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门式钢桥塔涡激振动特性及机理研究

振动与冲击 2024年第10期43卷 1-8页

作者：雷伟王骑廖海黎李志国西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学风工程四川省重点实验室成都610031

钢桥塔是一种高耸细柔结构,对风荷载十分敏感,易发生涡激振动。为研究某高度为217 m钢桥塔的涡激振动性能,开展了1∶100缩尺比下的自立状态气弹模型风洞试验。试验结果表明,0°~30°风向角下,在低风速区间发生了两塔柱同相涡激振动,在... 详细信息

钢桥塔是一种高耸细柔结构,对风荷载十分敏感,易发生涡激振动。为研究某高度为217 m钢桥塔的涡激振动性能,开展了1∶100缩尺比下的自立状态气弹模型风洞试验。试验结果表明,0°~30°风向角下,在低风速区间发生了两塔柱同相涡激振动,在高风速区间发生了反相涡激振动。其中,同相和反相涡激振动的最不利风向角分别为0°和10°,塔柱同相顺风向位移和反相扭转角分别为609.5 mm和4.3°。进一步地,通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法研究了两类涡激振动的发生机理。数值模拟结果表明,两塔柱附近旋涡交替脱落的频率与桥塔的基阶自振频率接近,由此在塔柱两侧产生的周期性压力差使得桥塔发生同相和反相涡激振动。该研究结果和结论可为同类型钢桥塔的抗风设计提供一定参考。

关键词：涡激振动(VIV) 钢桥塔风洞试验数值模拟

基于相场模拟的应力辅助时效的NiTi形状记忆合金功能性能研究

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力学学报 2024年

作者：徐波于超王宠阚前华王清远康国政四川大学灾变力学与工程防灾四川省重点实验室四川大学深地科学与工程教育部重点实验室西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室西南交通大学牵引动力国家重点实验室

本文通过改进的耦合沉淀相析出和马氏体相变的相场模型模拟了应力辅助时效的NiTi单晶的超弹性、弹卡效应、单程形状记忆效应和应力辅助双程形状记忆效应，讨论了单一取向Ni4Ti3沉淀相对功能性能的影响以及背后的微观机理。模拟结果显示... 详细信息

本文通过改进的耦合沉淀相析出和马氏体相变的相场模型模拟了应力辅助时效的NiTi单晶的超弹性、弹卡效应、单程形状记忆效应和应力辅助双程形状记忆效应，讨论了单一取向Ni4Ti3沉淀相对功能性能的影响以及背后的微观机理。模拟结果显示，由于单一取向Ni4Ti3沉淀相的强几何约束，超弹性过程和应力辅助双程形状记忆过程中的马氏体相变并不以马氏体条带快速扩宽的方式进行，而是以大量针状马氏体的形核与生长来实现，马氏体逆相变则以大量针状马氏体的缩减和消失来实现。含单一取向Ni4Ti3沉淀相的单晶系统具有优良的弹卡效应。对于单程形状记忆效应，含单一取向Ni4Ti3沉淀相的单晶系统在温度诱发马氏体相变过程中形成的孪晶面均与沉淀相惯习面平行，单一取向和两种取向的Ni4Ti3沉淀相对马氏体重取向的约束不同，对温度诱发马氏体逆相变的约束也不同，导致二者对应的应力-应变-温度曲线的差异。本工作将为理解Ni4Ti3沉淀相对NiTi合金功能性能的影响提供见解，并为调控合金的马氏体相变、功能和力学性能提供参考。

关键词： NiTi形状记忆合金 Ni Ti 沉淀相相场模拟功能性能

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固化工艺对树脂基高速打磨磨石性能影响

铁道学报 2024年第1期46卷 137-144页

作者：张胜刘长宝樊小强朱旻昊西南交通大学机械工程学院四川成都610031 西南交通大学先进材料教育部重点实验室四川成都610031

为优化高速钢轨打磨磨石的质量设计,通过调控磨石固化温度制度与固化时间等固化工艺参数,制备树脂交联程度不同的高速钢轨打磨磨石,探究固化工艺参数对高速钢轨打磨磨石综合性能的影响,通过抗压测试说明了磨石力学性能随着固化工艺的变... 详细信息

为优化高速钢轨打磨磨石的质量设计,通过调控磨石固化温度制度与固化时间等固化工艺参数,制备树脂交联程度不同的高速钢轨打磨磨石,探究固化工艺参数对高速钢轨打磨磨石综合性能的影响,通过抗压测试说明了磨石力学性能随着固化工艺的变化。利用打磨试验台量化不同固化工艺下磨石打磨性能的差异。然后对打磨后的磨石与钢轨样品进行表面质量分析,评价加工后表面质量的优劣。最后从磨石的力学性能、打磨性能以及打磨后钢轨表面质量等进行综合评价,总结固化温度与固化时间对于磨石性能的影响。结果表明:在试验范围内,增加固化温度和固化时间均有助于提高磨石的力学性能。随着固化温度与固化时间的增长,打磨后钢轨表面质量得到有效提升,然而磨石的打磨性能存在变差的趋势。

