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TBM破岩关键参数跨工程转换关系

地球科学 2024年第5期49卷 1722-1735页

作者：李海波李旭王双敬陈祖煜荆留杰北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100048 中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016

TBM信息化施工中采集了海量数据,通过数据挖掘建立机器学习模型,是实现TBM智能化的前提.然而在TBM新建工程初期,由于数据量稀少导致机器学习模型预测效果不佳;同时由于TBM设备结构和刀盘直径存在差异,基于历史工程训练得到的机器学习模... 详细信息

TBM信息化施工中采集了海量数据,通过数据挖掘建立机器学习模型,是实现TBM智能化的前提.然而在TBM新建工程初期,由于数据量稀少导致机器学习模型预测效果不佳;同时由于TBM设备结构和刀盘直径存在差异,基于历史工程训练得到的机器学习模型也并不适用于新建工程.为了解决这一瓶颈问题,基于单刀受力分析、经验方法和扭剪实验模型等多种换算关系推导得到了仅与刀具数量和刀盘直径有关的物理不变量,利用由不变量组成的转换方案,可以对新建工程数据进行转换;之后针对围岩分类和机器学习模型上的应用效果,比选出最佳的破岩关键参数转换方案;进而采用遗传算法,以比选得到的转换方案不变量作为初值,迭代搜索出适合当前工程的最优转换方案不变量.研究结果表明,引绰工程(新建工程)数据经过不变量的转换后输入到引松工程(历史工程)机器学习模型,其刀盘扭矩T和刀盘推力F预测结果的拟合优度R2分别达到了0.84和0.70.本研究采用该转换方案不变量,可将不同工程的TBM施工数据归一化,将其统一到同一个框架下进行分析,实现了基于历史工程数据训练得到的机器学习模型指导新建工程施工.研究结果可为TBM机器学习模型跨工程应用提供参考.

关键词： TBM 机器学习破岩关键参数不变量遗传算法岩土工程工程地质

基于DL Breach模型的堰塞湖溃决洪水分析

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水利水电科技进展 2024年

作者：周兴波王双敬杨子儒杨晟水电水利规划设计总院国家防汛抗旱技术研究中心中铁工程装备集团有限公司中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司

精准高效地分析预测堰塞湖溃决洪水流量对应急抢险决策与风险处置极其重要。简要回顾了DL Breach模型的基本原理，反演分析了记录完整的唐家山堰塞湖溃决洪水流量过程，并开展了参数敏感性分析。结果表明，该模型计算的唐家山堰塞湖溃... 详细信息

精准高效地分析预测堰塞湖溃决洪水流量对应急抢险决策与风险处置极其重要。简要回顾了DL Breach模型的基本原理，反演分析了记录完整的唐家山堰塞湖溃决洪水流量过程，并开展了参数敏感性分析。结果表明，该模型计算的唐家山堰塞湖溃决流量过程与实测值较为接近，计算洪峰流量7323 m3/s，较实测值6500 m3/s误差约11.2%，计算峰值出现时间较实测峰值时间提前近1小时，主要是由于唐家山堰塞湖溃口的小石梁提升了堰塞体的抗冲刷能力所致。材料粒径增大会减小溃口冲刷，降低峰值流量，而材料粘聚力、上游坡比及初始溃口深度的增加会降低溃口底高程，而对峰值流量的影响较小。验证了DL Breach模型的可靠性和稳定性，可为类似堰塞湖风险分析提供一定支撑。

关键词：防洪工程堰塞湖溃决洪水洪峰流量

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高原隧道湿喷台车电动化技术研究

建筑机械化 2024年第1期45卷 19-23页

作者：陈国庆江帅苏薇卢照昕郑中山中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南郑州450016 河南机电职业学院河南郑州450016

以川藏铁路隧道为例,对比电动设备与传统燃油设备的优劣势,研究并提出湿喷台车电动化技术方案,为电动化装备在高原隧道施工的应用提供技术支撑。

关键词：电动湿喷台车高原隧道新能源电动化

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基于剩余寿命的柱塞泵可再制造性评估

工程设计学报 2024年第5期31卷 557-564页

作者：许顺海周小磊龚国芳洪昊岑张鹏刘尚范亚磊中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310058

