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基于三维重构的钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展预测

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机械工程学报 2018年第4期54卷 158-166页

作者：周宇邝迪峰郑晓峰韩延彬木东升同济大学道路与交通工程教育部重点实验室

采用X射线断层扫描技术测量钢轨轨距角–轨肩的滚动接触疲劳裂纹,通过裂纹平面化、尖端拟合和空间定位,重构真实裂纹的三维形态和空间位置;考虑裂纹尖端塑性区和磨耗的影响,提出基于三维重构的裂纹扩展预测方法。预测结果表明,X射线断... 详细信息

采用X射线断层扫描技术测量钢轨轨距角–轨肩的滚动接触疲劳裂纹,通过裂纹平面化、尖端拟合和空间定位,重构真实裂纹的三维形态和空间位置;考虑裂纹尖端塑性区和磨耗的影响,提出基于三维重构的裂纹扩展预测方法。预测结果表明,X射线断层扫描技术可以得到真实裂纹的高精度形状和特征,实现钢轨轨距角–轨肩处近似平面状裂纹的三维建模。根据重载铁路典型的车辆和曲线轨道条件,预测裂纹在一定通过总重累积下的扩展情况,接触斑作用在裂纹上时引起的应力最大值集中在轨面及轨面以下垂直深度2~4 mm处,裂纹尖端及裂纹开口附近未出现应力集中;一、三位外轮和二、四位外轮引起的裂纹尖端节点的Von-Mises应力分别相近;当前轮与外轨发生两点接触时,前轮接触斑下方的裂纹尖端节点应力小于后轮引起的应力;预测的裂纹长度、深度与显微观测的实际裂纹接近,预测的裂纹沿钢轨纵向扩展的角度范围包含了显微观测的实际扩展角度。

关键词：钢轨滚动接触疲劳裂纹裂纹扩展 X射线断层扫描重构

城市轨道交通钢轨磨耗和裂纹萌生分析与选型建议

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交通运输工程学报 2018年第4期18卷 82-89页

作者：周宇木东升邝迪峰郑晓峰韩延彬同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

分析了基于能量密度法和临界平面法的滚动接触疲劳裂纹萌生预测理论与Archard法的磨耗预测理论,提出了城市轨道交通钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗共存发展预测模型;针对城市轨道交通常用的U71Mn热轧、U75V热轧和U75V热处理等3种不同... 详细信息

分析了基于能量密度法和临界平面法的滚动接触疲劳裂纹萌生预测理论与Archard法的磨耗预测理论,提出了城市轨道交通钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗共存发展预测模型;针对城市轨道交通常用的U71Mn热轧、U75V热轧和U75V热处理等3种不同硬度的钢轨,预测其表面滚动接触疲劳裂纹的萌生寿命、相应的钢轨型面变化和磨耗发展率;分析了3种硬度钢轨的疲劳裂纹萌生和磨耗发展特征;基于安定极限理论,结合城市轨道交通常见坡度和常用ER9型车轮,从轮轨硬度匹配的角度提出了城市轨道交通的钢轨选型建议。研究结果表明:随着硬度的增大,钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命延长,磨耗发展率降低,U75V热轧和U75V热处理钢轨的磨耗发展率分别比U71Mn热轧钢轨低3.2%和12.1%,裂纹萌生寿命分别比U71Mn延长14.8%和31.1%;在城市轨道交通常用坡度情况下,3种不同硬度的钢轨材料都处于弹性安定极限范围,但随着坡度增大,钢轨材料趋向于塑性安定极限;考虑与ER9车轮的硬度匹配情况,建议钢轨踏面较车轮踏面的硬度高些,ER9车轮与U75V热轧钢轨和U75V热处理钢轨的轮轨硬度比分别为0.87~1.04和0.71~0.84,这2种钢轨均适合于中国的城市轨道交通系统。

