转向架曲线轨道运行的蛇行模式和分岔特征

1

作者 侍玉青 杨九河 罗冠炜 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期37-47,共11页

以曲线轨道运行的两轴转向架为研究对象,通过二维参数-变量分岔图,探讨其在非线性轮缘力作用下的蛇行模式和分岔特征。对比分析转向架系统在新轮期和磨耗期两种情况下的动力学特性,分析由磨耗引起的车轮踏面轮廓变化对转向架系统蛇行特... 以曲线轨道运行的两轴转向架为研究对象,通过二维参数-变量分岔图,探讨其在非线性轮缘力作用下的蛇行模式和分岔特征。对比分析转向架系统在新轮期和磨耗期两种情况下的动力学特性,分析由磨耗引起的车轮踏面轮廓变化对转向架系统蛇行特性的影响。揭示蛇行模式和分岔特征与车轮踏面等效锥度的关联关系。确定参数敏感度及合理匹配范围,为铁路车辆悬挂参数的综合设计和最优组合提供理论依据。研究结果表明:导轮和后轮与轨道的冲击均始于轮缘与外轨的冲击,无论是新轮期还是磨耗期,后轮与内轨和外轨的冲击均滞后于导轮,且导轮对轨道的冲击强度大于后轮,磨耗期,这种现象更为显著。车轮踏面轮廓变化对周期1蛇行模式的失稳速度产生的影响较大,其失稳速度主要由周期倍化分岔和Neimark-Sacker分岔引起。 展开更多

关键词 两轴转向架 蛇行运动 分岔 参数域

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力稳定车稳定装置-有砟轨道耦合系统动力学特性研究 被引量：2

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作者 王谦 吴晓 +1 位作者 李双志 裴霞 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期103-110,共8页

提出了一种针对动力稳定车作业过程动力学响应分析的稳定装置-轨排-道床耦合动力学模型。参照铁路行业标准设定了5种道床状态,基于ADAMS建立了虚拟样机仿真模型。系统地讨论了道床状态和作业参数对耦合系统横向振动响应的影响效果,以及... 提出了一种针对动力稳定车作业过程动力学响应分析的稳定装置-轨排-道床耦合动力学模型。参照铁路行业标准设定了5种道床状态,基于ADAMS建立了虚拟样机仿真模型。系统地讨论了道床状态和作业参数对耦合系统横向振动响应的影响效果,以及各研究对象间的相互作用关系。研究结果表明:在5种道床范围内,系统共振频率随道床状态参数提升而增大;垂向下压力与系统振动响应幅值呈线性负相关,且其对振幅的影响效果显著低于激振频率;稳定装置与轨枕的横向加速度、速度和位移振幅相近,显著大于道床振幅,激振器振动能量主要为道床吸收;2级道床状态下,稳定作业过程中,自第3号响应输出点起,轨枕和道床块的各响应参数振幅急剧减小。 展开更多

关键词 动力稳定车 轨排 道床 振动响应 激振频率

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变工况下基于频率不变性的高速列车小幅蛇行识别方法

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作者 宁静 洪梓轩 +3 位作者 王铎颖 王子轩 张兵 陈春俊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期264-272,共9页

高速列车蛇行会影响乘客的舒适度,损害列车部件,甚至危及列车运行的安全。识别蛇行状态,特别是蛇行失稳开始前的小幅蛇行状态至关重要。针对变工况下蛇行识别不准的问题,提出了一种基于频率不变性的小幅蛇行识别方法。首先,考虑到在轨... 高速列车蛇行会影响乘客的舒适度,损害列车部件,甚至危及列车运行的安全。识别蛇行状态,特别是蛇行失稳开始前的小幅蛇行状态至关重要。针对变工况下蛇行识别不准的问题,提出了一种基于频率不变性的小幅蛇行识别方法。首先,考虑到在轨道不平顺等外部因素的影响下,蛇行频率比时域特征更稳定,因此综合蛇行频率和时域信息,构建了频率不变特征融合模块(域内迁移);然后,将该模块和域间迁移结合,直接从未标记的数据中提取更多的不变特征,从而提高蛇行识别的准确性;最后,将该方法运用于高速列车实测数据中,几种不同迁移任务识别平均准确率均在95%以上,识别结果明显优于非迁移学习方法以及其他迁移方法。 展开更多

