检索结果-南通市图书馆

含分数阶的分段非线性悬架变载荷振动响应特性研究

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振动与冲击 2025年第3期44卷 26-34页

作者：王翠艳石少轩陈恩利石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段... 详细信息

针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段非线性悬架的振动传递函数。研究了系统平衡点稳定性与定常解的稳定条件,分析了初始间隙与非线性刚度对悬架系统在不同载荷工况下隔振性能的影响。构建了悬架实物模型,通过振动试验验证了悬架模型理论研究的正确性。结果表明:含分数阶的分段非线性悬架存在多个振动传递率衰减区域;改变线性-非线性耦合弹簧结构的初始间隙和非线性刚度可以增加衰减区域的数目。振动试验表明,合理调整初始间隙与非线性刚度可以令该悬架的响应特性处于衰减区域内,有效降低振动传递率,提高悬架的隔振性能。该研究对改进重载货运车辆的被动悬架结构,提高货运车辆运行稳定性与道路友好性具有指导作用。

关键词：汽车悬架分段刚度非线性弹簧分数阶低频振动

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混凝土全寿命周期固碳技术研究进展

材料导报 2025年第2期39卷 75-82页

作者：杨海涛练鑫晟柳苗孙国文王伟石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

混凝土制备产生的碳排放占建筑业碳排放的28%,固碳技术成为实现“双碳”目标的关键。混凝土固碳技术是指利用CO_(2)与混凝土孔溶液中碱金属离子(如Ca^(2+)和Mg^(2+))或水化产物的碳化反应生成稳定的碳酸盐来实现CO_(2)的封存。碳化反应... 详细信息

混凝土制备产生的碳排放占建筑业碳排放的28%,固碳技术成为实现“双碳”目标的关键。混凝土固碳技术是指利用CO_(2)与混凝土孔溶液中碱金属离子(如Ca^(2+)和Mg^(2+))或水化产物的碳化反应生成稳定的碳酸盐来实现CO_(2)的封存。碳化反应会影响孔溶液、孔结构和水化产物的特性,进而影响混凝土的力学和耐久性能。本文围绕混凝土全寿命周期(拌合、养护、服役、二次利用),对混凝土固碳技术进行总结,对不同固碳技术的碳化机理、技术特点和固碳潜力进行了论述。拌合阶段注入CO_(2)可促使混凝土主动碳化,但会消耗能量并产生新的碳排放。碳化养护可提高混凝土早期强度,但致密的碳化产物限制了碳化的进一步发展。服役阶段的碳化无需人为干预,固碳潜力大,但其碳化速率较低。二次利用阶段的碳化不仅可实现CO_(2)封存,还可改善再生骨料的品质。对现有技术进行优化、引入新材料和新结构形式有助于提升全寿命周期混凝土的CO_(2)封存效率。

关键词：混凝土全寿命周期固碳碳化机理碳化养护 “双碳”

竖向荷载作用下加筋埋地管道力学与变形行为细观分析

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西南交通大学学报 2025年第1期60卷 119-127页

作者：王志杰成彪杨广庆高古顺王贺石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果,基于室内模型试验,建立离散元仿真分析模型,从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为,揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下,... 详细信息

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果,基于室内模型试验,建立离散元仿真分析模型,从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为,揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下,加载板荷载-沉降关系曲线、模型内部颗粒间接触力、颗粒位移与管道垂直径向变形等发展演化规律.研究结果表明:当管道埋深H较浅时(H=1.5D,D为管道模型外径),其极限承载力小于管道埋深较大的工况,虽然相同荷载作用下加载板沉降较小,但管道垂直径向变形较大;对管道上方进行土工格栅加筋后,模型系统承载力显著提高,管道垂直径向变形减小;土工格栅埋深越浅,加筋效果越显著,当土工格栅埋深从0.75B减小至0.25B时,极限承载力提高约57.2%,管道径向变形减小约27.9%.本研究从细观层面揭示了管道、土体与土工格栅之间的相互作用机理,实现土工格栅加筋防护埋地管道力学与变形行为的可视化.

