• ISSN 0258-2724
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2016年  第29卷  第1期

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论文
列车撞击荷载的有限元数值分析
晏启祥, 李彬, 张蒙, 何川, 杨文波, 耿萍
2016, 29(1): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.001
摘要(1337)
摘要:
为获得列车脱轨撞击荷载,分析列车撞击时盾构隧道的动力响应,建立了列车编组的三维撞击有限元模型,探讨了不同列车编组、不同撞击速度和撞击角度下列车近似撞击力时程曲线,分析了列车撞击力最大值和撞击时间与列车撞击速度和角度的关系,并将典型撞击荷载用于分析不同厚度二次衬砌管片衬砌的动力响应.结果表明:列车编组数量一定时,列车斜向撞击力最大值随撞击速度和撞击角度增大而增大;当撞击角度增大到7.5后,撞击力作用时间随撞击速度增大而延长;根据列车撞击力最大值出现时刻不同,可将撞击力时程曲线划分为2类特征曲线,其中第1类特征曲线(撞击瞬间撞击力达到最大)总体上符合高斯多峰拟合公式,可用10个参数近似拟合.二次衬砌厚度增大能有效减小管片衬砌应力、速度、加速度等动力响应以及拉、压损伤区域.
基于探地雷达的高铁无砟轨道结构层病害检测
廖红建, 朱庆女, 昝月稳, 谢勇勇, 孙俊煜
2016, 29(1): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.002
摘要(1384)
摘要:
为了检测高速铁路(高铁)无砟轨道混凝土结构内部在施工过程中产生的缺陷,避免在高速列车荷载作用下发展成路基病害,运用探地雷达技术对高铁无砟轨道结构进行了二维正演模拟分析.基于有限差分法,在时间域上推导了探地雷达二维正演模拟方程.针对易形成高铁无砟轨道病害缺陷的多种复杂工况,建立了CRTSⅡ型板式无砟轨道的地电模型,分别对CA砂浆层不同填充程度、CA砂浆层硬化过程进行了二维正演数值模拟,分析了探地雷达二维正演模拟图像的特征.模拟结果表明,二维正演模拟可以清楚地分辨板式无砟轨道结构内不同介质层的分界面,以及钢筋的数目和位置.
桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法
李涛, 江永华, 朱连华, 关辰龙
2016, 29(1): 14-21. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.003
摘要(1055)
摘要:
为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.
落石冲击力评定的离散元颗粒流数值模拟
王玉锁, 李俊杰, 李正辉, 冯高飞, 吴浩, 何俊男
2016, 29(1): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.004
摘要(964)
摘要:
为使落石冲击力评定更合理、有效,以离散元模型(DEM)为理论基础,利用颗粒流(PFC)单元法研究垂直下落条件下落石对结构的冲击力,分析了落石高度、重力及回填土厚度对冲击力的影响规律.将PFC数值模拟结果与其他几种落石冲击力计算方法所得结果进行比较,结果表明:落石冲击力与落石高度及重力均呈明显的线性关系,落石冲击力随落石高度线性变化幅度与落石重力有关,而落石冲击力随落石重力线性变化幅度与回填土厚度有关;回填土厚度为0.6 m时的冲击力比无回填土时减小50%~60%,回填土厚度大于2.0 m时,缓冲幅度趋于稳定,说明回填土厚度有一个合理范围,超出时,结构总荷载会增大;离散元颗粒流数值模拟方法通过阻尼设置来模拟空气在落石下落过程中产生的作用,使得在评定大体积落石从较高高度下落时产生的冲击力更加合理.
