• ISSN 0258-2724
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2014年  第27卷  第3期

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论文
强度折减法判定桩基础极限荷载的尖点突变条件
董天文, 郑颖人, 唐晓松
2014, 27(3): 373-378. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.001
摘要(959)
摘要:
为采用强度折减法判定桩基础的极限荷载，根据突变理论Zeeman机构、桩基础承载力泛函数和直剪试验原理，建立了桩基础承载力突变的临界条件和位移增量梯度与岩土材料剪应力的关系，进而提出利用尖点突变曲线判定桩基础极限荷载.算例分析结果表明：尖点突变曲线拐点出现后，曲线近似垂直于强度折减系数坐标轴，强度折减系数的微小增量将引起位移增量梯度陡增，说明岩土材料已发生塑性变形，拐点对应的强度折减系数即为极限荷载条件下的强度折减系数；由尖点突变曲线和折减系数位移曲线得到的桩基础极限荷载基本相同，但尖点突变曲线的拐点更明显，物理意义更清晰.
路堤荷载下刚柔长短桩复合地基承载特性研究
左珅, 刘维正, 张瑞坤, 张浩, 张军辉
2014, 27(3): 379-385. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.002
摘要(1378)
摘要:
为研究路堤荷载下刚柔长短桩复合地基的承载特性，结合某桥头过渡段带帽薄壁管桩（pre-stressed thin-wall concrete，PTC）联合水泥土搅拌桩（cement deep mixed，CDM）的软基处理工程，开展了PTC-CDM组合式长短桩复合地基承载特性现场试验，对路堤填筑过程中桩土应力比、荷载分担比以及桩土沉降差的变化规律进行了分析，并进一步采用有限元对刚柔长短桩复合地基的路堤荷载传递规律进行了数值模拟.试验与计算结果表明：CDM桩顶与桩间土应力增长缓慢，PTC桩帽上应力增长相对较快；填土达到一定高度土拱完全形成后，大量的路堤荷载转移至刚性长桩；刚性长桩和柔性短桩的桩土应力比分别达到7.5和2.1；短桩的存在减少了长桩桩顶荷载和上部桩身出现负摩阻力的深度，中性点位置上移；短桩达到一定桩长时再增加其长度，对路基总沉降影响不明显，因此，短桩桩长可根据承载力要求的临界桩长来设计.
砂卵石地层下伏膨胀岩土盾构隧道结构内力特征
方勇, 何川, 齐春, 张明
2014, 27(3): 386-392. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.003
摘要(932)
摘要:
成都地铁二号线区间盾构隧道局部穿过砂卵石下伏膨胀岩土地层，为获得下伏地层膨胀荷载对盾构隧道衬砌结构内力的影响规律，采用数值方法分析了下伏地层在不同范围发生局部膨胀时对衬砌结构外侧压力的影响.通过现场测试得到了盾尾注浆时和隧道贯通后衬砌结构荷载及内力的分布规律，并与不同膨胀荷载下结构内力的计算结果进行了比较.研究表明：膨胀圈厚度及范围对膨胀后压力增量的影响较小，膨胀力对压力增量的影响较大；局部膨胀荷载的存在将增大管片结构弯矩，对结构受力不利，负弯矩是下伏膨胀岩土地层盾构隧道结构设计的控制因素.计算砂卵石下伏膨胀岩土地层中盾构隧道结构内力时，应考虑膨胀荷载的影响，膨胀荷载可采用数值分析等手段确定.
非饱和红黏土土水特性及强度特征研究
李龙起, 罗书学, 姜红, 宋磊, 丁冰冰, 李楚根
2014, 27(3): 393-398,431. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.004
摘要(1081)
摘要:
为研究红黏土土体非饱和特性，分别针对典型的原状和重塑红黏土，结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验，探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明：矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素；原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征，具有较为明显的进气值和残余含水量，而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征；对于原状红黏土来说，非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态，对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此，在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时，在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果，对于重塑红黏土来说，可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.
