兰州交通大学学报
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  兰州交通大学学报
 
2017年 36卷 1期
刊出日期:2017-02-15



   
1 张永亮,宁贵霞,赵成江
砖石古塔弹性地震反应分析方法研究
以某砖石古塔为工程背景,探讨了其动力特性的主要特征,以振型分解反应谱法为基准,分析了不同塔高时砖石古塔地震反应简化分析方法的适用性。结果表明:对于较高的砖石古塔,高阶振型对塔体地震反应的贡献不可忽略。为安全计,对于矮塔若采用简化分析方法时,建议顶部附加地震作用系数可取0.2。对于高塔采用振型分解反应谱法计算的塔体截面弯矩与剪力有部分截面超出了简化分析方法的包络区域,最大误差达20%。因此建议采用振型分解反应谱法分析高塔的地震反应。研究结果可为砖石古塔的地震反应分析方法提供参考。
2017 Vol. 36 (1): 1-4 [摘要] ( 346 ) [PDF 1765KB] ( 1101 )
5 陈志敏,薛智文,赵德安,余云燕,吴红刚
V级围岩隧道锚杆锚固参数优化模型试验研究
为了研究不同钻孔直径、锚杆直径和注浆配合比对V级围岩隧道锚杆锚固质量的影响,设计了简易锚杆拉拔试验台架. 依托实际工程按照相似理论配置了围岩相似材料,运用能够大幅减少试验次数并且不会降低试验可行度的正交试验法选取不同试验参数组合进行了室内锚杆拉拔模型试验. 结果表明:试验所选取的3个因素对锚固质量的影响程度的排列顺序为:钻孔直径→锚杆直径→浆液配合比;锚杆直径为22mm,注浆体厚度为14mm时,锚杆强度足够、注浆体厚度合理,锚固体传力效果好而且不易破坏或滑移,锚固质量最优;注浆配合比为0.4时注浆体与围岩能够很好地胶结,使得锚杆耐久性为最佳. 本次试验所设计的简易锚杆拉拔试验台架可以在实际工程中推广,研究的方法及结果可为类似工程研究提供一定的指导和借鉴意义.
2017 Vol. 36 (1): 5-11 [摘要] ( 162 ) [PDF 5904KB] ( 283 )
12 牟 航
不同线路参数条件下曲线地段无缝线路稳定性分析
针对曲线地段无缝线路在改变线路参数条件下的稳定性问题,建立轨道框架非线性有限元模型。改变曲线半径、钢轨类型、轨枕类型、轨温等线路参数,计算长钢轨内部温度力,归纳总结无缝线路稳定性与线路参数间的关系。通过模型计算,无缝线路轨道框架与线路参数、轨温变化密切相关。随着曲线半径逐渐增大无缝线路的稳定性逐渐提高。升降温温差越大,无缝线路稳定性降低。采用重型钢轨可提高无缝线路稳定性。与Ⅰ、Ⅱ型轨枕相比,采用Ⅲ型轨枕时无缝线路稳定性更高。
2017 Vol. 36 (1): 12-16 [摘要] ( 112 ) [PDF 1970KB] ( 254 )
17 周茂定,李丽园,张元海
考虑截面剪切变形时曲线箱梁的弯扭分析
为了分析剪切效应对曲线箱梁的影响,基于薄壁箱梁弯曲理论,用一个剪切翘曲参数来综合表达翼板和腹板的剪切变形,运用能量变分法导出考虑剪切效应及约束扭转时曲线箱梁弯扭挠曲控制微分方程组。通过分析边界条件,采用伽辽金数值法求解上述微分方程,从而得出曲线箱梁的弯扭挠曲应力表达式。数值算例结果表明,按本文公式计算出的曲线箱梁弯扭挠曲应力与实测值吻合良好,验证了本文方法的正确性;腹板的剪切变形对箱梁剪切翘曲应力影响较小,可忽略。通过分析曲线箱梁在竖向均布荷载下的整体正应力可知,剪切翘曲应力占比为15%~20%,而扭转翘曲应力相对较小,占比约为6%。
2017 Vol. 36 (1): 17-22 [摘要] ( 76 ) [PDF 2339KB] ( 269 )
23 吴艳群
基于集对分析的危险品道路运输安全水平评价
利用集对分析原理,以危险品道路运输安全水平评价指标体系和安全水平分级标准这两个集合构成集对,计算各评价指标的联系度和集对总联系度。进而对集对的特性进行同一性、差异性和对立性分析,建立集对联系度函数评价模型来确定综合评价等级。实例研究表明,所建立的基于集对分析的危险品道路运输安全水平评价模型在考虑等级标准边界模糊性的前提下,简化了联系度中的差异不确定系数的繁琐计算。该评价模型不仅可以明确地反映危险品道路运输安全水平各评价指标所属的等级及相关特征,还具有概念清晰、计算简洁和易操作的特点。
