检索结果-内蒙古大学图书馆

湖南大学学报（自然科学版） 2020年第6期47卷 52-58页

作者：赵文杰杨绍普任学红文桂林湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 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

采用RPL100电子式蠕变疲劳试验机,对高铁齿轮钢18CrNiMo7-6开展了不同应变幅值下的对称应变循环实验,研究了齿轮钢在对称应变循环下的循环软硬化行为;对齿轮钢18CrNiMo7-6在不同应力工况下开展了非对称应力循环下单轴棘轮行为实验,研究... 详细信息

采用RPL100电子式蠕变疲劳试验机,对高铁齿轮钢18CrNiMo7-6开展了不同应变幅值下的对称应变循环实验,研究了齿轮钢在对称应变循环下的循环软硬化行为;对齿轮钢18CrNiMo7-6在不同应力工况下开展了非对称应力循环下单轴棘轮行为实验,研究了齿轮钢棘轮变形的演化规律.结果显示,在实验研究循环周次内齿轮钢18CrNiMo7-6在对称应变控制循环下表现出循环软化的特征,在非对称应力控制循环下呈现出衰减的棘轮应变率和常棘轮应变率两阶段.通过在Ohno-Abdel-Karim非线性随动硬化律中引入与累积塑性应变相关的棘轮参数的演化方程,建立了修正的循环弹塑性本构模型.模拟结果显示,该模型能够合理预测齿轮钢18CrNiMo7-6的循环软化特征和棘轮行为的演化规律.

关键词：高铁齿轮钢循环软化棘轮行为本构模型

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基于DRBF-EKF算法的车辆质心侧偏角与路面附着系数动态联合估计

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力学学报 2022年第7期54卷 1853-1865页

作者：李韶华王桂洋杨泽坤王雪玮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 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一... 详细信息

车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一种基于惯性测量单元、轮毂电机内置转速/转角传感器的车辆质心侧偏角和路面附着系数动态联合估计方法.对四轮独立驱动电动汽车进行车辆动力学分析,结合Dugoff轮胎计算模型得到车辆质心侧偏角估计器;利用机器学习中高维数据降维PCA多元分析方法,提取主元特征参数,建立路面附着系数估计器.采用可自适应调节网络结构的双径向基神经网络和扩展卡尔曼滤波DRBF-EKF方法,通过K-means算法改进RBF神经网络结构,扩展卡尔曼滤波进行噪声滤波提高估计精度,实现车辆质心侧偏角和路面附着系数的动态联合估计.通过仿真和实车实验表明,所设计的DRBF-EKF动态联合估计器实时性和估计精度均优于扩展卡尔曼滤波算法,可以适应车辆行驶过程中路面附着特性与车速的变化,表现出较强的鲁棒性;与DRBF方法相比,显著提高了估计精度;并且分析了可以同时满足估计精度和实时性要求的最佳隐含层神经元个数.

关键词：四轮独立驱动参数估计质心侧偏角路面附着系数神经网络

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基于分数阶的空气弹簧建模及电动汽车主动悬架控制研究

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汽车工程 2024年第7期46卷 1282-1293,1301页

作者：冯桂珍赵东鹏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 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

电控空气悬架系统(electrically controlled air suspension, ECAS)具有调节悬架刚度和车身高度的功能,可有效改善车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。以某乘用车ECAS为对象,利用分数阶理论描述橡胶气囊的黏弹性阻尼特性,考虑等效阻尼及滞回... 详细信息

电控空气悬架系统(electrically controlled air suspension, ECAS)具有调节悬架刚度和车身高度的功能,可有效改善车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。以某乘用车ECAS为对象,利用分数阶理论描述橡胶气囊的黏弹性阻尼特性,考虑等效阻尼及滞回特性对其热力学模型进行了优化,结果与实验数据吻合良好,验证了优化后的空气弹簧模型的精确性。在此基础上,考虑车辆纵横向动力学特性与Dugoff轮胎模型,建立14自由度整车ECAS动力学模型,提出模型预测(model predictive control, MPC)主动悬架控制方法,以可测变量为控制器输入,实现直线及转向行驶工况下的主动控制。仿真与整车台架实验研究表明,分数阶修正模型可以很好地反映ECAS变刚度特性,基于MPC的主动悬架控制策略能实时调整空气弹簧刚度,控制车身姿态,有效改善电动汽车行驶时的平顺性与稳定性。论文的研究方法为车辆悬架系统建模及主动控制提供了一种新思路。

关键词：空气悬架热力学黏弹性阻尼分数阶模型预测控制

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平面波作用下饱和土马蹄形隧道动力响应分析

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铁道工程学报 2020年第5期37卷 54-58,79页

作者：常建梅尹荣玉王新超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 石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:我国地处地震活跃带,在深埋和沿海等富水地区,马蹄形断面的隧道分布广泛,然而在理论解析研究方面,有关马蹄形隧道动力响应的研究还比较少。饱和土体介质的模拟以及非圆形隧道断面映射精度等是问题的主要难点。因此,本文基于Bio... 详细信息

