检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第8期44卷 175-183页

作者：靖洪淼崔胜楠李维康乔明哲赵万茹许浩然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 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障教育部重点实验室石家庄050043 石家庄铁路职业技术学院铁道工程系石家庄050041

山区峡谷地形多变,风场特性较平原地区更加复杂。为探究山区U形峡谷风场特性及其分布规律,采用大涡模拟方法对不同宽深比的理想U形峡谷进行了数值模拟,分析了峡谷内平均风特性、脉动风特性和流场。结果表明,峡谷宽深比对平均风特性和脉... 详细信息

山区峡谷地形多变,风场特性较平原地区更加复杂。为探究山区U形峡谷风场特性及其分布规律,采用大涡模拟方法对不同宽深比的理想U形峡谷进行了数值模拟,分析了峡谷内平均风特性、脉动风特性和流场。结果表明,峡谷宽深比对平均风特性和脉动风特性存在显著影响,随着峡谷宽深比的减小,峡谷中的平均风速逐渐减小,峡谷的加速效应减弱,峡谷底部中心风攻角由正逐渐减小为负,湍流强度逐渐增大。峡谷内部各个位置处的功率谱均与von Kármán谱吻合较好,宽深比为0.33峡谷中心处脉动风谱峰值频率最小,由于山的阻挡作用,宽深比小的峡谷入口前的气流更加剧烈,峡谷内部涡更大。各工况峡谷内湍流积分尺度随高度增加先增大后减小,在峡谷上方逐渐增大,随着峡谷宽深比增大,峡谷内各处湍流积分尺度变化逐渐变小。

关键词： U形峡谷宽深比大涡模拟方法风场特性流场

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基于离散元法的强制搅拌机叶片磨损数值研究

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机电工程技术 2025年第4期54卷 118-122页

作者：滕云来武祥林杨绍普李韶华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

强制搅拌机叶片在复杂工况下的磨损失效将直接降低沥青混合料的质量和生产效率。为揭示沥青混合料搅拌过程中搅拌叶片的磨损特征,保障搅拌机安全高效生产,利用离散元软件EDEM建立了沥青混合料搅拌运动过程中的耦合模型,考虑了沥青混合... 详细信息

强制搅拌机叶片在复杂工况下的磨损失效将直接降低沥青混合料的质量和生产效率。为揭示沥青混合料搅拌过程中搅拌叶片的磨损特征,保障搅拌机安全高效生产,利用离散元软件EDEM建立了沥青混合料搅拌运动过程中的耦合模型,考虑了沥青混合料温度,基于Archerd磨损模型和离散元法对搅拌筒和拌叶片进行了数值模拟。结果表明,搅拌叶的磨损程度远大于搅拌筒,其中搅拌叶片4磨损深度最大,最容易发生失效,磨损程度最大处为搅拌叶外侧边缘,且切向磨损大于法向磨损,可以通过增大安装角来降低切向力导致的磨损,搅拌叶4安装角由0°优化为30°,安装角优化后使用寿命可以提升15.5%,优化后搅拌叶片最大工况下预计工作415 d需要更换,为提升搅拌叶片使用寿命和更换时间提供了依据。

关键词：搅拌机磨损离散元法 Archard磨损模型

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车-路-连续梁桥耦合系统建模及路面劣化对系统动力响应的影响

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公路交通科技 2025年第2期42卷 161-178页

作者：李梦任剑莹孙志棋张志强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 中冀施玛特科技河北有限公司河北石家庄050035 石家庄理工职业学院交通运输与工程学院河北石家庄050228

【目标】深入研究车-路-连续梁桥耦合系统动力响应。【方法】基于达朗贝尔原理推导车-路-连续梁桥耦合系统解析模型;分别采用梁单元和实体单元建立某4跨预应力混凝土连续梁桥有限元模型;采用弹簧单元、质量单元和刚性梁单元建立四自由... 详细信息

【目标】深入研究车-路-连续梁桥耦合系统动力响应。【方法】基于达朗贝尔原理推导车-路-连续梁桥耦合系统解析模型;分别采用梁单元和实体单元建立某4跨预应力混凝土连续梁桥有限元模型;采用弹簧单元、质量单元和刚性梁单元建立四自由度二维车辆模型和十一自由度三维整车模型,得到3个车-路-连续梁桥耦合系统有限元模型。【结论】车-路-连续梁桥耦合系统的动力响应随车桥质量比的增大呈非线性加速增大趋势,车桥质量比对车辆动力响应的影响比对桥梁动力响应的影响更大;连续梁桥各跨跨中截面竖向位移的动力放大系数不同,2个中跨的动力放大系数均大于2个边跨的动力放大系数,路面不平顺等级越差,这个差别越小;路面整体或局部不平顺等级增大时,车辆和桥梁的动力响应均会增大,与路面平顺时的动力放大系数相比,相对差值均大于5%,桥梁边跨的动力放大系数相对差值最大,达61.13%;加权振级随路面不平顺等级增大而增大,与A级路面相比,当整体和局部路面均为C级路面时,车辆加权振级相对差值接近,分别为17.50%和14.57%;从车辆驶入局部劣化路段开始,直到车辆下桥,系统的动力响应均比无局部劣化时的动力响应大。

