• ISSN 0258-2724
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2010年  第23卷  第5期

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论著
制动力对机车直线运行安全性的影响
阳光武, 肖守讷, 马卫华
2010, 23(5): 657-662. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1747)
摘要:
为研究机车直线运行时车钩制动力对其安全性的影响,建立了车体载荷方程,在分析车体几何关系、车 钩与车体受力关系的基础上,利用牛顿迭代法求解该方程,获得车钩复原角刚度与车体转角的关系,并提出保证 机车直线运行安全性的必要条件. 理论分析和仿真结果表明:为保持机车车体平衡,机车车体在两端车钩制动力 的作用下,车钩复原角刚度应大于临界值,否则,机车车轮的轮缘会贴靠钢轨,机车有脱轨的危险.
岔桥相对位置对列车鄄道岔鄄桥梁耦合振动的影响
全顺喜, 王平, 陈嵘
2010, 23(5): 663-668. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1714)
摘要:
为确定合理的岔桥相对位置,建立了列车鄄道岔鄄桥梁耦合系统的振动分析模型,用数值模拟法,分析了 350 km/ h、18 号渡线道岔布置于6伊32 m 的连续梁上,岔桥相对位置对列车、道岔及桥梁的各项动力特性的影 响. 结果表明:岔桥相对位置对最大动轮载、轮缘力、尖轨及心轨开口量、车体运行平稳性的影响不显著,对最大 减载率、脱轨系数、钢轨动应力及桥梁振动加速度的影响较大;最优的岔桥相对位置是道岔辙叉部分布置在列车 运行方向上距离第3 跨桥墩1/8 ~1/4 跨范围内.
桥上纵连板式无砟轨道无缝道岔 力学特性
乔神路, 高亮, 曲村, 辛涛
2010, 23(5): 669-675. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1228)
摘要:
为研究桥上纵连板式无砟轨道无缝道岔的力学特性,根据桥上纵连板式无砟轨道无缝道岔的特点,采 用有限元方法,建立桥上纵连板式无砟轨道无缝道岔的纵鄄横鄄垂向空间耦合计算模型. 以铺设在桥上的客运专 线18 号无砟轨道无缝单渡线为例,研究轨道板/ 底座板伸缩刚度、摩擦板长度、桥梁形式对桥上纵连板式无砟轨 道无缝道岔力学特性的影响. 结果表明:减小轨道板/ 底座板伸缩刚度,对轨道结构变形影响较小,但下部结构受 力明显降低,最大降幅约为90%;增加摩擦板长度,有利于控制桥上无缝道岔的受力与变形,可减小下部结构受 力,当摩擦板长度由50 m 增至100 m 时,端刺受力可减小约18%;桥上纵连板式无砟轨道无缝道岔宜铺设在连 续梁上.
齿轮塑性变形失效的安定极限分析
廖海平, 刘启跃
2010, 23(5): 676-680. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1018)
摘要:
为研究直齿圆柱齿轮优化设计中残余应力对齿轮材料塑性极限的影响,基于Hertz 接触理论和齿轮局 部坐标下的弹塑性接触模型,分析了直齿圆柱齿轮啮合过程中的弹性接触应力、残余应力及弹塑性接触应力. 根 据第三强度理论,导出齿轮材料在弹性状态下弹性极限约为简单拉压屈服极限的1. 6 倍;根据安定极限理论,考 虑齿轮啮合过程产生的残余应力对齿轮材料的强化作用,得到弹塑性状态下齿轮接触的静力安定极限约为简单 拉压屈服极限的2. 3 倍;与弹性极限相比,将静力安定极限作为齿面出现塑性变形的失效判据,齿轮材料的许用 应力提高了约50%.
跨临界CO2 热泵热水器的性能
金东旭, 小山繁, 薛隽, 高田信夫
2010, 23(5): 680-684. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1032)
摘要:
为了研究跨临界CO2 热泵热水器制冷剂充注量对制热系数的影响,通过调节变频压缩机频率与电子膨 胀阀脉冲,在制热量与压缩机入口过热度一定的条件下,对制热系数、压缩比、吸气和排气压力等与制冷剂充注 量的关系进行了实验研究. 结果表明:随着制冷剂充注量的增加,压缩机的排气压力上升,气体冷却器出口制冷 剂的温度下降;随着蒸发器中热源水入口温度的上升,吸气压力上升,压缩比和排气温度下降;最大制热系数随 热源水入口温度的上升而增大. 当热源水入口温度为15益且压缩机入口过热度为5 益时,系统的最大制热系数 为3. 25,最佳制冷剂充注量为1. 7 kg.
