研究结果对认识轴承发生外圈故障时内部元件间的运动规律、轴承运行维护和振动数据的采集提供了一定的借鉴意义。

关键词：高速列车轴箱轴承轴承外圈滚道故障动力学响应规律

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分数阶单自由度线性振子双侧对称碰撞振动分析

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振动与冲击 2021年第16期40卷 20-28页

作者：刘汝逾牛江川申永军杨绍普石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

基于含分数阶微分的单自由度线性双侧刚性碰撞模型,研究了双侧对称碰撞振动系统在简谐激励下的稳定性和分岔行为。利用平均法得到分数阶线性系统的等效刚度和等效阻尼,获得碰撞振动的稳态解;利用迭代法得到更精确的瞬态固有频率,从而获... 详细信息

基于含分数阶微分的单自由度线性双侧刚性碰撞模型,研究了双侧对称碰撞振动系统在简谐激励下的稳定性和分岔行为。利用平均法得到分数阶线性系统的等效刚度和等效阻尼,获得碰撞振动的稳态解;利用迭代法得到更精确的瞬态固有频率,从而获得碰撞振动的瞬态解。在此基础上,得到了双侧对称碰撞振动系统的近似解析解。根据近似解析解,分析了对称n-1-1周期运动的存在条件,并利用Poincaré映射研究了n-1-1周期运动的稳定性。详细分析了当外界激励频率、分数阶阶次和间隙变化时系统的分岔行为。分析结果表明,在双侧对称分数阶振动碰撞系统中,存在着擦边分岔、音叉分岔、倍周期分岔和混沌运动。

关键词：碰撞振动分数阶微分稳定性分岔

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一种准零刚度车载隔振系统的设计与试验研究

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振动与冲击 2021年第6期40卷 55-63,183页

作者：赵权李韶华冯桂珍石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

针对车辆行驶工况环境以及振动频率,研制了一种空间占比小、安装方便的准零刚度(quasi-zero-stiffness,QZS)车载隔振系统。将垂向弹簧与两个对称的负刚度结构并联,负刚度机构用于刚度校正,通过静力学特性分析,初步确定了系统在平衡位置... 详细信息

针对车辆行驶工况环境以及振动频率,研制了一种空间占比小、安装方便的准零刚度(quasi-zero-stiffness,QZS)车载隔振系统。将垂向弹簧与两个对称的负刚度结构并联,负刚度机构用于刚度校正,通过静力学特性分析,初步确定了系统在平衡位置具有准零刚度的参数条件,在推导中引入了加工误差系数,分析了加工误差系数对系统准零刚度的影响机理。建立了系统非线性动力学方程,采用平均法求解了系统在车体简谐位移激励下的动力学响应,分析了系统参数和激励幅值对位移传递率的影响。在此基础上,设计制作了准零刚度隔振系统,进行了不同激励幅值、激励频率下的测试,得到了实测的位移传递率幅频响应曲线,并与理论计算结果进行了比较。另外,还通过TruckSim/Simulink联合仿真进行了车载随机激励工况仿真分析。研究表明,试验与理论结果吻合较好,验证了准零刚度隔振系统理论建模和分析方法的正确性。准零刚度的起始隔振频率在1.4 Hz左右,优于线性系统的起始隔振频率2.9 Hz。与车体相应相比,隔振后的位移响应均方根值降低80%以上,加速度均方根值降低90%左右,且稳态时准零刚度隔振系统的稳定性较好,具有良好的隔振性能。

关键词：车载精密仪器准零刚度(QZS) 非线性低频隔振

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基于恒等映射多层极限学习机的高速列车踏面磨耗预测模型

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力学学报 2022年第6期54卷 1720-1731,I0005页

作者：王美琪王艺陈恩利刘永强刘鹏飞石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

针对高速列车车轮踏面磨耗单一模型无法对各种复杂工况下列车车轮踏面磨耗进行定量计算的问题,提出一种基于恒等映射多层极限学习机的高速列车车轮踏面磨耗测量方法.首先将恒等映射引入到多层极限学习机中,提出一种基于恒等映射的多层... 详细信息