关键词：桥梁工程车-路-连续梁桥耦合系统解析模型有限元模型路面不平度动力响应

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曲线条件下重载列车闸瓦压力不均衡紧急制动特性分析

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重庆理工大学学报(自然科学) 2025年第1期39卷 205-212页

作者：张铭涛王志伟刘鹏飞石怀龙刘国云张卫华西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031 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 中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001

为研究重载列车通过曲线时闸瓦压力不均衡对轮轨动态相互作用的影响,以万吨重载列车为研究对象,根据多体动力学理论,建立考虑基础制动装置且能够模拟轮瓦摩擦制动效果的三维和一维混编的万吨重载列车动力学模型,并对动力学模型的有效性... 详细信息

为研究重载列车通过曲线时闸瓦压力不均衡对轮轨动态相互作用的影响,以万吨重载列车为研究对象,根据多体动力学理论,建立考虑基础制动装置且能够模拟轮瓦摩擦制动效果的三维和一维混编的万吨重载列车动力学模型,并对动力学模型的有效性进行验证。基于此,针对曲线上基础制动装置故障导致目标车辆出现不均衡闸瓦压力的情况,系统研究了不均衡闸瓦压力对重载列车曲线通过性能的影响。仿真结果表明:在曲线线路上出现紧急制动不均衡闸瓦压力时,列车产生的车钩力和轮轨激励的共同作用导致重载列车动力学行为恶化。通过1200 m的曲线半径时,在车钩力和闸瓦压力不均衡作用的影响下,一位轮对的横移量、轮轴横向力和磨耗数相比正常制动工况分别增大了16.7%、25.7%和118.66%。列车在半径为600 m的曲线上发生闸瓦压力不均衡时,轮轨动态相互作用恶化最为严重,闸瓦压力不均衡导致列车出现脱轨、轮缘贴靠以及轮对磨损的可能性更大。因此,在重载列车实际运行和维护过程中,需重点关注列车在曲线上的制动行为以及基础制动装置的保养。

关键词：多体动力学重载列车紧急制动闸瓦故障曲线通过性能

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平衡湿度下基于弯沉等效的路基路面动态回弹模量研究

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甘肃科学学报 2025年第2期37卷 28-36页

作者：宋帅张羽王贺杨广庆尹宝银王岩石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄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

为了探究运营期平衡湿度条件下公路路基路面动态回弹模量的变化规律,通过理论计算,得出不同重载条件下满足弯沉等效的优化路基路面结构;利用有限元分析软件建立模型进行数值模拟分析,通过模拟历经降雨及地下水渗流的过程来等效平衡湿度... 详细信息

为了探究运营期平衡湿度条件下公路路基路面动态回弹模量的变化规律,通过理论计算,得出不同重载条件下满足弯沉等效的优化路基路面结构;利用有限元分析软件建立模型进行数值模拟分析,通过模拟历经降雨及地下水渗流的过程来等效平衡湿度条件,分析运营期平衡湿度条件下路基路面结构动态回弹模量和弯沉值的变化规律。结果表明:随着降雨强度的增加、历时时间的延长和地下水位的上升,弯沉值呈增大趋势,而动态回弹模量呈线性降低趋势。相对于优化前的路基路面模型,优化后模型的动态回弹模量显著提升,验证了重载条件下基于弯沉等效设计路基路面结构的可行性。

关键词：公路路基路面结构动态回弹模量平衡湿度弯沉等效

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碳纤维土工格栅加筋沥青路面面层组合体抗车辙性能研究

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公路 2025年第4期70卷 16-25页

作者：王志强杨广庆蒲昌瑜梁训美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市050043 石家庄铁道大学河北省交通安全与控制重点实验室石家庄市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石家庄市050043 河北省交通规划设计院有限公司门石家庄市050300 山东路德新材料股份有限公司泰安市271000