研究目的:我国地处地震活跃带,在深埋和沿海等富水地区,马蹄形断面的隧道分布广泛,然而在理论解析研究方面,有关马蹄形隧道动力响应的研究还比较少。饱和土体介质的模拟以及非圆形隧道断面映射精度等是问题的主要难点。因此,本文基于Biot饱和多孔介质动力学理论,引入保角变换和波函数展开法,采用复变函数解法得出富水地区开挖马蹄形隧道在平面波作用下的应力与位移解析解,分析动应力响应影响因素。研究结论:(1)透水和不透水边界下,隧道的动力响应差别较大,透水情况下的最大动应力集中系数远大于不透水情况,隧道穿越富水地区时,开挖后需立即采取防水封闭措施;(2)动应力响应和孔压响应受入射频率影响较大,随孔隙率和渗透参数的增大,孔压响应增大,可见采用饱和土多孔介质模拟富水地区隧道围岩动力响应更接近实际情况;(3)本文为马蹄形隧道动力响应的求解提出了一种快速、准确的计算方法,可克服数值计算中网格划分造成的计算慢、精度低等问题,可为抗震设计提供一种理论依据。

关键词：马蹄形隧道动力响应饱和土平面波

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高铁路基运营期注浆线路平顺性监测技术研究

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铁道工程学报 2022年第1期39卷 13-17,32页

作者：岳祖润介少龙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 石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:我国高速铁路路基跨软弱土分布广泛,且由于施工、封闭措施、微地貌排水等原因,易造成路基软化,产生沉降病害,降低高速铁路的运营效益。因此,在对路基进行注浆加固整治中,为避免造成轨道几何尺寸超限,必须构建高精度、实时在线... 详细信息

研究目的:我国高速铁路路基跨软弱土分布广泛,且由于施工、封闭措施、微地貌排水等原因,易造成路基软化,产生沉降病害,降低高速铁路的运营效益。因此,在对路基进行注浆加固整治中,为避免造成轨道几何尺寸超限,必须构建高精度、实时在线的空间线路平顺性监测技术,为运营条件下高速铁路路基注浆加固提供技术保障。研究结论:(1)Leica TS15自动监测系统配合微型精密棱镜在对温度、湿度、气压等气象参数进行实时误差修正后,其三维精度满足全天候监测要求,可控制在±0.5 mm以内;(2)室内极限风压风洞试验和现场测试均验证了微型精密棱镜在钢轨轨腰和轨道板侧面安装的安全性与适用性,且不影响高铁列车正常运行;(3)自动监测系统能耗测试表明,结合新能源+物联网技术,可实现高铁路基注浆加固过程中自动连续监测,其精度、操作性、稳定性均能满足运营线路要求;(4)本文研究技术在运营高速铁路其他类似工况中具有参考价值。

关键词：高铁路基注浆加固线路平顺性自动监测

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不同混合比橡胶砂动力性能试验研究

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世界地震工程 2022年第3期38卷 153-161页

作者：祝梦凡罗超王昊李子泽宛俊舟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石家庄050043

橡胶材料具有廉价、阻尼大、弹性变形较好等优点,将废旧轮胎颗粒加入路基填料中可在减少环境污染的同时提高路基抗震性能。本文通过橡胶砂基本物性试验和动三轴试验研究了不同混合比橡胶砂的减震性能,分析对比了不同混合比橡胶砂和纯砂... 详细信息

橡胶材料具有廉价、阻尼大、弹性变形较好等优点,将废旧轮胎颗粒加入路基填料中可在减少环境污染的同时提高路基抗震性能。本文通过橡胶砂基本物性试验和动三轴试验研究了不同混合比橡胶砂的减震性能,分析对比了不同混合比橡胶砂和纯砂的动弹性模量、阻尼比、动强度、内摩擦角及动应力-应变滞回曲线的变化规律。得出结论:橡胶砂动弹性模量受动应变影响较大,当动应变较大时橡胶砂的弹性模量大于纯砂;掺入橡胶颗粒可提高纯砂的阻尼比和动强度;实际工程应用中需要考虑橡胶砂混合比的影响。

关键词：橡胶砂力学性能动力特性减震

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考虑渗流影响的基坑临近地基承载力FELA分析

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铁道工程学报 2021年第5期38卷 19-24页

作者：徐鹏李婷杨广庆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 石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:基坑施工将使临近地基承载力下降,进而对临近结构产生附加影响。考虑目前基坑临近地基承载力的研究中通常忽略渗流的影响,因此本文采用有限元极限分析法对渗流环境下的基坑临近地基承载力进行计算分析,研究条形荷载、锚杆、地... 详细信息

