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考虑加载历史的小半径曲线桥梁梁轨相互作用分析

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1079-1089页

作者：于向东宋浩敬海泉中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075

目前,大部分考虑加载历史的梁轨相互作用研究都集中在直线桥梁上,针对曲线桥梁,尤其是小半径曲线桥梁,梁轨相互作用的研究相对较少。采用理想弹塑性滞回阻力模型模拟扣件纵向阻力,运用有限元软件,建立以城东特大桥为研究对象的钢轨-桥梁... 详细信息

目前,大部分考虑加载历史的梁轨相互作用研究都集中在直线桥梁上,针对曲线桥梁,尤其是小半径曲线桥梁,梁轨相互作用的研究相对较少。采用理想弹塑性滞回阻力模型模拟扣件纵向阻力,运用有限元软件,建立以城东特大桥为研究对象的钢轨-桥梁-墩台三维有限元空间力学计算模型,研究曲线半径对于梁轨相互作用的影响,探究了多荷载耦合作用、往复荷载作用以及循环荷载作用下考虑加载历史效应的曲线桥梁梁轨相互作用情况,并提出“拉力百分比”以及“压力百分比”的概念以便分析曲线半径对传统线性叠加法误差的影响。结果表明,曲线桥梁中梁轨纵、横向相互作用分别与曲线半径成正、反比,相关数据改变幅度与曲线半径成反比且当曲线半径超过800 m时基本收敛,此时可采用“以直代曲”的简化算法;曲线半径对于横向梁轨相互作用影响程度大于纵向,相较于挠曲、制动工况,伸缩工况受曲线半径影响更加显著;多荷载耦合作用下,采用传统线性叠加法相较于考虑加载历史更为保守且温度荷载起主要贡献;考虑加载历史时钢轨在往复荷载作用下会产生不可忽视的残余内力,且在循环荷载作用下将会产生收敛于第1次往复荷载下的残余内力,这是扣件纵向阻力的弹塑性滞回特性决定的;线性叠加法误差与曲线半径具有相关性,相较于挠曲、制动工况,伸缩工况下对其更为敏感。研究结果可为考虑加载历史下曲线桥梁结构设计提供参考。

关键词：加载历史曲线半径无缝线路梁轨相互作用多荷载耦合线性叠加法误差

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银西高铁黄土含水层隧道群井降水模拟研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 24-29,34页

作者：张晓宇赵晓彦宋浩西南交通大学成都611756 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:银西高铁上阁村隧道穿越董志塬黄土含水层施工中出现的渗涌水,受地下水渗流影响,引起了洞身黄土含水率增加、围岩自稳性变差等问题。为解决上阁村富水黄土隧道施工难题,论文首先分析了上阁村隧道黄土含水层分布特征,其次介绍... 详细信息

研究目的:银西高铁上阁村隧道穿越董志塬黄土含水层施工中出现的渗涌水,受地下水渗流影响,引起了洞身黄土含水率增加、围岩自稳性变差等问题。为解决上阁村富水黄土隧道施工难题,论文首先分析了上阁村隧道黄土含水层分布特征,其次介绍了地表降水施工辅助措施及其效果,最后应用MIDAS/GTS建立隧道工程群井降水模型,实现了不同流量以及渗透系数工况下的隧道开挖渗流模拟计算。研究结论:(1)上阁村隧道长大段落通过软塑黄土含水层,通过地表降水梳干隧道洞身范围内地下水,提高了隧道洞身黄土围岩稳定性,确保了隧道施工的安全和进度;(2)不同单井流量(80 m^(3)/d、90 m^(3)/d、100 m^(3)/d)的群井数值模拟结果表明,地下水位降深在短时间内达到了设计要求,验证了降水设计参数及效果;(3)本研究可为黄土等低渗透岩体富水隧道工程施工处置及设计提供依据。