目前,境内对碳纤维类土工格栅防治沥青路面车辙问题的研究处于起步阶段。通过对碳纤维土工格栅和玻/碳纤维复合格栅等不同土工格栅加筋沥青路面面层组合体进行室内车辙试验,研究了土工格栅类型和面层组合体类型对抗车辙性能的影响;分析... 详细信息

目前,境内对碳纤维类土工格栅防治沥青路面车辙问题的研究处于起步阶段。通过对碳纤维土工格栅和玻/碳纤维复合格栅等不同土工格栅加筋沥青路面面层组合体进行室内车辙试验,研究了土工格栅类型和面层组合体类型对抗车辙性能的影响;分析了两因素对沥青路面面层组合体抗车辙性能的影响程度。此外,通过引人“动稳定度增强率”、“最大车辙深度减少率”来评价不同碳纤维类土工格栅加筋面层组合体的性能。试验结果表明:在车辙试验过程中,碳纤维土工格栅发挥加筋作用的时间早于玻/碳纤维复合格栅。通过双因素方差分析法可知,土工格栅类型和面层组合体类型对抗车辙性能试验参数均有显著地影响,但影响程度顺序为土工格栅类型>面层组合体类型。在改善沥青面层组合体抗车辙性能方面,碳纤维土工格栅优于玻/碳纤维复合格栅。在AC一13/AC一20组合情况下,碳纤维土工格栅加筋的动稳定度增强率是玻/碳纤维复合格栅的1.32倍,而最大车辙深度减少率是2.82倍,体现了纵横肋性能差异性是影响碳纤维类土工格栅加筋的抗车辙性能的重要因素。AC一20/AC一25组合的提升作用低于AC一13/AC一20组合,动稳定度增强率降低了9%以上,最大车辙深度减少率降低了50%以上。该试验结果可为碳纤维类土工格栅加筋沥青路面抗车辙性能研究提供试验基础。

关键词：道路工程面层组合体碳纤维土工格栅车辙试验抗车辙性能双因素方差分析

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近场脉冲和非脉冲地震动作用下干砂场地响应的离心振动台模型试验研究

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岩土力学 2025年第05期 1429-1441页

作者：刘红帅杨健生宋东松孙强强河北大学建筑工程学院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

近场脉冲和非脉冲地震动作用对结构反应的影响差异显著，但其对场地地震动参数的影响研究鲜见。为此，设计完成了50g(g为重力加速度)离心加速度条件下干砂场地的离心振动台模型试验。模型场地采用相对密度为50%的福建标准细砂；选取Loma... 详细信息

近场脉冲和非脉冲地震动作用对结构反应的影响差异显著，但其对场地地震动参数的影响研究鲜见。为此，设计完成了50g(g为重力加速度)离心加速度条件下干砂场地的离心振动台模型试验。模型场地采用相对密度为50%的福建标准细砂；选取Loma Prieta地震近场东西向Saratoga-Aloha Ave台站的脉冲加速度记录和Capitola台站的非脉冲加速度记录作为振动台台面输入；场地中心布设竖向加速度计阵列和地表竖向位移计，模型箱体外侧布设水平向位移计阵列，用于分析干砂场地在近场脉冲和非脉冲地震动作用下的响应差异和研究场地地震动参数与输入地震动加速度峰值间的关联性。模型试验结果表明：与非脉冲地震动作用相比，脉冲地震动总体上降低了场地峰值加速度放大系数，增加了场地的最终震陷量；增大了深层土层（>15 m）的峰值水平位移，显著减小了场地浅层（<5 m）的峰值水平位移。统计结果表明，场地地震动参数（地表峰值加速度放大系数、场地震陷、浅表峰值水平位移和Arias强度）均与输入地震动加速度峰值有很高的相关性，拟合决定系数R2≥0.97。成果为进一步采用数值模拟研究近场脉冲地震动对场地地震响应的影响提供了可靠的试验基础。

关键词：干砂自由场地地震反应脉冲地震动非脉冲地震动离心振动台模型试验

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基于深度强化学习的磁浮列车悬浮架协同控制研究

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力学学报 2025年第04期 854-866页

作者：王美琪徐嘉跃刘鹏飞王瑞晨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铁道大学机械工程学院河北省工程机械动力与传动控制重点实验室

由于磁浮列车悬浮架中存在多电磁铁耦合问题,运行过程中耦合效应会引起悬浮架的不稳定悬浮,为保证悬浮架中的多电磁铁模块在外界干扰下的稳定运行,提出一种电磁悬浮(EMS)型磁浮列车悬浮架多电磁铁系统深度强化学习协同控制方法.首先,在... 详细信息

