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薄直中隔墙连拱隧道钢带加固措施抗震效果

交通运输工程学报 2024年第3期24卷 124-138页

作者：王明年李泽星唐浪洲于丽路明西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

以宁巧隧道工程为研究对象,基于地震易损性分析方法,在FLAC3D中建立了三维动力时程数值计算模型;通过Python语言进行二次开发,实现了易损性分析中增量动力分析方法的全流程自动化计算;给出了薄直中隔墙连拱隧道结构在有无钢带加固措施、... 详细信息

以宁巧隧道工程为研究对象,基于地震易损性分析方法,在FLAC3D中建立了三维动力时程数值计算模型;通过Python语言进行二次开发,实现了易损性分析中增量动力分析方法的全流程自动化计算;给出了薄直中隔墙连拱隧道结构在有无钢带加固措施、2种地震波入射方向(水平与竖直方向)、2种围岩级别(Ⅳ与Ⅴ级)共8种不同因素组合下的易损性曲线,得到了结构在隧址区抗震设防烈度下的损伤概率;通过对比分析损伤概率评价了钢带加固措施的抗震效果及规律;通过大型振动台试验,对比相似模型结构在有无抗震措施下的破坏形态和损伤程度,验证了钢带加固措施的实际作用效果。研究结果表明:无论何种因素组合,钢带加固措施均能有效减小结构在不同损伤状态下的损伤概率,作用效果受围岩级别影响较大,受地震波入射方向影响较小;Ⅴ级围岩条件下,其轻微、中度、重度损伤状态下的损伤概率在地震波水平方向入射时分别减小了51.94%、41.29%、29.63%,在竖直方向入射时分别减小了55.68%、48.32%、35.29%;Ⅳ级围岩条件下,其轻微、中度、重度损伤状态下的损伤概率在地震波水平方向入射时分别减小了16.45%、11.19%、7.11%,在竖直方向入射时分别减小了12.23%、9.45%、7.49%;振动台试验中,使用钢带加固后的相似模型在最不利因素组合条件下的损伤程度明显低于无抗震措施结构;钢带加固措施能通过提高结构整体承载能力,有效地减少病害数量,降低结构损伤程度,提高结构抗震性能。

关键词：隧道工程连拱隧道抗震措施易损性分析振动台试验损伤概率钢带

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状态依赖型切换系统的数据驱动方法建模

西南交通大学学报 2024年第3期59卷 493-500页

作者：王涛谭吉刘东杨叶江西南交通大学电气工程学院四川成都610031

切换系统是由一系列连续或离散的子系统和切换机制组合而成的一类复杂系统,状态依赖型切换系统因其复杂性而尚未被深入研究.因此,通过系统的输入输出轨迹来对状态依赖的切换系统进行数据驱动建模,利用数据挖掘技术寻找数据之间的有用信... 详细信息

切换系统是由一系列连续或离散的子系统和切换机制组合而成的一类复杂系统,状态依赖型切换系统因其复杂性而尚未被深入研究.因此,通过系统的输入输出轨迹来对状态依赖的切换系统进行数据驱动建模,利用数据挖掘技术寻找数据之间的有用信息,建立输入与输出之间更形象的表达形式;在此基础上提出一种结构框架,根据辨识轨迹的切换时刻将数据分段,借助神经网络建立子系统的模型以及切换规则,深度挖掘状态依赖切换系统的信息,得到切换系统中子系统及子系统间的信息.实验结果表明:相比传统的机理建模,本文提出的数据驱动方法将建模的复杂度降低了17.3%.

关键词：状态依赖切换系统数据驱动数据模型神经网络

基于自适应阈值分割的动车组辅助供电系统单芯动力电缆故障定位方法研究

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铁道学报 2024年第4期46卷 80-88页

作者：王东阳胡宇鹏蒋伟辉马含青刘博凯周利军西南交通大学电气工程学院四川成都611756

单芯动力电缆是动车组辅助供电系统能量传输通道之一,其故障后准确定位对检修具有重要意义。当前,电缆故障定位使用较为广泛的方法为时频域反射法,但在对反射信号进行时频分析过程中,产生的交叉项是制约定位准确度的重要原因。为此提出... 详细信息

单芯动力电缆是动车组辅助供电系统能量传输通道之一,其故障后准确定位对检修具有重要意义。当前,电缆故障定位使用较为广泛的方法为时频域反射法,但在对反射信号进行时频分析过程中,产生的交叉项是制约定位准确度的重要原因。为此提出一种基于自适应阈值分割的Wigner-Ville变换方法:在70 m长的电缆样品中设置低阻、高阻、开路和短路四种缺陷故障样本,对时频域法检测到的信号使用Wigner-Ville变换进行时频分析,说明原始Wigner-Ville变换产生交叉项的原因,并据此提出基于自适应阈值分割的Wigner-Ville变换方法,解决交叉项干扰问题;将本文方法与当前交叉项抑制方法进行测试效果对比。结果表明:提出的基于自适应阈值分割的Wigner-Ville变换方法可以有效消除交叉项,且对于单个缺陷故障和多个缺陷的电缆均可适用;对于所设置的单个缺陷故障位置的定位误差均小于0.80%,对于双缺陷故障检测结果的定位误差小于0.40%,验证了本文方法的有效性。

