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不同运行参数下珠光体与贝氏体钢轨钢滚动磨损与接触疲劳行为研究

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摩擦学学报 2024年

作者：韩振宇汪渊丁昊昊张沭玥王文健刘佳朋刘启跃周仲荣西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室摩擦学研究所攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所

钢轨服役过程中的滚动磨损和接触疲劳损伤行为直接影响到列车的运行安全，而钢轨材质和运行参数对其损伤具有关键影响。因此，本文中利用JD-1轮轨模拟试验机开展了珠光体和贝氏体钢轨材料在不同运行速度、轴重及曲线半径下的轮轨滚动接... 详细信息

钢轨服役过程中的滚动磨损和接触疲劳损伤行为直接影响到列车的运行安全，而钢轨材质和运行参数对其损伤具有关键影响。因此，本文中利用JD-1轮轨模拟试验机开展了珠光体和贝氏体钢轨材料在不同运行速度、轴重及曲线半径下的轮轨滚动接触模拟试验。研究表明：珠光体与贝氏体钢轨材料在相同运行工况下滚动磨损和接触疲劳行为存在差异，贝氏体钢轨材料的损伤程度较珠光体钢轨材料轻微；钢轨材料磨损率及表面损伤变化趋势均与运行速度和曲线半径呈负相关，而与轴重的变化趋势呈正相关；钢轨材料的塑性变形层深度随轴重的增大以及曲线半径的减小而增加，滚动接触疲劳损伤随轴重呈先增加后减小的整体变化趋势。在轴重较大、运行速度和曲线半径较小工况下，钢轨材料损伤严重，故需对相应钢轨线路进行实时监测并采取维修养护措施。

关键词：钢轨材料运行工况磨损滚动接触疲劳珠光体贝氏体

钢弹簧浮置板轨道焊接接头处钢轨波磨研究II：成因分析

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机械工程学报 2024年

作者：李霞吴磊温泽峰金学松王安斌上海工程技术大学城市轨道交通学院西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室西南交通大学机械工程学院

某地铁钢弹簧浮置板直线轨道上焊接接头处出现了250～600 mm的长波波磨，该处行车速度约为60 km/h，波磨通过频率为28～67 Hz。现场试验采用力锤敲击法获取浮置板轨道结构的振动特性。建立刚柔耦合的地铁车辆-浮置板轨道耦合动力学模型... 详细信息

某地铁钢弹簧浮置板直线轨道上焊接接头处出现了250～600 mm的长波波磨，该处行车速度约为60 km/h，波磨通过频率为28～67 Hz。现场试验采用力锤敲击法获取浮置板轨道结构的振动特性。建立刚柔耦合的地铁车辆-浮置板轨道耦合动力学模型，模型中车体考虑为刚性体，钢轨采用铁木辛柯梁模拟，轨道板和衬砌采用三维实体单元模拟，剪力铰用梁单元模拟，以此分析轨道结构振动特性、轮轨蠕滑特性和轮轨力与波磨的相关性；建立簧下质量-浮置板轨道结构有限元模型，将其与动力学模型相结合，分析焊接接头处波磨的形成机理。研究发现，该焊接接头处的长波波磨属于P2共振型波磨，其形成机理是簧下质量与钢轨作为整体相对于浮置板的振动。同时钢轨相对于浮置板的横向振动和扭转振动、轮轨法向力和轮轨横向蠕滑率的波动也是该处波磨形成和演化的重要因素。

关键词：钢轨波磨钢弹簧浮置板轨道焊接接头形成机理振动

基于自谐振线圈参数优化的多中继无线供电系统效率提升研究

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电网技术 2024年第3期48卷 1181-1189页

作者：张民闫一骅杨环宇刘野然何正友李勇西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756 国家电网四川天府新区供电公司四川省成都市610041

印刷电路板(printed circuitboard,PCB)自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差,且不受分立补偿电容的影响,应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题,该文给... 详细信息

印刷电路板(printed circuitboard,PCB)自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差,且不受分立补偿电容的影响,应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题,该文给出了一种用以提升系统传输效率的PCB自谐振线圈结构参数优化设计方法。首先,建立了多中继无线供电系统的传输效率模型,并分析了线圈的电参数对传输效率的影响机理;其次,详细推导了线圈电参数与线圈的匝数、介质厚度、线宽、铜箔厚度、介质损耗角正切值以及介电常数之间的关系;然后,基于上述关系,以传输效率最高为目标,优化了线圈参数;最后,利用优化后的PCB自谐振线圈搭建了一套五线圈无线供电系统实验样机。实验结果表明,采用优化后的PCB自谐振线圈传输效率最高可达76.5%,相比优化前33.1%的传输效率,提高了43.4%。