关键词：钢轨打磨磨石酚醛树脂固化温度固化时间

一类幂函数的c-差分性质及其(−1)-差分谱

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密码学报（中英文） 2024年第2期11卷 371-386页

作者：谭先彤阎昊德西南交通大学数学学院成都610031

差分攻击是攻击迭代分组密码最有效的方法之一.密码算法抵抗差分攻击的能力与其采用的密码函数抵抗差分攻击的能力密切相关,而后者可以用差分均匀度来衡量.密码函数的差分均匀度越小,其抵抗差分攻击的能力就越强.为了抵抗差分攻击,分组... 详细信息

差分攻击是攻击迭代分组密码最有效的方法之一.密码算法抵抗差分攻击的能力与其采用的密码函数抵抗差分攻击的能力密切相关,而后者可以用差分均匀度来衡量.密码函数的差分均匀度越小,其抵抗差分攻击的能力就越强.为了抵抗差分攻击,分组密码算法中的核心部件S盒(S-boxes)应该具有较低的差分均匀度.同时,具有低差分均匀度的密码函数在编码理论、组合设计等领域中有着广泛的应用.乘法差分攻击作为差分攻击的推广被提出,密码函数抵抗乘法差分攻击的能力用其c-差分均匀度反映.本文主要研究了有限域Fpn上幂函数x^(p^(n)+3)/2的c-差分性质,这里p是奇素数,n是正整数.对于一般的c≠±1,本文给出了这类幂函数的c-差分均匀度的上界,并针对c=−1求解了其c-差分谱.

关键词：幂函数 c-差分均匀度 c-差分谱特征和

考虑空间需求不均的模块化公交线路运行方案优化研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 166-175页

作者：易洪波刘昱岗王童语西南交通大学交通运输与物流学院成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都611756 纽约大学阿布扎比分校工程系阿布扎比129188阿拉伯联合酋长国

传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线... 详细信息

传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线路运行方案的优化模型,所构建模型为混合整数非线性规划(Mixed Integer-Nonlinear Program,MINLP)模型,模型决策变量包括车队的运行方案以及模块化公交单元的运行方案。为方便求解,采用时间离散化手段,通过一系列方法将所构建的MINLP模型转化为易于求解的混合整数线性规划(Mixed Integer-Linear Program,MILP)模型,并基于成都市真实公交线路与乘客需求数据进行案例分析。实验结果表明,与传统容量固定式公交相比,模块化公交的应用能够使乘客成本降低11.44%,运营成本降低31.35%,综合降低20.32%的系统总成本。敏感性分析实验结果分析了系统供给与需求变化对系统成本产生的影响。

关键词：城市交通运行方案优化混合整数非线性优化模型模块化公交时间离散化 Gurobi

轨道车辆垂向轮轨力时域识别对比及其机器学习修正

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力学学报 2024年第1期56卷 247-257页

作者：朱涛吴佳欣王小瑞肖守讷阳光武杨冰西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向... 详细信息

为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向轮轨力.其次,建立了Green函数法、状态空间法这2种时域法对应的动载荷识别模型,对状态空间法的初值误差进行了分析,并引入多项式拟合法修正其趋势项误差,进而对比分析了2种方法的计算精度和计算效率.然后,针对时域法存在的识别误差,提出采用NARX(nonlinear autoregressive models with exogenous inputs)模型对识别误差进行训练和预测,用于消减模型中存在的如响应观测不全与观测噪声等因素造成的影响,进而对时域法识别结果进行修正,提高识别精度.最后,通过一个10自由度轨道车辆垂向动力学模型,对方法的正确性进行了验证.研究结果表明:2种方法对轨道车辆垂向轮轨力均具有较高的识别精度,对于各轮对的识别精度各有优劣;在计算效率方面,状态空间法比Green函数法更优;经NARX模型修正的2种时域法对轨道车辆垂向轮轨力均具有很好的识别效果,识别值与正演值的Pearson相关系数大于0.99,为极强相关.基于NARX模型的机器学习误差修正方法可有效提高时域识别精度,可以为后续轨道车辆轮轨力预测提供参考,具有较强的工程运用价值.

