• 2022年第39卷第3期文章目次
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    • >特邀稿件
    • 高熵合金应用于焊接领域的研究现状

      2022, 39(3):1-16. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.001 CSTR:

      摘要 (393) HTML (0) PDF 1.15 M (2904) 评论 (0) 收藏

      摘要:高熵合金是近年来发展起来的新型合金材料,突破了传统金属材料仅有 1~2 种主要组元的限制,通过组元数目的显著增加,合金产生强烈的化学无序效应、显著的迟滞扩散效应及晶格畸变效应,使高熵合金容易获得理想的力学性能,该材料属性特别适用于提高焊接接头的服役性能,应用于焊接领域具有广阔的发展前景。 目前,国内外有不少学者尝试把多主元高熵合金应用于焊接领域,文章从焊接材料、焊接方法、焊缝微观组织、焊缝硬度、接头力学性能等方面综述高熵合金在焊接领域的研究现状,揭示高熵合金应用于焊接领域尚需解决的关键科学问题,对该领域未来的研究方向提出了展望。

    • 多供应商大宗整列直达列车联动发车分析研究

      2022, 39(3):17-23. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.011 CSTR:

      摘要 (176) HTML (0) PDF 533.98 K (1300) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于由多供应商提供大宗原材料的企业,供应商的列车发车间隔将影响企业的库存水平。 为此,将着重研究在收货方平均库存最小目标下的多供应商的整列直达列车联动发车间隔关系。 由于不同供应商的供货量、始发直达的列车运输量、途中的运输时间或路径差异均会对列车到达间隔产生影响;故分别解析了多供应商列车运输量相同与不相同、每个供应商年供货量相同与不相同 4 种组合情况下的列车联动发车间隔优化方法。 最后,给出了算例分析,结果显示,相对于随机的发车间隔,企业的平均库存水平降低了 24.2%。

    • >交通基础设施
    • 基于HJC模型的车辆-桥墩碰撞响应分析

      2022, 39(3):24-30. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.008 CSTR:

      摘要 (156) HTML (0) PDF 1.13 M (1955) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨 HJC 模型在车辆-桥墩碰撞分析中的适用性和动力响应,应用大型有限元程序 LS-DYNA,明确了 HJC 模型中关键参数的取值,建立了落锤冲击数值模型并与试验验证;在此基础上进一步构建了车辆-桥墩碰撞分析模型,校验了碰撞过程系统能量转换,探讨了车速、车重和撞击位置对钢筋混凝土桥墩撞击力与墩顶位移的影响。 结果表明:HJC 模型能较好的模拟落锤冲击作用下钢筋混凝土梁的动力响应;撞击力峰值和墩顶位移峰值随撞击速度和撞击质量的增加而增大,随撞击偏心距的增加而逐渐削弱;撞击速度的提升将加快峰值响应的出现,而撞击质量的增大将延缓峰值响应的出现,当车速超过 100 km/h 时,撞击力和墩顶位移时程曲线将出现两个显著的峰值,应考虑车厢的二次撞击响应。

    • 高温季节轨道板温度模型的热流时延效应分析

      2022, 39(3):31-36. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.012 CSTR:

      摘要 (185) HTML (0) PDF 802.95 K (1625) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确反映我国东部地区某线路 CRTSⅡ型轨道板内温度变化受到外界环境因素及自身混凝土性质影响,考虑了热压导致不同深度热流存在的时延,运用频谱方法,研究了轨道板不同深度温度间的关系,考虑热力学理论建立了轨道板混凝土不同深度温度计算模型,并对该地区轨道板的日照实时温度场和竖向温度梯度进行研究。 结果表明:同种介质中,由温度梯度引起的热流之间的延迟时间与传播距离成正比;轨道板不同深度温度序列相对表层,振幅以指数函数衰减,相位存在线性滞后; 热量在轨道板中传递时,每深入 50 mm,轨道板温度变化延迟时间约 1.02 h;基于热流时延轨道板温度计算模型的平均相对误差为 1.9%~2.5%,可靠度为 92.85%~96.53%。