由于磁浮列车悬浮架中存在多电磁铁耦合问题,运行过程中耦合效应会引起悬浮架的不稳定悬浮,为保证悬浮架中的多电磁铁模块在外界干扰下的稳定运行,提出一种电磁悬浮(EMS)型磁浮列车悬浮架多电磁铁系统深度强化学习协同控制方法.首先,在考虑耦合情况下对磁浮列车悬浮架中的多电磁铁模块进行动力学建模并分析其耦合性;其次提出基于SAC (soft actor-critic)算法的悬浮架多电磁铁系统协同控制方法 (SAC-CC),构建深度强化学习协同控制算法框架,将悬浮架多电磁铁模块的动力学模型转换为深度强化学习环境模型并为此模型设计奖励函数;然后,在静态起浮环境下进行训练得到SAC-CC控制器,并分析不同奖励函数下控制器的控制性能和不同起浮位置下控制器的稳定性;最后将SAC-CC控制器用于不同工况下悬浮架多电磁铁系统的悬浮控制及协同控制,通过与传统的比例-积分-微分(PID)控制方法进行对比验证所提出的控制器的有效性和鲁棒性.结果表明:在不同工况下,相较于PID控制器,本文所提出的SAC-CC控制器不仅能够有效控制悬浮架中的多电磁铁模块稳定悬浮在平衡点位置附近,同时显著减小电磁铁模块之间的耦合作用,具有更加优秀的悬浮控制性能和协同控制性能,不同工况下的SAC-CC控制器悬浮控制性能和协同控制性能分别提升30%～99%和30%～75%.

关键词：磁浮列车悬浮控制深度强化学习多电磁铁耦合协同控制

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横截面圆角对少片变截面板簧力学特性的影响

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石家庄铁道大学学报(自然科学版) 2025年第1期38卷 112-118页

作者：宋霁勃李彦虎路永婕张琳傲石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 石家庄职业技术学院机电工程系河北石家庄050081 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

CAE技术对钢板弹簧的建模仿真在优化结构强度、整体刚度和提高设计效率方面具有重要价值。为了更精准地描述少片变截面板簧的力学特性,首先,通过Matlab计算板簧上表面的曲率,拟合下表面廓形的多项式,运用SolidWorks建立了包含完整圆角... 详细信息

CAE技术对钢板弹簧的建模仿真在优化结构强度、整体刚度和提高设计效率方面具有重要价值。为了更精准地描述少片变截面板簧的力学特性,首先,通过Matlab计算板簧上表面的曲率,拟合下表面廓形的多项式,运用SolidWorks建立了包含完整圆角和无圆角板簧三维实体模型;然后,在ANSYS中进行了板簧静力学仿真分析;最后,通过台架试验进行验证。结果表明,考虑横截面圆角的板簧模型与实际情况更为接近,最大位移和应力仿真数据与试验数据相对误差仅为1.19%和0.154%。整个过程综合了台架试验和CAE技术的优点,证明了横截面圆角在仿真建模中的重要性,为钢板弹簧的结构设计提供参考。

关键词：变截面板簧有限元分析静载试验曲线拟合

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基于多源热泵的冻土路基主动温度控制技术及应用

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铁道技术标准(中英文) 2025年第1期7卷 1-12,38页

作者：胡田飞岳祖润刘建坤崔灿增袁一飞张松介少龙孙铁成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 中山大学土木工程学院广东广州510275 河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075000 石家庄学院省会建设发展研究院河北石家庄050035

针对路基的季节冻土冻胀与多年冻土热融变形病害问题,研发基于多源热泵原理的主动温度控制技术。硬件方面,设计面向交通结构场景的异型热泵系统,构建热泵机组的热能转化、运行状态监测、过载过热保护、机电一体控制等各项功能的组件模块... 详细信息

针对路基的季节冻土冻胀与多年冻土热融变形病害问题,研发基于多源热泵原理的主动温度控制技术。硬件方面,设计面向交通结构场景的异型热泵系统,构建热泵机组的热能转化、运行状态监测、过载过热保护、机电一体控制等各项功能的组件模块,提出传热强化的换热器类型及多源驱动方案。软件方面,构建路基热负荷预测模型、多源储量评估模型、热泵系统稳态热力计算模型、离网式光储供电系统设计模型、热泵系统动态运行控制模型。该技术应用于准池铁路、沈白高速铁路、河北省秦唐高速公路、青海省道S224公路等多条铁路、公路,路基温度控制效果良好。

关键词：冻土路基主动温度控制热泵多源驱动季节冻土多年冻土

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