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基于矢量IMs的浅埋偏压黄土隧道地震易损性

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 432-440页

作者：林峻岑孙纬宇李国玉严松宏佟浩中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 兰州交通大学土木工程学院兰州730070 中国科学院大学北京100049

为从概率角度对浅埋偏压黄土隧道的地震易损性进行定量评价,采用基于黏弹性边界的波动输入方法,并通过增量动力分析对土-结构相互作用有限元模型进行大量非线性动力时程计算,评估20个地震动强度参数(IMs),然后基于标量IM和矢量IMs分别... 详细信息

为从概率角度对浅埋偏压黄土隧道的地震易损性进行定量评价,采用基于黏弹性边界的波动输入方法,并通过增量动力分析对土-结构相互作用有限元模型进行大量非线性动力时程计算,评估20个地震动强度参数(IMs),然后基于标量IM和矢量IMs分别对浅埋偏压黄土隧道展开地震易损性分析.结果表明:地表峰值速度(效益性指标ζ=0.15)是最适合的IM,其次是速度谱强度(ζ=0.20)和谱速度峰值(ζ=0.22);相比于标量IM,基于矢量IMs的拟合效果更好,可降低结构损伤预测的离散性;在建立地震易损性曲面时需考虑2个IMs之间相关性的影响以确定曲面的有效取值范围;采用标量IM会低估或高估隧道实际的损伤概率.基于矢量IMs可对隧道的地震易损性作出更准确的评估.

关键词：偏压隧道增量动力分析地震易损性地震动强度参数易损性曲面

含水率对红层泥岩填料刚度劣化特性及微观结构影响研究

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岩土力学 2024年第7期45卷 1976-1986页

作者：陈康刘先峰袁胜洋马杰陈忆涵蒋关鲁西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 加拿大皇家军事学院加拿大金士顿K7K7B4 新疆工程学院新疆乌鲁木齐830023

为研究含水率对红层泥岩填料刚度劣化规律和微观结构的影响,开展了不同含水率下三轴不排水剪切试验、压汞试验和扫描电镜试验,基于能量守恒定律推导了填料刚度劣化与弹塑性应变能增量间的关系。结果表明:填料黏聚力随含水率增加而降低,... 详细信息

为研究含水率对红层泥岩填料刚度劣化规律和微观结构的影响,开展了不同含水率下三轴不排水剪切试验、压汞试验和扫描电镜试验,基于能量守恒定律推导了填料刚度劣化与弹塑性应变能增量间的关系。结果表明:填料黏聚力随含水率增加而降低,内摩擦角则随含水率增加先增加后降低。填料结构损伤由应变能转化引起,从宏观上表现为刚度劣化。归一化刚度比值随塑性应变能增量占比增加而线性降低,随应力发展呈非线性衰减。以最优含水率为界,当试样在干侧时,填料有较好的荷载抵抗能力;湿侧填料荷载抵抗能力远低于干侧。损伤应力等值线与等含水率线构成上下界为对数曲线的状态面。填料孔隙分布在干侧为单峰形态,粒间接触较为紧密,结构稳定性好。在湿侧呈双峰结构,团聚体排列定向性程度较低。填料应在干侧压实填筑,推荐采用5%~7%作为填筑目标含水率。

关键词：路基填料红层泥岩刚度劣化应变能微观结构

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车轮扁疤对高速列车车轴疲劳损伤的影响

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1979-1988页

作者：胡文卢纯梁红琴靳智超许珂陶功权温泽峰西南交通大学机械工程学院四川成都610031 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

以高速列车非动力车轴为研究对象,基于车辆轨道刚柔耦合动力学模型、材料力学分析方法、SWT疲劳损伤模型和Miner损伤累计理论,通过计算正常车轮与扁疤车轮作用下的动力学行为和应力应变响应特点,分析车轮扁疤对车轴疲劳损伤的影响。研... 详细信息

以高速列车非动力车轴为研究对象,基于车辆轨道刚柔耦合动力学模型、材料力学分析方法、SWT疲劳损伤模型和Miner损伤累计理论,通过计算正常车轮与扁疤车轮作用下的动力学行为和应力应变响应特点,分析车轮扁疤对车轴疲劳损伤的影响。研究结果表明:在车轮扁疤的作用下,轮轨力和轴箱振动加速度的幅值均会显著提升,但一系悬挂垂向力由于垂向减振器的作用导致车轮扁疤对其影响较小;在车辆运行过程中,随着轮对的周期性转动,车轴疲劳损伤在不同滚动周期内的波动较为剧烈,具有正态分布的特点;车轮扁疤的存在会加剧车轴的疲劳损伤,使其服役寿命急剧降低。因此,在车轴的设计阶段,需要考虑扁疤等轮轨缺陷对车轴服役寿命的影响。