库水位涨落条件下滑坡地下水渗流场动态特征
夏敏, 任光明, 马鑫磊, 董清志, 黄帮芝, 孙仁先
2014, 27(3): 399-405. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.005
摘要(940)
摘要:
为探讨库水位升降对滑坡地下水的动态作用机理，以三峡库区石榴树包滑坡为例，采用有限元法，模拟了5种工况下库水位升降速率及不同渗透系数下滑坡体内地下水的暂态渗流场特征.研究结果表明：滑坡体内地下水渗流浸润线受水位升降速率与坡体渗透系数的共同影响；库水位上升条件下，当滑体渗透系数大于1×10-4 m/s，且水位上升速率小于渗透系数时，滑坡体表现为蓄水同步型.库水位下降条件下，当滑体渗透系数小于1×10-6 m/s时，库水位发生骤降；渗透系数介于1×10-4~1×10-5 m/s之间时，库水位表现为缓降；渗透系数大于1×10-4 m/s时，渗流浸润线与库水位保持同步下降.
基于三维数值模拟的铁路路基动力特性分析
孔祥辉, 蒋关鲁, 李安洪, 肖东
2014, 27(3): 406-411. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.006
摘要(1322)
摘要:
为探讨列车轴重和运行速度对土质路基动力特性的影响，用ANSYS与FLAC3D软件对有砟轨道-路基系统进行了三维动力数值模拟，在模拟过程中，利用滞后阻尼实现了土体在循环动荷载下的非线性特性.用该方法对达成线循环加载试验段的路基进行建模计算，所得路基动应力与现场实测数据有很好的一致性.在荷载振动频率与客车运行速度的转换过程中，取相邻车厢两个转向架的间距为相邻两个动应力波峰之间的距离，在此基础上，探讨了客车运行速度对土质路基动力性质的影响.研究表明：列车轴重和运行速度对路基表面动应力影响较大，随着轴重的增加和速度的提高，路基表面动应力呈马鞍形分布的趋势愈加明显；动应力沿路基深度的衰减规律受车速的影响很小，不同车速下的动应力在基床表层内都衰减了42%~46%，再经过基床底层的扩散，衰减值达79%~82%.
应急机场土质道面疲劳变形特性模型试验
刘军忠, 翁兴中, 张俊, 李宪鹏, 纪东明, 郭磊
2014, 27(3): 412-418. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.007
摘要(893)
摘要:
为分析应急机场快速修建工程的合理道面结构形式，采用人工加载和道面电液伺服疲劳试验机加载2种方式，对由压实土基、稳定土基层（底基层）和功能性面层组成的典型道面结构疲劳变形特性进行了模型试验.研究了土质道面结构的累积塑性变形、回弹弯沉和弯沉盆曲线随飞机荷载、施加荷载频率和荷载作用次数的变化情况及其平面分布规律.试验结果表明：累积塑性变形随加载频率增大而增大，累积塑性变形与加载次数呈对数关系；弯沉盆曲线形状类似“S”型曲线，可采用四次曲线方程进行拟合；道面结构的早期整体回弹模量增长较快，7~60 d龄期内整体回弹模量可达200~500 MPa，在数万次通行次数下，土质道面的回弹弯沉小于1 mm，表明提出的土质道面结构形式能够满足应急机场强时效性的要求.
超大跨径CFRP主缆悬索桥动力特性参数分析
李翠娟, 徐勋, 强士中
2014, 27(3): 419-424. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.008
摘要(1032)
摘要:
为了研究超大跨径碳纤维（CFRP）主缆悬索桥的动力性能，以某海峡为工程背景，设计了主跨3 500 m的CFRP主缆悬索桥.基于ANSYS软件平台，分析了该CFRP主缆悬索桥的动力特性，探讨了矢跨比、主缆安全系数、加劲梁约束体系和桥塔刚度等主要结构参数对其动力特性的影响.研究结果表明：矢跨比越大，扭弯频率比越大；主缆安全系数对动力特性影响不大；随跨径增大，加劲梁约束体系对动力特性的影响减小；增大桥塔顺桥向弯曲刚度可以提高对称竖弯基频，增大桥塔抗扭刚度可提高扭转基频.
轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响
李海锋, 罗永峰, 陈林聪, 梅真
2014, 27(3): 425-431. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.009
摘要(778)
摘要:
为探讨轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响机理，采用有限元法，对5种柱顶偏心变轴力加载模式下箱形钢柱的抗震性能进行了数值分析，探讨了轴力变化对箱形钢柱的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数以及耗能能力的影响规律.研究结果表明：柱顶变轴力加载频率对箱形钢柱抗震性能的影响较大，轴力变化频率越大，构件的抗震性能越差；柱顶轴力的变化幅值越大，箱形钢柱的承载力退化越严重；箱形钢柱的壁板宽厚比越小，轴力变化对构件抗震性能的影响越大.因此制定大跨度空间结构中箱形钢柱的抗震措施时，应充分考虑轴力变化对箱形钢柱抗震性能的影响.
