检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2025年第5期 941-949页

作者：马文勇康霄汉胡磊崔阳阳贾娅娅张振凯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省风工程与风能利用工程技术创新中心石家庄铁道大学土木工程学院上海电气电站设备有限公司发电机厂

本研究以提高结构气动稳定性为目的，通过节段模型测振风洞试验，研究了湍流度、自振频率、阻尼比等参数对平单轴光伏支架气动稳定性的影响，并对其参数敏感性进行了分析。研究表明平单轴光伏支架在较大的倾角范围内会出现大幅气动失稳... 详细信息

本研究以提高结构气动稳定性为目的，通过节段模型测振风洞试验，研究了湍流度、自振频率、阻尼比等参数对平单轴光伏支架气动稳定性的影响，并对其参数敏感性进行了分析。研究表明平单轴光伏支架在较大的倾角范围内会出现大幅气动失稳扭转振动，振动带有强烈的气动耦合和自激特征，临界风速低。在发生大幅扭转振动的倾角范围内，0°倾角（组件水平放置时）临界风速较高。湍流度的增大导致结构发生振动的倾角范围增加。小倾角（0°、5°）下增加阻尼比对支架气动失稳的控制效果较差，较大倾角（15°以上）下阻尼比的增大对结构气动失稳的控制效果十分明显。扭转频率的提高，对各个倾角下的临界风速均有较大的提升。

关键词：平单轴光伏支架扭转气动失稳风洞试验临界风速大风保护

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高速列车轴箱轴承健康监测与故障诊断研究综述

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力学学报 2022年第7期54卷 1780-1796页

作者：顾晓辉杨绍普刘文朋刘泽潮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

随着我国高速列车的发展,针对其运营维护中的故障预测与健康管理问题日益受到关注.轴箱轴承是高速列车走行部中的关键旋转部件,在复杂的轮轨相互作用下极易出现由疲劳、过载等原因导致的失效,影响列车的行车效率和运行安全.而现有诊断... 详细信息

随着我国高速列车的发展,针对其运营维护中的故障预测与健康管理问题日益受到关注.轴箱轴承是高速列车走行部中的关键旋转部件,在复杂的轮轨相互作用下极易出现由疲劳、过载等原因导致的失效,影响列车的行车效率和运行安全.而现有诊断方法和技术难以满足高速列车动态化、系统化的安全保障需求,亟待进一步发展轴箱轴承健康监测和诊断技术.首先,介绍了工程中维修检测、轨边监测和车载监测系统的主要内容和发展现状.然后,从动力学正、反问题两个方面,分析和总结了在轴箱轴承的理论建模方法和轴箱轴承与列车耦合系统的动态特性分析、基于先进信号处理技术和机器学习技术的诊断方法等方面的研究思路和研究进展.最后,对轴箱轴承健康监测与故障诊断技术的发展趋势进行了展望,评述了在指导列车故障预测与健康管理方面的不足.

关键词：轴箱轴承状态监测故障诊断故障预测与健康管理

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Duffing系统的主-超谐联合共振

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物理学报 2021年第4期70卷 113-122页

作者：李航申永军杨绍普彭孟菲韩彦军石家庄铁道大学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

非线性动力系统极易发生共振,在多频激励下可能发生联合共振或组合共振,目前关于非线性系统的主-超谐联合共振的研究少见报道.本文以Duffing系统为对象,研究系统在主-超谐联合共振时的周期运动和通往混沌的道路.应用多尺度法得到系统的... 详细信息

非线性动力系统极易发生共振,在多频激励下可能发生联合共振或组合共振,目前关于非线性系统的主-超谐联合共振的研究少见报道.本文以Duffing系统为对象,研究系统在主-超谐联合共振时的周期运动和通往混沌的道路.应用多尺度法得到系统的近似解析解,并利用数值方法对解析解进行验证,结果吻合良好.基于Lyapunov第一方法得到稳态周期解的稳定性条件,并分析了非线性刚度对稳态周期解的幅值和稳定性的影响.此外,由于近似解只能描述周期运动,不足以描述系统的全局特性,因而应用Melnikov方法对系统进行全局分析,得到系统进入Smale马蹄意义下混沌的条件,依据该条件以及主-超谐联合共振的条件选取一组参数进行数值仿真.分岔图和最大Lyapunov指数显示出两个临界值:当激励幅值通过第一个临界值时,异宿轨道破裂,混沌吸引子突然出现,系统以激变方式进入混沌;激励幅值通过第二个临界值时,系统在混沌态下再次发生激变,进入另一种混沌态.利用Melnikov方法考察了第一个临界值在多种频率组合下的变化趋势,并用数值仿真验证了解析结果的正确性.