关键词：车轮扁疤车轴疲劳多体动力学 SWT 损伤累积

挤压态Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ag合金的热变形行为、组织和织构演变

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 388-399页

作者：康健伟刘国磊王利飞余晖王金辉程伟丽太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 河北工业大学材料科学与工程学院天津300132 青海大学青海省新型轻合金重点实验室西宁810016

本文成功制备了一种新型挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ag合金(BTQ000合金)。在变形温度为400℃、应变速率为10 s^(-1)的条件下,对BTQ000合金进行热压缩实验,研究了该合金在不同应变阶段的变形机制组织和织构演变。结果表明:BTQ000... 详细信息

本文成功制备了一种新型挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ag合金(BTQ000合金)。在变形温度为400℃、应变速率为10 s^(-1)的条件下,对BTQ000合金进行热压缩实验,研究了该合金在不同应变阶段的变形机制组织和织构演变。结果表明:BTQ000合金的流变应力曲线可分为加工硬化、动态回复、稳态流变和额外应变硬化四个阶段。合金发生了明显的回复和动态再结晶,随着应变的增大,平均晶粒粒径先增大后减小,孪晶的面积分数逐渐减小,亚晶的面积分数先增后减。当应变为0.1时,亚晶的最大面积分数为76.2%,亚晶对织构类型和强度起着主导作用,而织构强度则表现出先减后增的趋势。当应变为0.4时,大量具有弥散取向的动态再结晶晶粒减少了织构的峰值强度。由此可见,亚晶和动态再结晶是影响合金织构类型和强度的主导因素。

关键词： Mg-Bi基合金热压缩微观组织演变织构变形行为

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列车大小交路通信协同运行自适应控制方法

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 969-979页

作者：朱爱红田晓晴何明明兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组... 详细信息

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组方案。其次,根据列车编组方案短编组小间隔控制需求,基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法设计列车自适应控制模型,模型中通过设置奖励函数实现列车多目标控制,通过设计神经网络输出列车最优控制策略。然后,利用Matlab/Simulink仿真平台,以上海地铁2号线2A-2A列车通信协同运行为例,设置其追踪间隔为10 s,搭建加入随机阻力扰动的列车自适应控制模型并进行训练。研究结果表明:列车停车误差为0.1 m,准时误差为0.2 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为180.6 m,满足列车精准停车、速度协同和间隔安全性要求。针对DDPG算法估值过高而导致列车运行速度波动的问题,将神经网络中的Critic网络进行改进,改进后训练仿真表明:列车停车误差为0.03 m,准时误差为0.1 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为181.1 m,列车停车精度和间隔安全性均有提高,且速度波动相对平稳。最后,为验证该控制方法的实时性和安全性,假设前车在意外情况下减速停车,经仿真验证:后车停车误差为1.3 s,停车间隔为220.8 m,满足实时性和安全性的要求。研究成果可为城市轨道交通提供一种灵活匹配客流量的行车编组方案,为新型列控系统列车短编组小间隔运行提供一种安全高效的自适应控制方法。

关键词：新型列控系统大小交路协同运行 DDPG算法自适应控制

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基于增强梯度算子的软阈值宽带频谱感知算法

通信学报 2024年第5期45卷 115-127页

作者：巩克现房家乐刘宏华孙鹏王玮郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 中国电子科技集团公司第二十七研究所河南郑州450047

为了改善信号梯度特征对幅度的损失以及寻求描述信号的最佳尺度问题,提出了一种基于增强梯度算子的软阈值宽带频谱感知算法。通过引入梯度增强算子还原信号幅值特征,结合信号本身梯度特征,使用不同的尺度描述信号梯度增量,得到软阈值判... 详细信息

为了改善信号梯度特征对幅度的损失以及寻求描述信号的最佳尺度问题,提出了一种基于增强梯度算子的软阈值宽带频谱感知算法。通过引入梯度增强算子还原信号幅值特征,结合信号本身梯度特征,使用不同的尺度描述信号梯度增量,得到软阈值判据,进一步加入尺度融合单元,利用硬阈值加软阈值联合判断的方法,得到描述信号的最佳尺度。理论分析和仿真实验结果表明,在高斯信道和瑞利衰落信道下,相较于MPSG算法,所提算法的检测概率和虚警概率均有明显改善,且复杂度更低。通过对比实测数据的检测效果,所提算法更适用于实际工程中。

关键词：频谱感知增强梯度算子软阈值尺度融合

铜增韧Mo_(2)BC陶瓷的力学性能和摩擦学性能

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 2867-2878页

作者：张智源王帅逄显娟刘娟祝林杜三明张永振河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023 河南工学院材料科学与工程学院河南新乡453003

采用快速热压反应烧结法制备高强韧Mo_(2)BC/Cu陶瓷基复合材料。研究铜含量对Mo_(2)BC/Cu复合材料的微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响,并对其增韧机制和磨损机理进行分析。研究结果表明:Cu均匀地分散在Mo_(2)BC基体中,具有细化晶... 详细信息