2017 Vol. 36 (1): 23-28 [摘要] ( 73 ) [PDF 2188KB] ( 266 )
29 邱俊兴,许玉德,李海锋,沈坚锋
捣固与打磨复合作业质量评价方法
有砟线路的养修作业中,同一区段短时期内可能先后存在捣固与打磨作业,称为复合作业,对于复合作业的先后顺序、评价方法研究的很少。结合杭深线捣固与打磨作业实践,对比单独作业(短期内只捣固作业或只打磨作业)与复合作业TQI改善率的差异,分析复合作业中捣固打磨的作业顺序对TQI改善率的影响,在此基础上提出以单位初始垂向不平顺改善系数为评价指标的复合作业质量评价方法,并提出杭深线各工况下作业质量的评价基准。
2017 Vol. 36 (1): 29-33 [摘要] ( 36 ) [PDF 2120KB] ( 251 )
34 陈振坤,朱昌锋,孙 冉
编组站列车解编顺序调整研究
编组站初始配流方案有时难以保证每一出发列车满轴正点出发,此时要对解编顺序进行调整。在调机能力限制的前提下,将编组站划分为解体和编组两个子系统,结合工件加工排序问题对编组站中各项作业时间、发车间隔时间、等待发车时间以及各个时间参数间的关系进行图解推导 ,得出解编顺序局部调整时要满足的条件以及调整后对列车能否正点出发造成的影响,进而得出局部调整方案。最后通过实例分析对该方法进一步验证,说明这种结合已有车流解编方案进行局部调整的合理性,从而最大程度使得列车满轴正点出发。
2017 Vol. 36 (1): 34-40 [摘要] ( 48 ) [PDF 3154KB] ( 289 )
41 杜艳花
基于时间序列的沥青路面平整度预测方法
路面平整度的预测是路面管理系统的重要内容,科学预测平整度的衰变规律是路面养护管理的关键前提。通过对北京市京藏高速、京开高速、京哈高速、六环高速4条高速公路历年平整度变化规律进行统计分析,采用时间序列法建立适合北京市高速公路的平整度衰变模型,即IRIt=1.244exp(0.153t),并且结合以往研究成果提出,高速公路路龄为5年,路面行驶质量指数RQI=85.4时,应该实施预防性养护。
2017 Vol. 36 (1): 41-46 [摘要] ( 94 ) [PDF 2292KB] ( 282 )
47 侯 涛,李丹丹
基于双背景建模与差分图像的轨道异物识别
针对铁路轨道异物入侵的识别精度,提出了一种基于双背景建模和差分图像的识别方法。基于多帧平均背景和当前帧的前一帧背景建立模型,采用背景逐帧更新,使用平均背景差分和帧间差分的异物检测方法,界定基于边缘提取的铁轨危险区域,再通过黑白像素方法对轨道异物进行识别。实验表明,该方法具有较好的抑噪性和环境适应性,可有效提高异物识别精度。
2017 Vol. 36 (1): 47-50 [摘要] ( 65 ) [PDF 1966KB] ( 257 )
51 赵红星,常小刚
一种改进的混合蛙跳算法
针对混合蛙跳算法后期收敛速度慢、精度低并易陷入局部最优的问题,提出一种改进的混合蛙跳算法。在改进的混合蛙跳算法中,对青蛙的觅食机制和进化迭代公式重新定义,青蛙的第一跳向模因组其它青蛙单维搜索,第二跳向模因组内最优青蛙单维搜索,第三跳向全局最优青蛙单维搜索,通过青蛙的三跳协同搜索,能够使算法的全局搜索能力和局部搜索能力得到显著改善。通过7个测试函数与ABC算法和标准混合蛙跳算法实验对比,实验结果表明改进的混合蛙跳算法具有比ABC算法和混合蛙跳算法更优秀的搜索性能,在收敛速度和收敛精度方面具有明显的优势。
2017 Vol. 36 (1): 51-56 [摘要] ( 33 ) [PDF 2676KB] ( 317 )
57 金 静,党建武,王阳萍,翟凤文
面向对象的高分辨率遥感影像道路提取算法