关键词： Duffing系统联合共振非线性动力系统混沌

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多车载荷作用下沥青桥面铺装动力学响应

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振动与冲击 2021年第11期40卷 109-115,133页

作者：张霞陈恩利李凌云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

为更准确地分析沥青桥面铺装的动力学响应特性,提出基于实际车辆建模的车-路-桥动力学分析方法,研究多车载荷作用下沥青桥面铺装动力学行为。以一座钢-混凝土工字组合梁桥为例,考虑桥梁振动对桥面铺装的影响,通过数值模拟建立单车-桥面... 详细信息

为更准确地分析沥青桥面铺装的动力学响应特性,提出基于实际车辆建模的车-路-桥动力学分析方法,研究多车载荷作用下沥青桥面铺装动力学行为。以一座钢-混凝土工字组合梁桥为例,考虑桥梁振动对桥面铺装的影响,通过数值模拟建立单车-桥面铺装动力学耦合模型,并与不考虑耦合、移动荷载作用下的传统模型进行比较,验证了耦合模型的正确性及考虑耦合的必要性;基于单车-桥面铺装耦合模型,研究多车荷载作用下沥青桥面铺装层的响应行为;分析了双车并行和双车偏载工况下,桥面铺装各层的应力和挠度响应,并与单车工况进行比较,可见多车对桥面铺装的动力学响应的影响不容忽视。研究结果表明:偏载改变了桥面铺装层横向应力的方向,在沥青层顶面和沥青-混凝土接触面,出现拉应力,故沥青铺装顶面容易出现纵向裂缝,横向最大拉应力发生在沥青层和混凝土层接触面;桥面铺装层最大纵向应力发生在沥青层和混凝土层接触面上,双车并行时,沥青层与混凝土层间所产生的纵向应力较单车行驶时增加了52.7%;偏载时剪应力最大,且最大剪应力发生在混凝土层和钢梁的接触面上,该接触面容易脱离,应采取抗剪措施;不同桥面铺装层最大挠度均发生在双车并行工况下,相比单车工况,挠度值可增大约64%。与单车作用相比,考虑多车-桥面铺装耦合对桥面铺装层设计及损伤控制提出更高要求。

关键词：桥梁工程桥面铺装数值模拟多车耦合偏载

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振动轮两侧加速度差异及连续压实指标优化研究

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铁道学报 2024年第3期46卷 120-128页

作者：赵辉刘泽潮冯怀平常建梅马德良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

连续压实控制技术主要通过振动轮单侧振动响应描述土体压实状态,已在工程中得到广泛应用。然而,研究发现压实过程中存在振动轮两侧加速度响应不一致的现象,这可能导致现有测试方法在相同位置出现不同的刚度测试结果,因此研究振动轮两侧... 详细信息

连续压实控制技术主要通过振动轮单侧振动响应描述土体压实状态,已在工程中得到广泛应用。然而,研究发现压实过程中存在振动轮两侧加速度响应不一致的现象,这可能导致现有测试方法在相同位置出现不同的刚度测试结果,因此研究振动轮两侧振动差异性对提高连续压实测试精度具有重要意义。结合现场试验,采集压路机振动轮两侧的加速度信号,重点分析了不同压实遍数、振动频率下两侧加速度峰值、倍频幅值的变化与分布规律;以双侧响应为基础提出平均指标,通过相关性分析对指标适用性进行验证。研究结果表明:随着压实遍数的增加,两侧加速度峰值差异逐渐减小,经4遍压实后差异由24.4%降至13.3%;振动轮结构偏心会造成振动轮两侧加速度频谱中基频幅值差异的产生,被压土体两侧刚度不均会造成2倍频、3倍频幅值差异的产生;双侧平均指标μAICV与动态变形模量的相关性为0.75,表明双侧平均指标μAICV可用于路基压实质量控制,相比单侧连续压实控制指标,可有效提高现场质量控制精度。

关键词：连续压实控制响应差异振动轮结构动态变形模量控制精度双侧平均指标

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排水过程三轴试样含水率分布演化规律研究

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岩土工程学报 2022年第8期44卷 1425-1433页

作者：马德良谢一飞冯怀平李腾常建梅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 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室河北石家庄050043

