• 2019年第36卷第1期文章目次
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    • >特约文章
    • 7A52铝合金焊接及其接头表面纳米化研究现状

      2019, 36(1):1-11. CSTR:

      摘要 (358) HTML (0) PDF 1.36 M (1581) 评论 (0) 收藏

      摘要:7A52 铝合金作为一种典型的 Al-Zn-Mg-Cu 系高强铝合金, 因具有优良的力学性能和较高的比强度而被广泛应用于飞机、火箭、舰船和轻型装甲车辆等的结构件上。该合金在实际应用过程中常以焊接件的形式存在。但由于铝合金熔点低、热传导系数较大、热膨胀率高,所以采用常规熔化焊工艺焊接时,容易出现焊缝裂纹、气孔、焊接接头软化等缺陷;而且,焊接接头的不均匀性是其在服役中失效的主要原因。 因此,如何提高焊接接头的强度,实现焊接接头组织性能的均一化是高强铝合金焊接需解决的关键问题之一。 采用表面纳米化技术有望解决这一问题,提高焊接接头的综合性能。 为此,本文综述了国内外近几年来的研究成果,在对 7A52 铝合金进行概述的基础上,着重对比介绍了该合金双丝 MIG 焊、电子束焊、搅拌摩擦焊、激光焊、等离子焊以及各种复合焊接的研究进展;同时,详细介绍了金属及其焊接接头表面纳米化的国内外研究现状,着重介绍了利用高能喷丸和超声冲击处理实现表面纳米化并提高焊接疲劳强度的研究现状和发展趋势。 指出提高接头强度系数是将来铝合金焊接的重点研究方向,而超声冲击处理技术是实现焊接接头表面纳米化的重要手段之一。

    • >交通科学与工程
    • 有轨电车轨道病害现场调研与分析

      2019, 36(1):12-17. CSTR:

      摘要 (253) HTML (0) PDF 4.03 M (1422) 评论 (0) 收藏

      摘要:对国内运营 3~4 年的 3 个城市有轨电车线路现场调研发现,轨道主要病害包括:在平交道口位置,轨道周围沥青混凝土路面易发生开裂与破损,且路面与轨道易发生不均匀沉降;钢轨两侧的沥青混凝土路面易发生棱边破损;部分地段发生了轨面沉降而导致轴箱与底部结构物发生剐蹭;扣件罩顶部的路面易发生开裂与破坏;桥梁刚度过渡设置不合理易诱发扣件松动。 对各种轨道病害的诱因进行分析,并提出相应的防治建议,如钢轨两侧采用预制型钢包边的钢筋混凝土板,在钢轨与预制混凝土板之间设置一定宽度的橡胶块;加强轨道与公路路面以及两种交通路基的匹配性设计。

    • 基于停车视距的互通式立交减速车道流出角研究

      2019, 36(1):18-24. CSTR:

      摘要 (259) HTML (0) PDF 844.39 K (1461) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少车辆在驶入互通式立交出口时发生追尾、侧向刮擦等事故,通过解析不同设计速度下的停车视距对互通式立交减速车道流出角取值范围的影响机理,建立减速车道流出角的理论计算模型。 利用 CarSim 软件建立车辆动力学仿真模型,模拟车辆驶入立交出口的过程,从车辆抗滑移、抗倾覆等角度出发分析车辆在行驶过程中的横向稳定性,验证流出角计算模型的合理性。

    • 磁悬浮列车动力学研究方法综述

      2019, 36(1):25-32. CSTR:

      摘要 (388) HTML (0) PDF 1.36 M (3949) 评论 (0) 收藏

      摘要:在轨道交通领域中,磁悬浮列车的行驶方式不同于平常列车,它不再受限于传统轮轨接触式的行驶方式,可借助电磁力克服重力,脱离地面,实现了列车与轨道之间无接触的导向和悬浮。 作为当前最为先进的运输方式,磁悬浮列车无疑成为各国着力研究的重要科技领域,为了提高行驶的安全性和改善行驶的平顺性,国内外学者针对磁悬浮列车相关动力学问题开展了大量研究,在理论分析、数值仿真等方面取得了重要成果。 针对已有的成果,阐述了磁悬浮列车在动力学建模、动力学特性研究和悬浮控制等方面的研究现状及成果,并且对进一步的研究提出了建议和展望。