关键词：轨道车辆轮轨力识别 Green函数法状态空间法 NARX模型

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中低速磁浮最小曲线半径及缓和曲线长度研究

振动与冲击 2024年第6期43卷 301-310页

作者：林远扬李苗马卫华王波张敏左飞飞西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

为研究中低速磁浮最小曲线半径及缓和曲线长度,该文基于磁浮交通线路参数的计算方法、相关要素,以及线路自身的特点,推导出适用于中低速磁浮的曲线半径、缓和曲线长度计算公式,在参考相关标准的基础上,对中低速磁浮列车以20~160 km/h速... 详细信息

为研究中低速磁浮最小曲线半径及缓和曲线长度,该文基于磁浮交通线路参数的计算方法、相关要素,以及线路自身的特点,推导出适用于中低速磁浮的曲线半径、缓和曲线长度计算公式,在参考相关标准的基础上,对中低速磁浮列车以20~160 km/h速度运行时的最小平、竖曲线半径及缓和曲线长度进行了理论分析,进一步给出其建议值,并建立了考虑主动反馈控制特性的车辆模型,通过动力学仿真对取值的可靠性进行了验证。研究结果表明:最小平曲线半径取值受指向外侧的最大侧向加速度控制,最小竖曲线半径取值受凹曲线上最大法向加速度控制,当列车运行速度一定时,横坡角越大,最小平曲线半径取值越小,而纵坡对最小竖曲线半径取值几乎无影响;当横坡角为2°,列车在正常条件下运行时,最小缓和曲线长度主要受最大侧向冲击控制,在困难条件下运行时,最小缓和曲线长度主要受最大法向冲击控制,当横坡角为4°、6°,列车在正常/困难条件下运行时,最小缓和曲线长度主要受最大法向冲击控制;按横坡角最大值6°考虑,列车以160 km/h在正常条件下运行时,建议最小平曲线半径及缓和曲线长度分别取970 m、120 m。该文研究成果可为中低速磁浮交通的选线设计提供理论依据和数据参考。

关键词：中低速磁浮曲线半径缓和曲线加速度冲击

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复合型径向机构在地铁车辆上的适用性研究

中国机械工程 2024年第6期35卷 1120-1128页

作者：郑阳代亮成池茂儒郭兆团曾鹏程西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610036

设置径向机构是解决铁道车辆蛇行稳定性与曲线通过性能之间矛盾的主要措施,然而,传统的杠杆式迫导向转向架在低等效锥度状态下运行时,由于连杆的存在加剧了车辆的一次蛇行,进而导致车辆的稳定性下降。针对传统杠杆式迫导向转向架存在的... 详细信息

设置径向机构是解决铁道车辆蛇行稳定性与曲线通过性能之间矛盾的主要措施,然而,传统的杠杆式迫导向转向架在低等效锥度状态下运行时,由于连杆的存在加剧了车辆的一次蛇行,进而导致车辆的稳定性下降。针对传统杠杆式迫导向转向架存在的上述缺陷,提出了一种复合型径向机构,该径向机构使车辆在小半径曲线运行时具有迫导向的功能,车辆在大半径曲线或直线上运行时迫导向功能失效,从而克服了传统杠杆式迫导向转向架存在的不足。基于复合型径向机构的工作原理,建立了该机构的数值仿真模型和控制模块,然后采用MATLAB/Simulink对复合型径向机构数学模型和地铁车辆动力学模型进行联合仿真,研究它对车辆系统动力学性能的影响,并进行了台架试验验证。结果表明,复合型液控径向机构不但可以保证车辆具有良好的曲线通过性能,而且可大幅度提高车辆的稳定性。

关键词：地铁车辆径向转向架曲线通过性能复合型径向机构蛇行运动稳定性

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粗糙氧化锆涂层对多晶锆表面摩擦性能的影响

摩擦学学报 2024年

作者：向友文张晓宇王政慧匡陶蒲超史义超西南交通大学机械工程学院西南交通大学数学学院

采用分子动力学方法模拟了金刚石半球与具有不同粗糙度氧化锆表面涂层的多晶锆基体的磨削过程，对摩擦力、摩擦系数、磨损量和磨损深度进行了定量分析并且结合应力应变、位错提取分析法(DXA)和热力学分析法对基体内部塑性变形进行了探... 详细信息

采用分子动力学方法模拟了金刚石半球与具有不同粗糙度氧化锆表面涂层的多晶锆基体的磨削过程，对摩擦力、摩擦系数、磨损量和磨损深度进行了定量分析并且结合应力应变、位错提取分析法(DXA)和热力学分析法对基体内部塑性变形进行了探究。结果表明：随着氧化锆涂层粗糙度的增加，压头磨削方向与涂层和基体的实际接触面积减小导致其相互作用力减小，涂层对其法向的反作用力增大，导致压头所受的摩擦力逐渐减小，基体磨损原子量减少及磨损深度降低。经DXA分析，基体内部压头下压区域都产生堆垛层错，但亚表层损伤程度及内部晶格缺陷结构随着粗糙度的增加相应减弱。

关键词：多晶锆分子动力学摩擦磨损涂层粗糙度