为了实现对柱塞泵可再制造性的定量评估,首先以柱塞泵为研究对象,进行其疲劳寿命研究。建立了柱塞泵刚-柔-液联合仿真模型,研究了在柱塞泵运行过程中转速、负载压力对柱塞最大应力和疲劳寿命的影响规律。结果显示:随着转速提高,柱塞所... 详细信息

为了实现对柱塞泵可再制造性的定量评估,首先以柱塞泵为研究对象,进行其疲劳寿命研究。建立了柱塞泵刚-柔-液联合仿真模型,研究了在柱塞泵运行过程中转速、负载压力对柱塞最大应力和疲劳寿命的影响规律。结果显示:随着转速提高,柱塞所受到的最大应力呈指数递增,柱塞的疲劳寿命则呈指数递减;随着负载压力的增大,柱塞所受到的最大应力呈线性增大,柱塞的疲劳寿命则呈对数递减。在柱塞泵疲劳寿命分析的基础上,建立了以剩余寿命和零部件可加工性为指标的技术评估体系,并综合考虑了经济和环境指标,提出了柱塞泵可再制造性量化评估模型和方法,并进行了工程应用分析,验证了所提出方法的合理性和可行性。

关键词：柱塞泵仿真分析疲劳寿命可再制造性定量评估

基于微服务架构的企业内部网盘系统研究与应用

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软件 2024年第1期45卷 70-74,120页

作者：张亚楠秦志远王会朴中铁工程装备集团有限公司信息与数字化院河南郑州450047

随着互联网技术和企业信息化的快速发展,企业对内部数据和文件的存储管理要求越来越高,为了满足企业对数据存储管理和文件高效共享的迫切需求,通过分析企业内部网盘系统的需求,研究设计企业网盘系统的技术架构和功能模块。采用基于Sprin... 详细信息

随着互联网技术和企业信息化的快速发展,企业对内部数据和文件的存储管理要求越来越高,为了满足企业对数据存储管理和文件高效共享的迫切需求,通过分析企业内部网盘系统的需求,研究设计企业网盘系统的技术架构和功能模块。采用基于SpringBoot的微服务架构,结合OpenStack和Ceph分布式文件系统搭建私有云环境,实现企业网盘的主要功能,为企业提供安全稳定可靠高效的文件数据存储管理服务。

关键词：微服务私有云企业网盘分布式

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一种大型液压轴向柱塞泵的优化

机床与液压 2024年第4期52卷 81-85页

作者：何浩波龙雨罗云刘尚许顺海广东科达液压技术有限公司技术中心广东佛山528313 中铁工程装备集团有限公司重大专项研究院河南郑州450016

以750 mL/r轴向柱塞泵为研究对象,对其在35 MPa高压、1600 r/min高转速工况下试运行出现的关键部件磨损、黏铜、损坏等现象进行分析。通过优化关键部件的结构参数,提高结构件硬度、表面粗糙度等措施,并依据行业标准进行出厂试验和型式试... 详细信息

以750 mL/r轴向柱塞泵为研究对象,对其在35 MPa高压、1600 r/min高转速工况下试运行出现的关键部件磨损、黏铜、损坏等现象进行分析。通过优化关键部件的结构参数,提高结构件硬度、表面粗糙度等措施,并依据行业标准进行出厂试验和型式试验,相比优化前试验结果,优化后的关键性能参数如溢流特性和摩擦磨损特性等得到明显改善,证实了优化方案的有效性。

关键词：轴向柱塞泵型式试验磨损溢流特性

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非对称微沟槽表面液滴各向异性润湿行为研究

力学学报 2024年第3期56卷 715-722页

作者：胡海豹丁海艳曹刚李明升西北工业大学深圳研究院广东深圳518063 西北工业大学航海学院西安710072 中车艾森迪海洋装备有限公司工程技术部上海201306

液滴在各向异性表面的润湿行为对于液滴操作和运动控制具有重要的科研与工程价值.采用重力式测试系统对非对称沟槽表面上液滴各向异性润湿行为进行表征,分析了沟槽几何结构非对称性、沟槽高度和宽度以及浸油处理对液滴静润湿与动润湿行... 详细信息

