高速铁路板式轨道参数与动力特性的研究

运用板式轨道-路基系统半空间垂向耦合的动力计算模型,研究了高速铁路板式轨道的动力特性,探讨了板式轨道的CA砂浆垫层厚度和扣件刚度对系统动力性能的影响规律。扣件、轨下胶垫和CA砂浆层的弹性、阻尼特性对轨道及轨下结构动力性能的影响极大,减少扣件或轨下胶垫的刚度、增加CA砂浆层的厚度,可改善板式轨道的动力学性能。     

高速铁路板式无碴轨道用CA砂浆的疲劳特性

CA砂浆是用于高速铁路板式无碴轨道结构的关键材料.研究了CA砂浆分别在环境温度为20℃、-20℃,应力水平为0.9,0.85、0.8,0.75、0.7,0.65,加载频率10 Hz,正弦波加载条件下的疲劳特性.结果表明,研制的CA砂浆疲劳寿命对数值(1g N)与应力水平(S)呈现良好的线性相关性;CA砂浆的抗压强度受环境温度影响较大,相同应力水平备件下.CA砂浆在负温环境中的疲劳寿命低于在常温环境中的,CA砂浆的粘弹性特点保证了CA砂浆在-20℃环境仍具有良好的耐疲劳性能.     

移动荷载作用下轨道系统的动力特性分析

以移动荷载作用下的轨道系统为研究对象，采用了轨道－枕木－碎石垫层协同分析的方法，将轨道系统简化为弹性地基梁模型，通过反应谱和动力响应的计算，对其动力特性进行了分析。研究结果表明：考虑协同作用时的临界速度比不考虑时协同作用时的有显著的降低，而且随着初始频率的增大，临界速度也在降低；轨道的最大响应总是发生在列车运行到该观测点处（t=0时），而且随土层厚度的增加而增大。     

CRTSⅡ型板式轨道CA砂浆层应力波法损伤识别

CRTSⅡ型板式无砟轨道在常年反复的使用过程中,其CA砂浆层易出现层间离缝、脱空等损伤。目前应用冲击回波法对无砟轨道板进行的无损检测需要在轨道板上布置较密的测线,并进行多点激发与接收。这种方法不适合对轨道板CA砂浆层损伤进行快速普查。作者用三维有限元法分析了单点激发下应力波在CRTSⅡ型轨道板中的传播规律。通过比较有无CA砂浆层缺陷轨道板周边的速度或加速度峰值,发现可根据CA砂浆层缺陷引起的速度或加速度峰值的变化率检测缺陷。如果取6%的变化率为阀值,在轨道板周边按20cm的间距设加速度检测点,或按30cm的间距设速度检测点,单点激发即可识别CA砂浆层中40cm×40cm以上的损伤。     

轨道刚度变化对高速列车-板式轨道系统振动响应的影响分析

针对板式轨道的结构特点,利用横向有限条与板段单元模拟板式轨道,并考虑轮轨竖向位移衔接条件,基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的“对号入座”法则,建立了高速列车-板式轨道动力学耦合系统的竖向振动矩阵方程.在此基础上,分析了板式轨道的刚度变化对此系统竖向振动响应的影响规律.计算结果表明,合理的轨道刚度将有利于降低此系统的竖向振动响应.并建议CA砂浆刚度合理的取值范围为1 000—1 500 MPa/m,轨下垫层刚度合理的取值范围为60—80 kN/mm.     

CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆开裂风险有限元计算

工程实践表明,CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆在施工早期阶段具有较高的开裂风险,为揭示CA砂浆开裂的规律,采用有限元模拟的手段对CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆的早期收缩开裂风险进行了模拟计算。结果表明:CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆两侧边的开裂风险远高于板中部分,侧边部位CA砂浆早期收缩应力随着龄期发展不断增大,第6d后开裂风险因子首次突破临界值1;氢氧化钙类膨胀剂可以有效延迟CA砂浆开裂的时间;CRTSⅡ型无砟轨道侧边CA砂浆28d干燥收缩率小于120×10-6时,在整个观测期内无开裂风险。研究结果可为我国CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆裂缝的预防与控制提供参考。     

板边离缝对桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道动力特性的影响（英文）

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构中的自密实混凝土层损伤会致使轨道板部分脱空,进而影响列车行驶的舒适性、安全性以及轨道板和桥梁结构的耐久性。为研究板边离缝对桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道系统动力响应的影响,基于多体动力学理论,利用ANSYS+SIMPACK联合仿真,建立了考虑墩台纵向支座刚度、轨道结构及层间接触特性的列车-轨道-桥梁一体化动力仿真模型,分析了不同离缝宽度、长度以及离缝位置工况下系统的动力特性,并归纳了板边离缝的长度和宽度的限值。研究表明：在自密实混凝土没有沿轨道板横向完全脱空时,板边离缝对列车-轨道-桥梁系统动力特性的影响不大。当自密实混凝土沿轨道板横向完全脱空时,在离缝长度超过1 m后,系统动力响应变化幅度增大。当离缝长度达到1.6 m时,轮重减载率达到0.769,超过限值,威胁列车行驶的安全性;当轨道板竖向加速度增幅达到250.1%的,将影响轨道系统的使用寿命。     

折板式网壳结构的静力性能和动力性能

对折板网壳结构的静动力性能作了较深入的研究,分析了网壳随厚度、坡度变化下结构的静力、自振特性及动力响应性能,得出了一些有价值的结论。中结果可供实际工程设计时参考。     

基于Timoshenko梁的轨道系统动力响应模拟

推导了移动荷载作用下轨道位移的积分表达式，对轨道系统进行了离散化并进行了数值计算。     

机场刚性道面结构材料参数的动态反演研究

以运动荷载下粘弹性地基上矩形板系统为基础,考虑板间接缝传力的边界条件,利用变分法、贝蒂功互等功定理等数学方法求解运动荷载作用下的道面板的弯沉解析解.以实测动弯沉和理论计算动弯沉为基础,应用非线性最小二乘原理和奇异值分解技术建立刚性道面结构参数的动态反演方法.通过工程实例验证本文理论,可为机场道面的无损检测和承载力评价提供理论依据.     

高铁对经济发展的影响

高铁与社会经济发展的关系受到了学术界和政府部门的共同关注。该文系统地综述了近年来有关高铁影响经济发展的理论和实证研究。一方面,总结了高铁影响经济发展的理论机制,回顾了高铁对可达性、人口流动和聚集、劳动力就业、生产率等方面的影响,突出介绍了高铁对经济空间结构的影响。另一方面,总结了高铁对产业的影响和对区域经济增长的影响。在此基础上,讨论了高铁可能带来的负面效应,并提出了相应的政策建议。最后就研究内容提出了一些建议。     

基于多峰优化Kriging模型与距离相关系数的高速列车动力学参数多输出灵敏度分析

高速列车动力学参数较多,其动力学性能的评价指标有多个。综合考虑这些动力学指标,进行参数灵敏度分析,对高速列车动力学参数的恰当匹配具有重要意义。已有单输出灵敏度分析技术难以准确度量参数对车辆动力学综合性能影响的大小。为避免已有方法的缺陷,本文引入了一种新的基于距离相关系数的多输出灵敏度分析技术。该方法通过求解单个输入与多个输出变量之间的距离相关系数,从而实现多输出全局灵敏度分析的目的。为提高灵敏度分析的效率,本文建立了多个动力学指标与输入参数的Kriging模型。为提高近似模型的精度,本文引入了一种新颖的多峰优化算法对Kriging模型的超参数进行全局寻优。与传统单目标智能优化算法不同,该优化算法通过引入种群差异指标,将单目标优化问题转化为双目标优化问题,从而增加了子代种群的多样性,避免了传统优化算法易于陷入局部最优解的问题。基于所提方法,本文以CRH动车组动车为例,研究了多个动力学指标的多输出全局灵敏度。结果表明：所提的超参数优化方法由于增强了种群多样性,从而对Kriging模型精度和稳定性提升效果明显;基于距离相关系数的灵敏度分析方法能够更加合理地识别出对车辆动力学综合性能影响较大的参数、排除几乎没有影响的参数。     