关键词 高速列车 小幅蛇行 变工况 迁移学习 识别方法

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铁路有砟道床横向阻力智能感知研究

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作者 陈春俊 林梦 《中国测试》 北大核心 2025年第9期44-50,共7页

传统的有砟道床横向阻力离线检测方法费时耗力且对轨道具有一定破坏性,研究道床横向阻力智能感知方法对提高铁路运维作业效率具有重要意义。该文提出一种融合多体动力学机理与机器学习建模的道床横向阻力智能感知方法。该方法精确表征... 传统的有砟道床横向阻力离线检测方法费时耗力且对轨道具有一定破坏性,研究道床横向阻力智能感知方法对提高铁路运维作业效率具有重要意义。该文提出一种融合多体动力学机理与机器学习建模的道床横向阻力智能感知方法。该方法精确表征动力稳定车-稳定装置-有砟轨道十一自由度横向耦合作用,采用基于RBF代理模型优化的参数辨识理论,结合现场试验数据,构建动力学参数与道床横向阻力端到端的深度全连接神经网络(DNN)机器学习模型。通过机理模型与机器学习算法相结合实现横向阻力实时感知。研究结果表明:所提出的道床横向阻力智能感知方法具有较好精度,感知结果与实测数据误差绝对值为2.13%~18.38%。 展开更多

关键词 动力稳定车 道床横向阻力 动力学模型 参数辨识 机器学习

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多约束人机协作U型拆卸线问题建模与优化

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作者 陈海烨 张则强 +2 位作者 梁巍 郭磊 段淇耀 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第11期2248-2258,共11页

针对现有人机协作拆卸线研究中未同时考虑人机任务时间差异和任务属性约束,且未将机器人购置成本考虑在人机协作长期成本中的问题,结合U型拆卸线,提出多约束人机协作拆卸线平衡问题.以工作站数量、空闲时间均衡指标和长期成本为目标函数... 针对现有人机协作拆卸线研究中未同时考虑人机任务时间差异和任务属性约束,且未将机器人购置成本考虑在人机协作长期成本中的问题,结合U型拆卸线,提出多约束人机协作拆卸线平衡问题.以工作站数量、空闲时间均衡指标和长期成本为目标函数,构建考虑人机任务属性、人机任务时间、AND/OR优先关系等多种问题特征约束的U型拆卸线整数规划模型.提出改进混合克隆模拟退火算法,设计双层编码、解码和考虑问题特性的变异和交叉操作.引入克隆操作增强算法的局部搜索能力,通过两阶段退火加快算法的收敛速度.应用Gurobi软件求解中小规模问题,与算法的求解结果进行对比,验证了模型和算法的正确性和有效性.通过分别计算和对比不同模式拆卸线的成本随拆卸线预估运行时间的变化情况,验证了该模型具有柔性拆卸线规划的优点. 展开更多

关键词 U型拆卸线平衡问题 人机协作拆卸线 改进混合克隆模拟退火算法 整数规划模型 多目标优化

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双摆桥式起重机的部分状态反馈分层滑模控制

6

作者 刘佳辉 程文明 +1 位作者 谌庆荣 杜润 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期223-228,共6页

以双摆起重机为研究对象,针对在实际工程中实时、准确地测量吊重的摆动状态存在一定难度情况下的防摇控制问题,提出了一种基于部分状态反馈的分层滑模控制方法,该控制器的优点是不需要吊重摆动状态的反馈信息。通过Lyapunov稳定性理论和... 以双摆起重机为研究对象,针对在实际工程中实时、准确地测量吊重的摆动状态存在一定难度情况下的防摇控制问题,提出了一种基于部分状态反馈的分层滑模控制方法,该控制器的优点是不需要吊重摆动状态的反馈信息。通过Lyapunov稳定性理论和Barbalat引理对系统状态的稳定性进行了分析,证明了所提出的控制器在无吊重摆动状态反馈的情况下仍能保证系统全部状态的稳定性。仿真结果表明,该控制方法对系统参数不确定性和未知外部干扰具有良好的鲁棒性,可同时实现小车的准确定位并且有效抑制吊钩和吊重的残余摆动。 展开更多