    • >交通基础设施
    • 复合地层微型盾构机刀盘受力性状及布置优化

      2022, 39(3):37-46. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.03.003 CSTR:

      摘要 (127) HTML (0) PDF 1.52 M (2289) 评论 (0) 收藏

      摘要:微型盾构机在滨海复杂地质条件下掘进时刀盘受力性状复杂,继而对刀盘结构布置提出更高要求。 选用直径 600 mm 刀盘,依托典型滨海复合地层,基于双滚刀协同破岩原理建立滚刀破岩模型,依据不同切刀布刀法分别建立整体刀盘切削土体的动态仿真模型,并考虑正常推进、最大推力和最大扭矩脱困 3 种使用工况对刀盘优化结构进行应力、应变分析。 结果表明:滚动力在刀间距 8 mm 时出现最低值,此时破岩效率最高;阿基米德螺线和单费马螺线布刀法刀盘均能满足掌子面全开挖的要求,同心圆布刀法刀盘切刀之间存在不完全切削现象,单费马螺线布刀法刀盘开挖过程中最大以及平均推力、扭矩均较小,为最优刀盘结构;针对单费马螺旋线布刀法的刀盘结构,在正常推进、最大推力和最大扭矩工况下强度与刚度的验算结果均满足一般机械使用要求。 研究对于管线暗挖等工程中微型盾构机刀盘优化设计具有参考意义。

    • 盾尾间隙控制分析

      2022, 39(3):47-53. DOI: 16749/j.cnki.jecjtu.20220406.004 CSTR:

      摘要 (343) HTML (0) PDF 492.37 K (2162) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对盾尾间隙控制因素复杂多变的问题,通过盾尾内壁与管片外壁之间的位置关系建立了隧道曲线半径、盾构俯仰角、 盾尾覆盖管片长度与盾尾间隙之间的几何关系。 基于以上关系,得到了最小盾尾间隙的理论计算方法,并对隧道曲线半径、盾构俯仰角、盾尾覆盖管片长度等影响因素进行分析。 结果表明:隧道曲线半径的取值区间为 50~400 m 时,盾尾间隙受到的影响显著;盾构俯仰角与最小盾尾间隙值之间的关系接近线性,随着俯仰角增大而减小;盾尾覆盖管片的长度对盾尾间隙的影响更显著,可通过调节隧道曲线半径和盾构俯仰角的大小来平衡对盾尾间隙的影响。

    • 盾构上穿既有隧道影响及加固分析

      2022, 39(3):54-60. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.03.004 CSTR:

      摘要 (202) HTML (0) PDF 635.97 K (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某城市某地铁停车场出入线盾构隧道上穿下部既有盾构隧道工程为研究背景,针对新建隧道上穿既有隧道的施工工况,采用数值仿真软件模拟了施工中下部既有盾构隧道管片竖向位移情况,对既有隧道注浆加固后的隧道变形值进行分析,并提出加固建议。 分析结果表明:新建隧道左线及右线的开挖对既有隧道产生的影响有较大差异,同时上部隧道的穿越角度影响既有隧道的沉降位移值,施工隧道线路正下方的既有隧道管片产生的竖向位移比斜下方的隧道管片大 5.3 mm。 提出既有隧道加固方案并对其效果进行模拟分析,模拟结果显示加固后的隧道最大变形减小 3.2 mm,为 4.5 mm,小于规范控制安全标准 5 mm。 在此基础上提出了钢支撑环与拱顶注浆相结合的隧道加固方案,并在施工现场进行实施。

    • >交通基础设施
    • 钢筋桁架混凝土楼板人致振动舒适度分析

      2022, 39(3):61-70. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.03.002 CSTR:

      摘要 (131) HTML (0) PDF 1.17 M (1940) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用电动式激振器对钢筋桁架混凝土楼板进行简谐激振试验,以确定楼板在不同幅值不同频率简谐激励下的振动响应。 利用 ANSYS 对试件进行建模分析,并与试验结果对比,验证有限元方法对钢筋桁架混凝土楼板进行动力分析的可行性。 建立了人致激励下钢筋桁架混凝土双向板动力分析模型,分析了底部钢板、板厚(桁架高度)对楼板振动性能及舒适度的影响,并与同等规格的开口型压型钢板-混凝土组合楼板进行对比分析。 结果表明:同等条件下,钢筋桁架混凝土楼板的基频较开口型组合楼板更高,在楼板中央施加人行激励时,钢筋桁架混凝土楼板振动加速度峰值比开口型组合楼板平均减小 65.65%;拆除钢筋桁架楼承板的底部钢板后,钢筋桁架混凝土楼板的基频平均降低约 4.37%,加速度峰值平均增加了约 19.76%;且底部钢板厚度一定程度上影响了楼板的振动舒适度; 楼板厚度的增加能显著提升钢筋桁架混凝土楼板和开口型压型钢板-混凝土组合楼板的振动舒适度。

    • >交通管理控制
    • 收入与票价水平对通勤出行影响的机理研究

      2022, 39(3):71-79. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.03.001 CSTR:

      摘要 (154) HTML (0) PDF 519.67 K (2301) 评论 (0) 收藏

      摘要:居民收入与票价水平的关系直接影响乘客使用地铁的通勤出行行为。 根据现有票价对通勤出行影响的研究基础,首先定义了票价水平,然后对北京、广州,天津、武汉,大连、长春进行调查,要求乘客按照日常实际通勤行为回答,通过建立偏最小二乘法结构方程模型(partial least squares structural equation modeling, PLS-SEM)和中介模型,分析不同类型城市票价对通勤出行的影响机理。 结果显示:票价合理性会影响知觉价值进而影响出行意向。 其中,单次票价对知觉价值的影响依次为新一线城市 (0.862),一线城市(0.838),二线城市(0.782)。 单次票价通过票价水平即票价可负担性对知觉价值产生影响,票价可负担性在单次票价对知觉价值的影响中起中介效应。中介效应占总影响的比例依次为一线城市(57.3%),新一线城市(45.2%),二线城市 (40.2%)。

    • 降雨对城市公交行程时间可靠性影响分析

      2022, 39(3):80-90. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.002 CSTR:

      摘要 (146) HTML (0) PDF 982.94 K (2001) 评论 (0) 收藏

      摘要:降雨天气影响道路条件和驾车环境,进而影响公交可靠性。 为明确降雨对城市公交行程时间可靠性的影响情况,基于公交 GPS 运行数据及小时降雨量数据,考虑设置公交专用道的影响,分析受降雨影响的公交行程时间统计变化规律。 为从理论层面进一步探究雨天对公交行程时间可靠性的影响机理,构建了公交行程时间可靠性评价模型,通过乘客预留行程时间、缓冲时间、超额延误 3 个参数指标对可靠程度进行评价。 研究结果表明:降雨天气对公交行程时间存在负面影响,导致公交行程时间及其波动性增大,公交专用道能够有效降低波动幅度;相较于晴好天气,降雨天气乘客需要预留更长的行程时间以确保能够准时到达目的地,可靠程度降低,公交专用道可以有效抑制公交行程时间可靠性的下降。 通过构建公交行程时间可靠性评价模型,形成一套公交行程时间可靠性理论评价体系,为研究雨天等不良天气条件下公交运行决策和调度提供理论支持。

    • 高铁开通对城市创新的影响研究

      2022, 39(3):91-98. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.006 CSTR:

      摘要 (215) HTML (0) PDF 472.28 K (2311) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究高铁(HSR)开通对城市创新发展的影响,选取长江中游城市群 28 个地级市 2006—2019 年的面板数据,采用倾向得分匹配倍差法评估高铁开通对城市创新的影响。 结果显示:高铁开通对长江中游城市群创新能力有显著促进作用,并且这种作用存在明显的时间动态性以及区域异质性。 主要表现在:高铁开通对城市创新的促进效应随着时间的沉淀呈现出先升后降的趋势;高铁开通对大中城市创新促进效应不明显,而对小城市的促进效应显著为正。 进一步将高铁线路按照战略等级划分为国家层面高铁与地方层面高铁,国家层面高铁比地方层面高铁对城市创新具有更为显著的促进作用。