关键词：银西高铁黄土隧道含水层群井降水渗流模拟

基于车辆响应的非高斯路面不平度建模方法研究

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基于车辆响应的非高斯路面不平度建模方法研究

作者：宋浩盐城工学院

学位级别：硕士

功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)被广泛用于表征路面不平度的统计特性,进而用于评估路面振动环境下汽车各零部件的可靠性和疲劳寿命,其将路面不平度默认为服从高斯分布。但是,汽车在行驶时常受到速度和不规则路面的影响,此时汽... 详细信息

功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)被广泛用于表征路面不平度的统计特性,进而用于评估路面振动环境下汽车各零部件的可靠性和疲劳寿命,其将路面不平度默认为服从高斯分布。但是,汽车在行驶时常受到速度和不规则路面的影响,此时汽车所受到的路面激励常常具有非高斯特性,车辆受到大幅值激励的概率大大增加,从而导致车辆及其零部件更快地发生疲劳失效。此时,直接利用PSD来评估车辆的疲劳寿命常常会导致欠试验。为了提高非高斯路谱的建模精度,进而提高车辆疲劳寿命的评估精度。本文提出了两种基于实测数据构建路面不平度模型的方法:(1)基于车辆国际粗糙度指数(International Roughness Index,IRI)非高斯路面不平度的建模方法;(2)基于车辆响应非高斯路面不平度的建模方法。第一种方法主要思路为:利用路面不平度仪,测得路面的IRI,通过计算IRI的累积分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF),运用逆累积分布法,生成与实测IRI具有相同统计特性的幅值调制信号,最后利用幅值调制法生成非高斯路面不平度。第二种方法主要思路为:首先构建四分之一车辆的动力学模型,仿真得到车辆模型在给定脉冲路面激励下的响应;然后搭建试验车辆,通过实测得到车辆在给定脉冲路面下的真实响应;接着利用试验结果对仿真模型的车辆参数进行修正;最后通过采集未知路谱下的车辆响应信号,利用车辆频响函数反推路面不平度。本文主要开展以下工作:(1)研究了路面不平度的特征统计量和表征量,如路面不平度的峭度、概率密度函数、累积分布函数、功率谱密度、国际粗糙度指数等。基于上述关键量值,构建高斯路面不平度与非高斯路面不平度模型,计算并对比了两种路面不平度对车辆系统的疲劳损伤;(2)通过实测IRI及其CDF,运用逆累积分布法构建幅值调制信号(Amplitude Modulation Signal,AMS),提出了一种基于幅值调制法的非高斯路面不平度建模方法。(3)研究了基于车辆加速度响应构建非高斯路面不平度模型。构建车辆动力学模型,基于已知激励仿真得到车辆响应,同时实测在相同激励下的车辆响应,利用试验结果对仿真模型进行迭代优化,最终提出一种基于车辆频响函数和实测响应的非高斯路面不平度建模方法。

关键词：功率谱密度非高斯路面不平度国际粗糙度指数幅值调制法车辆响应

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基于深度学习的路面损伤识别及评估

基于深度学习的路面损伤识别及评估

作者：宋浩辉西安工业大学

学位级别：硕士

掘进工作面冲击危险性评价及震动波CT反演技术研究与应用

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掘进工作面冲击危险性评价及震动波CT反演技术研究与应用

作者：宋浩伟齐鲁工业大学

学位级别：硕士

在我国冲击地压灾害中,掘进巷道冲击地压的发生占较大比例。随着煤矿开采逐渐转向深部,掘进巷道面临的动力灾害风险显著增加,因此研究掘进巷道的煤岩体应力显得尤为重要。在工程实践中,掘进巷道冲击地压发生具有时间与空间上的时滞性,因... 详细信息