基于人工智能的丝杠寿命预测技术
高宏力, 李登万, 许明恒
2010, 23(5): 685-691. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2010.05.006
摘要(1593)
摘要:
为了研究丝杠在不同加工条件下的性能退化趋势,研究了影响丝杠寿命的关键因素:丝杠转速和负载 力. 利用振动信号和切削力信号实时监测丝杠性能状态,用经验模态分解方法对传感器信号滤波后,通过时域、 频域和时频域分析方法提取影响丝杠寿命的关键特征,采用多模型融合技术和B 样条模糊神经网络,建立了丝 杠寿命预测模型. 试验结果表明,寿命预测的最大误差为846 h,能够满足丝杠的主动维护需求.
波浪载荷下海中观光塔铸钢节点疲劳强度验算
靳慧, 李菁, 李爱群
2010, 23(5): 692-697. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1062)
摘要:
为正确估算铸钢节点的疲劳寿命,以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔为例,提出了波浪载荷作用下铸 钢节点疲劳强度的验算方法. 采用统计学方法,将波浪载荷视为平稳随机过程,按修正的皮尔逊鄄莫斯柯维奇谱 建立波浪的功率谱密度函数;采用谱分析方法计算应力响应功率谱,并归纳其概率特性;通过近似计算和选取性 能相近材料的参数,计算获得了危险点的疲劳极限,并对危险点的疲劳强度进行了验算. 结果表明:该观光塔危 险点疲劳强度的安全系数可以达到3.
空间多维复杂方管桁架强化节点的承载力
许浒, 余志祥, 赵世春
2010, 23(5): 698-704. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1103)
摘要:
为比较不同强化方式空间多维方管桁架节点的力学性能,结合呼和浩特火车东站客运站的大跨度钢结 构屋盖,对典型空间交汇的复杂方管桁架节点的承载力进行了计算. 分别考虑了节点核心区盖板加厚强化、主弦 杆增设内加劲板强化和未强化3 种节点,通过单调加载和低周往复循环加载,获得了3 种节点的静力和滞回力 学性能,并比较了3 种节点的刚度、承载力和延性变化规律. 计算中将微动力阻尼系数引入牛顿鄄拉普森方程,改 善了局部屈曲等强非线性问题的收敛性. 研究表明,内加劲强化使节点变形更均匀,但盖板加厚强化在满足实际 工程设计要求的同时较内加劲强化容易处理,施工质量易于控制.
HSRC 框架柱抗震性能试验研究
冯宏, 李立仁, 陈永庆
2010, 23(5): 705-712. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1045)
摘要:
为了研究HSRC(high鄄strength reinforced concrete)框架柱的抗震性能,对19 根HSRC 框架柱采用低周反 复加载方法进行拟静力试验. 研究了HSRC 框架柱在压弯剪共同作用下的破坏特征和抗震性能;分析了含钢量、 轴压比、配箍率、剪跨比以及混凝土强度对HSRC 框架柱抗震性能的影响. 结果表明:与普通RC 框架柱相比, HSRC 框架柱极限承载力与延性显著提高,抗震性能明显改善;在压弯剪共同作用下,含钢量、剪跨比、混凝土强 度对HSRC 框架柱的抗震性能影响较大,轴压比、体积配箍率对HSRC 框架柱的抗震性能影响较小;剪跨比大于 等于3 的HSRC 框架柱的经济合理参数为:含钢量3.5% ~4.5%;设计轴压比0.45 ~0.60;体积配箍率0.8% ~1.0%.
截锥壳驻波颤振极限环研究
范晨光, 杨翊仁, 鲁丽
2010, 23(5): 713-717. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(729)
摘要:
为研究大挠度非线性位移鄄应变条件下,截锥壳非线性颤振响应特性,基于活塞理论的气动力法,建立了 超音速截锥壳非线性气动弹性运动方程. 采用微分求积法对方程进行离散化变换,在驻波颤振假设下,用低阶固 有模态缩减自由度数,模拟驻波颤振极限环幅值及随气动参数的变化过程. 结果表明:前6 阶模态下缩减自由度 数,可获得较为精确的解;当气动压力参数增大至7 312 时,系统经过Hopf 分叉后进入极限环运动.