Ⅰ型轨道板端离缝对轨道结构及车辆动力特性的影响
杨俊斌, 刘学毅, 刘永孝, 代丰
2014, 27(3): 432-437,512. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.010
摘要(952)
摘要:
为了研究高速列车荷载作用下，Ⅰ型轨道板端部与CA砂浆层间的离缝现象对钢轨、轨道板及车辆的力学性能的影响，建立了车辆-Ⅰ型板式轨道垂向耦合动力学分析模型.以轮轨力、钢轨位移及加速度、轨道板位移，拉应力及加速度、车辆加速度为评价指标，分析了不同离缝长度和高度工况下上述指标的变化规律.研究结果表明：板端离缝长度越短，轨道板越容易脱空受力；轨道板脱空受力时的离缝高度等于该离缝长度下板的竖向最大位移；离缝长度及高度的变化对轨道结构及车辆的受力状态均有影响，但离缝长度的影响更大；长度不大于0.6 m的板端离缝主要使钢轨及轨道板的变形及受力状态恶化，长度大于0.6 m的板端离缝也会使车辆的振动加速度超过容许值.
随机结构参数车辆在随机激励下的振动响应
贾爱芹, 陈建军, 曹鸿钧
2014, 27(3): 438-443. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.011
摘要(926)
摘要:
为分析随机结构参数对车辆系统随机振动响应的影响，通过1/4车辆模型，研究了具有随机结构参数的非线性车辆系统在随机过程激励下的振动响应.将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均视为随机变量，考虑轮胎与车身之间弹簧的非线性，将路面不平整引起的对车辆的激励作为平稳白噪声过程建立系统的动力性方程，采用能量差法对非线性车辆系统进行等效线性化处理；通过求解李雅普诺夫方程，获得平稳随机振动响应协方差矩阵，并通过多次迭代求得稳定的等效线性车辆系统参数.算例计算结果表明：能量差法计算位移的相对误差为6.841 5%，而方程差法的相对误差为8.150 5%；用此方法计算随机响应的方差值仅用了0.8 s，而用Monte Carlo法模拟1 000次耗时70 min.
欧洲规范中列车脱轨撞击结构设计的研究
刘艳辉, 赵世春, ManfredKeuser
2014, 27(3): 444-449. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.012
摘要(1069)
摘要:
为了研究适用于我国情况的高速铁路列车脱轨撞击临近结构的碰撞机理和设计方法，分析了欧洲规范EN1991-1-7中列车脱轨撞击临近结构条款制定所依据的英国铁路集团标准GC/RT5112和国际铁路联盟规程UIC777-2R，包括轨道两侧危险区域、作用荷载、预防措施等，介绍了欧洲规范EN1991-1-7中偶然荷载的设计策略，评述了对欧洲规范产生重要影响的列车脱轨撞击结构作用机理的主要研究成果.研究表明：欧洲规范关于列车脱轨结构撞击临近结构的研究方法和设计策略值得借鉴，但我国高铁站房结构特点、运行速度、道床做法、车辆编组等与欧洲均不同，需要根据我国的情况研究列车脱轨撞击临近结构问题.
多电平变换器直流侧电压平衡控制电路
丁娜, 舒泽亮
2014, 27(3): 450-454. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.013
摘要(752)
摘要:
为解决二极管箝位型多电平变换器直流侧电容电压不平衡的问题，设计了一种带二级辅助电感的平衡控制电路，通过简单控制可以平衡多电平变换器直流侧所有电容的电压.在分析电路结构和控制原理的基础上，从能量转换的角度出发，给出了辅助电感参数选择的范围.以五电平变换器为研究对象，建立了Matlab/Simulink仿真模型，搭建了实验样机，对比分析了本文平衡电路与传统一级平衡控制电路的电容电压平衡特性.实验结果表明，当二级辅助电路工作时，所有直流侧电容电压在20 ms内达到平衡，电容电压的纹波小于3%.
变脉宽脉冲序列控制DCM Buck变换器
吴松荣, 钟曙, 许建平, 沙金
2014, 27(3): 455-461. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.014
摘要(760)
摘要:
为解决脉冲序列（pulse train，PT）控制开关DC-DC变换器稳态输出电压纹波较大的问题，通过研究较大输出电压纹波的产生机理，提出了一种变脉冲宽度脉冲序列（variable width pulse train，VWPT）控制方法.该方法基于电感电流断续导电模式（discontinuous conduction mode，DCM）Buck变换器，根据负载功率的变化，采用数字控制方式动态调节高、低功率脉冲占空比，得到两个能量差异较小的驱动脉冲，实现对变换器的控制，以获得明显优于PT控制的输出电压纹波特性.实验结果表明，相比于PT控制，VWPT控制可以有效降低变换器的稳态输出电压纹波50%左右.