针对高分辨率遥感影像的特点,提出了一种基于面向对象思想的自动道路提取方法。首先对遥感影像进行双边滤波,平滑细节信息并保留道路边缘信息;然后使用模糊C均值算法分割图像以得到独立的地物对象,并结合道路几何特征对各对象滤波得到候选道路段;使用区域增长算法形成道路网,最后使用形态学方法实现道路网的修整和细化。实验表明,该方法无需人工选取道路种子点,就可以在不同场景的遥感影像中有效地提取出道路目标。
2017 Vol. 36 (1): 57-61 [摘要] ( 39 ) [PDF 2991KB] ( 349 )
62 加小红,雷 涛,伍忠东,张永芳
基于组合隶属度的快速模糊聚类算法
为了改善模糊C-均值聚类算法(FCM)对噪声图像的分割效果,Stelios等提出了鲁棒性的模糊局部C-均值聚类算法(FLICM),通过引入模糊因子,充分利用邻域像素的灰度信息和空间信息,提高了算法对噪声的鲁棒性,但因每次迭代必须计算邻域像素到聚类中心的距离,导致耗时高、效率低。针对该问题,提出了基于组合隶属度的快速模糊聚类算法,通过构造组合隶属度函数,对迭代中的隶属度矩阵直接进行滤波处理,避免了计算邻域信息耗时较高的缺点,组合隶属度函数不仅考虑了隶属度的局部信息,而且考虑了隶属度的空间信息,在确保算法对图像分割精度的前提下,降低了算法的时间复杂度。实验表明,基于组合隶属度的快速模糊聚类算法可在较短时间内完成高精度的图像分割。
2017 Vol. 36 (1): 62-69 [摘要] ( 68 ) [PDF 8352KB] ( 258 )
70 冀晓岩,李玉龙
Hadoop环境下基于改进聚类的个性化推荐算法
针对协同过滤算法在大数据环境下存在的可扩展性差的问题,提出一种Hadoop环境下基于改进聚类的个性化推荐算法。在Hadoop分布式计算平台上,首先在离线状态下使用基于Canopy聚类改进的模糊C均值算法构建项目聚类模型,再根据目标项目和聚类模型间相似度建立候选项目空间,最后在候选项目空间上采用基于项目的协同推荐算法在线完成推荐。实验表明,该算法在分布式集群上具有较好的可扩展性和推荐效率,且推荐精度也有所提高。
2017 Vol. 36 (1): 70-76 [摘要] ( 32 ) [PDF 3214KB] ( 243 )
77 叶列杰甫,滕青芳
基于预测控制的光伏阵列最大功率点跟踪方法
针对传统PI控制的光伏系统在外界环境变化剧烈时无法及时跟踪最大功率点的问题,提出基于预测控制的光伏阵列MPPT跟踪方法。选取两级并网逆变器为研究对象,在分析光伏电池发电原理和数学模型的基础上,基于改进传统电导增量MPPT算法,建立BOOST电路离散数学模型来预测目标时段的变化,以评价函数表示期望的控制结果,利用评价函数最小化确定最优开关状态,最终实现MPPT。以Matlab/Simulink为平台,进行的光伏系统在外界环境短时多次突变下功率响应的仿真实验表明:基于预测控制的MPPT方法输出功率稳定,且具有较高的灵敏性和准确性。
2017 Vol. 36 (1): 77-83 [摘要] ( 46 ) [PDF 3565KB] ( 214 )
84 程贵良,何 涛
一种基于嵌入式技术的室内道岔控制电路校验系统
道岔控制电路是铁路信号设备的故障多发点,而室内继电器组合电路是道岔控制电路的重要组成部分,针对国内四线制道岔控制电路的故障维修,结合嵌入式软硬件技术与传感器技术,研究了一种室内道岔控制电路校验系统。该系统通过电流传感器检测室内的操作信号,通过嵌入式软硬件技术构建转辙机虚拟等效电路来模拟室外转辙机的动作和表示过程,整个操作过程无需人工干预,实现了对室内电缆配线及电路功能的测试。模拟测试结果表明,该系统能够模拟电动转辙机动作和表示电路的过程,可以用于室内道岔控制电路的校验检测,提高工作效率。
2017 Vol. 36 (1): 84-89 [摘要] ( 49 ) [PDF 2939KB] ( 309 )
90 宋苏民,旷文珍,苏 琛
高铁计算机联锁仿真培训系统的设计与实现