基于可靠度理论的铁路隧道洞门极限状态设计方法
蒙国往, 周佳媚, 高波
2016, 29(1): 30-35,49. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.005
摘要(956)
摘要:
针对铁路隧道洞门结构稳定性极限状态功能函数具有非线性及其参数具有随机性的特点,提出了基于可靠度理论的铁路隧道洞门结构设计方法.通过分析铁路隧道洞门的极限状态,建立了其极限状态方程.基于可靠度理论,以时速140 km/h的单线电气化铁路隧道端墙式洞门可靠指标计算为例,根据采用同样方法对3种设计时速共16种形式、22种类别隧道洞门的可靠指标计算结果,确定各极限状态下的目标可靠指标,建立极限状态设计式,求解并优化抗力分项系数.研究结果表明:铁路隧道洞门主要有抗裂、抗压、倾覆、滑动和地基承载力不足5种极限状态;极限状态方程中基本随机变量的统计特征是铁路隧道洞门可靠度设计是否准确的关键,可靠指标的确定是洞门结构极限状态设计的核心;建立的极限状态设计方法可直接用于铁路隧道洞门结构设计.
无砟轨道层间裂纹内动水压力特性分析
曹世豪, 杨荣山, 刘学毅, 苏成光, 郭利康
2016, 29(1): 36-42. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.006
摘要(1234)
摘要:
在雨水丰富和排水不畅的地区,水对无砟轨道层间裂纹扩展的影响比较突出.为研究高速列车作用下无砟轨道裂纹内水压力的分布规律及压力大小的影响因素,基于质量守恒和动量定理,采用控制体积法,导出了裂纹内动水压力分布解析式.应用有限元分析软件ANSYS和CFX,分析了荷载频率、荷载幅值、裂纹深度、裂纹开口量等对动水压力的影响.分析结果表明:沿着裂纹出口的方向,水压力呈减小趋势,其最大值发生在裂纹尖端处;动水压力与荷载频率近似呈二次方关系,与荷载幅值呈线性关系,与裂纹开口量呈一次反比关系.在幅值为10 kN、频率为5 Hz荷载作用下,水压力分布的试验测试结果与理论分析基本一致,两种方法获得的水压力峰值分别为0.177、0.161 kPa.
应用电阻应变计的无缝线路纵向力测试原理及方案
王彪, 谢铠泽, 肖杰灵, 王平
2016, 29(1): 43-49. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.007
摘要(898)
摘要:
针对无缝线路纵向力测试问题,在双向应变法原理的基础上,应用电阻应变计提出了一种新的无缝线路钢轨纵向力测试方案.综合考虑应变计热输出及同一钢轨断面温度非均匀分布的条件下,较为系统的阐述了基于电阻应变计的无缝线路纵向力测试原理,并对较为常用的既有测试方案的测试误差进行了对比分析.结果表明:钢轨断面温度的非均匀分布是测量误差的一个主要来源;采用电阻应变计测量无缝线路钢轨纵向及竖向应变时,必须考虑应变计的热输出以及钢轨纵向及竖向约束不同对相应的应变计热输出的影响;采用电阻应变计直接进行钢轨纵向力测量,无法将钢轨中的基本温度力及伸缩附加力进行分离;本文提出的测试方案不需附加补偿片,能够抵消荷载引起的弯曲应变,当两侧轨腰温差为2 ℃时,测量误差较之既有测试方案分别能够降低84.0%及60.3%.
基于拟不可积哈密顿理论的桥梁动力可靠度计算
赫中营, 王根会, 叶爱君, 夏修身
2016, 29(1): 50-56. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.008
摘要(786)
摘要:
为提高铁路桥梁动力可靠度计算的效率,考虑结构非线性,基于振型空间,导出了铁路桥梁动能和势能的表达式,进而根据拟Hamilton系统理论确定铁路混凝土桥梁的广义动量、广义速度、Hamilton函数及拟Hamilton系统方程.只考虑横向位移和扭转位移,导出了铁路混凝土桥梁的拟不可积Hamilton系统方程,得到条件可靠度函数应满足的后向Kolmogorov方程及其定量边界、初值条件,并用中心差分法求解该方程.以实际铁路桥梁为算例,用上述方程求解其在列车荷载作用下的动力可靠度.研究结果表明:非线性桥梁结构的动力可靠度和概率密度峰值随桥梁初始能量增大而减小,随桥梁临界能量增大而增大;不同跨度桥梁的分析结果与实际情况相符,说明基于拟不可积Hamilton系统理论计算铁路桥梁的非线性动力可靠度是可行的.