    • >载运装备运维
    • Cu-Be/Cu层状非均质复合材料塑性变形行为的原位研究

      2022, 39(3):99-109. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.005 CSTR:

      摘要 (168) HTML (0) PDF 1.41 M (1657) 评论 (0) 收藏

      摘要:将层状非均质构型复合化设计思想用于提高 Cu-Be 合金强韧性,采用真空热压复合、热轧及热处理的方式制备了 CuBe/Cu 层状非均质复合材料。 对复合材料显微组织、显微硬度及拉伸性能进行了测试分析,利用 SEM 下原位拉伸结合 DIC 技术,研究了复合材料塑性变形中各金属层组织演变、应变分配及断裂行为。 结果表明:Cu-Be/Cu 层状非均质复合材料由粗晶 Cu 层(平均晶粒尺寸 115.3 μm)和细晶 Cu-Be 层(平均晶粒尺寸 17.4 μm)组成,Cu-Be 层显微硬度约为 Cu 层 5 倍,复合材料抗拉强度介于两种金属组元之间,但伸长率远高于 Cu-Be 合金、与 Cu 接近。 复合材料塑性变形过程中,Cu-Be 层主要通过晶粒转动方式协调应变,而 Cu 层主要通过晶内单系滑移方式协调应变;塑性变形初期,应变集中首先出现在 Cu-Be/Cu 界面附近,随后应变集中可通过界面传递至两侧金属层内部。 复合材料断裂过程中,首先在 Cu-Be 层中晶界处萌生微裂纹,并沿晶界扩展;当裂纹扩展至 Cu-Be/Cu 界面时,发生明显偏折,裂纹在 Cu 层内表现为穿晶扩展,界面附近 Cu 层呈现准解理断裂特征。

    • 基于主S-N曲线法的铁路货车车体虚拟台架试验

      2022, 39(3):110-117. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20220406.007 CSTR:

      摘要 (168) HTML (0) PDF 950.81 K (1615) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于缺少心盘、旁承等车体载荷数据,货车车体疲劳仿真分析的载荷谱通常由近似车型的标准载荷谱进行换算,计算结果与车体实际寿命存在差异。 为了能够获取车体实际线路运行时的载荷谱提高疲劳寿命的计算精度,引入虚拟车体疲劳试验台架,该虚拟试验台架能够使用实物台架线路模拟后的驱动载荷数据,保证仿真输入的准确性。 完成虚拟试验计算后,提取计算后的车体心盘、旁承和车钩载荷数据,根据损伤等效原则构建成典型工况的载荷谱,将该载荷谱与主 S-N 曲线法相结合,进行车体焊缝部位的寿命计算。 结果表明:通过虚拟车体台架试验间接获得载荷谱与主 S-N 曲线法结合进行疲劳评估,解决了车体载荷输入不准确、名义应力法网格敏感的问题,比传统的车体疲劳评估更符合实际。

    • 高速列车“帽型”声子晶体内饰板低频声振特性研究

      2022, 39(3):118-125. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2022.03.005 CSTR:

      摘要 (171) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速列车内饰板结构低频段振动噪声问题,基于局域共振机理,设计一种帽型声子晶体结构。 基于有限元方法,建立帽型声子晶体单元模型,计算得到单胞的能带结构,得到了 183.35~245.14 Hz 的完全带隙。 结合内饰板结构,建立了周期排布的帽型声子晶体内饰板模型,分析了声子晶体内饰板在垂向单位集中力激励下的振动声辐射特性,以及背景声场激励下的隔声特性,并探究了内饰板阻尼的添加对声子晶体内饰板声振特性的影响。 研究表明:相比于普通内饰板,声子晶体内饰板的振动声辐射特性在 180~210 Hz 的带隙范围内有较好的抑制效果,辐射声功率平均降低 10 dB 左右;在 10~500 Hz 频段范围内整体表现出了较好的隔声特性,隔声量平均提高 3.5 dB;阻尼损耗因子对于改善声子晶体内饰板在一些声振特性的薄弱点有较明显的效果,能够显著地抑制振动声辐射峰值点和改善隔声低谷点。

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