关键词：城市轨道交通钢轨滚动接触疲劳磨耗轮轨硬度匹配

轨道综合作业对高速铁路有砟轨道几何不平顺改善效果

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交通运输工程学报 2018年第5期18卷 90-99页

作者：木东升周宇韩延彬郑晓峰邝迪峰同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

根据高速铁路有砟轨道综合作业前后的轨道几何状态检测数据,分析了以大机作业、人工精调和钢轨打磨为主的综合作业对高速铁路有砟轨道几何不平顺的改善情况。分析结果表明:大机作业、人工精调和钢轨打磨的综合作业可联合改善轨道几何不... 详细信息

根据高速铁路有砟轨道综合作业前后的轨道几何状态检测数据,分析了以大机作业、人工精调和钢轨打磨为主的综合作业对高速铁路有砟轨道几何不平顺的改善情况。分析结果表明:大机作业、人工精调和钢轨打磨的综合作业可联合改善轨道几何不平顺,其中,大机作业对高低、水平、三角坑不平顺的改善率分别为20.95%、12.90%和13.16%,人工精调对高低、水平、三角坑和轨距不平顺的改善率分别为11.97%、5.56%、7.43%和6.12%,钢轨打磨对高低和轨向不平顺的改善率分别为4.85%和3.88%,轨道质量指数在大机作业、人工精调、钢轨打磨后的改善率分别为11.54%、6.91%和1.10%,因此,大机作业和人工精调对各个单项不平顺改善效果明显,大机作业的贡献最大,而人工精调可在一定程度上改善轨距不平顺,钢轨打磨对高低不平顺和轨向不平顺进一步改善,但对水平不平顺、轨距不平顺和三角坑不平顺等改善效果不明显;经过综合作业,单项不平顺与轨道质量指数均呈下降趋势,其中轨道质量指数、高低不平顺、水平不平顺、右轨向不平顺近似呈幂函数趋势降低,左轨向不平顺近似呈线性函数趋势降低,三角坑不平顺近似呈对数函数趋势降低,反映了大机作业对轨道几何状态改善程度高,人工精调、钢轨打磨进一步改善部分单项不平顺的情况。

关键词：轨道工程高速铁路轨道综合作业有砟轨道几何不平顺大机作业轨道质量指数

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60N钢轨在地铁中推广应用分析

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第6期 109-109,111页

作者：木东升广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510030

中国铁道科学研究院于2011年设计出60N廓形钢轨(以下简称60N钢轨)后,在经过全面、系统的理论分析和大量的线路试铺使用后,在攀钢、鞍钢、包钢、武钢、邯钢等厂家全面推广。2017年以修改单形式将60N钢轨正式纳入中国铁道行业标准《高速... 详细信息

中国铁道科学研究院于2011年设计出60N廓形钢轨(以下简称60N钢轨)后,在经过全面、系统的理论分析和大量的线路试铺使用后,在攀钢、鞍钢、包钢、武钢、邯钢等厂家全面推广。2017年以修改单形式将60N钢轨正式纳入中国铁道行业标准《高速铁路用钢轨》(TB/T3276-2011)和《43kg/m~75kg/m钢轨订货技术条件》(TB/T2344-2012)。本文从60N钢轨与60钢轨的廓形差异、60N钢轨在国内铁路和地铁的应用情况、相关规范要求、60N钢轨与60kg/m道岔钢轨连接方案、地铁使用60N钢轨的优势等方面,分析了地铁线路使用60N钢轨的可行性。

关键词： 60N钢轨轨头几何尺寸轮轨匹配

GEO公共数据库中4例多指畸形患者细胞间质和上皮细胞的单细胞转录组分析

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中国组织工程研究 2025年第20期29卷 4379-4388页

作者：傅东升艾克热木江•木合热木新疆医科大学第六附属医院骨科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830001 新疆医科大学骨科再生医学重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830001

背景:多指畸形患者中参与Heghog信号通路的一些转录因子发生异常表达,这些转录因子调控大量靶基因的表达,从而影响细胞的功能。目的:通过单细胞转录组分析多指畸形患者的转录组特征。方法:从GEO公共数据库中下载4例多指畸形患者细胞间... 详细信息

