层理面倾角对围岩蠕变及支护结构力学特性的影响研究

汶马高速公路沿线广泛分布着以炭质千枚岩为代表的层状软岩,围岩蠕变特征和支护结构的力学响应受层理面倾角的影响显著。以鹧鸪山隧道为依托,利用块体离散元软件3DEC,建立了当层理面倾角β分别为0°,30°,60°和90°时,隧道的数值模型并进行计算,结合对断面长期监测数据的分析,主要得出以下结论:层状软岩隧道周边围岩的变形和结构受力具有显著的非对称特性,二次衬砌的安全系数较小,且收敛时间较长;二次衬砌内力受围岩蠕变效应的影响明显,轴力与弯矩的增长率在第1个10年内较大,随后增长率趋于稳定;随着层理面倾角的增加,最大正弯矩向左拱腰位置偏转,最大轴力向右拱腰位置偏转。层理面倾角越大,弯矩的增长率越小。     

跳车冲击过程中的桥梁动态位移响应分析

以1/4简构车辆和含阻尼简支梁桥为对象,建立可描述跳车冲击过程的车桥耦合振动分析模型。采用Newmark-β积分法获得车桥耦合系统振动响应的数值解。在不同高度、不同跳车位置以及不同车速等工况下,重点讨论跳车冲击过程中桥梁竖向动态位移响应的表现特征。数值分析表明:在文中考虑的跳车冲击工况下,桥梁竖向动态位移存在显著差异;不同跳车高度对动态位移峰值影响很小;不同跳车位置时的竖向动态位移表现各有不同,靠近跨中处,在桥梁前半跨发生跳车冲击对桥梁竖向动态位移值的影响明显大于后半跨,远离跨中处,桥梁前半跨动态位移值与后半跨相近,且最大竖向动态位移表现出滞后特征;不同车速对桥梁竖向位移值影响不同。     

结合模糊决策与势场栅格的智能小车路径规划

针对智能小车在路径规划过程中环境建模和人工势场法存在的问题,建立了栅格法与势场法相结合的路径规划方法,并对结合后的势场栅格路径规划方法的缺陷和不足进行了改进。首先,在斥力场函数中引入影响因子,促使在目标点附近的斥力场能够迅速减小,从而解决障碍物附近目标不可达和振荡的问题;其次,将模糊决策和势场栅格法进行有机结合,考虑航向角,建立了势场值和航向角的隶属度函数,选择隶属度函数值最大的栅格作为路径点,有效地提高了路径的平滑性。论文通过matlab对改进前后的算法进行了仿真实验,结果表明该方法实时性好,路径平滑,充分体现了其有效性和优越性。     

一种基于改进NMS的牛脸检测方法

针对牲畜牛身份认证的多牛脸检测场景，本文给出一种基于改进Faster R-CNN的牛脸检测方法。使用Inception v2替换ZF网络作为Faster R-CNN的基础网络，模型精度得到显著提升；针对多牛检测场景对NMS（Non-Maximum Suppression）进行相应优化，使模型的召回率得到显著提升。通过和其他目标检测模型对比实验，本文的改进模型在精确率和召回率上均优于其他模型。     

U20Mn钢轨钢塑性压力焊界面行为特征研究

针对U20Mn高强耐磨贝马复相钢轨因闪光焊质量不佳制约了其在重载线路上应用的问题,采用特制高频感应加热装置将试样装配在液压式压力机上,模拟气压焊加热和顶锻过程,在相同热输入和顶锻量、不同顶锻速度下进行塑性压力焊接试验,观察研究焊接界面交互结晶的冶金焊接行为特征及其断口特征形貌。结果表明,贝马复相钢轨钢在塑性加热条件下,顶锻量为5～7 mm,顶锻速度小于等于6 mm/s压力焊时,可实现冶金焊接;但随着顶锻速度的增加,焊缝金属交互结晶的晶粒越细小,与母体晶粒差异越大,其断口特征呈现的脆性断裂程度越大。     

HXD1型机车走行部安全状态监测方案研究

轴箱轴承是HXD1机车安全运行的基础部件,也是易于发生损伤的部件,发生故障时会引起重大事故,车载轴承故障诊断系统能在发生前期故障时进行预报警,保障列车运行安全,故HDX1机车均已安装此系统。用于获取温振信号的传感器加装位置的选择对于系统的效果有重要影响。建立了SimpackHXD1线路-机车耦合动力学模型,基于美国五级轨道谱,计算出轮对三向位移激励;建立了RecurDynHDX1轴箱轴承动力学模型和HDX1轴箱刚体及柔体模型,基于此建立基于RecurDyn的HDX1轴承-转向架-机车耦合动力学模型,包括刚体耦合动力学模型及刚柔耦合动力学模型;使用HDX1轴承-转向架-机车耦合动力学模型进行了仿真计算,确定了传感器加装位置。结果表明:观测X或Y方向的加速度,传感器安装在测点1的位置较为合适;观测Z方向的加速度,传感器安装在测点2的位置较为合适;110km/h下加速度很大,可能在此速度下,轮对激励引起了轴箱的共振。     

基于水平集理论和Kriging模型的镁合金差温成形伪拉延筋设计及优化

压边圈结构对改善差温成形中压边圈摩擦、传热及材料的流动阻力起着重要的作用。利用水平集理论和Kriging模型,对镁合金差温成形中的压边圈结构进行优化,提出一种伪拉延筋。以NUMISHEET2011十字杯形件为研究对象,建立相应的热力耦合模型,利用相关的试验数据,对有限元模型进行验证。基于一步法理论反求影响镁合金成形件质量的压边圈关键区域,并对该区域进行了重新离散化及处理。以部分节点坐标为设计变量,以随机水平集值为目标,建立压边圈的Kriging水平集模型。利用初始水平集阈值,对伪拉延筋进行设计。利用拉丁超立方对水平集阈值、凸模温度和凹模温度进行抽样,获得伪拉延筋样本。基于镁合金差温成形热力耦合模型,对相应的样本进行有限元仿真分析,获得镁合金成形件的成形质量,建立水平集阈值与质量之间的Kriging模型。利用粒子群算法,对该Kriging模型进行优化,获得最佳水平集阈值,实现伪拉延筋的优化。利用最优伪拉延筋,进行相应的差温成形分析。研究表明,基于水平集理论和Kriging模型,优化伪拉延筋能有效地提高成形件的减薄率均匀性。该方法为压边圈设计提供一种有益的指导。     

古建筑木结构透榫节点力学模型研究

为研究古建筑木结构透榫节点的M-θ力学模型，在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上，建立其数值模型，用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性，并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。根据受力分析结果，建立以弹性点、屈服点与极限点为特征点的三折线多参数M-θ力学模型，其结果与多数的试验结果基本吻合，并将该力学模型应用于木构架的受力分析。研究结果表明：透榫节点的滞回耗能能力强，节点的变形主要集中在榫头处。当榫头与卯口之间的缝隙增大时，节点的受弯承载力降低。随木材横纹弹性模量的提高和大榫头长度的增加，节点的受弯承载力有一定提高。文章建立的M-θ力学模型能较好反映透榫节点的受力过程，适用于木构架的受力分析，其荷载 位移骨架曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为古建筑木结构的维修与保护提供参考。