关键词：埋地管道土工格栅力学行为变形特征离散元细观研究

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幂函数阻尼系统的振动特性分析

振动与冲击 2025年第4期44卷 91-96页

作者：杨晓彤申永军张瑞良石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

分析了含幂函数阻尼的单自由度系统在简谐激励下的受迫振动。通过平均法与等效线性化,推导了等效线性阻尼的表达式。研究发现,非线性阻尼的减振效果与其系数和指数密切相关。进一步得到了主系统振幅和相位的定常解,通过数值仿真验证了... 详细信息

分析了含幂函数阻尼的单自由度系统在简谐激励下的受迫振动。通过平均法与等效线性化,推导了等效线性阻尼的表达式。研究发现,非线性阻尼的减振效果与其系数和指数密切相关。进一步得到了主系统振幅和相位的定常解,通过数值仿真验证了定常解的正确性。通过等效线性阻尼的变化曲线和幅频响应曲线,分析了影响非线性阻尼减振效果的因素。研究表明,阻尼比的增加会使共振峰值左移,提高了减振性能,但需在适当范围内控制阻尼比以实现最佳减振效果。此外,阻尼比较小时阻尼指数的增加能增强阻尼作用,但过大的阻尼比会导致非线性阻尼减振效果低于线性阻尼。该研究为结构减振设计及优化提供了重要依据和理论基础。

关键词：幂函数阻尼平均法等效线性阻尼振动控制

间歇荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥机制及动力特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2025年第1期44卷 69-80页

作者：韩博文蔡国庆苏彦林单冶鹏李舰石家庄铁道大学交通运输学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通安全与控制重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

间歇性列车荷载与降雨湿化耦合作用下有砟轨道路基的翻浆冒泥机制及动力特性尚不明确。开展间歇荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验,试验结果表明:循环荷载作用对体积含水率与孔隙水压力增长具有促进作用,且促进作用随土... 详细信息

间歇性列车荷载与降雨湿化耦合作用下有砟轨道路基的翻浆冒泥机制及动力特性尚不明确。开展间歇荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验,试验结果表明:循环荷载作用对体积含水率与孔隙水压力增长具有促进作用,且促进作用随土体干密度增加而减弱。累积变形和颗粒迁移主要发生在LS1~LS3阶段,LS2阶段因试样处于较高饱和度与较低密实度状态变化最为显著。后续各加载阶段因土体密实度较高仅产生少量累积变形,颗粒迁移现象不明显,间歇期(IS4~IS7阶段)出现小幅回弹。试验结束时,道砟孔隙污染物指数(VCI)为27%,与需要进行铁路维修的临界值40%较为接近,需引起重视。

关键词：路基工程翻浆冒泥间歇荷载模型试验累积变形颗粒迁移孔隙水压力

温-力耦合环境效应下土工格栅蠕变特性及分数阶损伤本构模型研究

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铁道学报 2025年

作者：靳静陈何塘梁小勇杨广庆周诗广寇凌曦河北科技大学建筑工程学院石家庄铁道大学交通运输学院石家庄铁道大学土木工程学院中国铁道学会中国铁路北京局集团有限公司

为研究温-力耦合环境效应下土工格栅蠕变全过程的变形特征，开展温-力耦合环境效应下的土工格栅室内蠕变试验，基于试验结果，考虑土工格栅蠕变过程中随时间产生劣化效应引入损伤变量，修正分数阶损伤本构模型，并进行参数敏感性分析。... 详细信息

为研究温-力耦合环境效应下土工格栅蠕变全过程的变形特征，开展温-力耦合环境效应下的土工格栅室内蠕变试验，基于试验结果，考虑土工格栅蠕变过程中随时间产生劣化效应引入损伤变量，修正分数阶损伤本构模型，并进行参数敏感性分析。结果表明：当温度一定时，随着应力比的提高，土工格栅蠕变较快进入加速蠕变阶段；当温度升高时，土工格栅蠕变速率显著增大，达到相同应变所施加的应力比有所降低；当温度为40 ℃，应力比从43%增至50%时，蠕变应变增幅为363.77%，所需时间由1 098 h缩短至6.21 h；在温-力耦合环境效应下，土工格栅的割线模量随时间呈反比递减趋势，而应力比的提高显著加速了时效割线模量的衰减；修正后的损伤本构模型可以较好地描述土工格栅在高温条件下土工格栅蠕变全过程，泊松比v随着温度的升高急剧上升，流阻因子A与温度呈现负相关。

关键词：温-力耦合环境效应土工格栅蠕变特性损伤变量分数阶本构模型

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谐波微弱信号特征的方差曲线周期识别法

振动.测试与诊断 2025年第1期45卷 51-56,199页

作者：薛强田瑞兰李海萍关淮桐石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学工程力学系石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