高墩大跨简支梁桥的特殊梁轨纵向力及其影响
张迅, 苏斌, 李小珍, 张健强
2016, 29(1): 57-64. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.009
摘要(898)
摘要:
为探讨主梁收缩与徐变和桥墩梯度温度荷载在高墩大跨简支梁桥中产生的特殊梁轨纵向力,以10跨64 m简支梁桥为工程背景,基于有限元法和梁轨相互作用原理,建立了轨道-梁-墩-基础一体化计算模型,研究收缩与徐变效应、梯度温度模式、墩高等对纵向力的影响规律,并与常规纵向力进行了对比分析.研究结果表明:主梁收缩与徐变引起的梁轨纵向力由纵向缩短效应控制,与竖向挠曲效应关系较小,且该项纵向力大于伸缩力或挠曲力,使得桥台产生较大的水平力;指数分布和线性分布梯度温度模式计算得到的纵向力分别约为制动工况下的20%~30%和50%~100%,指数分布梯度温度模式相对合理,温度曲线参数对纵向力的影响有限,建议尽快制定合理、统一的桥墩梯度温度荷载.
基于改进局部递归率的脉动风速非平稳度分析方法
李利孝, 肖仪清, 郑斌, 宋丽莉
2016, 29(1): 65-70. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.010
摘要(796)
摘要:
为了克服递归趋势(recurrence trend, RT)指标对不同信号非平稳度估计存在误判的缺陷,分别采用互信息法和伪临近法确定了递归量化分析的最佳延迟时间和最小嵌入维数,然后在递归量化分析基础上,提出了归一化局部递归率标准差(standard deviation of normalized local recurrence rate, SDNLRR)作为信号非平稳度量化指标.利用该指标,通过递归量化分析方法分析了白噪声信号、正弦信号、调幅信号、线性调频信号4个基本信号和2个实测台风场脉动风速信号的非平稳特性,并与传统的递归趋势指标分析结果进行了对比.研究结果表明:利用SDNLRR指标对6个信号的非平稳度的量化比较准确率达100%,比RT指标的准确率提高了33.33%,消除了RT指标对正弦信号和平稳脉动风速信号的错误估计.
汶川、芦山、尼泊尔地震触发崩塌滑坡分布规律
郭沉稳, 姚令侃, 段书苏, 黄艺丹
2016, 29(1): 71-77. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.011
摘要(862)
摘要:
为探究地震触发崩塌滑坡的分布规律,基于汶川地震22 302个、芦山地震1 608个以及尼泊尔地震919个触发的崩塌滑坡数据,利用GIS技术对其分布与断层距、岩性、坡位和坡形之间的关系进行了统计分析.结果表明:3次地震触发的崩塌滑坡均具有硬岩区比软岩区、复杂坡形(凸、凹形坡)比简单平面坡更严重的规律和上下盘效应;在一般情况下,地震触发的崩塌滑坡分布具有断裂带效应,但在烈度异常情况下不存在断裂带效应;仅当烈度不小于Ⅸ度时,崩塌滑坡才凸显出在高坡位更严重的特点.
顾及自适应多细节层次的八叉树点云管理算法
张俊峰, 许德合, 王小东
2016, 29(1): 78-84. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.012
摘要(841)
摘要:
为了解决大规模点云不易有效组织、动态可视化时冗余度大,且较难实现自适应显示的问题,提出顾及细节层次(levels of detail, LOD)的八叉树点云管理算法.该算法基于八叉树索引将扫描点限定在每个结点范围内,利用自上而下空间分割和自下而上参数计算相结合的预处理策略,减少实时阶段计算量,通过构建保守性模拟误差,使场景各处均可自动满足可视要求,并辅之以高效加速方法,实现了点云的有效组织和自适应流畅显示.实验研究表明,在优化的预处理和辅助加速策略支持下,与经典R树算法相比,该算法实时阶段计算量小,每帧自适应漫游平均时间在0.04 s以内.