关键词：电缆绝缘缺陷与故障定位时频反射法交叉项消除

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XPS原位分析纯铁微动磨损摩擦氧化行为

中国表面工程 2024年第2期37卷 161-169页

作者：肖子玥盛亮亮魏雪娇魏怀正徐小军朱旻昊西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

摩擦化学是微动磨损过程中不可避免产生的一种复杂的摩擦学行为,对材料的磨损性能及磨损机理具有重要的影响。基于原位XPS高精度切向微动磨损试验平台,系统性研究工业纯铁在真空(p=4 mPa)和大气环境下不同微动运行区域接触界面摩擦化学... 详细信息

摩擦化学是微动磨损过程中不可避免产生的一种复杂的摩擦学行为,对材料的磨损性能及磨损机理具有重要的影响。基于原位XPS高精度切向微动磨损试验平台,系统性研究工业纯铁在真空(p=4 mPa)和大气环境下不同微动运行区域接触界面摩擦化学状态及其微动磨损行为。试验结果表明,工业纯铁在大气环境下未观察到微动混合区,然而真空环境下因接触界面发生了严重粘着效应,使得微动运行难以进入滑移区而具有较宽的混合区。随着位移幅值的增加,工业纯铁在真空环境下的微动磨斑具有更多的Fe基体暴露,并伴有以FeO为主的氧化物,整体表现出较高的磨损量;相对比,在大气环境下其磨斑表面产物为以FeO和Fe_(2)O_(3)为主的氧化物,特别在滑移区几乎没有Fe单质暴露,且磨斑表面主要以Fe_(2)O_(3)氧化物为主,表现出较真空环境下更轻微的磨损。磨损结果表明,FeO和Fe_(2)O_(3)具有较好的润滑保护作用,特别是Fe_(2)O_(3)氧化物能显著提高材料表面抗微动磨损性能。利用原位XPS技术可以实现表征材料接触表面真实的摩擦化学状态,且更加准确地揭示摩擦氧化反应对微动磨损行为的影响作用机理,对丰富和发展微动磨损基础理论具有科学意义。

关键词：纯铁原位XPS分析微动磨损磨损氧化微动磨损机理

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基于LC谐振单元的多回路开关电容型均衡电路

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 48-59页

作者：周国华刘姝仪张小兵西南交通大学电气工程学院四川成都610031

传统的串并联开关电容型均衡电路在工作过程中会产生影响电路可靠性的冲击电流,为了改善该问题对电路性能的影响,同时提升电路的均衡速度,提出一种基于LC谐振单元的多回路开关电容型均衡电路。电路的LC谐振单元由均衡电容串联电感元件组... 详细信息

传统的串并联开关电容型均衡电路在工作过程中会产生影响电路可靠性的冲击电流,为了改善该问题对电路性能的影响,同时提升电路的均衡速度,提出一种基于LC谐振单元的多回路开关电容型均衡电路。电路的LC谐振单元由均衡电容串联电感元件组成,所有开关器件均工作在零电流开关模式下,这将有效降低开关损耗,并有效抑制电路中的冲击电流,从而延长开关器件的使用寿命,提高电路的可靠性。所提出的均衡电路采用两个LC谐振单元作为储能元件组的组间均衡支路,可以同时实现储能元件单体与单体之间以及储能元件组与组之间的均衡,在保证均衡精度的同时,有效地提升电路均衡的速度。详细地分析了电路的特点与工作原理,通过搭建仿真平台,将所提出电路与现有的同类型均衡电路对比,验证了所提出均衡电路对均衡速度的提升作用。搭建了五个串联超级电容的实验平台,实验结果表明,所提出的电路可以提升55.85%的均衡速度,并且对冲击电流有显著的抑制作用。

关键词：储能元件组开关电容 LC谐振单元分组均衡零电流开关冲击电流

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电-氢混合储能型多微电网系统有功功率均衡控制方法

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西南交通大学学报 2024年第3期59卷 485-492,518页

作者：李奇李蕊睿李朔蒲雨辰孙彩陈维荣西南交通大学电气工程学院四川成都610031

在多电-氢微电网并联运行的交流系统中,采用传统控制方法的逆变器会受到输出线路阻抗差异所产生的影响产生较大环流,甚至无法实现有功功率的合理分配,考虑到系统中电压偏差与有功功率间的关系,对多微电网的有功功率分配问题进行分析研究... 详细信息

在多电-氢微电网并联运行的交流系统中,采用传统控制方法的逆变器会受到输出线路阻抗差异所产生的影响产生较大环流,甚至无法实现有功功率的合理分配,考虑到系统中电压偏差与有功功率间的关系,对多微电网的有功功率分配问题进行分析研究.首先,构建含光伏、燃料电池、电解槽、蓄电池的电-氢混合储能微电网交流系统模型;其次,根据反下垂控制中有功功率与电压间的关系,构造考虑电压偏差的反下垂控制,并为使额定有功功率自适应调节,提出基于功率跟随控制的反下垂控制方法;最后,在多电-氢微电网并联运行的系统中,对本文所提方法进行RT-LAB半实物实验验证及与其他方法的对比验证.实验结果显示:基于本文所提控制方法的系统稳定后功率分配的准确度达97.50%,母线电压的精准度达99.86%,环流大小的范围约为[−3.0,3.0]A,均优于其余方法.