基于瞬态冲击响应的混凝土路面板脱空识别
王骑, 韩西, 易志坚
2010, 23(5): 718-724. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(898)
摘要:
为开发混凝土路面板脱空检测专用仪器,降低检测费用和简化检测方法,在现有脱空检测方法的基础 上,根据脱空板振动频率及在定量冲击激励下振幅的变化规律,提出了混凝土路面板脱空识别的瞬态冲击响应 法. 该方法可以根据板上测点功率谱图中共振峰的数量和基频大小(分析频带0 ~1 000 Hz),对脱空状态进行初 步定量判别;结合定量激励下测点振幅拟合曲线斜率的变化,实现脱空区边界的识别. 通过若干不同脱空状态路 面板的模型试验和对实际混凝土路面的检测,阐述了它的检测原理和操作流程,并验证了其可行性和有效性.
一种802. 11s 无线Mesh 网络快速切换方案
方旭明, 孙淑杰, 何蓉
2010, 23(5): 725-731. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(998)
摘要:
在无线Mesh 网络中,为保证无Mesh 功能移动终端在无线接入点之间快速移动时,仍能保持高速数据 传输,提出了一种基于802. 11s 的无线Mesh 网络二层快速切换机制. 该机制采用跨层设计的思想,整个切换过 程均在二层实现,兼顾了LLC 子层和MAC 子层的信息,融合并改进了802. 11s 的相关机制,极大地提高了切换 效率. 仿真结果表明,与802. 11s 草案定义的切换方案相比,采用该快速切换机制时,切换延时可缩短2 ~ 4 倍, 丢包数可降低2 ~8 倍.
基于多参数特征的OFDM 信号盲识别
郭黎利, 于志明
2010, 23(5): 732-738. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1275)
摘要:
为区分多载波调制OFDM (正交频分复用)信号和数字单载波调制信号,提出了Rayleigh 衰落信道条件 下一种多载波调制盲识别算法. 该算法对传统算法进行了改进,用信号的高阶累积量和信号的三角矩构造的特 征参数对单载波信号和多载波OFDM 信号进行分类,无需预先知道信号的载波频率和波特率,只需直接对中频 信号进行识别处理. 仿真结果表明,提出的算法抗多径能力强,识别率高,信噪比大于0 dB 时识别率可达100%.
基于MMSE 检测的分组串行干扰抵消检测器
张东红, 廖桂生
2010, 23(5): 739-744. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(916)
摘要:
为减小传统串行干扰抵消(SIC)检测器的时延,改善每一级的检测性能,采用对角加载法和组距分组 法,提出了一种改进的SIC 检测器. 该检测器对每一级用户特征波形的相关矩阵进行对角加载,通过加载量的选 择,使得分组用户的输出信干比最大,从而实现最小均方误差(MMSE)检测,检测器每一级线性算子的更新仅与 对角加载量有关. 理论分析和仿真结果表明,与传统的SIC 检测器和MMSE 检测器相比,改进的SIC 检测器降低 了检测时延,误码率更低.
流密码Grain v1 的密钥恢复攻击及其改进
杨文峰, 胡予濮, 高军涛
2010, 23(5): 745-750. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(730)
摘要:
为探讨流密码Grain v1 的安全性,通过研究Grain v1 密钥流生成器的结构,指出了Grain v1 密钥流生成 器设计的3 个弱点,在此基础上提出了一种基于中间状态的流密码Grain v1 的密钥恢复攻击. 该攻击的计算复 杂度和空间复杂度分别等价于Grain v1 密钥流生成器的计算复杂度和空间复杂度. 为了抵抗所提出的攻击,对 Grain v1 密钥流生成器的设计进行了改进. 安全性分析表明,改进设计能够抵抗所提出的密钥恢复攻击.
基于混沌消息扩展的单向Hash 函数
郭伟, 王小敏, 刘景, 何大可
2010, 23(5): 751-757. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(840)
摘要:
为克服现有Hash 函数结构的缺陷,结合混沌系统与传统单向Hash 函数的优点,提出了一种新的基于 混沌消息扩展的Hash 函数. 该方案沿用传统Hash 函数的Merkle-Damgard 迭代结构和压缩函数,利用混沌映射 网络实现消息扩展,从而进一步影响Hash 迭代过程. 与现有混沌Hash 函数相比,新方案继承了传统Hash 函数 的高效性,提高了算法的安全性. 理论分析和实验结果表明,新方案具有良好的单向性、抗碰撞特性及雪崩特性, 满足Hash 函数的要求,且易于并行实现.