关键词 部分状态反馈 防摇摆控制 双摆起重机 分层滑模控制 LYAPUNOV稳定性理论

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基于共振解调新方法的滚动轴承故障诊断

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作者 冯思茜 王家序 +1 位作者 张新 黄欣玥 《中国机械工程》 北大核心 2025年第9期2022-2031,共10页

为实现滚动轴承微弱特征提取与故障诊断,提出了一种基于子带重构重排-双树复小波包变换(SRR-DTCWPT)与峰值频率提取的共振解调新方法。基于SRR-DTCWPT的频带划分方法较为精细,并且在保持DTCWPT近似平移不变性和谱能量泄漏少的优点的同... 为实现滚动轴承微弱特征提取与故障诊断,提出了一种基于子带重构重排-双树复小波包变换(SRR-DTCWPT)与峰值频率提取的共振解调新方法。基于SRR-DTCWPT的频带划分方法较为精细,并且在保持DTCWPT近似平移不变性和谱能量泄漏少的优点的同时解决了频带错乱的问题。基于SRR-DTCWPT与峰值频率提取的共振解调方法不需要任何指标参与,能提取任意位置的频带,避免了强冲击干扰的影响,且计算过程自动化。将所提方法与Fast Kurtogram和Autogram算法进行比较,验证了该方法在滚动轴承故障诊断中的有效性与高效性。 展开更多

关键词 轴承故障诊断 共振解调 双树复小波包变换 子带重构重排 峰值频率提取

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一种动态材料试验机快速脱靶装置的设计与分析

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作者 李金键 王海波 +1 位作者 杨青波 何欢 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期195-200,共6页

基于Instron VHS高速材料试验机,针对冲击试验在高加载速率下无法完成对含裂纹金属材料的动态断裂韧性试验,设计一套快速脱靶装置,以辅助动态材料试验机完成被试件的冲击和拉伸试验。绘制脱靶装置的三维模型,并建立二通插装阀的理论模... 基于Instron VHS高速材料试验机,针对冲击试验在高加载速率下无法完成对含裂纹金属材料的动态断裂韧性试验,设计一套快速脱靶装置,以辅助动态材料试验机完成被试件的冲击和拉伸试验。绘制脱靶装置的三维模型,并建立二通插装阀的理论模型。基于AMESim软件,搭建液压系统仿真模型,对液压系统全过程进行仿真分析。最后,搭建样机性能试验测试平台,对该装置进行验证。结果表明:弹射脱靶装置的脱靶距离达到50 mm,且系统工作压力为25.5 MPa,能提供足够的支撑力;能实现2 ms快速脱靶2 mm的要求,满足材料试验机的指标要求。 展开更多

关键词 快速脱靶装置 动态特性 试验系统

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横向布置EHA对城际动车组曲线通过及磨耗的影响

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作者 祁亚运 刘华 +3 位作者 戴焕云 敖鹏 贺星 陈兆玮 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期134-143,共10页

针对城际线路中广泛存在的小半径曲线导致的动车组曲线通过性能不足及轮轨严重磨耗问题,现以城际动车组为对象,在其轴箱与转向架布置横向作动器,形成主动径向转向架。该作动器能够驱使轮对横向移动,使得车辆沿纯滚动线运动。搭建了作动... 针对城际线路中广泛存在的小半径曲线导致的动车组曲线通过性能不足及轮轨严重磨耗问题,现以城际动车组为对象,在其轴箱与转向架布置横向作动器,形成主动径向转向架。该作动器能够驱使轮对横向移动,使得车辆沿纯滚动线运动。搭建了作动器系统模型,并采用分数阶PI(proportion integration)控制器验证了在负载突变干扰情况下,作动器对期望轨迹跟踪的快速性、准确性和稳定性。利用SIMPACK和MATLAB/SIMULINK软件,建立了主动径向城际动车组的动力学模型。通过分析轮对冲角、磨耗数、轮轨横向力和脱轨系数等动力学指标,评价了运行速度和曲线半径对车辆曲线通过性能的影响。此外,采用Jendel磨耗模型评估了车辆通过500 m曲线半径时的轮轨磨耗性能。研究结果表明:将纯滚线距线路中心线的距离作为作动器的位移控制目标是合理的。当曲线半径为500 m时,与传统被动控制相比,新型主动径向控制车辆的轮轨横向力最大值降低了12%,轮对冲角最大值减少了8%,脱轨系数下降了20%,车轮磨耗数最大值减少了12%。1位轮对外侧和内侧车轮磨耗深度分别降低了31%和12%,曲线外侧和内侧钢轨的磨耗深度分别减少了20%和15%。因此,该型主动径向转向架显著提升了车辆的曲线通过性能,并有效减少了轮轨磨耗。 展开更多