基于量子遗传算法的数学形态滤波器优化设计
张筱辰, 高宏力, 黄海凤, 郭亮, 肖世德
2014, 27(3): 462-469. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.015
摘要(1465)
摘要:
为解决数学形态滤波器结构元素参数优化问题，提出了一种基于量子遗传算法的数学形态滤波器优化设计方法.根据数学形态结构元素参数特点初始化量子遗传种群，通过量子交叉、变异、基于膨胀系数的量子旋转门实现种群的演化进程，进而得到数学形态滤波器的最佳参数.结合仿真实验，研究了不同比例随机噪声、工频干扰噪声下的优化算法性能.仿真结果表明：优化后的数学形态滤波器性能得到较大改善，含随机噪声信号的信噪比由-0.98 dB提高到5.23 dB，含混合噪声信号的信噪比由-3.05 dB提高到0.41 dB，有效滤除了随机噪声、混入工频干扰的混合噪声.
一类混合时滞复值神经网络的动态行为分析
徐晓惠, 张继业, 赵玲
2014, 27(3): 470-476. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.016
摘要(1077)
摘要:
为将复值神经网络应用于模式识别，对一类具有混合时滞的复值神经网络平衡点的动态行为进行了探讨.在假定激活函数满足Lipschitz条件的情况下，利用同胚映射相关引理以及向量Lyapunov函数法，研究了确保该系统平衡点的存在性、唯一性以及指数稳定性的充分条件.研究结果表明，用复值神经网络的权系数、自反馈函数及激活函数所构造的判定矩阵是M矩阵.最后，通过一个数值仿真算例验证了所得结论的正确性.
基于霍夫蕨的实时对象跟踪方法
权伟, 陈锦雄, 江永全, 余南阳
2014, 27(3): 477-484. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.017
摘要(806)
摘要:
基于霍夫变换方法难以在保持高检测精度的同时满足跟踪的实时性，且难以适应初始训练样例十分有限的情况，为解决上述问题，提出一种基于霍夫蕨的对象跟踪方法.该方法以随机蕨作为基础检测结构，将对象的局部表观作为学习数据，在其每个叶节点中计算并保存霍夫空间中属于目标对象的投票概率，在运行时通过在线学习该检测器和对象模型，适应对象表观的变化.结合对TLD跟踪框架的改进，实现了无约束环境下长时间的可视跟踪.在Babenko视频序列集上的实验结果表明，提出的对象跟踪方法在普通PC上的平均运行速率为3帧/s，平均准确率为87.1%，总体上优于现有的跟踪方法.
中国铁路客车无障碍设计研究
向泽锐, 徐伯初, 支锦亦, 董石羽, 郭小锋, 章勇
2014, 27(3): 485-493. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.018
摘要(1364)
摘要:
为获取我国铁路客车无障碍设计的相关依据，从分析乘客的需求出发，先后建立了行动不便旅客乘坐铁路客车的需求模型、车厢的无障碍流线模型和无障碍区域的基本布局模型，对比得出了最优的理论布局方案；通过真人实验和虚拟人仿真研究，明确了轮椅回转空间、通行宽度、轮椅使用者手的可及范围等关键尺寸；最后整理提出了我国铁路客车无障碍信息符号及其放置位置.研究结果表明：我国铁路客车应设有优先座位、专用无障碍车厢和通用齐全的无障碍信息符号；宜将轮椅席位和无障碍厕所集中设置于无障碍车厢侧门入口处的两侧；优先座位数应不低于每列车总席位的5%；列车8节及以下数量编组时应设置1个轮椅席位，8节以上编组时应设置2个轮椅席位；无障碍流线上的转弯处应预留轮椅转弯空间，直径应不小于1 500 mm；通行的最小宽度应不小于950 mm；操控设备宜安装于离地板面高389~1 354 mm范围；操作台面深度宜小于423 mm.