关键词：多中继无线供电系统传输效率印刷电路板自谐振线圈参数优化

基于磁心与线圈参数优化的非侵入式磁场取能系统功率密度提升方法

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电工技术学报 2024年第2期39卷 313-324页

作者：李勇罗海军杨环宇闫一骅西南交通大学国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心成都610031

非侵入式磁场取能系统具有结构简单、供电稳定等优点,是解决变电站母排环境中状态监测传感器电池供电寿命有限的有效手段,但因功率密度较低制约了其应用。对于非侵入式磁场取能系统,磁心与线圈参数对其功率密度的影响非常显著。然而,现... 详细信息

非侵入式磁场取能系统具有结构简单、供电稳定等优点,是解决变电站母排环境中状态监测传感器电池供电寿命有限的有效手段,但因功率密度较低制约了其应用。对于非侵入式磁场取能系统,磁心与线圈参数对其功率密度的影响非常显著。然而,现有方法对磁心与线圈参数的分析相对独立,优化磁心时仅以互感为指标,忽略了该过程线圈参数变化对功率密度的影响。对此,该文考虑磁心尺寸对线圈参数的影响,以功率密度为指标,详细分析线圈匝数、线圈线径、磁柱侧面边长与叠片厚度对系统功率密度的影响。并在此基础上,提出一种优化磁心与线圈参数的功率密度提升方法,即设计线圈匝数、线圈线径、磁柱侧面边长与叠片厚度的最优值,以获取更高的功率密度。最后,基于所提出的方法制作了系统样机并进行测试。实验结果表明,对于限定磁心尺寸为30 mm×30 mm×40 mm的系统,在100 A母排电流下,系统经磁心与线圈优化后功率密度可达4.18 mW/cm~3,提升至系统优化前功率密度的35倍,验证了所提出方法提升功率密度的有效性。

关键词：传感器非侵入式磁场取能磁心线圈功率密度

开级配碎石透水基层集料颗粒微观接触劣化机制

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中国公路学报 2024年第1期37卷 20-34页

作者：陈德吴太恒曹雪梅张浩然乔志李玉坤牛昌昌王迎丹王泗苏谦周仲荣西南交通大学土木工程学院四川成都610031 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 内蒙古高速公路集团有限责任公司科创中心内蒙古呼和浩特010010 内蒙古综合交通科学研究院内蒙古呼和浩特010010 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对服役期开级配碎石透水基层集料颗粒微观接触劣化问题,研制了界面微观摩擦磨损劣化试验台,分析了界面微观摩擦磨损作用参数对集料颗粒接触界面微观劣化的影响规律,研究了服役期开级配碎石透水基层内部集料颗粒接触界面微观摩擦、磨... 详细信息

针对服役期开级配碎石透水基层集料颗粒微观接触劣化问题,研制了界面微观摩擦磨损劣化试验台,分析了界面微观摩擦磨损作用参数对集料颗粒接触界面微观劣化的影响规律,研究了服役期开级配碎石透水基层内部集料颗粒接触界面微观摩擦、磨损、界面构造水平及分布特性的演变规律。结果表明:集料颗粒接触界面微观劣化最佳试验参数为:10 N的法向接触荷载、5 Hz的相互作用频率和5 mm的相互作用位移幅值;水存在工况下玄武岩、石灰岩、花岗岩3种工程常见母岩材质的集料颗粒接触界面摩擦因数,均出现不同程度的降低现象,质地较软的石灰岩集料颗粒接触界面摩擦因数降低程度最大;集料颗粒接触界面磨损主要发生在颗粒摩擦接触初期阶段,水环境的存在一定程度上降低了集料颗粒接触界面磨损程度;磨屑造成的集料颗粒接触界面磨斑表面长波低频段和短波高频段的纹理构造水平低于集料颗粒自身晶粒构造造成的中波中频段纹理构造水平,水存在工况能够降低长波低频段和短波高频段的纹理构造,凸显集料颗粒自身晶粒构造造成的中波中频段纹理构造。研究成果有望为长寿命透水路面透水基层建设提供理论借鉴。

关键词：路面工程透水路面开级配碎石摩擦磨损频谱分析

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多维QoS约束的云计算工作流调度算法

计算机工程与设计 2024年第8期45卷 2378-2385页

作者：任小强聂清彬姜慧王浩宇西南交通大学希望学院信息工程系四川成都610400

为有效解决云计算异构系统中工作流调度问题,提出一种多维QoS约束下的改进遗传算法(QoS-IGA)。建立工作流任务调度模型、多维QoS约束模型和考虑任务完成时间、完成费用及虚拟资源可靠性和负载均衡度的多目标优化函数;提出种群初始化原则... 详细信息

为有效解决云计算异构系统中工作流调度问题,提出一种多维QoS约束下的改进遗传算法(QoS-IGA)。建立工作流任务调度模型、多维QoS约束模型和考虑任务完成时间、完成费用及虚拟资源可靠性和负载均衡度的多目标优化函数;提出种群初始化原则,以及不破坏任务间依赖关系的交叉与变异算子,引入模拟退火算法的Metropolis准则避免遗传算法的早熟收敛问题。实验结果表明,QoS-IGA算法有效可行,其收敛速度快,调度效率高。