液滴在各向异性表面的润湿行为对于液滴操作和运动控制具有重要的科研与工程价值.采用重力式测试系统对非对称沟槽表面上液滴各向异性润湿行为进行表征,分析了沟槽几何结构非对称性、沟槽高度和宽度以及浸油处理对液滴静润湿与动润湿行为的影响规律.结果表明,沟槽几何结构不对称性会影响液滴润湿状态,液滴在非对称沟槽表面不同方向上接触角差异比对称沟槽更大,使得各向异性更显著;浸油处理会减小沟槽表面液滴接触角,从而表现出更明显的各向异性;非对称沟槽表面的接触角随沟槽高度增大而减小,随宽度增大而增大,表面浸油处理会缩小试件间接触角的差异,高度和宽度对浸油处理后的非对称表面的调控作用基本失效;当沟槽宽度增加时,浸油处理后的非对称沟槽表面滑动角减小,同时液滴沿非对称沟槽大顶角向小顶角方向运动时的滑动角大于沿反方向运动时的滑动角,且液滴体积越大,滑动角越小.最后,对上述规律进行了接触线理论分析,并从表面能模型角度推导出滑动角理论公式,与实验结果基本吻合.

关键词：非对称微沟槽各向异性润湿浸油接触角滑动角

基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法

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机电工程 2024年第1期41卷 1-10页

作者：任中永许顺海龚国芳张鹏王一博刘尚中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动... 详细信息

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解新方法。首先,对滑靴副的受力平衡机理进行了分析,并构建了柱塞泵运动学和动力学模型;然后,构建了柱塞泵整泵流场仿真模型,求解了包含滑靴底部支撑力、柱塞腔压力等在内的滑靴副支撑动态边界,并采用容积效率试验数据验证了整泵流场仿真的准确性;最后,建立了滑靴副油膜承载模型,分析了滑靴副油膜支撑特性,提出了基于插值计算理论的柱塞泵滑靴副油膜承载尺度动态求解方法,对1600 r/min与600 r/min两种典型工况的滑靴副油膜动态进行了计算。研究结果显示:大排量柱塞泵转速为1600 r/min时,柱塞惯性力导致高压侧油膜厚度进一步减薄,高压转低压过程中,柱塞腔内出现压力骤降,使滑靴副油膜无法形成,导致滑靴与斜盘发生刚性接触,在该区域内发生异常磨损;而在低转速工况(600 r/min)时,滑靴底面能够有效形成油膜,保证柱塞泵低速运行的可靠性。这表明基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法可以快速地对不同工况下的柱塞泵滑靴副油膜厚度进行求解。

关键词：工程机械盾构机容积泵滑靴副支撑特性油膜厚度动态特性柱塞泵动力学分析线性插值

基于参数化建模方法的复合式盾构机刀盘力学性能分析与结构优化

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科学技术与工程 2024年第20期24卷 8733-8745页

作者：刘鑫宇张家年张超朱杭运蔡宗熙刘洋天津大学机械工程学院力学系天津300354 中铁工程装备集团有限公司郑州450000 天津市现代工程力学重点实验室天津300354

刀盘是盾构机的核心部件之一,合理的刀盘结构设计是安全高效掘进的基础。为了快速高效建立刀盘有限元模型并分析其力学性能,采用基于APDL(ANSYS parametric design language)命令流开发的参数化建模方法,建立某型号复合式盾构机刀盘的... 详细信息

刀盘是盾构机的核心部件之一,合理的刀盘结构设计是安全高效掘进的基础。为了快速高效建立刀盘有限元模型并分析其力学性能,采用基于APDL(ANSYS parametric design language)命令流开发的参数化建模方法,建立某型号复合式盾构机刀盘的数字模型。对刀盘施加极限工况下的推力和扭矩,通过静力学分析得到刀盘的应力分布和变形分布,确定最大应力和最大变形位置,校核刀盘的静强度和静刚度。进一步以刀盘总质量为优化目标,以刀盘强度和刚度为约束条件建立基于参数化建模的刀盘结构优化方法,提出刀盘结构优化流程。通过参数敏感性分析确定刀盘优化参数,探究相关参数对刀盘强度和刚度的影响。对复合式盾构机刀盘的关键参数进行优化。结果表明:优化后刀盘的最大应力降低了12%,最大变形降低了20%,质量减轻了119 kg。因此,基于参数化建模的优化方法可以提供刀盘的强度与刚度,并同时降低刀盘质量。研究成果可为后续多目标刀盘结构优化提供参考。

关键词：盾构刀盘参数化建模有限元分析参数敏感性分析结构优化