背景:多指畸形患者中参与Heghog信号通路的一些转录因子发生异常表达,这些转录因子调控大量靶基因的表达,从而影响细胞的功能。目的:通过单细胞转录组分析多指畸形患者的转录组特征。方法:从GEO公共数据库中下载4例多指畸形患者细胞间质和上皮细胞的单细胞转录组数据,将成纤维细胞和角质细胞划分为细胞亚群,并分析不同亚群的转录因子,构建转录因子及其靶基因的调控网络,分析调控因子的功能。结果与结论:对单细胞的转录谱数据进行分析发现,与多指畸形中细胞功能高度相关的调控因子有HOXD13、MSX2、LHX2、EMX2、LEF1、CREB3L2以及LHX2等HOX家族成员和GLI2转录因子。成纤维细胞中的HOXD13、MSX2和LHX2在多指畸形过程中发挥作用,而HES2和GLIS1在角质细胞的形成和发育过程中起重要作用。结果表明:HOXD13、MSX2和LHX2等转录因子的高表达可能与多指畸形的发育密切相关。通过靶向特定的转录因子或调节其活性,可能为纠正或预防多指畸形提供潜在的治疗策略。

关键词：多指畸形转录因子生物信息学单细胞转录组分析微环境 Heghog信号通路大数据分析

同方期刊数据库

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城市轨道交通车站轨行区降噪措施仿真分析

城市轨道交通研究 2019年第7期22卷 145-150页

作者：黄旭炜周宇韩延彬木东升张聪聪同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

根据城市轨道交通的车站条件和轨道条件,建立某曲线站台有限元模型并进行站台区声学仿真,通过与既有轨道交通车站现场测试的结果对比,验证模型的可行性。对全铺道床吸音板和屏蔽门玻璃贴覆吸音膜两种降噪措施在单独和综合使用时的降噪... 详细信息

根据城市轨道交通的车站条件和轨道条件,建立某曲线站台有限元模型并进行站台区声学仿真,通过与既有轨道交通车站现场测试的结果对比,验证模型的可行性。对全铺道床吸音板和屏蔽门玻璃贴覆吸音膜两种降噪措施在单独和综合使用时的降噪效果进行了预测。结果表明:全铺道床吸音板可以降低站台50~4000Hz全频段内的噪声约1.5~5.2dB;屏蔽门玻璃贴覆吸音膜降噪主要针对1000Hz以下的低频噪声,可降低站台250~1000Hz频段内的噪声1.8~2.4dB;综合采用两种降噪措施可以使站台区50~4000Hz频段内的噪声降低2.0~7.0dB,其中道床吸音板的降噪贡献量为73%~84%,吸音膜的贡献量为16%~27%。

关键词：城市轨道交通车站轨行区降噪措施道床吸音板玻璃吸音膜

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市域快线停车场轨道减振降噪方案设计

铁道勘察 2022年第2期48卷 82-86页

作者：木东升尹华拓黄国庆广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 广州地铁建设管理有限公司广州510010

广州市轨道交通22号线是广州首批市域快线,设计最高运行速度160 km/h,设陈头岗停车场一处,需进行上盖开发。通过梳理现行停车场及车辆段敏感区域振动标准,考虑不同减振降噪措施的减振效果、施工工艺及经济指标等因素,对比分析国内外轨... 详细信息