高速列车传动系统特征参数经典域优化
刘玉梅, 赵聪聪, 熊明烨, 张志远, 乔宁国
2016, 29(1): 85-90,120. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.013
摘要(793)
摘要:
为监测高速列车传动系统的运行状态,根据可拓学理论,建立了传动系统各部件的运行状态物元,提出了一种部件正常运行状态下的特征参数经典域优化方法.利用部件样本集与其正常运行状态之间的最大综合关联度构建了适应度函数,并利用并行粒子群优化算法进行解算,确定了特征参数的经典域范围.与用数理统计方法得到的经典域结果进行了对比分析,结果表明,用本文经典域优化结果得到的最大综合关联度的最大值和平均值分别提高了3.63%和2.51%,经典域优化结果更符合部件的实际运行状况.
门架式转向架迫导向机构曲线通过动力学性能
王伯铭, 陈洪宇, 李智泽, 谭鸿愿
2016, 29(1): 91-97. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.014
摘要(806)
摘要:
为了预测安装了迫导向机构的100%ULF(tra low floor)低地板车辆的曲线通过性能,分析了门架式转向架的迫导向机构组成及其导向原理,推导了其导向参数的理论公式,建立了动力学模型,并通过计算机仿真详细分析了迫导向机构对车辆曲线通过性能的影响,对比分析了加装前后车辆的4个曲线通过性能指标.研究结果表明:加装迫导向机构后车辆的一、二位轮组轮轨横向力变化较小,脱轨系数也无明显变化,轮组冲角可以减少0.5左右,约减少60%,外轮磨耗指数减少量均超过了10 kN();在对加装迫导向机构后的车辆在不同曲线半径下的通过性能进行预测,当曲线半径大于100 m时,曲线通过性能较好,当曲线半径小于10 m时,转向架的各项曲线通过性能指标响应变得较为敏感,总体车辆在迫导向机构的作用下具有较好的小半径曲线通过性能.
高速动车组空气弹簧故障模式下转向架动态响应
戚壮, 李芾, 丁军君, 黄运华, 虞大联
2016, 29(1): 98-104. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.015
摘要(890)
摘要:
为了模拟高速动车组空气弹簧发生故障后的工作状态,基于气动力学理论与函数拟合方法,建立了空气弹簧系统的三维耦合动力学模型,并将该模型与高速动车组整车动力学模型进行了联合仿真,研究了空气弹簧故障模式下高速动车组转向架的动力学响应.由空气弹簧泄漏过程分析可知,空气弹簧泄漏导致车辆失稳的可能性较小,但会使平稳性下降;车辆的垂向与横向安全性指标峰值分别出现在泄漏面积约为15 mm2和30 mm2处;差压阀在空气弹簧的泄漏中能够有效保障车辆的动力学性能.由车辆曲线通过性分析可知,车辆通过曲线的方向若与空气弹簧的泄漏在同侧,则轮重减载率高出直线工况约20%;差压阀与高度调整阀的失效均会对车辆的动力学性能造成一定程度的影响,但各项指标仍满足安全性要求.
反吹式吸嘴流场数值分析及吸尘效率研究
郗元, 成凯, 娄希同, 程磊, 张钦国, 胡艳娟
2016, 29(1): 105-112. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.016
摘要(845)
摘要:
为提高扫路车的吸尘效率,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对反吹式吸嘴流场进行计算,分析结构参数对吸尘效果的影响规律,并结合气固两相流动模型对优化后模型的吸尘效率进行计算.研究表明:吸尘口的直径不大于反吹式吸嘴宽度的 0.47 倍、倾角不大于105时,分别增大吸尘口直径和倾斜角度,均可提高吸尘效率;反吹式吸嘴近地面气流速度大且方向紧贴地面,不存在气流外泄造成的二次污染;车速由 5 km/h 提高到15 km/h 时,总除尘效率下降了27%,其中 45 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 9%,152 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 33%.