针对高速列车车轮踏面磨耗单一模型无法对各种复杂工况下列车车轮踏面磨耗进行定量计算的问题,提出一种基于恒等映射多层极限学习机的高速列车车轮踏面磨耗测量方法.首先将恒等映射引入到多层极限学习机中,提出一种基于恒等映射的多层极限学习机模型(identity multilayer extreme learning machine,I-MLELM),采用机器学习公共数据集对该模型进行性能验证,数值结果表明I-ML-ELM模型具有较好的准确性与泛化性;然后基于车辆-轨道耦合动力学理论建立高速列车的车辆-轨道耦合动力学模型,模拟列车运行的不同工况,观测和分析高速列车的车轮踏面磨耗情况,并通过I-ML-ELM预测模型对高速列车车轮踏面磨耗量进行学习及预测;最后应用高速列车车轮踏面磨耗的实际测量值对I-ML-ELM预测模型进行进一步的验证,结果表明:I-ML-ELM预测模型的各项性能参数指标在整体上优于以下五种网络:ELM,FLN,ML-ELM,ML-KELM和DLSFLN,通过高速列车线路实测数据的进一步验证表明,本文提出的基于I-ML-ELM的高速列车车轮踏面磨耗预测模型能较好地反映不同参数对高速列车车轮踏面磨耗值的影响规律.

关键词：车轮踏面磨耗极限学习机磨耗预测模型辨识高速列车

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防雪栅对铁路路堑风致雪堆积防治效果研究

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铁道学报 2024年第4期46卷 148-155页

作者：马文勇李赛魏腾博李江龙孙元春李飞强石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁路职业技术学院河北石家庄050061

针对铁路路堑易发生严重积雪灾害的问题,采用风洞试验方法,研究了防雪栅在减轻风致积雪灾害方面效果,为铁路线路防灾工程设计提供参考。在风洞中,首先分别试验了在6.5、7.5、8.5 m/s风速下边坡比为1∶4和1∶1.5的路堑内雪粒堆积演化过程... 详细信息

针对铁路路堑易发生严重积雪灾害的问题,采用风洞试验方法,研究了防雪栅在减轻风致积雪灾害方面效果,为铁路线路防灾工程设计提供参考。在风洞中,首先分别试验了在6.5、7.5、8.5 m/s风速下边坡比为1∶4和1∶1.5的路堑内雪粒堆积演化过程;然后布置防雪栅,在相同试验条件下观测其在减轻路堑积雪灾害方面的效果;最后根据测量数据计算对比有无防雪栅时路堑路面积雪量差异,定量评估防雪栅防治效果。此外,采用数值模拟手段分析防雪栅、路堑周围流场变化情况,进一步解释防雪栅的防雪机理。结果表明:上风侧坡度较缓的半开敞式路堑积雪严重;防雪栅能有效减轻路堑积雪灾害;漂移雪粒首先在背风侧距离防雪栅较远处沉积,随吹风持续积雪范围向两端延伸;防雪栅使来流风速在其背风侧急剧减弱致使漂移雪粒发生沉积,雪粒输运强度减小,从而实现挡雪减灾目的。

关键词：风吹雪风洞试验防雪栅路堑积雪分布

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受火后钢筋RPC简支梁受力性能试验研究

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建筑结构学报 2021年第9期42卷 110-117页

作者：李海艳李金书张博扬刘金喜石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学工程力学系河北石家庄050043

为了研究受火后活性粉末混凝土(RPC)构件的力学行为及其变形性能,完成5根受火后钢筋RPC简支梁受弯试验,获得了梁的正截面剩余承载力、荷载-跨中位移曲线及裂缝发展规律,考察了配筋率、荷载水平、受火时间等因素对受火后钢筋RPC简支梁受... 详细信息

为了研究受火后活性粉末混凝土(RPC)构件的力学行为及其变形性能,完成5根受火后钢筋RPC简支梁受弯试验,获得了梁的正截面剩余承载力、荷载-跨中位移曲线及裂缝发展规律,考察了配筋率、荷载水平、受火时间等因素对受火后钢筋RPC简支梁受力性能的影响,并将试验结果与常温下受力性能进行对比分析.结果表明:配筋率为2.20％～5.13％、受火时间135 min时,受火后钢筋RPC简支梁均保持为适筋破坏,且配筋率越大,剩余承载力越高,荷载水平越高、受火时间越长,剩余承载力越低;通过简化计算模型得到受火后钢筋RPC简支梁正截面剩余承载力计算值,与试验值吻合较好;受火后配筋率不低于3.94％的各试验梁剩余承载力与常温下相比降低了10％左右,钢筋RPC简支梁受明火作用后的承载力损失较小.