机械结合面动态参数的研究

本文对机床结构中典型的结合面——螺栓结合面进行了研究,用有限元法建立了结合部的动力学模型,对结合面动态参数的识别方法进行了理论分析和推导,在此基础上,编制了求解接触刚度和接触阻尼的计算机程序ISD1,通过程序与实验相结合的方法,识别出了结合面本身的接触刚度和接触阻尼,为整台机床的动态特性分析和动态优化设计奠定了基础。     

高速摄像系统用于陶瓷复合靶板的 动态参数测量研究

提出了高速摄像系统用于陶瓷复合靶板动态参数测量方法。对射弹作用后的陶瓷/金属复合靶板的动态测量问题进行了试验研究和理论分析,利用数字图像处理技术中的二值化、数学形态学滤波、像素面积计数、Hough变换等对图像进行预处理,再对射弹作用后飞散陶瓷碎片的分布面积以及运动平均速度进行了测量。研究结果表明,本方法能准确、有效地获取相关试验数据。     

盾构隧道下穿高铁路基变形分析及影响因素研究

为研究地铁盾构隧道下穿高铁路基时的变形规律及其影响因素,以西安市实际工程为背景,建立三维数值模型,分析地铁盾构隧道下穿既有高铁路基时高铁路基位移、道床位移等因素的变化规律。同时,利用正交试验研究隧道开挖间距、隧道下穿角度等因素对高铁路基的影响。结果表明：盾构隧道施工完成后,路基和道床的最大竖向位移分别为9.18、7.43 mm;路基土体横向最大位移不同方向分别为0.24、-0.29 mm;道床最大位移不同方向分别为0.17、-0.13 mm。此外,竖向净距对既有高铁路基与高铁路基道床竖向变形影响最大;下穿角度对既有高铁路基道床横向变形影响最大。     

高速双体船的水动力特征研究

发展了基于二维半理论的预报排水型双体船在波浪上的水动力特征及运动性能的数值方法。在定解条件中，自由面条件是三维的，而控制方程和物面条件则是二维的，所以称为二维半理论。采用时域自由面Green函数将定解问题转化为物面上的积分方程，进而求解水动力系数和船舶运动方程。已经对NPL4b双体船型的运动性能作了理论预报，预报结果与试验结果相当接近。对NPL5b双体船型的计算再次表明二维半理论预报结果与试验结果在中流航速吻合很好。通过改变片体间距，考察了双体船的水动力系数及波浪力特征，表明考虑片体间水动力干扰现象对双体船运动预报是必要的。     

混合结构变形曲线及动力特性研究

借鉴框-剪结构分析方法,基于协同工作原理,考虑混凝土梁与核心筒间刚域、混凝土核心筒的剪切变形、钢框架轴向变形以及钢柱与混凝土梁的半刚性连接的影响,建立了含刚度特征值的混合结构变形曲线方程。再将混合结构视为连续弹性无限自由度结构,建立自由振动微分方程,推导了混合结构的自振周期公式。通过图表分析了与刚度特征值有关的自振周期系数中各参数的影响。结果表明,刚域的存在减小了结构自振周期,核心筒剪切变形、钢框架轴向变形及梁柱半刚性连接使自振周期增大。     

弛张筛筛面动态特性及其工艺参数的研究

将筛面视为两端可移动弹性压杆,建立了弛张筛筛面动力学模型,并进行了理论分析,在半工业性弛张筛上进行了筛面动力学参数的实验研究,得到了筛面上任意点位移、速度和加速度的计算公式和沿筛面长度方向上的分布情况。在上述研究工作的基础上,设计了一台弛张筛,并工业性试验表明,它能有效地进行潮湿细粒煤炭的干法深度筛分。