柴油发电机组并联运行稳定性研究
李东辉, 张均东, 纪玉龙
2014, 27(3): 494-498. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.019
摘要(1120)
摘要:
在船舶电站模拟器研制中，为了对柴油发电机组并联运行时的失步进行监视并定量分析其稳定性，推导了摇摆角的参数计算公式，提出了发电机组摇摆曲线参数的在线算法.通过求解多阶导数构成的状态方程组，求出了曲线的指数参数.定义并联运行稳定度，利用Simulink工具箱构建了仿真系统验证该算法.算例仿真结果表明：并联运行稳定度可以指示发电机组并联运行的稳定裕量；在电站模拟器训练中，该算法所求的参数能够及时反映发电机组并联运行的稳定性；发电机组的摇摆曲线参数可由曲线的1~4阶导数确定；当指数参数随时间变化或曲线数据离散时，可用五点式插值求导方法得到指数参数.
基于OFDM的DF中继链路能效最优资源分配策略
黄高勇, 方旭明, 黄博, 陈煜
2014, 27(3): 499-506. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.020
摘要(801)
摘要:
针对DF模式的OFDM中继链路，将能效最大化资源分配问题转化为在用户最小速率需求和系统总发射功率受约束条的件下，子载波配对和功率分配的联合优化问题，提出一种低复杂度联合最优资源分配策略，并证明速率和功率约束条件下中继链路全局能效最优解的唯一性.仿真结果表明，与固定子载波配对策略相比，当中继节点位于源和目的节点连线中点位置，Rmin=1.5 Mbit/s时，排序子载波配对策略的链路可达速率和系统能效分别提高了2.3%和3.1%；与传统的等功率分配、速率最大化和功率最小化注水算法相比，本文方案能够在保证用户最小速率需求和系统功率约束的同时，自适应分配资源以实现系统能效最优.
机械零部件失效相依方向可靠性模型
梁红琴, 唐家银, 何平, 王健鹏
2014, 27(3): 507-512. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.021
摘要(900)
摘要:
为判定机械结构系统可靠性工程中相关性失效的相依方向，在线性回归背景下，根据线性相关系数的特性，建立了可靠性变量判定模型.应用Copula回归函数，将该模型扩展到对一般非对称型相关结构可靠性的相关性失效方向判定，并应用于判定机车设备转轴的磨损失效和变形失效相关性失效方向，得到其磨损量偏度系数、变形量偏度系数分别为2.362×10-6和9.665×10-33.研究结果表明，磨损失效占有主导地位，与实际转轴的主要失效形式一致，验证了该模型的有效性.
大跨桥梁缆索钢丝腐蚀速率的试验研究
缪长青, 尉廷华, 王义春, 王蔓
2014, 27(3): 513-518. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.022
摘要(1014)
摘要:
为了探讨大跨桥梁缆索腐蚀规律，根据缆索钢丝的实际腐蚀状态制作了圆柱形腐蚀电极，基于正交试验设计原理和电化学实验方法进行了缆索高强度钢丝的腐蚀速率研究.在对试验结果直观分析和方差分析的基础上，研究了温度、含盐量、pH值等因素及交互作用对钢丝腐蚀速率的影响规律.研究结果表明，环境影响因素的主次顺序为：NaCl浓度> 温度> 温度与pH值的交互作用> pH值> 温度与NaCl浓度的交互作用> NaCl浓度与pH值的交互作用.温度和NaCl浓度对钢丝腐蚀速率的影响呈单调关系，而pH值的影响呈非单调关系.
“平面支架”实验验证支架力学行为公式
杨杰, 杨基, 徐江, 刘宇杰, 黄楠
2014, 27(3): 519-524. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.023
摘要(753)
摘要:
为了验证支架弹性径向刚度公式和塑性极限压力公式的准确性，提出了“平面支架单元”的概念，并根据血管支架真实弯曲单元的结构，制作了相同结构的平面形式支架单元试件.利用MTS材料试验机对平面支架单元试件进行拉伸试验，将试件实验测量的压力-半径曲线与弹性径向刚度和塑性极限压力公式预测的压力曲线对比.结果显示，支架撑开的弹性阶段，实验测量的弹性径向刚度和公式计算的弹性径向刚度差值在3%以内，进入塑性阶段，实验得到的曲线与公式接近. 实验验证了这两个公式准确且精度较高.