关键词：钢筋RPC梁受火试验受弯试验破坏模式受力性能

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基于长脉冲热激励的红外序列图像处理方法

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光学学报 2024年第8期44卷 63-73页

作者：魏延杰肖瑶石家庄铁道大学工程力学系河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

针对长脉冲热波激励后采集到的红外原始热图中缺陷对比度低、缺陷边缘模糊等问题,本文提出了一种基于傅里叶变换、频域相位积分和保边滤波的红外序列图像处理方法,该算法首先对冷却时间段内采集到的红外原始热图进行消背景处理,再利用... 详细信息

针对长脉冲热波激励后采集到的红外原始热图中缺陷对比度低、缺陷边缘模糊等问题,本文提出了一种基于傅里叶变换、频域相位积分和保边滤波的红外序列图像处理方法,该算法首先对冷却时间段内采集到的红外原始热图进行消背景处理,再利用傅里叶变换将试样表面的红外辐射信息转化为相位信息,频域相位积分处理可以将不同频率下缺陷的相位信息整合至一幅相位积分图中,最后通过保边滤波器及自适应伽马变换对积分图像进行增强和量化。该算法克服了传统方法需要人工从多张频率或成分图中甄别出最优检测结果的缺点,并且可以消除加热不均匀的影响,改善缺陷的可视化。试验结果从定性和定量两个角度验证评估了该算法的有效性,并讨论了采集参数的影响。

关键词：长脉冲热像法傅里叶变换相位增强复合材料

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单轴滚动台车轮多边形磨耗激振试验及动态仿真

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振动与冲击 2022年第8期41卷 102-109页

作者：刘鹏飞杨绍普刘永强顾晓辉刘泽潮刘红军石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

应用高速列车单轴滚振试验台,通过打磨轨道轮模拟短波不平顺,开展了车轮多边形磨耗的激振试验。建立了试验台动力学分析模型,研究了300 km/h速度范围内高阶车轮多边形、单一谐波激扰对轮对系统振动特性的影响;测试结果与时-频域计算结... 详细信息

应用高速列车单轴滚振试验台,通过打磨轨道轮模拟短波不平顺,开展了车轮多边形磨耗的激振试验。建立了试验台动力学分析模型,研究了300 km/h速度范围内高阶车轮多边形、单一谐波激扰对轮对系统振动特性的影响;测试结果与时-频域计算结果进行对比,发现通过在轨道轮上打磨多边形,能够激发轮轨系统数千Hz的高频振动,在轴箱振动中,多边形磨耗的单边长度诱发的基频及其倍频占据了主导,轮对和轴箱的垂向自振也贡献了较大振动能量;计算结果能较好反映车轮多边形激发的2500 Hz以下的基频及倍频振动,其时域的幅值特性和频域的主频分布规律与测试结果也比较吻合;在轨道轮上设置单一谐波,可激发轮轨系统数百至上千Hz的中高频振动,运行速度增加后,谐波激扰区信号明显加强。当运行速度增至200 km/h和300 km/h时,仿真模型分别能够较好反映1000 Hz和250 Hz以下的轮对振动,而对更高频率振动则较难捕捉。研究结果表明,单轴滚振试验台能够用于开展短波不平顺的高频激振试验,就该试验台而言,相应的动力学模型在中高频振动仿真分析具有一定的适用性。

关键词：高速列车车轮多边形试验台激振测试动力学仿真

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一种自适应共振解调方法及其在铁路轴承故障诊断中的应用

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振动与冲击 2021年第18期40卷 86-93页

作者：刘文朋杨绍普李强刘永强顾晓辉北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

共振解调是滚动轴承诊断中最具优势的方法之一,但解调频带的确定一直是一个巨大的挑战。针对基于传统峭度图方法在复杂干扰的工况下,往往无法正确识别出最优的共振频带进行包络解调的问题,该研究提出了一种基于自相关谱峭度图的自适应... 详细信息

共振解调是滚动轴承诊断中最具优势的方法之一,但解调频带的确定一直是一个巨大的挑战。针对基于传统峭度图方法在复杂干扰的工况下,往往无法正确识别出最优的共振频带进行包络解调的问题,该研究提出了一种基于自相关谱峭度图的自适应共振解调新方法。以滤波后平方包络信号的自相关谱的峭度值作为度量指标,生成一种新的峭度图。最后,通过对高速铁路轴承在空载、静载、动载三种不同工况下的实验信号和铁路货车轴承实验信号进行分析,验证了该方法在复杂工况下的有效性和优越性,具有较高的工程应用价值。

关键词：滚动轴承故障诊断共振解调峭度图自相关谱

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