• 2023年第0卷第4期文章目次
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      2023, 40(4). CSTR:

      摘要 (545) HTML (0) PDF 2.61 M (1538) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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      2023, 40(4). CSTR:

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      摘要:

    • >交通基础设施
    • 基于混合FE-SEA法的箱梁结构噪声特性研究

      2023, 40(4):1-8. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.009 CSTR:

      摘要 (1013) HTML (0) PDF 1.47 M (2230) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨箱梁结构噪声规律及其影响因素,以南昌某高架铁路箱梁为研究对象,建立混合 FE-SEA 模型进行数值仿真分析,并进行现场试验验证。在此基础上,探讨了板厚对结构噪声的影响规律,分析了箱梁各子系统对远场声压的声贡献量。研究结果表明:混合 FE-SEA 法适用于箱梁结构噪声研究;箱梁结构振动的峰值频率为 125 Hz,结构噪声频率范围为 50~160 Hz; 箱梁顶板和翼板对远场声压级的贡献量较大:增加各板厚度能降低结构噪声,其中增加顶板厚度效果较为明显。 因此在减振降噪的过程中,应着重关注顶板和翼板。

    • 重载铁路货车轴载作用下嵌入式轨道受力变形分析

      2023, 40(4):9-15. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.008 CSTR:

      摘要 (1161) HTML (0) PDF 1.21 M (2179) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究嵌入式轨道在重载铁路中的适用性,采用有限元法,建立嵌入式轨道有限元模型,从钢轨应力、钢轨位移、轨道板位移的角度分析货车轴载对嵌入式轨道结构受力及变形的影响,并针对现有嵌入式轨道结构进行优化研究。 研究结果表明:货车轴载对嵌入式轨道轨头应力、轨底应力、钢轨横向及竖向位移影响显著,其中,轨头应力、钢轨横向位移均超过限值要求,但其对轨道板位移影响较小;采用 75 kg/m 钢轨替换 60 kg/m 钢轨后,轨头应力显著减小,但钢轨横向位移仍然超过限值要求;在此基础上,随着填充材料弹性模量的增大,钢轨应力及位移均显著减小,且均在规范限值内,填充材料弹性模量建议取为 400 MPa。

    • 地下连续墙对无柱大跨地铁车站地震反应影响

      2023, 40(4):16-23. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.007 CSTR:

      摘要 (1108) HTML (0) PDF 1.80 M (2391) 评论 (0) 收藏

      摘要:无柱大跨地铁车站抗震设计是否考虑地下连续墙的影响尚未有统一定论。 基于 ABAQUS 有限元数值分析软件,建立了土-结构静动力耦合有限元模型,分析了水平竖向双向地震作用下,地下连续墙对无柱大跨地铁车站结构动力反应的影响。 数值分析表明:地下连续墙会增大无柱大跨地铁车站体系的水平抗侧刚度,考虑地下连续墙时车站侧墙的总体水平相对变形降低;但地下连续墙的存在会放大无柱大跨地铁车站上覆土体的竖向惯性效应,同时也会使得无柱大跨地铁车站内力重分布。 考虑地下连续墙时车站底板端部是抗震薄弱环节,抗震设计中应对其进行适当加强。

    • 基于变形控制的基坑支护桩设计方法研究

      2023, 40(4):24-32. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.011 CSTR:

      摘要 (394) HTML (0) PDF 1.45 M (2144) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市化发展,基坑面临的环境越加复杂,对基坑工程的变形控制也愈发严苛。 目前,基坑支护结构的设计仍是以强度控制,由于保守设计实际工程往往发生较大变形而未达到设计强度。 基于矩阵理论改进里兹法,采用最小势能原理,考虑了支护桩与水平支撑的变形协调条件,获得了支护桩变形的总势能方程,求解了支护桩变形,提出了基于变形控制的基坑支护桩设计方法。 最后通过三例典型工程的现场实测数据对理论进行验证,结果表明预测绝对误差随着支护桩的最大变形增大而增大, 平均相对误差均在 10%最大变形以内。

    • 高强粉质黏土-水泥搅拌土固化剂配比研究

      2023, 40(4):33-39. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.010 CSTR:

      摘要 (474) HTML (0) PDF 1.46 M (2377) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高粉质黏土-水泥搅拌土强度,使其与钢筋或型钢共同作用形成水泥土搅拌墙。 以南昌地区粉质黏土为例,在现有水泥土改良剂性能研究基础上,通过选择合适的固化剂,采用正交试验,对 16 组粉质黏土改良方案形成的搅拌土开展室内无侧限抗压强度试验和渗透试验,研究水泥、水玻璃、生石膏和生石灰不同配比对粉质黏土改良后强度性能的影响,并对试验结果进行了极差和方差分析。 结果表明:对搅拌土的抗压强度影响程度从大到小依次为水泥掺量、水玻璃掺量、生石膏和生石灰掺量,确定粉质黏土固化改良的最优配比为水泥掺入比 24%、水玻璃 6%、生石膏 2%、生石灰 0、萘系减水剂 1.5%,并推荐在水灰比为 1.5、粉质黏土含水率为 12%时使用。 经过筛选固化剂和优化配比后,粉质黏土在标准龄期 28 d 时强度可以达到 8.6 MPa。 最后通过扫描电镜试验,对高强粉质黏土-水泥搅拌土的微观结构进行了分析,阐述了高强水泥搅拌土的产生机理。