铁路信号系统风险严重度综合评判
张亚东, 郭进, 单娜
2010, 23(5): 759-763. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1746)
摘要:
为更科学地评估铁路信号系统的风险严重度,根据铁路信号系统的特点,在专家打分法的基础上,综合 应用层次分析法、加权平均型综合函数和最大隶属度原则,提出了铁路信号系统风险严重度综合评判方法. 以微 机化自动站间闭塞系统为例,分析了系统延时建立闭塞的风险严重度,并对其进行了综合评判.
高速接触网整体吊弦预配
方岩, 高仕斌
2010, 23(5): 763-767. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1583)
摘要:
为了减小常规方法计算吊弦长度的误差、严格控制接触线高度、提高接触网的弹性均匀度、实现良好的受流质量，在分析常规吊弦长度算法的基础上，提出了一种新的基于索网找形的有限元法.以一个锚段的接触悬挂为分析对象，以接触线高度为控制目标，建立了承力索的有限元模型.考虑到接触网的典型结构和线路状况，结合现场实际，对模型进行了修正.经过实例验证，按该方法计算的吊弦长度安装后，接触线高度误差控制在±7 mm以内，达到了《客运专线铁路电力牵引供电工程施工技术指南》的要求.
汶川地震灾区道路损毁度遥感评估模型
秦军, 曹云刚, 耿娟
2010, 23(5): 768-774. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1235)
摘要:
为满足地震发生后灾区交通设施损毁程度快速评价的需要,提出并建立了基于低空遥感影像的道路损 毁度遥感评估模型. 以低空遥感平台获取的地震灾区大比例尺真彩色遥感影像为信息源,提取灾区道路、桥梁和 隧道洞口等交通构筑物的空间信息以及滑坡、崩塌、堰塞湖等灾害体的空间分布信息,形成崩塌、滑坡灾害分布 和道路设施空间分布专题图. 以道路设施与灾害体是否形成空间耦合作为道路损毁与否的判据,由灾害个体对 道路设施结构破坏的严重程度生成道路受损系数,由单个受损段道路的长度生成规模系数,建立了灾区道路损 毁程度遥感评估模型,并将该模型应用于都汶路白沙至夏家坪段道路损毁程度评估,结果与实际情况一致.
基于计算机视觉的平面角度测量方法
王德麾, 袁中凡, 樊庆文
2010, 23(5): 775-780. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(822)
摘要:
为解决制造、地质、控制等领域中角度的快速测量问题,提出了一种基于计算机视觉原理的非接触式角 度测量方法. 测量时仅需用已知内部参数的相机,在空间任意位置对待测角进行1 次拍照即可. 在所得图像上, 利用直线检测和最小二乘法,得到待测角各边1 组平行线或1 段均分线段的图像方程;再通过计算平行线图像 的交点或利用交比的调和性,确定对应边上灭点的坐标;根据相机成像方程,即可由灭点坐标和已知的相机内部 参数计算出待测角的角度. 实验证明,用此方法,即使在较远距离处测量,其相对误差也能控制在2%以内.
路堤荷载作用下高强度桩复合地基土中的应力
罗强, 张敏静, 张良, 张立祥
2010, 23(5): 780-786. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(916)
摘要:
为掌握高强度桩复合地基的荷载传递特性,基于桩土分离的建模原则,采用Mindlin 和Boussinesq 联合 求解法,对路堤作用下地基土中的应力进行了计算,并通过工程实例重点讨论了路堤中心附近地基中桩土应力 的分布规律. 结果表明:地基加固范围内,桩间土应力沿深度呈蜂腰冶形分布,与实测曲线一致;桩体应力明显 大于桩间土应力,表明地基加固区的桩土荷载分担效应显著;下卧层中应力分布与Boussinesq 解差别不大,表明 在路堤荷载作用下,摩擦型高强度桩复合地基高应力区下移现象不明显.
基于现场试验的桩网复合地基垫层效应分析
张良, 罗强, 刘潇潇, 张立祥, 林昆, 张胜利
2010, 23(5): 787-793. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1019)
摘要:
为对桩网复合地基垫层设计提供参考,对4 组不同桩帽尺寸的桩网复合地基进行了现场试验,测试、分 析了路堤荷载作用下的地基沉降、基底压力和垫层筋带拉力. 结果表明:桩顶设置桩帽的作用显著,可有效降低 桩顶压力,减小桩顶筋带拉力,缩小桩土沉降差;土拱高度与桩间净距有关,试验条件下约为桩帽间轴线净距的 0. 9 ~1. 3 倍;桩顶压力分布不均匀,中间小,边缘大,前者约为后者的67% ~79%;桩顶筋带拉力最大,桩帽边缘 筋带拉力大于桩中心.