广州市轨道交通22号线是广州首批市域快线,设计最高运行速度160 km/h,设陈头岗停车场一处,需进行上盖开发。通过梳理现行停车场及车辆段敏感区域振动标准,考虑不同减振降噪措施的减振效果、施工工艺及经济指标等因素,对比分析国内外轨道交通停车场及车辆段减振降噪措施,并结合广州市城市轨道交通既有的减振降噪设计经验,最终确定陈头岗停车场轨道减振降噪的设计方案。研究表明,陈头岗停车场库外道岔区采用减振道砟垫,具有减振效果好、施工方便、快速,不影响过轨管线布置等特点;试车线车速较快,考虑到广州地铁多个停车场及车辆段试车线上铺设了梯形轨枕,运营多年效果良好,陈头岗停车场试车线采用梯形轨枕;为降低钢轨接头振动,库内线铺设无缝线路,扣件采用热塑性聚酯高弹性垫板;库外小半径曲线地段采用阻尼钢轨,降噪效果可达4 dB;嵌入式轨道系统具有整体性好、减振降噪性能优、日常养护维修工作少,外观整洁、美观、易于清洁等优点;库外道口采用嵌入式轨道系统。

关键词：轨道交通市域快线陈头岗停车场减振降噪轨道设计

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高速铁路钢轨预打磨策略及伤损发展特征

华东交通大学学报 2019年第2期36卷 33-40页

作者：张聪聪周宇黄旭炜木东升韩延彬同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

针对高速铁路预打磨钢轨进行磨耗和疲劳裂纹萌生仿真预测和现场跟踪试验,对预打磨钢轨的实施效果、伤损类型和发展特征进行了分析。分析结果表明,实施特殊型面的新轨预打磨能有效地控制轮轨接触点的位置和接触宽度,获得较好的轮轨关系... 详细信息

针对高速铁路预打磨钢轨进行磨耗和疲劳裂纹萌生仿真预测和现场跟踪试验,对预打磨钢轨的实施效果、伤损类型和发展特征进行了分析。分析结果表明,实施特殊型面的新轨预打磨能有效地控制轮轨接触点的位置和接触宽度,获得较好的轮轨关系。预打磨后的钢轨在运营中主要受磨耗影响,磨耗呈线性增加的趋势,外轨磨耗分布在轨头-10°～60°范围,内轨磨耗分布在轨头中心±10°范围。运营大约1年,部分地段的外轨预打磨型面被磨耗所改变,轮轨接触状态恶化,高速铁路预防性打磨周期可以在1～1.5年内实施。

关键词：钢轨磨耗滚动接触疲劳裂纹预打磨预防性打磨

基于X射线断层扫描的钢轨滚动接触疲劳裂纹形状建模方法

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华东交通大学学报 2019年第1期36卷 41-48页

作者：周宇木东升韩延彬黄旭炜张聪聪同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

为建立钢轨滚动接触疲劳裂纹真实形状数学模型,采用X射线断层扫描技术,获得了钢轨轨距角-轨肩处的滚动接触疲劳裂纹的真实形态点云数据,提出栅格算法确定裂纹尖端和开口的边界点、三次B样条曲线拟合裂纹尖端、裂纹面与钢轨轨面相交确定... 详细信息

为建立钢轨滚动接触疲劳裂纹真实形状数学模型,采用X射线断层扫描技术,获得了钢轨轨距角-轨肩处的滚动接触疲劳裂纹的真实形态点云数据,提出栅格算法确定裂纹尖端和开口的边界点、三次B样条曲线拟合裂纹尖端、裂纹面与钢轨轨面相交确定裂纹开口的钢轨滚动接触疲劳裂纹形状建模方法。研究发现:栅格算法提取的裂纹边界特征点比凸包算法提取的裂纹边界特征点多,代表裂纹边界特征的凸点和凹点都识别,使得裂纹边界失真度更小;随着栅格边长减小,栅格算法提取出的裂纹边界点数量增加,减少了凸包算法的漏点问题。将提取好的裂纹尖端边界点分别用最小二乘法、Bezier曲线、三次B样条曲线等方法进行曲线拟合,发现三次B样条曲线拟合得到的裂纹尖端与真实裂纹最为接近,其数据拟合的偏差最大值和标准差均最小,由此获取了真实裂纹的尖端形状数学模型。

关键词：钢轨滚动接触疲劳裂纹 X射线断层扫描栅格算法三次B样条曲线