采用快速热压反应烧结法制备高强韧Mo_(2)BC/Cu陶瓷基复合材料。研究铜含量对Mo_(2)BC/Cu复合材料的微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响,并对其增韧机制和磨损机理进行分析。研究结果表明:Cu均匀地分散在Mo_(2)BC基体中,具有细化晶粒的作用。Mo_(2)BC/Cu复合材料中铜可以添加的最大质量分数为7.5%。随着铜含量的增加,Mo_(2)BC/Cu复合材料的弯曲强度和断裂韧性增加。当Cu质量分数为7.5%时,复合材料的弯曲强度和断裂韧性最高,分别为625.1 MPa和7.4 MPa·m^(1/2),与Mo_(2)BC陶瓷相比,分别提高了24%和62%,其主要的增韧机制为铜的塑性变形、晶粒拔出、桥接效应和裂纹的偏转。此外,铜的添加还可以明显提高Mo_(2)BC/Cu复合材料的摩擦磨损性能。当Cu质量分数为2.5%时,复合材料的摩擦因数可低至0.36,磨损量最小,耐磨性最优,其主要的磨损机制为轻微的二体磨粒磨损和氧化磨损。

关键词：陶瓷基复合材料 Mo_(2)BC 高强韧摩擦磨损

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网约车合乘均衡匹配与激励策略

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 95-103页

作者：彭子烜崔林郭志伟陈晗阳魏丽英北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等... 详细信息

针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等约束条件,构建了考虑奖励策略的乘客-网约车均衡匹配模型,从乘客视角设计了乘客激励策略、网约车激励策略、乘客和网约车激励策略,并将3种激励策略嵌入到列生成算法对模型进行求解,以实现匹配均衡和价格均衡。以大连市出租车数据为对象进行实证分析,研究结果表明,相比于仅以随机调度费等形式从供给侧激励司机,同时从需求侧和供给侧实施激励策略可以促成更多合乘出行,乘客剩余可提高12.6%;当需求大于供给时,26%的激励在乘客间转移以实现更多的合乘出行;合乘折扣系数也会影响激励流向,同时使用激励策略和合乘折扣策略调节供需可以避免司机恶意竞争和乘客无效激励,在降低乘客出行成本的同时提高司机收益,促成更多合乘出行。

关键词：交通运输规划与管理网约车合乘均衡匹配激励驱动策略

蝴蝶飞行机理及仿蝴蝶扑翼飞行器研究进展综述

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工程科学学报 2024年第9期46卷 1582-1593页

作者：张益鑫李少石王兴坚王少萍朱生华杨梦琦北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学宁波研究院宁波315800 天目山实验室杭州310023

仿生扑翼飞行器具有高机动性、高隐蔽性以及高效率等突出优势,在军事侦查、探险搜救等领域具有较好的应用前景,而其应用的基础是对生物飞行机理的深入探究.随着先进运动观测和实验技术的引入,对昆虫飞行行为的记录和分析更为便捷和准确... 详细信息

仿生扑翼飞行器具有高机动性、高隐蔽性以及高效率等突出优势,在军事侦查、探险搜救等领域具有较好的应用前景,而其应用的基础是对生物飞行机理的深入探究.随着先进运动观测和实验技术的引入,对昆虫飞行行为的记录和分析更为便捷和准确.研究表明常见的昆虫拍打频率较高,在25~400 Hz之间,而蝴蝶较为特殊,其扑打频率较低,大约为10 Hz,对于蝴蝶的许多独特的飞行技能尚缺少足够的认识.蝴蝶前翼和后翼的翼面积都较大,身体同侧的前后翼几乎为同步拍打,且扑打幅度较大,甚至接近180°.蝴蝶飞行中身体有较大幅度的上下和俯仰震荡,翼和身体运动高度耦合.即便如此,蝴蝶仍具有敏捷的飞行能力,可以达到点对点的飞行目标,甚至上千公里的长途迁徙,是优秀的仿生学研究对象.因此,蝴蝶启发的仿生扑翼飞行器也得到了全世界研究人员的关注.蝴蝶的飞行机制相对于其他昆虫更加特殊,飞行行为和气动特性更为复杂,这使得仿蝴蝶扑翼飞行器的研制更加困难.目前对于仿蝴蝶飞行器的研制大多数对蝴蝶翼–身耦合的机理进行了简化,很少能实现受控的稳定飞行.最后,本文梳理了真实蝴蝶的飞行行为特点和飞行机理,指出了仿蝴蝶扑翼飞行器研制的关键技术,总结了该类飞行器未来的发展方向和应用前景.

关键词：蝴蝶飞行机理仿生机器人扑翼飞行器气动特性翼–身耦合飞行控制