用点安全系数分析滑坡的空间滑动机理
杨涛, 游湘, 秦永涛
2010, 23(5): 794-799. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(975)
摘要:
为定量描述滑坡的空间滑动机理,建立了滑坡的三维数值模型,通过数值计算,获得了滑带单元的三维 应力状态和滑动方向. 定义单元点安全系数为滑带抗剪强度与滑带上与滑动方向平行的剪应力之比,分析点安 全系数在滑带上的空间分布特征,可评价滑坡的空间滑动机理. 研究表明,点安全系数在滑带上呈连续分布,分 布规律与宏观地质判断确定的滑坡滑动机理一致,可以用点安全系数作为滑坡空间滑动机理的量化评价指标.
载药多层复合颗粒材料的合成及结构
张志斌, 吴静, 帅云凤, 岩晓丽, 万昌秀
2010, 23(5): 800-804. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1187)
摘要:
为研究载有盐酸四环素微球的多层复合骨修复材料的结构,采用乳化交联法制备载药壳聚糖微球、凝 聚相分离法制备复合载药微球、悬浮液热分散复合法制备复合载药骨修复颗粒样品,并对3 种样品进行了显微 分析. 结果表明:用分子量为42. 0 万的壳聚糖合成出载药壳聚糖微球的形态呈球形,其均匀且易分散,复合材料 颗粒能够包覆载有四环素的壳聚糖微球,载药多层骨修复复合材料颗粒断面空腔尺寸为100 ~ 200 滋m,有利于 成骨细胞长入,适合用作骨组织工程材料.
芳纶纤维及芳纶浆粕对纸基结构和性能的影响
张素风, 刘文, 张美云
2010, 23(5): 805-810. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(930)
摘要:
为了解析芳纶纤维/ 浆粕形态与纸张结构和性能之间的相关性,采用光学显微镜、扫描电镜和原子力显 微镜对间位芳纶纤维和浆粕的基本形态进行了表征;通过筛分芳纶浆粕,研究了纤维尺寸的分布;利用纤维质量 分析仪,测试了纤维的平均长度、卷曲和纽结指数;分析了对芳纶纤维/ 浆粕的造纸性能,以及浆粕在纸张中添加 的比例对纸张性能的影响. 结果表明:芳纶短切纤维呈实心、近圆柱状;表面微纤维规则排列,与纤维轴向平行; 浆粕形态细小,在水中分散性好,呈薄膜状,细小纤维组分含量为28. 59%;单比例抄造纸张应选择芳纶浆粕颐芳 纶纤维为1. 5 颐1,混合比例分层抄造的纸张,建议采用1. 5 颐1(1/3)+1 颐1(2/3)的比例抄造.
三级物流服务供应链 最优收益共享系数确定方法
刘伟华
2010, 23(5): 811-816. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1195)
摘要:
为了精确确定供应链收益共享契约中的收益共享系数,考虑物流服务供应链中服务能力不可储存的特 性,建立了以物流服务集成商为主导的Stackelberg 主从博弈模型. 结合收益共享契约机制,得到了收益共享系数 的取值区间. 引入公平熵函数描述利润分配公平原则,建立了在随机需求环境下可精确求出最优收益共享系数 的三级物流服务供应链模型. 算例结果表明:物流服务集成商和提供商的收益共享系数分别为0. 840 和0. 848 时,最大公平熵为0. 999.
改进放行策略的两向交通流航迹规划模型
张晨, 胡明华, 张进
2010, 23(5): 817-823. doi: 10. 3969/ j. issn. 0258-2724.
摘要(1548)
摘要:
为研究高密度交通的两向交通流航迹交叉结构,讨论了航空器的航迹规划方法. 基于自间隔保持概念 的分布式决策环境,在横向侧移机动策略模型的基础上,通过航迹分析,建立了改进的放行策略及其航迹规划模 型,推导出机动缓冲区长度、宽度与修正放行点位置的关系. 仿真结果表明,当交叉角分别为90毅和45毅时,在改 进策略下机动缓冲区的最短长度分别为35. 9 和48. 4 km;与原策略相比,改进策略对空域保护区的宽度要求最 大可降低21. 1%和39. 3%,保护区宽度更接近实际航路宽度,改进策略更易于实施和调整.

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