研究目的:基坑施工将使临近地基承载力下降,进而对临近结构产生附加影响。考虑目前基坑临近地基承载力的研究中通常忽略渗流的影响,因此本文采用有限元极限分析法对渗流环境下的基坑临近地基承载力进行计算分析,研究条形荷载、锚杆、地下水位与填土强度等对基坑临近地基承载力的影响。研究结论:(1)通过对比发现,有限元极限分析法计算值接近传统弹塑性有限元法以及极限平衡法计算结果,同时前者的计算速度更快;(2)与不考虑渗流工况时相比,当条形基础的宽度较大且距离基坑较近时,渗流环境将使临近地基承载力显著减小;(3)基坑临近地基承载力随着坑内外水头差的增大呈先减小后缓慢增大的趋势;(4)在基坑中上部增加锚杆支护可以有效提高基坑临近地基承载力;(5)基坑临近地基承载力随着填土强度的增大近似线性增大;(6)本研究结果将为基坑临近建筑物设计提供借鉴。

关键词：基坑锚杆承载力渗流有限元极限法条形基础

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基于MsTCN-Transformer模型的轴承剩余使用寿命预测研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 279-287页

作者：邓飞跃陈哲郝如江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

剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测是PHM的核心问题之一,复杂的运行工况往往导致设备部件经历不同的故障退化过程,给RUL准确预测带来了巨大挑战。为此,提出了一种多尺度时间卷积网络(multi-scale temporal convolutional ne... 详细信息

剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测是PHM的核心问题之一,复杂的运行工况往往导致设备部件经历不同的故障退化过程,给RUL准确预测带来了巨大挑战。为此,提出了一种多尺度时间卷积网络(multi-scale temporal convolutional network, MsTCN)与Transformer(MsTCN-Transformer)融合模型用于变工况下滚动轴承RUL预测。该方法设计了一种新的多尺度膨胀因果卷积单元(multi-scale dilated causal convolution unit, MsDCCU),能够自适应地挖掘滚动轴承全寿命信号中固有的时序特征信息;然后构建了基于自注意力机制的Transformer网络模型,在克服预测序列记忆力退化的基础上,准确学习时序特征与轴承RUL之间的映射关系。此外,通过对轴承不同故障退化阶段所提取的时序特征可视化分析,验证了所提方法在变工况下所提取的时序特征泛化性较好。多种工况条件下滚动轴承RUL预测试验表明,所提方法能够较为准确地实现变工况下轴承的RUL预测,相比当前多种方法RUL预测结果准确性更高。

关键词：剩余使用寿命时序特征时间卷积网络 Transformer网络滚动轴承

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基于GA-LSTM自适应卡尔曼滤波的路面不平度识别

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振动与冲击 2024年第9期43卷 121-130页

作者：李韶华李健玮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

准确、快速地识别出车辆当前行驶的路面激励信息,是实现智能底盘控制进而保证车辆平顺性的关键。针对传统路面不平度识别算法准确率低、自适应性差等问题,提出了基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化长短期记忆神经网络(long short-t... 详细信息

准确、快速地识别出车辆当前行驶的路面激励信息,是实现智能底盘控制进而保证车辆平顺性的关键。针对传统路面不平度识别算法准确率低、自适应性差等问题,提出了基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化长短期记忆神经网络(long short-term memory networks,LSTM)自适应卡尔曼滤波的路面不平度识别算法。基于2自由度车辆悬架模型,通过灰色关联法选择LSTM神经网络的特征输入变量,并采用GA优化LSTM神经网络的模型参数以准确识别路面等级,并据此实时更新卡尔曼滤波器算法中的噪声矩阵,实现了在复杂路况下对路面不平度的自适应识别。仿真和试验研究表明,所提出的基于GA-LSTM自适应卡尔曼滤波算法能够快速准确的识别路面不平度与路面等级,与传统卡尔曼滤波算法相比,相关系数、均方根误差和最大绝对误差分别提高3.11%、37.5%和51.2%,表明所提算法对复杂工况具有很好的自适应能力。

关键词：路面不平度识别自适应卡尔曼滤波器 GA-LSTM 灰色关联法

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高速铁路路基粗粒土填料动静力力学特性试验研究

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铁道学报 2022年第4期44卷 127-135页

作者：王天亮张飞宋宏芳卜建清尹赵爱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

考虑细粒含量和含水率的影响,开展高速铁路路基粗粒土的动静力力学特性试验,分析不同静荷载和围压作用下粗粒土填料的变形和强度演化特征,研究循环动荷载作用下粗粒土的动应力-动应变特性及累积塑性变形特征。研究结果表明,含水率较高时... 详细信息

考虑细粒含量和含水率的影响,开展高速铁路路基粗粒土的动静力力学特性试验,分析不同静荷载和围压作用下粗粒土填料的变形和强度演化特征,研究循环动荷载作用下粗粒土的动应力-动应变特性及累积塑性变形特征。研究结果表明,含水率较高时,细粒含量、围压等因素对粗粒土强度影响不明显,含水率较低时,细粒含量10%的粗粒土配比效果最优;动荷载作用下,含水率是致使粗粒土出现较大累积塑性变形的主要原因;细粒含量为5%的粗粒土抵抗累积塑性变形的能力最强。研究成果对高速铁路路基填料设计和高速列车安全运营具有重要的参考价值。

关键词：高速铁路粗粒土填料动静三轴试验动应力累积塑性应变

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