目前国内车站信号控制系统普遍采用计算机联锁系统,现场计算机联锁系统处于全天候工作状态,难以用于新职人员设备操作演示和实践学习。传统教学培训方式死板,缺乏与现场实际设备结合;现有计算机联锁培训系统缺乏联锁试验方法和针对高铁特殊联锁功能的培训。针对此问题,提出了一种通过软件模拟方式实现高铁计算机联锁仿真培训方案,从现场实际需求和系统功能需求方面对系统功能模块进行了细分,提出了系统软件设计方案,并采用基于.net架构的Microsoft Visual Studio 2005 系统开发平台进行软件开发实现。现场使用情况表明,该系统具备完整的联锁操作功能,集成丰富的培训内容和培训操作演练,具有良好的交互性,且系统具有成本低、易维护、集成度高、扩展性强等优点,对一线职工的培训效果好。
2017 Vol. 36 (1): 90-95 [摘要] ( 91 ) [PDF 2897KB] ( 284 )
96 李继伟,丁旺才,李国芳
多自由度非线性吸振器的连接方式及吸振效果
在非线性能量阱质量不变的前提下,提出了通过增加数量或改变连接方式以提高吸振效率的假设,并用数值模拟验证了该假设的正确性。分析了不同初始条件和吸振器不同连接方式下,系统主结构的响应时间、非线性能量阱中总能量占系统瞬态总能量的比例及其耗散系统初始总能量的能力。研究表明,吸振器在主结构初始位移较大时应采用串联方式,反之则用并联方式。最后进行了吸振器的参数优化,发现串联时吸振器选用较弱刚度,而在并联时则选用较强刚度且质量相同。
2017 Vol. 36 (1): 96-101 [摘要] ( 24 ) [PDF 3752KB] ( 278 )
102 金 花,孟 兴
滑动轴承薄膜润滑层基本方程研究
描述薄膜润滑层流体基本运动的雷诺微分方程,推导方法的不同,则导出的方程表述形式亦不同,由此给雷诺方程的正确运用造成困扰。基于此,从流体运动的N-S微分方程式出发,通过简化推导和无量纲处理,最终获得薄膜润滑层的基本方程,并为轴承非线性油膜力的数值解打下基础。
2017 Vol. 36 (1): 102-104 [摘要] ( 41 ) [PDF 1240KB] ( 258 )
105 潘高峰,吴亚平,刘 洋,刘 振,王良壁
钢轨错牙接头区轮轨接触的热弹塑性分析
为了探究钢轨错牙接头区轮轨滑动接触关系,利用有限元软件Ansys建立了轮轨滑动接触热弹塑性二维有限元模型,分析了错牙高度、滑动速度以及常、变摩擦系数对轮轨间接触应力以及钢轨摩擦温升的影响。研究表明:轮轨间的接触应力、摩擦热、剪应力、等效应力以及等效塑性应变均随错牙高度增大而增大,错牙高度从1.6 mm增加到1.8 mm时剪应力、等效应力以及等效塑性应变急剧增大;轮轨接触应力等各值也随着滑动速度的增加而增大,在3 m/s时存在速率突变;最大摩擦温升、剪应力、等效应力和等效塑性应变随摩擦系数的增大而增大,但轮轨接触应力则随摩擦系数的增加而减小。
2017 Vol. 36 (1): 105-111 [摘要] ( 55 ) [PDF 3285KB] ( 246 )
112 李树宝,陈刚桦,钱一山
CAD数字样机动力学参数提取及敏感性分析
现有的三维CAD模型主要描述的是产品的装配结构和几何特征,不具有可分析的特征和特性。以客观地定量化描述产品动力学参数对性能的影响为目标,提出了建立面向CAD的多体动力学分析信息统一描述模型和动力学参数对性能影响的定量描述方法。通过建立多体动力学分析信息统一描述模型,提出一种通用的动力学参数提取方法;基于仿真试验的性能分析取样策略获取动力学计算仿真模型的输入输出样本集,应用粗糙集理论对动力学性能参数进行敏感性分析,最终获得影响产品性能的关键参数集,最终完善CAD数字样品。最后,以机车车辆CATIA三维数字化CAD数字样机的动力学参数提取及敏感性分析为例,证明本文方法的可行性、有效性。
2017 Vol. 36 (1): 112-118 [摘要] ( 35 ) [PDF 3315KB] ( 264 )
119 陈玉英
基于Matlab的槽式太阳能集热器二维传热模型效率分析