Lauwerier映射的混沌控制
郭峰, 谢建华, 乐源
2014, 27(3): 525-529. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.024
摘要(754)
摘要:
为了克服混沌控制外加激励或阻尼的方法在控制过程中改变了原系统动力学行为的缺陷，将OGY混沌控制方法与线性控制理论极点配置法相结合，建立了线性化映射，利用极点配置法选择依赖时间变化的控制参数的小扰动，提出了对Lauwerier映射的混沌运动进行控制的新方法.根据混沌运动的遍历性，在吸引子中嵌入不稳定的周期轨道，选取不稳定的周期-1和周期-2轨道作为控制目标，当相点运动到这些周期轨道附近时，对控制参数进行微小扰动，将不稳定轨道控制在相应的稳定轨道上，并分析了不同调节器极点对混沌控制时间的影响.研究结果表明：当两个极点分别取1/8和0时，系统经过230次迭代将不稳定的轨道控制在不动点；当两个极点分别取1/6和-1/4时，经过3 300次迭代才能实现混沌控制；该方法在混沌控制的过程中没有改变原系统的动力学性质.
新型人工机械心脏瓣膜加速疲劳试验
武亮亮, 周丰, 孙鸿, 王进, 刘丽, 黄楠
2014, 27(3): 530-535. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.025
摘要(852)
摘要:
为评价新型瓣膜的开闭状态及疲劳特性，采用TH—2200型人工心瓣疲劳寿命测试仪对聚甲醛瓣叶的双叶心脏瓣膜和ON-X心脏瓣膜进行疲劳实验，并利用高速摄像机对瓣膜的开启与关闭情况进行跟踪，考察瓣膜的瞬时运动状态.实验结果发现，在体外加速疲劳实验中，新型双叶心脏瓣膜与ON-X心脏瓣膜在相同频率下具有相近的开启关闭周期，在瓣叶开启至极限位置时都有抖动产生，该瓣膜经3×108次疲劳测试后，瓣环无明显磨损，瓣叶转动灵活，心瓣正常工作.
公路客车横向加速度实验研究
徐进, 杨奎, 罗庆, 邵毅明
2014, 27(3): 536-545. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.026
摘要(1013)
摘要:
为提供不同类型公路几何线形参数的计算依据，在12条不同地形环境、不同等级的公路上采集了小客车和大客车的横向加速度、行驶速度和轨迹曲率半径数据，评估了试验公路的行驶舒适性，给出了六车道、四车道、双车道3类公路的横向加速度特征分位值，针对不同公路类型和车型，建立了横向加速度-曲率半径和横向加速度-速度的均值模型、极限值模型和85分位值模型.研究结果表明：（1）车道数越少，行驶舒适性越差，设计速度低于30 km/h的双车道公路部分路段的行驶舒适性极差；（2）横向加速度累计频率曲线的拐点在第90~92分位，双车道公路的横向加速度最大值大于8 m/s2；（3）行驶轨迹越缓和、车道数越多，横向加速度分布越集中，且大客车的横向加速度分布要比小客车集中；（4）第85分位值模型可用于公路几何参数的最大值与最小值控制，均值模型可用于几何参数的一般值控制.
基于轨迹谱聚类的终端区盛行交通流识别方法
王超, 韩邦村, 王飞
2014, 27(3): 546-552. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.027
摘要(1161)
摘要:
为了改善终端空域扇区和进离场航线对实际空中交通的流量及空间分布的适用性，研究了从大量航空器飞行轨迹中识别主要交通流的方法.在分析飞行轨迹空间特征的基础上，建立了基于3D网格的轨迹间相似性模型.利用谱聚类算法对终端区飞行轨迹样本进行聚类划分，提出了一种基于轨迹聚类核密度估计的盛行交通流和异常轨迹的识别方法，用于从空管雷达记录的飞行轨迹中识别出盛行交通流的实验.实验研究结果表明：该方法将1 476条轨迹划分为5个聚类，识别出5个盛行交通流，且识别结果未受到异常轨迹的影响.
基于BADA及航空器意图的四维航迹预测
张军峰, 蒋海行, 武晓光, 汤新民
2014, 27(3): 553-558. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2014.03.028
摘要(1190)
摘要:
为了提高航空器四维轨迹预测的准确性，提出了基于航空器性能数据以及航空器意图的四维航迹预测方法.通过统计分析航空器实际雷达轨迹数据，根据水平轨迹、高度和速度剖面等构建了航空器意图模型.采用航空器意图模型与航空器动力与运动学模型相结合的方法，考虑气象因素，基于性能数据设计了四维航迹预测模型.以国内某机场进场航班ACA025与CES2161为例进行了模拟，将预计到达时刻与实际到达时刻的误差作为评价指标，结果表明：本文提出的算法可以将通过航路点时刻的误差控制在30 s以内.

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