CAD/CAE集成的高速列车子系统仿真分析一体化平台
唐兆, 朱允瑞, 聂隐愚, 张卫华
2016, 29(1): 113-120. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.017
摘要(905)
摘要:
为了使现有的通用商业多体动力学与有限元软件能满足高速列车子系统仿真建模的需求,利用开源组件和动态封装技术实现了可扩展弹性仿真平台架构框架,并基于该框架以高速列车弓网系统为例开发了高速列车子系统仿真平台(TPL. PC). 该仿真平台的构建表明,所提出的框架能够提供几何建模、网格生成与编辑、数值代码求解和三维实时可视化高速列车仿真平台所需的常用功能,解决了子系统几何模型和仿真模型在这些环节中的互用性问题,使得各异构子系统之间在仿真计算迭代步的中间结果数据和最终仿真结果文件交换通畅.
基于RBF神经网络模型的板料成形变压边力优化
谢延敏, 何育军, 田银
2016, 29(1): 121-127. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.018
摘要(1059)
摘要:
为了解决变压边力优化过程中RBF(radial basis function )神经网络隐层节点训练难的问题,利用人工智能算法的优越性,建立了基于人工免疫算法的RBF神经网络,并将其用于非线性函数的逼近中.结合分块压边圈与改变压边力控制技术,通过Dynaform软件进行数值模拟获得成形数据,建立了变压边力与成形质量之间的RBF神经网络近似模型.利用人工免疫智能算法对该近似模型进行优化,获得最优压边力参数.将该方法应用于S形梁冲压成形中,与优化前的结果进行比较,采用优化后最优变压边力可以抑制起皱,最大起皱量减少了89.53%.
基于元胞自动机的高速公路临时瓶颈交通流仿真
江欣国, 夏亮
2016, 29(1): 128-137. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.019
摘要(931)
摘要:
为研究强制换道及冲突点分布对高速公路临时瓶颈交通流的影响,在NS(NaSch)模型和STCA(symmetric two-lane cellular automata)模型的基础上,引入强制换道规则,根据瓶颈口上游驾驶员心理状态的变化,建立高速公路瓶颈交通流模型.在开口边界条件下,针对不同的安全换道概率、强制换道概率、冲突点距离和冲突区间长度参数,模拟得到瓶颈交通流量和换道频率与车辆到达率的关系.仿真结果表明,安全换道行为对系统流量影响小;强制换道行为是降低瓶颈系统最大流量的主要因素,当安全换道概率为0.5时,强制换道概率从0.0增加至0.1,最大流量下降了17%;冲突点距离的增加缓解了交通拥堵程度,当冲突点距离从1 cell增加至4 cell时,临界车辆到达率上升了4%;冲突区间长度对交通事故风险的影响较大,最大强制换道频率随冲突区间长度的增加而增加.
行人交通流三参数基本关系式适用性研究
叶建红, 陈小鸿
2016, 29(1): 138-144. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.020
摘要(909)
摘要:
为研究交通流量、密度和速度基本关系式对行人交通流的适用性,采用类比和误差分析方法,建立了行人交通流基本关系式评价方法与步骤.采集了水平通道、楼梯等步行设施行人流量、密度和速度数据,并利用基本关系式进行密度换算,分析了密度实际观测值与基本关系式换算值之间的差异.研究结果表明:对于有固定边界步行设施上的行人交通流,在极低密度和极高密度时,用基本关系式换算参数的误差可高达20%~25%;使用基本关系式还会得到极高密度时行人交通仍能获得较高流量与速度的错误结论,并导致部分高密度交通流数据缺失;行人交通流三参数基本关系式并不严格成立,对于行人通行能力的理论研究,不应采用基本关系式进行参数换算.