槽式太阳能集热器是聚焦式太阳能热发电装置的关键部件。本文针对槽式太阳能集热器的传热过程,建立了二维稳态传热模型,利用Matlab软件中的fsolve函数对其进行了传热模拟并与LS-2型集热器的实验结果进行对比。结果表明,传热流体的模拟出口温度与实验出口温度最大相对误差为1.85%,说明采用fsolve函数计算过程稳定,结果精度较高。同时分析了太阳辐射强度、传热流体入口温度和室外风速变化对集热器效率的影响情况。分析表明,当太阳辐射强度升高及传热流体入口温度降低时,集热器效率增加;并且传热流体温度的变化对集热器效率的影响远大于太阳辐射强度变化对效率的影响,而室外风速变化对集热器效率的影响不大。
2017 Vol. 36 (1): 119-124 [摘要] ( 61 ) [PDF 2729KB] ( 241 )
125 任宗礼,岳剑鸿,高浩壮,王 博,康小东,李雪洁
改性膨润土的制备及其对苯酚吸附特性研究
 
摘要:以复合十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)为改性剂、钠基膨润土(SMB)为原料,制备了不同配比的复合有机改性膨润土,并对其进行了红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征,发现CTAB 和 DDTC插层于膨润土的片层结构表面,不同配比的复合改性剂对膨润土的改性效果存在差异。通过改性前和不同配比改性下吸附剂对含苯酚废水的吸附效果对比表明:改性后膨润土对废水中苯酚的吸附效果明显好于改性前。改性剂DDTC/CTAB 的摩尔比为2∶1时的改性对苯酚的吸附效果最好,对该配比下的吸附时间、用量以及吸附等温方程的研究发现,处理含90 mg·L-1的苯酚废水时,吸附时间为0.5 h,复合有机吸附剂用量为26.4 g·L-1,吸附效果最好,且吸附过程符合Freundlich 方程(R2 > 0.97)
2017 Vol. 36 (1): 125-129 [摘要] ( 52 ) [PDF 2282KB] ( 197 )
130 乔洪涛,赵保卫,刁静茹,马锋锋
N-LED3A的 Zeat电位及洗脱Pb、Zn污染土壤的效果
螯合型表面活性剂胶束对重金属的螯合作用是其洗脱污染土壤中重金属的主要机制,而Zeta电位是表征胶束稳定性的重要指标之一。因此,本研究选用螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐(N-LED3A),考察了N-LED3A的Zeta电位及洗脱Pb、Zn污染土壤的效果。结果表明当N-LED3A的Zeta电位绝对值大于66 mV时,N-LED3A胶束的稳定性较高,其对重金属Pb、Zn的洗脱效果最佳。最佳洗脱浓度为7000 mg·L-1,pH值为9。K+和Na+对洗脱有抑制作用。
2017 Vol. 36 (1): 130-135 [摘要] ( 59 ) [PDF 2563KB] ( 204 )
136 武剑云,袁亚光
MA-PA复合EG 相变材料的研制及热性能
以十四烷酸(MA)、十六酸(PA)为相变材料单体,制备了系列二元低共熔混合物(MA-PA),再以膨胀石墨(EG)为基体,采用多孔吸附法制备出MA-PA/EG复合相变材料。通过DSC、冷热加速循环和蓄、放热实验,研究了MA-PA/EG材料的热性能。结果表明,在MA-PA与EG最佳质量配比为15∶1的条件下,MA-PA/EG的熔化温度和凝固温度分别为44.99 ℃和44.42℃,熔化潜热和凝固潜热分别为156.9 J/g和155.3 J/g,EG对相变温度和潜热的影响不大;1 000次冷热加速循环后MA-PA/EG材料仍具有良好的热稳定性;EG可有效地提高MA-PA/EG材料的蓄、放热速率,且在固液相变过程中无液体侧漏。
2017 Vol. 36 (1): 136-140 [摘要] ( 47 ) [PDF 2164KB] ( 215 )
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