针对随机因素和微弱信号初相位影响的问题,构造了强噪声背景下检测谐波微弱信号频率、相位的方差曲线周期识别法。首先,基于随机Melnikov函数和系统关于相位分岔图的周期特性,初步提出周期识别法;其次,论证分岔图和方差曲线具有一致性,... 详细信息

针对随机因素和微弱信号初相位影响的问题,构造了强噪声背景下检测谐波微弱信号频率、相位的方差曲线周期识别法。首先,基于随机Melnikov函数和系统关于相位分岔图的周期特性,初步提出周期识别法;其次,论证分岔图和方差曲线具有一致性,进一步将周期识别法优化为方差曲线周期识别法;然后,基于频谱泄露最小原则,设计自适应离散傅里叶变换数据处理方法来解决由方差曲线不光滑而引起的结果不准确问题;最后,采用二次检测来解决检测系统中策动力信号与被测信号存在频差而导致动力学转迁的不明显问题。仿真结果表明,该方法不受被测信号初相位影响,可识别淹没在强噪声中的微弱信号,被识别信号的信噪比可低达-74.96 dB。列车轴箱轴承故障实验中获得的方差曲线周期现象清晰,也表明了该方法的工程实用性。

关键词：轴承故障诊断信号处理 Duffing系统方差曲线周期法自适应离散傅里叶变换

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基于关系网络的轴承早期故障检测方法

振动工程学报 2025年

作者：张然赵志宏杨绍普石家庄铁道大学交通运输学院石家庄铁道大学信息科学与技术学院石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室

轴承作为转向架的关键部件之一，对其进行早期故障检测尤为重要。本文提出一种基于关系网络（relation network,RN）的轴承早期故障检测方法。设计了一种可以有效提取轴承状态特征，度量特征间非线性距离的健康状态检测关系网络模型。... 详细信息

轴承作为转向架的关键部件之一，对其进行早期故障检测尤为重要。本文提出一种基于关系网络（relation network,RN）的轴承早期故障检测方法。设计了一种可以有效提取轴承状态特征，度量特征间非线性距离的健康状态检测关系网络模型。离线建模阶段，获取待检测轴承离线正常样本进行训练，学习健康状态样本特征之间的非线性距离；在线监测阶段，获取当前运行状态样本进行检测，得到关系得分作为轴承状态的健康指标。利用3σ准则得到健康指标的健康阈值，用以检测轴承的健康状态，及时发现故障。最后，在XJTU-SY滚动轴承全寿命数据集上进行试验，试验结果表明，与均方根、峭度、堆叠自编码器等方法相比，本文方法所得健康指标对早期故障更为敏感，并且具有更好的单调性与趋势性，与孤立森林、支持向量机、堆叠自编码器等方法相比，本文方法所得首次故障时间更提前，具有一定的应用价值。

关键词：早期故障检测关系网络健康指标双向门控循环单元

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寒区路基热负荷时序特性及区域统计分析

工程力学 2025年第2期42卷 98-107页

作者：胡田飞王力刘济华岳祖润袁一飞石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为保证路基供热防冻胀系统的合理设计和节能运行控制,发展一种基于建筑热环境设计模拟工具包DeST(designer’s simulation toolkit)的寒区路基动态热负荷预测方法。在DeST软件中建立由一系列“路基微元”构成的计算模型,利用软件内置的... 详细信息

为保证路基供热防冻胀系统的合理设计和节能运行控制,发展一种基于建筑热环境设计模拟工具包DeST(designer’s simulation toolkit)的寒区路基动态热负荷预测方法。在DeST软件中建立由一系列“路基微元”构成的计算模型,利用软件内置的气象模型、遮挡模型、光照模型模拟路基所处的气候环境、太阳辐照和地形条件;应用建筑分析模拟模块BAS(building analysis simulation module),通过状态空间法求解路基微元基础温度,通过预测值与实测值的校核保证计算精度;设置路基目标温度,完成热负荷的逐时计算。依托哈齐高铁DK221+150监测断面实测数据,对所述方法进行验证,结果表明,路基温度场计算值与实测值一致。案例路基的最大热负荷为945 W/m,冻结期平均热负荷为335 W/m。热负荷可以反映路基阴阳坡效应和沿深度的传热滞后效应。基于中国严寒和寒冷气候区23个城市的典型气象年数据,对高铁路基的热负荷进行区域统计分析,结果表明,最大热负荷范围为531 W/m~1338 W/m,并与纬度呈线性正相关关系。研究成果可为寒区路基冻害评价和供热方案设计提供参考。

关键词：冻土路基人工供热 DeST软件温度热负荷纬度