    • 周期性有砟轨道结构垂向弯曲振动波复频散分析

      2023, 40(4):40-47. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230425.001 CSTR:

      摘要 (411) HTML (0) PDF 1.74 M (2408) 评论 (0) 收藏

      摘要:轨道结构的周期性特征对于其内振动波的传播具有滤波特性,开展频散分析对于了解轨道结构的振动传递特性具有重要意义。 鉴于此,以有砟轨道结构为研究对象,基于虚拟弹簧模型和能量泛函变分原理提出了能够考虑阻尼因素与材料频变效应的轨道周期结构复频散计算新方法。 通过与既有文献结果对比验证了文章方法的准确性,并利用该方法分析了扣件刚度频变效应、扣件阻尼和道砟阻尼对轨道结构振动波复频散特性的影响规律。 研究结果表明,刚度频变效应及扣件、道砟阻尼对于振动的衰减域及衰减速率有着较大的影响,轨道结构振动传递分析中必须予以考虑。

    • 不同开挖顺序对基坑围护结构变形影响分析

      2023, 40(4):48-55. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230213.001 CSTR:

      摘要 (1149) HTML (0) PDF 2.10 M (2273) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。 结合杭州某地铁车站基坑工程项目,基于考虑土体小应变特性的硬化模型,采用三维有限元软件(PLAXIS 3D)进行了数值模拟,详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。 结果表明:同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著,分析时不能简单将土层视为水平均布土层,需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载,尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧;地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大;地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著,从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小,仅为 18.35 mm,相较于原工况减少约 25%,对工程产生最有利的影响。

    • >交通管理控制
    • 不确定条件下公铁水多式联运多目标路径优化研究

      2023, 40(4):56-65. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.001 CSTR:

      摘要 (438) HTML (0) PDF 2.11 M (2949) 评论 (0) 收藏

      摘要:多式联运运输的时效性和成本在现代物流的发展中是不可忽视的因素。 针对公铁水多式联运的运输目标,主要研究了当运输时间、中转时间双重不确定因素服从随机分布时的绿色多式联运路径优化问题。 构建以运输时间、碳排放、运输成本为目标函数,碳排放量为约束,建立运输时间、中转时间双重不确定条件下绿色多式联运路径多目标优化模型。 并据此采用模糊自适应遗传算法(FAGA)和快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)设计多式联运路径优化策略;最后采用从南昌到柏林的路径数据仿真验证所提方法的有效性并对结果进行对比分析。 研究发现基于 NSGA-Ⅱ算法的多目标优化结果较优,可以引导多式联运经营人调整运输方案,减少二氧化碳的排放量,为物流企业开展多式联运运输提供可供参考的依据。

    • 泉州市制造业与物流供应链联动发展研究

      2023, 40(4):66-75. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.006 CSTR:

      摘要 (404) HTML (0) PDF 1.96 M (2382) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究泉州市制造业与物流供应链的联动协同作用,助力构建服务型制造业,推进先进制造业与相关重点领域产业的融合发展,促进建设高效的现代物流供应链体系,基于灰色关联度模型和 VAR 模型,分析泉州市 2002 年至 2021 年制造业与物流供应链发展指标间的关联程度和联动发展情况。 研究发现:泉州市制造业与物流供应链发展间关联度较强,物流供应链与经济发展相关指标关联度较强;各物流运输方式间的多式联运协同发展有待增强,综合货运枢纽建设有待提升。

    • 模拟轮载作用下钢桥面板RD节点疲劳寿命计算方法对比分析

      2023, 40(4):76-85. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.004 CSTR:

      摘要 (294) HTML (0) PDF 2.46 M (2218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入研究 RD(rib-deck)节点的疲劳性能,通过模拟车轮荷载对 RD 节点实施中心加载,得到了相应热点应力幅下的节点疲劳寿命。采用 ABAQUS 建立了钢桥面板 RD 节点的三维实体有限元模型,在有效数值模型的基础上,分别采用热点应力法和临界距离理论对 RD 节点的疲劳寿命进行了对比分析。 研究结果表明:同一精度网格下采用两点外推法和三点外推法得到的热点应力结果比较接近,而采用临界距离理论的点法得到的特征应力则小于线法得到的特征应力;采用国际焊接协会(IIW) 推荐的 FAT 90 曲线得到的评估结果过于保守,而 FAT 125 曲线的预测结果相对接近试验值。临界距离理论相比热点应力法能得到更准确的预测结果,其中点法和线法得到的预测值与试验值分别相差 17%、32%;总体而言,热点应力法和临界距离理论均能得到相对保守的疲劳寿命预测结果,两种方法用于钢桥面板典型焊接节点的疲劳性能评估是可行且偏于安全的,但点法的预测精度更高,且实际应用中也较为便捷。