铁路网多流向超限货物运输路径优化模型及算法
陈皓, 王文宪, 李雪芹
2016, 29(1): 145-151. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.021
摘要(836)
摘要:
为了将铁路网中具有不同去向的超限货物合理地分配至各条路径,以超限货物的运输路径里程、运输时间以及对既有线路正常运营组织干扰最小为目标,以路段运输限界、通过能力和途经桥梁乘载能力为约束,建立多流向超限货物运输路径选择的多目标规划模型.根据模型特点设计多目标混合遗传算法进行求解,该算法采用自然数组编码方式以及特殊的交叉、变异算子用以满足约束条件,同时引入模拟退火策略提高邻域搜索能力.实例结果表明,对于包含14个节点车站、23个路段的复杂铁路网,利用本文模型算法获得方案的目标函数值均优于遗传算法和退火算法得到的方案,从而为铁路网超限货物运输路径选择提供技术决策方法.
高速铁路调度指挥系统纵向结构协同有序度模型
邓念, 彭其渊
2016, 29(1): 152-160. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.022
摘要(1115)
摘要:
为深入研究调度指挥系统的协同机理,针对我国高速铁路成网后可能存在的全路集中、区域集中和干线二级三种调度指挥模式,系统分析比较了各模式的管理层级和组织结构特征.结合协同学理论提出了调度指挥系统结构协同有序度概念,并以实现调度指挥系统组织结构纵向协同为目标,采用信息熵理论构建各模式下的通用有序度模型,在此基础上提出了调度指挥模式定量选择方法,最后通过案例分析验证其有效性.研究结果表明:调度台数量为60时,增设二级管理控制中心能够提高调度指挥系统组织结构有序度0.05~0.10;合理的二级管理控制中心配置方案能有效提高系统组织结构有序度0.1.
民航飞机客舱乘客应急疏散仿真模型
杜红兵, 张庆庆, 陈晨
2016, 29(1): 161-167. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.023
摘要(1270)
摘要:
为了对我国自主研发的ARJ(advanced regional jet)支线飞机初始适航审定时的人员疏散全尺寸实验提供辅助性验证信息,模拟航空器内人员逃生90 s验证实验,基于元胞自动机理论和智能体建模思想,考虑乘客应急心理状态,根据不同行为特征赋予其角色,建立了包括子模型民航飞机客舱模型、乘客特征模型、乘客行为模型和乘客运动模型的民航飞机客舱乘客应急疏散模型,并开发了相应的模拟软件CabinEvacu.以100座支线飞机为例,按照《运输类飞机适航标准》对应急演练人员年龄和性别比例的要求,进行了在设定场景下的乘客应急疏散仿真,结果表明:人员的平均逃生时间为68.7 s,与ETSIA(evacuation test simulation and investigation algorithm)模型的仿真结果具有较好的一致性.
电动汽车无线供电系统电能发射线圈设计与切换控制
苏玉刚, 张帅, 徐勇, 唐春森
2016, 29(1): 168-176. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.024
摘要(875)
摘要:
针对采用级联式发射线圈的电动汽车无线供电系统中线圈切换时存在的互感急剧下降及汽车位置检测困难的问题,提出了一种对嵌式电能发射线圈,并根据互感稳恒原则及其计算方法,给出了对嵌式电能发射线圈主要参数的设计方法,提出了一种双线圈式车体位置检测传感器,给出了传感器的尺寸参数设计方法及电能传输系统对传感器的干扰抑制方法,阐述了级联式发射线圈的切换控制策略.基于Ansoft Maxwell平台、Matlab/Simulink平台和电动汽车ICPT无线供电系统实验平台分别对研究成果进行了仿真分析和实验验证,结果表明:实验实测互感值波动率约为8%,车载拾取电压波动率约为10%,对嵌式能量发射线圈能够有效地缓解ICPT无线供电电动车在切换过程中的互感下降问题;双线圈式车体位置检测系统能够有效地在40 kHz能量通道电磁场的干扰中拾取位置信号,表明该位置检测方案及切换控制策略的可行性.
