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草本植物根系对土体加筋作用研究

长江科学院院报 2024年

作者：王海涛张宇刘琳琳崔明华沈向军大连交通大学土木工程学院黑龙江工商学院铁道学院大连环复生态技术有限公司

为研究根土相互作用，量化草本植物根系对土体抗剪强度的增强作用，本文以Wu和Waldron提出的根系固土模型为基础，考虑了根系分布剪切方向、锚固作用长度和有效根数量三个因素，提出了改进模型，对草本植物加筋模型进行改进优化，并利... 详细信息

为研究根土相互作用，量化草本植物根系对土体抗剪强度的增强作用，本文以Wu和Waldron提出的根系固土模型为基础，考虑了根系分布剪切方向、锚固作用长度和有效根数量三个因素，提出了改进模型，对草本植物加筋模型进行改进优化，并利用该模型研究根系与剪切面初始夹角、根系直径等对固土能力的影响。结果表明：改进模型能够很好地拟合试验结果；随着根系与剪切面夹角的增大，逆斜交根系对土体的加筋贡献值先增大后减小，顺斜交根系对土体的加筋贡献值先为零后增大最后减小；随着根系直径的增大，不同分布角度的根系对土体的加筋贡献值均增大，且大致呈正比例关系。

关键词：草本植物生态护坡根土复合体加筋作用固土模型

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基于惯性的轨道平顺性动态弦测法研究

中国铁道科学 2024年第4期45卷 22-29页

作者：王琰赵兴魏世斌杨飞魏子龙从建力刘晓东费继友大连交通大学机车车辆工程学院辽宁大连116028 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

高速铁路轨道平顺性直接影响列车运行安全性及舒适性,而弦测法则是指导轨道高低、轨向不平顺养护维修的直接方法,其结果可直观指导轨道精调。针对静态弦测法效率低、工作量大及动态惯性基准法难以在现场直观找到测量基准的问题,提出基... 详细信息

高速铁路轨道平顺性直接影响列车运行安全性及舒适性,而弦测法则是指导轨道高低、轨向不平顺养护维修的直接方法,其结果可直观指导轨道精调。针对静态弦测法效率低、工作量大及动态惯性基准法难以在现场直观找到测量基准的问题,提出基于惯性的轨道平顺性动态弦测法。首先,基于惯性测量方法构建轨道平顺性动态短弦弦测值,通过矩阵推演动态长弦弦测值,并在国内主流GJ-6型轨道检测系统上实现应用;然后,分析动态弦测法误差来源,提出误差标准差计算式,得出动态弦测法误差标准差随基本弦长倍数成1.5次方增加;最后,通过轨道检测综合试验标定台模拟轨道不平顺激励验证10和20 m动态弦测值的稳定性。结果表明:10和20 m动态弦测值与等波长空间曲线幅值的平均倍比关系分别为2.007和2.045,符合中点弦测特性,可为轨道动静态检测关联分析提供理论及试验基础。

关键词：高速铁路轨道平顺性动态弦测法惯性测量中点弦测轨道检测

载荷对D2车轮钢滑动磨损表层微观组织和性能影响

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表面技术 2024年第11期53卷 150-159页

作者：刘春鹏张关震李传维顾剑锋索忠源任瑞铭吉林化工学院机电工程学院吉林吉林132022 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京100081 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

目的研究滑动磨损条件下,载荷变化对D2车轮钢表层微观组织和磨损性能的影响。方法利用MRH-30(环块)滑动摩擦磨损试验机进行滑动磨损试验。使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和场发射透射电镜(TEM)等设备,分析... 详细信息

目的研究滑动磨损条件下,载荷变化对D2车轮钢表层微观组织和磨损性能的影响。方法利用MRH-30(环块)滑动摩擦磨损试验机进行滑动磨损试验。使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和场发射透射电镜(TEM)等设备,分析滑动磨损后表层微观组织、表面磨损形貌和硬度变化。结果不同载荷条件下,随着磨损时间的增加,轮轨试样磨损量逐渐增加。200 N载荷条件下,(环状)车轮试样的磨损量大于100 N车轮试样磨损量,但200 N钢轨(块状)试样的磨损量却低于100 N钢轨试样。滑动磨损后,在不同载荷条件下,车轮试样表面主要形成长条状白层和不连续的月牙状白层。在200 N载荷条件下,由于车轮试样的磨损量较高,其白层厚度和表面白层硬度都小于100 N载荷条件下的车轮试样。在200 N载荷条件下,车轮试样表面更易形成不连续的月牙状白层。由于轮轨试样表面存在微凸体,高载荷会加速车轮试样表面局部微凸体发生严重塑性变形,导致月牙状白层的形成。在白层内片状渗碳体发生明显溶解和铁素体晶粒显著细化。结论车轮表面白层对磨损性能有明显影响。滑动磨损过程中,高载荷条件下,月牙状白层和周边微观组织界面易形成裂纹,裂纹会逐渐沿着界面向内部扩展,导致不连续月牙状白层发生剥落,降低车轮试样表面的硬度,加速车轮试样磨损。另一方面,高载荷会加速无白层区域塑性变形,导致其形成棘轮失效,从而加速磨损。