    • 城市轨道交通车载混合储能系统的研究

      2019, 36(1):33-40. CSTR:

      摘要 (431) HTML (0) PDF 958.97 K (2451) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城轨列车在起动、制动过程中对牵引网电压造成冲击从而引起网压不稳定的问题,提出一种由超级电容与钛酸锂电池组成的混合储能系统,该混合储能系统满足城轨列车对高能量和高功率的需求。 以混合储能系统的整体结构为研究对象,着重介绍了预充电回路的设计与仿真验证,它能明显提升混合储能装置的性能以及延长使用寿命。 针对该混合储能结构,提出采用综合控制策略,该策略通过控制主电路中两个双向 DC/DC 变换器的工作模态来实现储能单元工作在恒流充放电状态。 最后仿真对比综合控制策略与传统电压电流双闭环控制策略,仿真波形对比分析表明:对于牵引机车等大容量负荷突增与突减造成的网压波动,综合控制策略能更有效、快速调节混合储能系统的充放电状态,确保牵引网压波动幅度较小,提高城轨列车的运行可靠性与稳定性。

    • 基于X射线断层扫描的钢轨滚动接触疲劳裂纹形状建模方法

      2019, 36(1):41-48. CSTR:

      摘要 (267) HTML (0) PDF 1.52 M (1072) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立钢轨滚动接触疲劳裂纹真实形状数学模型,采用 X 射线断层扫描技术,获得了钢轨轨距角-轨肩处的滚动接触疲劳裂纹的真实形态点云数据,提出栅格算法确定裂纹尖端和开口的边界点、三次 B 样条曲线拟合裂纹尖端、裂纹面与钢轨轨面相交确定裂纹开口的钢轨滚动接触疲劳裂纹形状建模方法。 研究发现:栅格算法提取的裂纹边界特征点比凸包算法提取的裂纹边界特征点多,代表裂纹边界特征的凸点和凹点都识别,使得裂纹边界失真度更小;随着栅格边长减小,栅格算法提取出的裂纹边界点数量增加,减少了凸包算法的漏点问题。 将提取好的裂纹尖端边界点分别用最小二乘法、Bezier 曲线、三次 B 样条曲线等方法进行曲线拟合,发现三次 B 样条曲线拟合得到的裂纹尖端与真实裂纹最为接近,其数据拟合的偏差最大值和标准差均最小,由此获取了真实裂纹的尖端形状数学模型。

    • 多塔矮塔斜拉桥结构体系的适用性研究

      2019, 36(1):49-58. CSTR:

      摘要 (294) HTML (0) PDF 2.38 M (2732) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究多塔矮塔斜拉桥结构体系的适用性,以常德沅水四桥为工程背景,分别建立半漂浮、塔梁固结和刚构体系空间有限元模型,对结构在静动力工况下的作用效应进行分析比较。 计算结果表明:刚构体系结构刚度大,静力及地震作用下荷载效应分布比较均匀,但在整体升温时桥墩和桥塔将出现很大的内力。 半漂浮体系和塔梁固结体系在荷载作用下变形大,温度内力相对较小,制动力和地震作用下各墩响应差别明显。 沅水四桥采用刚构和塔梁固结组合的结构体系,解决了温度作用下边墩受力过大的问题;固结墩分成紧靠的双肢可减小桥墩的抗推刚度,不增加基础工程量,又达到良好的美学效果,可为今后同类型桥梁设计提供参考。

    • >交通管理与控制
    • 考虑行人过街因素的环形交叉口配时优化方法研究

      2019, 36(1):59-65. CSTR:

      摘要 (263) HTML (0) PDF 994.79 K (1867) 评论 (0) 收藏

      摘要:环形交叉口大多位于城市的中心区域,有着美化城市景观和交通疏导的重担。 然而环形交叉口存在普遍的交通堵塞问题,给城市中心区域交通通行能力带来重创,并且大量的过街交通流导致严重的人车冲突,给环形交叉口的交通安全带来极大的隐患。 本文通过分析道路人行横道行人过街的交通特性等,构建信号控制多目标优化模型,选取遗传算法求解,结合实例表明该模型能有效提高我国环形交叉口通行能力,缓解交通冲突。