关键词 城际动车组 电静液作动器 主动径向转向架 曲线通过性能 轮轨磨耗

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不均衡下分类器评价辅助GAN的轴承故障诊断方法

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作者 张越宏 袁昭成 +2 位作者 黄锋飞 张楷 郑庆 《中国测试》 北大核心 2025年第6期170-178,共9页

大数据和物联网技术的发展为滚动轴承数据监测提供保障,但其采集的大多是正常状态数据,可利用的各类故障数据较少。由此产生的正常与故障样本极不均衡的情况将影响滚动轴承故障诊断准确率。针对此问题,提出一种不均衡下分类器评价辅助... 大数据和物联网技术的发展为滚动轴承数据监测提供保障,但其采集的大多是正常状态数据,可利用的各类故障数据较少。由此产生的正常与故障样本极不均衡的情况将影响滚动轴承故障诊断准确率。针对此问题,提出一种不均衡下分类器评价辅助生成对抗网络(classifier evaluation-assisted generative adversarial networks,CEAGAN)的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先通过短时傅里叶变换提取一维信号的时频特征;其次,在生成对抗网络中构建辅助分类模块,约束生成样本的类别;然后,通过辅助分类器与判别器共同对生成样本评分,使生成器生成指定类别样本;最后,生成样本与原始不均衡样本混合构成新均衡数据集,并通过构建的卷积神经网络训练与测试,验证所提方法的有效性。实验结果表明,在凯斯西储大学轴承公开数据集与风力发电机齿轮箱工程实测数据下,所提方法对数据进行扩充后,对比不均衡情形诊断准确率分别提升15.20%与13.93%,证明CEAGAN对不均衡样本进行数据增强后能够有效提高故障诊断准确率。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 样本不均衡 生成对抗网络

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基于二维图像和CNN-BiGRU网络的滚动轴承故障模式识别 被引量：32

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作者 张训杰 张敏 李贤均 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期194-201,207,共9页

为确保对滚动轴承故障诊断的有效性,结合卷积神经网络(CNN)在图像特征提取与分类识别的优势,利用格拉姆角场(GAF)将滚动轴承一维振动信号转换为二维图像数据,既保留了信号完整的信息,也保持着信号对于时间的依赖性。并由此提出基于卷积... 为确保对滚动轴承故障诊断的有效性,结合卷积神经网络(CNN)在图像特征提取与分类识别的优势,利用格拉姆角场(GAF)将滚动轴承一维振动信号转换为二维图像数据,既保留了信号完整的信息,也保持着信号对于时间的依赖性。并由此提出基于卷积神经网络与双向门控循环单元(BiGRU)的诊断模型。首先将二维图像作为模型的输入数据,通过卷积神经网络提取图像的空间特征,再由双向门控循环单元筛选其时间特征,最终由分类器完成模式识别。通过对滚动轴承不同故障程度以及不同故障位置的诊断试验,准确率分别达到99.63%以及99.28%,其效果均优于其他常用算法,证明了所提方法的可行性。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 格拉姆角场(GAF) 二维图像 卷积神经网络(CNN) 双向门控循环单元(BiGRU)

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不同频率轨道激励下列车横向半主动控制研究 被引量：2

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作者 王靖铭 宁静 +1 位作者 赵飞 陈春俊 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第8期116-120,共5页