三轴试验过程中试样含水率分布实时测试对吸力平衡判断、剪切速率确定和湿化变形等研究具有重要意义。通过扩展范德堡电阻率测试理论(vdP),提出了柱状土体含水率测试理论;在此基础上,研发一种厚度仅为0.1mm的柔性印刷电极及配套的范德... 详细信息

三轴试验过程中试样含水率分布实时测试对吸力平衡判断、剪切速率确定和湿化变形等研究具有重要意义。通过扩展范德堡电阻率测试理论(vdP),提出了柱状土体含水率测试理论;在此基础上,研发一种厚度仅为0.1mm的柔性印刷电极及配套的范德堡法集成测试装置。通过设计围压与温度敏感性因素试验,验证装置兼容性和可靠性。最后开展了恒压状态下的三轴干湿循环试验,并对试验过程中试样分层电阻率进行监测。试验结果表明,本套试验装置需要至少120k Pa静围压预压,以保证电极与试样完全贴合;同时试验全程静围压不低于20k Pa以保持电极紧密贴合。温度对电阻率测试精度具有一定的影响,Campbell模型可以有效修正温度带来的测试误差。浸水过程中,试样电阻率从下至上依次降低;排水过程中,试样电阻率由顶到底逐渐降低;最后提出了脱湿过程的试样分层含水率计算方法并且分析了含水率分布演化规律。

关键词：非饱和土含水率分布范德堡法三轴试样

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不排水循环荷载条件下胶结砂土宏微观力学性质离散元模拟研究

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岩土工程学报 2021年第3期43卷 456-464页

作者：张伏光聂卓琛陈孟飞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

天然或人工胶结的存在能够提高砂土的抗液化能力,从宏微观尺度对其动力学性质进行研究具有重大意义。将已有的三维完整胶结接触模型引入到三维离散元程序中,对胶结砂土不排水循环三轴剪切试验进行三维离散元模拟,研究颗粒间胶结、循环... 详细信息

天然或人工胶结的存在能够提高砂土的抗液化能力,从宏微观尺度对其动力学性质进行研究具有重大意义。将已有的三维完整胶结接触模型引入到三维离散元程序中,对胶结砂土不排水循环三轴剪切试验进行三维离散元模拟,研究颗粒间胶结、循环应力比对离散元试样宏微观力学性质的影响。研究结果表明,胶结的存在能够抑制轴应变和孔压的发展,提高砂土的抗液化强度,循环应力比与液化振次之间具有指数函数关系,证实了本文离散元模拟能够反映胶结砂土的宏观动力学性质。在微观尺度上,当循环应力比较小时,胶结试样内部仅有极少量胶结发生破坏,力学配位数基本不变,外界输入功主要用于增加颗粒和胶结弹性能。对于特定胶结程度的试样,在初始液化发生之前,随循环应力比增加,试样内部胶结破坏更为剧烈,力学配位数下降速率更快,颗粒和胶结弹性能更快地趋向于0,颗粒摩擦耗能、弯转耗能、扭转耗能更快地达到最大值,而破坏胶结接触点、胶结接触点和无胶结接触点法方向的空间分布更快地趋向于各向同性性质。

关键词：胶结砂土不排水循环三轴试验液化宏微观性质离散元模拟

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基于三轴试验的泥岩力学特性及强度准则研究

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铁道工程学报 2023年第5期40卷 8-15页

作者：运凯朱永全郭小龙方智淳石家庄铁道大学石家庄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

研究目的:泥岩在我国有着广泛的分布,其力学性质与其自身含水率有着重要的关系,在各类工程施工中,经常会遇到因泥岩遇水后强度显著降低而引发结构失稳等工程现象。为明确泥岩遇水后强度折减与含水率关系,本文开展不同含水率(0、10.1%、1... 详细信息