关键词：云计算服务质量遗传算法工作流调度有向无环图负载均衡模拟退火算法

基于空间域尺度自适应小波能量的接触网不规则识别

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 2023-2035页

作者：李牧迪周宁程尧孙翌姜杭艳支兴帅张卫华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

针对高速铁路受电弓−接触网系统中出现的接触网垂向和横向结构不规则问题,在研究接触网不规则对受电弓振动响应影响的基础上,提出一种基于弓头加速度的空间域尺度自适应小波能量识别接触网结构不规则的方法,并开展仿真和现场实测验证。... 详细信息

针对高速铁路受电弓−接触网系统中出现的接触网垂向和横向结构不规则问题,在研究接触网不规则对受电弓振动响应影响的基础上,提出一种基于弓头加速度的空间域尺度自适应小波能量识别接触网结构不规则的方法,并开展仿真和现场实测验证。首先,建立受电弓刚柔耦合动力学模型,对不同接触位置下的弓头振动响应进行分析,并建立弓网刚柔耦合动力学模型获取弓头加速度信号,根据标准和实验结果验证模型的准确性;其次,利用连续小波变换对信号时频分析并进行空间域转换,基于空间域中的能量分布特征自适应提取表征接触网不规则的尺度参数;最后,提取尺度参数下的平均小波能量作为特征分量进行融合,实现接触网不规则识别。研究结果表明:本文所提方法能够有效地从弓头振动信号中同时检测出接触网垂向幅值大于0.5 mm的不平顺以及横向定位器偏离故障。

关键词：高速列车受电弓−接触网系统接触网不平顺定位器偏离小波能量振动响应

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原位表征技术在锂氧气电池中的研究进展

储能科学与技术 2024年第4期13卷 1225-1238页

作者：张晓平容远嘉王潜雁高梦林廖亚玲吴民生庄鑫鑫黄中昱万美君陈维荣西南交通大学四川成都611756

锂氧气电池以其极高的能量密度受到了科研工作者们的广泛关注。然而,锂氧气电池存在金属锂负极稳定性差、充电过电位高等关键难题,使得电池循环寿命短、能量利用效率低,距离大规模应用还有很长一段距离。为了推动锂氧气电池的发展,越来... 详细信息

锂氧气电池以其极高的能量密度受到了科研工作者们的广泛关注。然而,锂氧气电池存在金属锂负极稳定性差、充电过电位高等关键难题,使得电池循环寿命短、能量利用效率低,距离大规模应用还有很长一段距离。为了推动锂氧气电池的发展,越来越多的先进原位表征手段用于研究锂氧气电池的机理和优化电池结构。先进的原位表征技术不仅可以用于获取电池的静态信息,同时能准确获取电池在循环过程中的动态电化学行为以及结构演变过程,对于推动锂氧气电池的发展有着重要意义。本文综述了近年来应用于锂氧气电池原位表征手段的相关研究进展,包括原位显微表征技术、原位X射线表征技术、原位质谱表征技术等。通过具体的研究案例,分析了各种原位表征技术的功能,总结了其在锂氧气电池领域里的具体应用场景,揭示了锂氧气电池更深层次的反应机理,并探讨和展望了未来锂氧气电池研究中需要的先进原位表征技术。

关键词：锂氧气电池原位表征反应机理

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基于粒子群和改进蚁群算法的云计算任务调度

计算机工程与设计 2024年第6期45卷 1797-1804页

作者：任小强聂清彬王浩宇林慧琼西南交通大学希望学院信息工程系四川成都610400

针对目前云计算任务调度方法的效率较低和日益多样化的用户服务质量需求等问题,提出一种将粒子群算法和改进蚁群算法结合的混合粒子群蚁群算法(HPSO-ACO),包括建立云计算任务调度模型、用户服务质量模型及虚拟资源节点模型。利用离散型... 详细信息

针对目前云计算任务调度方法的效率较低和日益多样化的用户服务质量需求等问题,提出一种将粒子群算法和改进蚁群算法结合的混合粒子群蚁群算法(HPSO-ACO),包括建立云计算任务调度模型、用户服务质量模型及虚拟资源节点模型。利用离散型粒子群算法,得到初始解集,转化为蚁群算法信息素的初始值,通过改进蚁群算法的寻径规则和信息素更新规则,得到最终解。通过仿真实验将粒子群算法、蚁群算法和HPSO-ACO算法进行比较,其结果表明,HPSO-ACO算法有效且可行,能够减少任务完成时间和降低完成成本,满足用户服务质量要求。

关键词：云计算有向无环图用户服务质量蚁群算法信息素粒子群算法任务调度方案