在我国冲击地压灾害中,掘进巷道冲击地压的发生占较大比例。随着煤矿开采逐渐转向深部,掘进巷道面临的动力灾害风险显著增加,因此研究掘进巷道的煤岩体应力显得尤为重要。在工程实践中,掘进巷道冲击地压发生具有时间与空间上的时滞性,因而,监测预警成果还难以满足掘进巷道冲击地压安全与防治的需求,因此本文围绕震动波与应力间的实验关系模型,采用理论分析、算法优化、数值模拟等手段提高监测预警模型的精度,对掘进巷道冲击地压监测预警开展研究。基于冲击危险性评价指标体系,旨在实现震动波CT监测实施前对掘进工作面的潜在冲击危险性进行初步识别。通过对采前工作面的评估指标进行深入分析,引入一种新的变量系数优化其冲突响应问题,构建了CF-TOPSIS综合赋权预测模型,提高了其工作面预测精度。以8003工作面为研究案例,通过实际工程中的微震监测数据和钻屑法分析结果,验证了所提出方法的有效性和可行性。在此基础上,基于震动波CT成像原理,开展了对震动波CT成像反演算法优化。针对8003双向掘进过断层工作面,优化了监测网络布局,实现了掘进工作面的有效监测与预警。通过优化震源样本的空间分类模型,提升了震源在时间与空间分析效率,增强了震动波CT成像与微震监测预警技术在8003掘进巷道的应用效能。结合冲击危险性评价,实现了8003运输巷断层区域的冲击危险性划分。利用FLAC3D模拟巷道开挖过程,分析了断层区域的应力变化。此外,对b值预警模型进行了优化,提高了其预警模型的线性拟合度,实现了对断层区域的预警分析,揭示了其可能发生的成因。基于应力与纵波波速耦合试验研究,并依据8003工作面震动波CT反演结果,成功地对高应力区域进行了及时的预测与预报。基于微震监测系统,利用8003掘进工作面产生的矿震事件数据进行冲击危险性预测和防治实践。根据冲击危险区域与危险等级,较好地预测出掘进区域的应力集中区与强矿震区域,表明震动波CT反演技术具有较好可行性,并为现场的冲击地压防治提供了有效技术手段。

关键词：冲击地压冲击危险震动波CT反演参数优化监测预警

基于模体和复杂网络的成都市交通旅客出行研究

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铁道运输与经济 2024年第2期46卷 40-46,70页

作者：徐进宋浩男西南交通大学经济管理学院四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都610031 西南交通大学四川省服务科学与创新重点实验室四川成都610031

设计出行模体模型,对旅客出行序列进行抽取转化,构建基于铁路和航空出行旅客的出行模体,基于四川省成都市的旅客出行数据进行实证分析。2节点至4节点构成的旅客出行模体,可以表示绝大多数的旅客出行模式。主要出行模体为2个节点间的单... 详细信息

设计出行模体模型,对旅客出行序列进行抽取转化,构建基于铁路和航空出行旅客的出行模体,基于四川省成都市的旅客出行数据进行实证分析。2节点至4节点构成的旅客出行模体,可以表示绝大多数的旅客出行模式。主要出行模体为2个节点间的单向单次出行和往返出行,并且随时间推移,铁路出行对用户的吸引力逐渐增加,航空出行逐渐减少。研究铁路旅客出行网络和航空旅客出行网络特征,2种出行网络均为异质性网络,网络中大度节点倾向于连接小度节点,网络聚类系数较大,网络中不同站点连接紧密。成都市的铁路人群出行网络结构稳定且大多集中于我国东南部地区,航空出行网络逐步发展且具有更高的分散性。网络效率研究结果表明,旅客出行网络连通性一般,多集中在特定地区。

关键词：出行模体复杂网络拓扑特征出行流向网络效率

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单芯海缆两端环流不匹配问题及评价方法研究

电网技术 2024年第4期48卷 1770-1778,I0100页

作者：李岩王毛桃乔俊杰刘鑫月宋浩源华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071000

海缆是海上风电系统重要构成部分,接地环流是制约海缆设计及运行状态的关键要素。实际运行经验表明部分海上风场的单芯海缆存在陆上段和海上段接地环流严重不匹配现象,但是造成这种不匹配工况的原因不明,更无法根据这一现象对海缆运行... 详细信息