关键词：电-氢微电网混合储能功率控制

基于联邦学习的多线路高速列车转向架故障诊断

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西南交通大学学报 2024年第1期59卷 185-192页

作者：杜家豪秦娜贾鑫明张一鸣黄德青西南交通大学电气工程学院四川成都611756

单一线路高速列车转向架缺少足量故障数据特征,导致故障诊断模型泛化能力有限,为实现诊断多条线路高速列车的转向架故障,提出一种基于联邦学习的转向架全局故障诊断方法.针对每条线路各自的转向架振动信号,在本地使用多尺度卷积融合算法... 详细信息

单一线路高速列车转向架缺少足量故障数据特征,导致故障诊断模型泛化能力有限,为实现诊断多条线路高速列车的转向架故障,提出一种基于联邦学习的转向架全局故障诊断方法.针对每条线路各自的转向架振动信号,在本地使用多尺度卷积融合算法,提取不同尺度下的故障特征并融合,在本地建立局部转向架故障诊断模型;在不泄露数据隐私的前提下,所有线路的故障诊断模型通过第三方聚合,调整模型参数权重,对故障诊断模型进行优化,最终实现多方联合训练转向架全局故障诊断模型.实验表明:在联邦学习框架下,转向架全局故障诊断模型不仅对参与联邦建模的线路转向架故障诊断准确率达到93%以上,而且对于未参与联邦建模的线路转向架故障诊断率也可达到75%以上,给轨道交通中的“数据孤岛”问题提供了一种切实可行的方案.

关键词：联邦学习故障诊断转向架高速列车

考虑负荷时空均衡和弹性响应的电动汽车快充电价定价策略

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 94-102页

作者：蔡小婷杨健维廖凯何正友向悦萍西南交通大学电气工程学院四川成都611756

为了引导电动汽车有序充电,提出了一种考虑负荷时空均衡和弹性响应的电动汽车快充电价定价策略。引入交通流理论描述交通路网,建立电动汽车快充负荷时空分布模型;考虑配电网调度和电动汽车快充负荷的弹性需求,构建源-荷互动下的快充电... 详细信息

为了引导电动汽车有序充电,提出了一种考虑负荷时空均衡和弹性响应的电动汽车快充电价定价策略。引入交通流理论描述交通路网,建立电动汽车快充负荷时空分布模型;考虑配电网调度和电动汽车快充负荷的弹性需求,构建源-荷互动下的快充电价定价架构,并基于潮流追踪法从时空双维度推导快充电价的计算方法;在此基础上,计及电动汽车负荷弹性响应特性,以提升配电网的负荷均衡性为目标,建立快充电价定价策略,并通过迭代算法求解该定价策略。算例仿真结果表明,所提定价策略能够有效引导电动汽车进行有序快充,激励电动汽车用户与配电网友好互动,提升负荷的时空分布均衡性。

关键词：电动汽车时空分布快充电价交通流负荷均衡弹性响应源-荷互动配电网

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敷设约束阻尼层的工字梁振动特性研究

振动工程学报 2024年第8期37卷 1320-1329页

作者：李小珍李昊卿蒋希昊毕然西南交通大学土木工程学院桥梁工程系四川成都610031

本文提出了一种计算带约束阻尼层梁振动响应的方法。以工字梁为研究对象,开展了室内振动试验,测得了不同位置的振动响应。并基于有限元法同步建立了数值仿真模型,利用模态应变能法准确计算了结构的自振频率和模态损耗因子。基于上述结果... 详细信息

本文提出了一种计算带约束阻尼层梁振动响应的方法。以工字梁为研究对象,开展了室内振动试验,测得了不同位置的振动响应。并基于有限元法同步建立了数值仿真模型,利用模态应变能法准确计算了结构的自振频率和模态损耗因子。基于上述结果,利用模态叠加法进行谐响应分析,得到了约束阻尼层工字梁的振动响应结果。将振动响应的实测值与仿真值进行对比,验证了模型的准确性。分析了设计参数(阻尼层厚度、约束层厚度)对构件自振频率、模态损耗因子及加速度总振级的影响。研究结果表明:各板件的振动响应有着相似的变化规律,腹板加速度总振级最大,底板次之,顶板最小;总体上阻尼层厚度对工字梁前5阶自振频率影响不大,而随着约束层厚度的增大,构件前5阶自振频率先减小后增大;增大阻尼层厚度和约束层厚度都能持续增大构件的模态损耗因子,进而有效降低加速度总振级,且对腹板的减振效果好于顶板和底板。

关键词：振动试验工字梁约束阻尼层模态应变能理论数值仿真