    • 基于实时路况数据的拥堵评价方法研究

      2019, 36(1):66-72. CSTR:

      摘要 (326) HTML (0) PDF 1.22 M (3362) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的交通拥堵评价方法均值法存在对拥堵变化不敏感的情况,提出了基于实时路况数据的拥堵占比率评价指标。 首先采用 GIS 分析处理软件对实时路况数据进行分类提取路况信息, 根据路况变化分级值判断某时段内各道路的变化状态。 以南京市五个工作日内不同时段的路况数据为基础,计算道路趋向于拥堵变化状态下的拥堵占比率。 根据计算结果,分析评价了南京工作日内拥堵路段的时空分布特征,并提出了可行的避堵、缓堵建议。 给出的评价方法可在城市交通运行分析、道路拥堵变化分析中应用。

    • 停车场对连接路段车辆速度的影响研究

      2019, 36(1):73-78. CSTR:

      摘要 (261) HTML (0) PDF 657.39 K (1579) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究停车场出入口处车辆驶入驶出对连接路段车辆速度的影响,对停车场规模、驶入驶出率、出入口道路长度等影响因素进行分析,引入时间障碍率参数,利用时间障碍率来反映停车对路段车辆的影响,将停车影响作为路段车辆的交通阻抗,在 BPR 路阻函数模型的基础上建立主路车流受停车影响的车辆速度模型。 运用 VISSIM 仿真软件进行停车场出入口处仿真,与车速模型计算结果进行对比分析。 结果表明,车速模型计算结果与仿真结果相差较小,车速模型具有一定的准确性。

    • 基于换乘重要度的轨道交通网络运营计划协调优化

      2019, 36(1):79-86. CSTR:

      摘要 (251) HTML (0) PDF 752.50 K (1002) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高城市轨道交通整体网络运营效率,提升客运服务水平,以轨道交通乘客出行需求为导向,提出换乘关系综合重要度的衡量指标,以此为依据建立网络运营计划分步协调优化模型及算法,旨在减少乘客换乘候车时间,实现提高换乘站内乘客换乘便利性目的。 以某市线网为例进行协调优化,验证模型算法的有效性。 算例分析表明,经分步协调后全网平均换乘候车时间缩减了 12.42%,乘客单次换乘候车平均节省 0.39 min,能够有效地缩减乘客的换乘候车时间,优化网络运营计划衔接状态, 提升线网换乘效率。

    • >学科基础与前沿
    • 考虑环境影响限制的交通分配模型及算法

      2019, 36(1):87-93. CSTR:

      摘要 (301) HTML (0) PDF 764.80 K (1462) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对交通环境影响限制对出行者出行线路选择的影响,建立了对应交通流分配模型,并为模型设计了有效的增广拉格朗日乘子求解算法。首先,基于交通环境影响特征将环境影响限制约束分为独立路段式、独立节点式和区块限制约束 3 种。其次, 通过在经典用户均衡模型中添加环境影响限制约束,得到考虑环境影响的交通分配模型。 通过定义广义行程时间和利用 KKT 条件,分析了新模型对应的出行者路线选择原则。最后,为新模型设计了嵌套 Frank-Wolfe 算法的部分增广拉格朗日乘子算法。 数值算例验证了模型与算法的有效性。 研究拓展了现有交通流分配理论的研究视角,也可为交通管理者考虑环境影响提供理论支持。

    • 一阶变截面桩与等截面桩对比试验研究

      2019, 36(1):94-99. CSTR:

      摘要 (286) HTML (0) PDF 2.32 M (1604) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究一阶变截面桩在竖向荷载下的变形和承载特性,选取一组一阶变截面桩与等截面桩进行对比静载试验。 试验分析对比了桩身轴力分布曲线、桩端应力及变截面处应力变化曲线、桩侧摩阻力沿桩身分布曲线和桩顶 P-S 曲线。 结果表明:一阶变截面桩单位体积材料发挥效率更高,较等截面桩发挥效率提高约 8%;变截面桩荷载传递仍然以侧摩阻力为主,当变截面处土层较弱时,随着荷载的增大变径处土层发生软化,变径处阻力趋于稳定,发挥作用有限。