关键词：轮轨关系 D2/U71Mn轮轨材料滑动磨损白层磨损机制

基于DWT和BO-ECOC-SVMs的异步电机调速过程匝间短故障检测与定位

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电气工程学报 2024年

作者：马杰曾祥浩费继友孙钢大连交通大学机车车辆学院辽宁铁道职业技术学院铁道车辆学院

轨道交通车辆等运输设备较多采用三相异步电机作为驱动电机，三相异步电机经常工作于变频调速状态。为了能够在异步电机的调速过程中对其匝间短路故障进行检测和定位，首先需要测量异步电机的零序电压和三相电流，利用离散小波(Discrete... 详细信息

轨道交通车辆等运输设备较多采用三相异步电机作为驱动电机，三相异步电机经常工作于变频调速状态。为了能够在异步电机的调速过程中对其匝间短路故障进行检测和定位，首先需要测量异步电机的零序电压和三相电流，利用离散小波(Discrete wavelet transform,DWT)分解和重构将零序电压信号和三相电流重构于不同的频带，并计算各个频带信号的均方根(Root mean square,RMS)。其次，以各频带信号RMS为故障特征，采用纠错输出码(Error-correcting output code,ECOC)结合支持向量机(Support vector machine,SVM)建立多分类模型，利用贝叶斯优化方法(Bayesian optimization,BO)对该多分类模型的超参数进行优化，采用该最优模型进行异步电机匝间短路故障检测与定位。设计试验平台对所提出的方法进行试验验证，将试验所得的样本标记为无故障、a相匝间短路、b相匝间短路和c相匝间短路等4类。通过试验数据所建立的模型在训练集和测试集上的分类正确率分别为99.83%和95.31%，该结果证明了基于DWT和BO-ECOC-SVMs的异步电机调速过程匝间短故障检测与定位方法的有效性。

关键词：匝间短路故障检测 ECOC-SVMs 贝叶斯优化

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动车组制动系统PHM人机界面设计方法研究

铁道机车车辆 2024年第3期44卷 56-62页

作者：王鹏章阳王涤非程宏明中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094 大连外国语大学软件工程学院辽宁大连116044

生态界面设计是一套复杂安全苛求系统人机界面的设计理论体系,它基于认知学和心理学的相关原理,能够帮助操作人员在人机交互中面临新情况和问题时做出正确决策,从而提高操作绩效。文中以复兴号动车组制动系统故障预测与健康管理信息界... 详细信息

生态界面设计是一套复杂安全苛求系统人机界面的设计理论体系,它基于认知学和心理学的相关原理,能够帮助操作人员在人机交互中面临新情况和问题时做出正确决策,从而提高操作绩效。文中以复兴号动车组制动系统故障预测与健康管理信息界面为研究对象,依据生态界面设计理论,采用抽象层次法进行工作领域分析,确定了制动系统的功能性目的、抽象功能、一般性功能、物理性功能和物理形式的具体内容,提出了界面的模块划分和具体视图方案。通过软件实现了仿真界面的显示并开展了故障处理对比试验。研究工作表明使用生态界面设计方法对动车组制动系统故障预测与健康管理信息界面进行设计,能够提高故障处理绩效和操作人员对系统的理解水平,可为其他车载人机接口界面设计提供参考。

关键词：动车组制动系统故障预测与健康管理人机界面生态界面设计

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“双碳”目标下零碳工厂建设路径研究

上海节能 2024年第3期 384-392页

作者：宋俊锋田纪云杨艳中车大连机车研究所有限公司包头铁道职业技术学院

随着全球对可持续发展和环境保护重视度的提高,以及我国“双碳”目标即碳达峰和碳中和的确立,零碳工厂受到了前所未有的关注。零碳工厂不仅响应了国家的绿色发展战略,也成为工业企业转型升级的重要方向。然而,如何建设零碳工厂还没有形... 详细信息

随着全球对可持续发展和环境保护重视度的提高,以及我国“双碳”目标即碳达峰和碳中和的确立,零碳工厂受到了前所未有的关注。零碳工厂不仅响应了国家的绿色发展战略,也成为工业企业转型升级的重要方向。然而,如何建设零碳工厂还没有形成一个统一模式。通过对零碳工厂的背景、市场需求及国内外建设情况的分析,并根据零碳工厂的基本要求,构建零碳工厂实现路径,提出零碳工厂实施流程,同时分析零碳工厂涉及产品及其特点,并展望未来发展规划,供工业企业参考。