计及覆冰和空气阻尼的弓网动态受流特性
段甫川, 刘志刚, 宋洋, 张静
2016, 29(1): 177-187. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.025
摘要(915)
摘要:
为研究覆冰和环境风对弓网受流的影响,基于模态分析法,在充分考虑覆冰对接触网系统质量和刚度影响的基础下,重新推导了覆冰接触网运动微分方程,并引入静风载荷引起的空气阻尼对其进行修正.结合受电弓归算质量模型进行动态仿真计算,研究了不同覆冰厚度、风速、风攻角对弓网接触压力的影响.研究结果表明:无风时覆冰厚度的增加会造成弓网接触性能的变差;在静风环境下,由于线索覆冰改变了接触线阻尼,来流风向是静风载荷影响弓网接触性能的主要因素,来流风向越接近水平,对弓网受流性能的影响越小.
一类新的(k+2,k) Hadamard MSR码
张司娜, 唐小虎, 李杰
2016, 29(1): 188-192,200. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.026
摘要(851)
摘要:
为降低分布式存储系统中节点的存储量,构造了一类新(k+2, k)Hadamard MSR码.该码的每个编码矩阵皆对应于2个值,供其对角元素选取.在编码矩阵中,这2个值循环出现,且不同的矩阵,循环出现的周期不同.基于这一特性构造了节点的修复方案,将失效节点中的个数据分成/2组,每一组重建2个数据,其他k+1个节点为每一组各提供1个数据.证明了若新码编码矩阵的对角元素可取的2个值不相等,则可最优修复系统节点;若所有编码矩阵对角元素可取的2个值的和为同一不为0的值,则可最优修复第1个校验节点;若所有编码矩阵对角元素可取的2个值的逆的和为1,则可最优修复第2个校验节点.新码的节点存储量降低到了Hadamard MSR码的理论界,可最优修复任意系统节点和1个校验节点.
基于无线通信的心电生理信号远程监护系统
宁文双, 梁婷, YUANYongJ
2016, 29(1): 193-200. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.027
摘要(744)
摘要:
为协助医师分析药物疗效和全面监控病人的康复过程,设计了移动医疗监护系统.该系统以生理信号之一的心电信号为例,基于无线通信技术进行监护终端的信号采集,使用高精度心电传感器通过ARM芯片控制心电信号采集,并利用GPRS网络和Internet网络将数据进行远程无线传输;在社区医院或远程监护中心,基于SOCKET套接字的网络应用程序,建立友好的可视化操作界面,在监护中心以SQL数据库对患者库和心电信息库进行组织和管理.对该系统进行了仿真实验,仿真结果显示,心电传感器采样频率为200 Hz时,满足奈奎斯特采样定理,采样精度达到了5 mV,能够将心电P、Q、R、S、T波形准确采样;使用ARM处理器可以高性能、低功耗、实时地对心电生理信号进行分析、报警;系统提供的心电波形回放和QRS波形检测等功能,可以扩展为相应的生理信号监护系统.
基于医学影像学的心血管支架力学性能分析
徐江, 杨杰, 杨基, 黄楠, 刘亚龄
2016, 29(1): 201-208. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.01.028
摘要(834)
摘要:
为了寻找更为简便的基于医学影像学狭窄血管建模的方法,利用特征轮廓提取的简化建模方法,建立了基于狭窄冠脉CT图像的血管支架-狭窄血管耦合有限元模型,对比分析了血管支架在基于CT的狭窄血管模型和理想化狭窄血管模型中的力学行为,引用临床研究结果分析了两种模型计算的合理性.研究结果表明,两种模型在支架的应力分布、撑开刚度、回弹率、狗骨头 率、血管管腔面积等力学性质上均存在差异,基于CT模型中,血管平均应力1.22 MPa,最小管腔面积6.1 mm2;理想化模型中血管平均应力1.54 MPa,最小管腔面积5.1 mm2;基于CT的有限元模型分析结果更接近临床研究结果.

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