研究目的:泥岩在我国有着广泛的分布,其力学性质与其自身含水率有着重要的关系,在各类工程施工中,经常会遇到因泥岩遇水后强度显著降低而引发结构失稳等工程现象。为明确泥岩遇水后强度折减与含水率关系,本文开展不同含水率(0、10.1%、12.5%和14.1%)和不同围压(0 MPa、2 MPa、5 MPa和10 MPa)条件下泥岩三轴压缩试验和间接拉伸试验,以探究适用于软化泥岩的强度准则。研究结论:(1)围压及含水率增大,该泥岩由脆性破坏过渡为延性破坏,其力学性质逐渐接近于正常固结黏土或松砂的特点;围压越高,其强度和弹性模量越大,含水率增高,其强度和弹性模量显著减小,应变增大;(2)泥岩含水率越高,围压对强度的影响作用就越大;低围压环境下(0~2 MPa),泥岩强度随含水率升高而降低的特征较为明显;(3)随着含水率的升高,泥岩抗拉强度和抗剪强度均显著降低,其中抗剪强度中内摩擦角比黏聚力对含水率的变化更为敏感;(4)Rocker强度准则在6种常用强度准则中可更准确地预测不同含水率下泥岩强度,依照该强度准则,提出了考虑含水率效应的软化泥岩非线性强度准则并验证其具有良好的适用性;(5)本研究成果可为各类涉及泥岩的工程提供强度理论依据和工程参考。

关键词：泥岩三轴压缩试验力学特征软化特性强度准则

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热能转化式路基冻胀控制效果现场试验研究

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铁道工程学报 2024年第3期41卷 17-22页

作者：胡田飞张宗凯岳祖润袁一飞赵李旗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:为解决季节冻性土区铁路路基冻胀问题,提出一种新型热能转化式路基。通过专用地源热泵系统,收集路基附近地基稳定层的低位地温能,并转化为高位热能,然后传递至路基冻胀层,以实现对路基的主动供热和温度控制,根除冻胀。在准池... 详细信息

研究目的:为解决季节冻性土区铁路路基冻胀问题,提出一种新型热能转化式路基。通过专用地源热泵系统,收集路基附近地基稳定层的低位地温能,并转化为高位热能,然后传递至路基冻胀层,以实现对路基的主动供热和温度控制,根除冻胀。在准池铁路某冻胀区段,建设1段20 m长的热能转化式路基试验段,在2021—2022年冬季测试热泵供热温度、试验段路基和天然路基的温度场、冻结深度、轨道冻胀量等指标的变化情况。研究结论:(1)热泵供热温度峰值可达59.4℃,间歇运行时的日均供热温度达25.2℃以上,热源品位高,起到有利的热源作用;(2)天然路基冻结期持续141 d,试验段路基相比减小了20 d;试验段轨道中心、路肩及坡脚位置的最大冻结深度分别为88 cm、75 cm、58 cm,相比天然路基分别减少了60 cm、122 cm、78 cm,将冻结深度控制在有害临界值以内;(3)天然条件下轨道冻胀量峰值为9.4 mm,形成有害冻胀;而试验段轨道变形量小于±3 mm,未超出经常保养管理值;(4)热能转化式路基对于低路堤、路堑基床、岔区、涵顶等重要部位的顽固性冻胀病害是一种有效的防控手段。

关键词：路基冻胀地温能热泵供热温度温度场冻结深度冻胀量

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分数阶拟周期Mathieu方程的动力学分析

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力学学报 2021年第12期53卷 3366-3375页

作者：郭建斌申永军李航石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学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

分数阶微积分有着诸多优异的特点,目前在动力学领域主要用来提高非线性系统振动特性研究的准确性.本文在拟周期Mathieu方程的基础上,引入分数阶微积分理论,研究了分数阶微分项参数对方程稳定性的影响.首先,采用摄动法得到方程稳定区和... 详细信息

分数阶微积分有着诸多优异的特点,目前在动力学领域主要用来提高非线性系统振动特性研究的准确性.本文在拟周期Mathieu方程的基础上,引入分数阶微积分理论,研究了分数阶微分项参数对方程稳定性的影响.首先,采用摄动法得到方程稳定区和非稳定区分界线(即过渡曲线)近似表达式,利用数值方法验证了解析结果的准确性,图像显示两者吻合较好.随后,通过归纳总结不同情况下的过渡曲线近似表达式,发现在系统中分数阶微分项以等效线性刚度和等效线性阻尼的方式存在.根据这一特点,得到了系统等效线性阻尼和等效线性刚度的一般形式,并且定义了非稳定区域厚度.最后,通过数值仿真直观地分析了分数阶微分项参数对方程稳定区域大小和过渡曲线位置的影响.结果发现,分数阶微分项不仅具有阻尼特性还具有刚度特性,并且以等效线性刚度和等效线性阻尼的方式影响着方程稳定区域大小和过渡曲线位置.合理选择分数阶微分项参数可以使其呈现不同程度的刚度特性或阻尼特性,方程稳定区域的大小和过渡曲线的位置也因此产生了不同程度的变化.

关键词：分数阶微分 Mathieu方程拟周期稳定性

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