关键词： “双碳”目标零碳工厂建设路径实施流程碳排放

基于Moldex3D的油漆桶桶盖注塑成型过程分析

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合成树脂及塑料 2024年第1期41卷 62-67页

作者：张尧李章宇章金宇王明伟大连工业大学机械工程与自动化学院辽宁大连116034 浙江西诺模具有限公司浙江台州318027

利用模流分析软件Moldex3D模拟油漆桶桶盖注塑成型过程,研究桶盖模具使用阀式热流道与开式热流道两种不同浇注方案的成型差异,并结合仿真结果设计热流道。通过设计Taguchi DOE实验的因素与水平,优化桶盖产品的注塑工艺参数。结果表明:... 详细信息

利用模流分析软件Moldex3D模拟油漆桶桶盖注塑成型过程,研究桶盖模具使用阀式热流道与开式热流道两种不同浇注方案的成型差异,并结合仿真结果设计热流道。通过设计Taguchi DOE实验的因素与水平,优化桶盖产品的注塑工艺参数。结果表明:设定工艺参数为熔体温度250℃,保压时间2 s,冷却时间18 s时,产品没有短射、包封等外观质量问题;优化后的注塑工艺参数有效降低了产品的冷却时间。

关键词：模流分析软件 Moldex3D 热流道 Taguchi法

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匀光阵列微结构模具高性能非接触仿形抛光

机械工程学报 2024年第1期60卷 127-136页

作者：郭江张鹏飞杨哲赵勇李琳光景召张蒙庞桂兵大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315000 大连工业大学机械工程与自动化学院大连116034

匀光元件具有优良的光束扩散性能,被广泛应用于投影、照明及成像系统,抛光可有效去除匀光模具表面刀纹从而提升性能,但现有的抛光方法通常难以在保持微结构面形精度的同时提升表面质量。为解决上述问题,提出了一种用于阵列微结构模具的... 详细信息

匀光元件具有优良的光束扩散性能,被广泛应用于投影、照明及成像系统,抛光可有效去除匀光模具表面刀纹从而提升性能,但现有的抛光方法通常难以在保持微结构面形精度的同时提升表面质量。为解决上述问题,提出了一种用于阵列微结构模具的高性能非接触仿形抛光方法,研究了加工间隙和工具转速对材料去除的影响,分析了模具表面质量及面形变化。最后,通过打光测试表征了不同加工方法与元件性能的关系。结果表明,抛光对匀光元件性能提升作用显著,提出的高性能非接触仿形抛光方法可大幅提高塑件匀光性能。抛光后,模具表面粗糙度由初始的164.2 nm Ra下降至8.1 nm Ra,形状精度误差小于0.8μm,同时刀纹和毛刺被有效去除。塑件匀光亮度提升了40.4%,匀光均匀度提升了67.1%,塑件匀光性能显著提升。提出的非接触仿形抛光方法可以为高性能光学微结构元件的制造提供技术支撑。

关键词：匀光元件阵列微结构模具非接触仿形抛光刀纹去除面形保持

机车充风能力对重载列车缓解性能及车钩力影响研究

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铁道标准设计 2024年第1期68卷 198-203页

作者：魏伟张渊张军赵旭宝田野大连交通大学机车车辆工程学院大连116028 中国铁路太原局集团有限公司科学技术研究所太原030013

机车充气与排气性能是列车制动系统重要指标,目前机车制动系统验收指标仅对排气性能有明确要求,对充气性能无要求。机车供风能力不仅影响重载列车缓解特性和车钩力,而且严重制约重载列车在循环制动中的操纵方法。了解机车充气能力对缓... 详细信息

机车充气与排气性能是列车制动系统重要指标,目前机车制动系统验收指标仅对排气性能有明确要求,对充气性能无要求。机车供风能力不仅影响重载列车缓解特性和车钩力,而且严重制约重载列车在循环制动中的操纵方法。了解机车充气能力对缓解特性和车钩力的影响规律,以及重载列车安全运行和制动系统设计具有重要意义。通过建立列车空气制动系统仿真模型,分析机车充风能力对重载列车缓解特性和车钩力的影响。分析发现,机车充风能力对列车再充风时间、缓解波传播和车钩力都有明显影响;充风能力越弱,则缓解波传递越慢,车钩力越大。在本文研究范围内,合适的充气能力将比弱充风能力首尾车缓解时间差缩短3 s,最大车钩力降低16.2%。建议机车验收时增加机车充风能力检测,并给出了建议检测标准。针对重载列车充风能力,建议多部门联合系统性开展实验与仿真研究,制订重载列车制动系统检测标准与方法。

关键词：重载列车机车充风自动制动机缓解特性车钩力