    • 基于DFSS的汽车制动踏板感觉优化设计

      2019, 36(1):100-108. CSTR:

      摘要 (313) HTML (0) PDF 1.15 M (1868) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于 DFSS 方法,针对某车型开发过程中制动踏板感觉存在“偏软”的问题,对制动减速度低于 0.3 g 的制动工况下的制动踏板力和制动踏板行程进行优化设计。 首先,通过用户新车性能调查数据及客户呼声,确定客户关注的性能指标;其次,通过制动性能试验获取上述性能指标与制动减速度的关系,并对试验结果进行分析确定目标值;然后,结合制动系统开发经验,通过普氏选择方法,确定制动系统配置的最优方案;最后,分析并确定控制因子和噪声因子,通过正交试验获得制动踏板力和制动踏板行程的优化值,并与目标值进行对比。 结果表明,优化值和目标值有良好的吻合度,为后续优化提供了经济、有效的方法。

    • g-C3N4在水环境污染物去除和检测方面的应用研究进展

      2019, 36(1):109-116. CSTR:

      摘要 (339) HTML (0) PDF 950.66 K (2642) 评论 (0) 收藏

      摘要:石墨相氮化碳由于其优良性能被广泛应用于能源及环境保护领域。 文章简述了石墨相氮化碳光催化机理及几种常用的制备和改性方法,归纳其在水处理中去除污染物方面的应用(降解有机污染物、还原水中重金属离子、灭活微生物)以及检测等,进而介绍了石墨相氮化碳在水处理中光催化技术与其他技术耦合的研究进展。 最后,对石墨相氮化碳未来的研究方向进行展望,认为优化制备方法、提高回收效率、与其他技术耦合是石墨相氮化碳未来的发展方向。

    • >学科交叉
    • 基于灰色关联分析的高铁PPP项目风险评价

      2019, 36(1):117-124. CSTR:

      摘要 (255) HTML (0) PDF 850.55 K (1445) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着 PPP 融资模式在高铁建设应用中越来越广泛,其风险问题也越来越突出。 为对我国高铁 PPP 项目风险进行合理的评价,构建了高铁 PPP 项目的风险综合评价体系,运用层次分析法求出各评价指标的权重,基于灰色关联分析建立了高铁 PPP 项目风险评价模型,通过对灰色关联度排序,找出了影响高铁 PPP 项目的关键风险因素。最后选择济青高铁项目进行评价模型应用,应用结果表明该模型具有一定的合理性和有效性。

    • 基于变权物元可拓模型的接触网健康状态综合评价

      2019, 36(1):125-132. CSTR:

      摘要 (239) HTML (0) PDF 1.25 M (2219) 评论 (0) 收藏

      摘要:以接触网作为研究对象,搭建了基于变权物元可拓的接触网健康状态综合评价模型。 结合物元可拓理论和接触网相关指标标准,确立接触网的状态信息经典域,建立状态参量物元矩阵。 同时,通过熵权法和层次分析法的线性组合,得出主客观兼具的初始权重,再运用变权理论进行修正,使权重体现出评价对象在综合评价过程中的主动参与。 最后引入贴近度函数对接触网健康等级进行评判,得出评价结果,并通过实例分析对所搭建的模型进行验证。 算例结果表明了该模型用于接触网健康状态综合评价的正确性和实用性。

    • 基于极限场景的风火蓄联合运行经济调度研究

      2019, 36(1):133-142. CSTR:

      摘要 (236) HTML (0) PDF 1.04 M (1362) 评论 (0) 收藏

      摘要:风电-火电-抽水蓄能多源联合运行在提高风电渗透率的同时,还能实现各能源优势互补。 但风电的随机性和波动性不可避免地使联合系统的经济调度无法达到最优。 针对这一问题,基于风速概率分布函数得到风电出力的不确定分布概率,采用置信区间法生成极限场景风电功率,并构建了基于极限场景的风火蓄联合运行经济调度模型,以实现系统综合运行成本最小化目标。 此外,还进一步分析了极限场景的可靠性约束,并结合算例应用分析了联合优化运行机组运行成本及可靠性在不同置信度下的结果。 算例表明,采用的置信区间法使系统运行在较好经济性与可靠性的状态下,有效解决风电的低渗透率问题。

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