海缆是海上风电系统重要构成部分,接地环流是制约海缆设计及运行状态的关键要素。实际运行经验表明部分海上风场的单芯海缆存在陆上段和海上段接地环流严重不匹配现象,但是造成这种不匹配工况的原因不明,更无法根据这一现象对海缆运行状态进行清晰判断。该文依据现场海缆实际结构建立其分布参数模型,针对铠装接地和铠装金属护套全线接地两种接地方式对海缆接地环流进行分析,指出铠装全线接地时出现不匹配接地环流的原因为铠装和金属护套之间存在短路电阻;而铠装和金属护套全线接地情况下,出现不匹配接地环流的原因为铠装和金属护套之间存在短路电阻或者海缆两端接地电阻不匹配。在此基础上,提出基于环流的海缆运行情况评价方法,为实际海缆运行状态的判断提供参考依据。

关键词：海缆分布阻抗矩阵环流海缆缺陷

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基于实测国际粗糙度指数的非高斯路谱建模

火炮发射与控制学报 2024年

作者：徐飞宋浩 Kjell Ahlin 王斌翊谢拉林咨询公司盐城工学院汽车工程学院西北机电工程研究所

功率谱密度被广泛用于表征路面不平度，进而用于评估路面振动环境下武器装备系统（如火炮、战车）的可靠性和疲劳寿命，其隐含的假设条件是路面不平度服从高斯分布。然而，实测路面不平度常常具有非高斯特性，导致武器装备系统更快地发... 详细信息

功率谱密度被广泛用于表征路面不平度，进而用于评估路面振动环境下武器装备系统（如火炮、战车）的可靠性和疲劳寿命，其隐含的假设条件是路面不平度服从高斯分布。然而，实测路面不平度常常具有非高斯特性，导致武器装备系统更快地发生疲劳失效。为提高评估精度，提出一种基于实测国际粗糙度指数的非高斯路谱建模方法。首先由ISO标准功率谱密度生成高斯路谱，然后由实测国际粗糙度指数生成具有相同统计特性的幅值调制信号，最后利用幅值调制法生成非高斯路谱。案例分析表明，直接采用高斯模型描述路面不平度会导致欠试验；而利用提出的方法可得到与实测IRI相同的统计特性，可有效提高路谱激励下武器装备系统的可靠性和耐久性评估精度。

关键词：功率谱密度非高斯路谱国际粗糙度指数幅值调制法

汽车制动盘用铝基复合材料制备工艺及缺陷分析

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特种铸造及有色合金 2024年第3期44卷 339-343页

作者：倪建杨智勇翟庆华胡宝军宋浩文曹玉飞江东金具设备有限公司南通226463 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100091

以分体式实心新能源汽车制动盘盘体为对象,依据ProCAST仿真结果,设计了良好的浇注工艺参数,浇注系统内添加半球形缓冲区域以实现顺序凝固,优化抽真空、充型及保压三阶段压力参数,确定保压时间为260 s、凝固时间为180 s,采用机械搅拌法... 详细信息

以分体式实心新能源汽车制动盘盘体为对象,依据ProCAST仿真结果,设计了良好的浇注工艺参数,浇注系统内添加半球形缓冲区域以实现顺序凝固,优化抽真空、充型及保压三阶段压力参数,确定保压时间为260 s、凝固时间为180 s,采用机械搅拌法铸出表面良好的制动盘盘体。对盘体内部进行缺陷分析,发现盘体内存在局部粗晶,过滤网前沿颗粒堆积达到30%(体积分数),过滤后基体内SiC含量仅为18%。将机械搅拌铸造工艺改为超声电磁复合搅拌后,盘体内粗大枝晶解理破碎,SiC颗粒弥散均匀且颗粒含量为20%,符合要求。

关键词：铝基复合材料缺陷分析超声电磁复合搅拌