    • >载运装备运维
    • 基于Inspire的FSCC赛车悬架立柱优化设计及CAE分析

      2023, 40(4):86-92. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.005 CSTR:

      摘要 (411) HTML (0) PDF 1.91 M (2258) 评论 (0) 收藏

      摘要:零件轻量化是机械制造领域的重要研究方向。 以中国大学生方程式汽车大赛 BTR-X 的悬架立柱作为例,在分析其实际受力情况的基础上,利用 Altair inspire form 软件以最大化刚度为目标对其进行了减重设计和拓扑结构优化。 得到了带刹入弯工况条件下两种不同设计方案的应力、应变值及安全系数,并对比了其优缺点。 结果表明,在最佳优化方案中,BTR-X 悬架立柱最大有效应力为 557.4 MPa,减重 18.4%,提升了车辆的操稳性,实现了其轻量化的目标,对进一步提升 FSCC 赛车的性能有一定的参考价值。 最后,通过选择性激光烧结成功实现了优化悬架立柱结构的 3D 打印成型,为 FSCC 赛车的轻量化设计及加工提供了新思路。

    • 水囊土压力计研制与试验验证研究

      2023, 40(4):93-102. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.012 CSTR:

      摘要 (1051) HTML (0) PDF 2.37 M (1973) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对土压力盒易发生应力集中的问题,研制了水囊土压力计,即通过透明的 PU 空压软管将感压水囊与电子压力表进行连接,其中感压水囊的厚度可控制在 5~10 mm,在使用时电子压力表的高度位置进行固定。 将水囊土压力计与振弦式土压力盒埋设在不同压缩模量的土体中进行了对比试验,结果分析表明,由于感压水囊比土压力盒薄,虽然实测土压力偏大问题不可避免,但相对土压力盒测试结果而言,采用水囊土压力计测试地层中的土压力时应力集中问题显著改善;从测试结果可知,由测试元件厚度所导致的土压力偏大幅值为非线性,这与测试元件周围的土体颗粒变形调整有关。 将水囊土压力计用于盾构隧道响应模型试验研究中,从测试结果可知,水囊土压力计与土压力盒的测试结果具有明显的不同;从测试结果的变化趋势分析来看,水囊土压力计的测试结果可信,且有必要采用水囊土压力计直接贴在模型盾构隧道外壁测试其周围土压力。 水囊土压力计的测试原理简单,且成本低、精度高,因其为柔性构造,可根据测试需求选用感压水囊用于结构物表面为非平面的土压力测试。

    • 轴偏转角对吊索腐蚀钢丝力学性能影响研究

      2023, 40(4):103-111. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.002 CSTR:

      摘要 (309) HTML (0) PDF 2.26 M (2106) 评论 (0) 收藏

      摘要:拱桥吊索在长时间服役下会产生轴偏转现象,为研究这一现象对吊索产生的受力影响,针对吊索基本单元钢丝设计一套轴偏转静力张拉试验方案。 首先利用铜盐加速腐蚀法制备腐蚀钢丝试件,对试件进行 4 个不同轴偏转角(0,10,20,30 mrad)的静力张拉试验,并利用 Ansys 对试验和蚀坑进行数值模拟。 研究结果表明:钢丝的质量失重率和平均腐蚀深度随腐蚀时间呈线性增大,而腐蚀速率却随腐蚀时间呈二次曲线减小;钢丝极限抗拉性能随偏转角的增大而减小;偏转角-腐蚀耦合情况下会加速削弱钢丝的抗拉强度;数值模拟与试验相符合,有效验证了试验得到的规律;钢丝存在蚀坑会产生集中应力现象,应力最大值随偏转角增大而增大。

    • >交叉学科前沿
    • 融合迭代和问题维度的速度约束粒子群算法

      2023, 40(4):112-126. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2023.04.003 CSTR:

      摘要 (446) HTML (0) PDF 2.41 M (2133) 评论 (0) 收藏

      摘要:粒子群算法广泛应用于工程、科学与管理等领域实际问题中的复杂优化问题求解,设计新的策略以应对算法的性能和效率瓶颈是该领域的研究热点。 针对传统粒子群算法速度约束策略比较单一,容易导致算法收敛速度慢,性能低等问题,提出一种融合算法迭代和问题维度的速度约束策略。 通过分析算法种群进化状态评估值与迭代次数及问题维度的关系,设计计算进化状态评估值的公式,使其受算法迭代次数和问题维度影响,最后根据进化状态评估值计算算法的速度约束范围,得到一种融合迭代和问题维度的速度约束粒子群算法。 新的速度约束策略使粒子群算法的种群状态受到迭代次数和问题维度的影响,具有自适应性,并对不同维度问题求解具有扩展性,提高了粒子群算法的收敛速度和求解精度,仿真实验证明了算法的有效性。

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