轨道不平顺激扰是影响高速列车横向振动最常见和最主要的因素,而目前对不同频率轨道激励下车辆横向振动以及其半主动悬挂控制算法实现的研究甚少。基于此,建立高速列车17自由度车辆横向振动仿真模型,运用经验模态分解基于频域采样的三... 轨道不平顺激扰是影响高速列车横向振动最常见和最主要的因素,而目前对不同频率轨道激励下车辆横向振动以及其半主动悬挂控制算法实现的研究甚少。基于此,建立高速列车17自由度车辆横向振动仿真模型,运用经验模态分解基于频域采样的三角级数法模拟的轨道谱信号,并重构得到不同频率的轨道激励,对不同频率轨道激励下车辆横向振动和横向半主动悬挂天棚阻尼控制算法进行研究。研究结果表明,影响车辆横向振动的轨道谱信号主要集中在0~10 Hz;在270 km/h的运行速度下,当天棚阻尼控制算法的比例系数k取7.5~8.5时,车辆横向平稳性得到较大改善,可为轨道谱优化与改进以及天棚阻尼控制算法实现提供理论指导。 展开更多

关键词 高速列车 轨道激励 天棚阻尼控制 横向平稳性

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基于多任务学习的轨道车辆轴承异常检测方法 被引量：6

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作者 蒋雨良 曾大懿 +2 位作者 邹益胜 卢昌宏 张笑璐 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1267-1276,共10页

轨道车辆轴承温度现有异常检测方法的阈值判别指标受到路况、环境等多项外因干扰,并且基于异常检测目的的预测方法需要对轴承进行逐一建模,模型训练耗时且多模型维护困难。针对上述问题,提出一种基于多任务学习的轨道车辆轴承异常检测... 轨道车辆轴承温度现有异常检测方法的阈值判别指标受到路况、环境等多项外因干扰,并且基于异常检测目的的预测方法需要对轴承进行逐一建模,模型训练耗时且多模型维护困难。针对上述问题,提出一种基于多任务学习的轨道车辆轴承异常检测方法。首先考虑到数据分布在正常与异常时存在差异,把正常工况下的关联轴承温度作为模型输入构建轴承温度预测模型,当实际温度异常时预测值与实际值关联性呈现异常变化,因此该模型具有异常检测功能。其次,考虑到循环神经网络建模时进行递归运算消耗大量时间,引入多头自注意力机制,所构建的模型能够同时对一轴上的轴箱、齿轮箱、电机3类共9个轴承温度进行同时检测。最后,采用极大似然估计方法,将点预测转换为置信区间预测,解释了预测结果的意义。在正常和故障数据上分别对模型进行验证,结果证明本文所提方法具有准确的9个轴承和异常检测能力,并与单任务模型相比能大幅度减少建模时间。 展开更多

关键词 轨道车辆 异常检测 多任务学习 极大似然估计 自注意力机制

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定形态隧道压力波激扰下车内压力迭代学习控制

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作者 陈春俊 曹宇啸 +1 位作者 何智颖 杨露 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期20-28,共9页

同一列车重复通过同一隧道时所产生隧道压力波激扰具有形态相似、变尺度变幅值的特性.针对现有控制策略未考虑这一定形态特性的问题,提出一种基于高阶反馈遗忘迭代学习的控制方法.首先,建立高速列车车内外气压传递数学模型,并利用实测... 同一列车重复通过同一隧道时所产生隧道压力波激扰具有形态相似、变尺度变幅值的特性.针对现有控制策略未考虑这一定形态特性的问题,提出一种基于高阶反馈遗忘迭代学习的控制方法.首先,建立高速列车车内外气压传递数学模型,并利用实测车内外压力数据进行修正与验证;其次,通过控制列车通风设备的阀门来减缓车内压力变化,提出阶反馈遗忘迭代学习控制算法,并设计变幅值和变尺度处理方法;最后,利用实测压力波生成一组定形态的随机压力波,并进行仿真分析.仿真结果表明:在重复定形态的隧道压力波激扰下,高阶反馈遗忘迭代学习控制算法能够使车内压力在第8个迭代周期后1 s变化率基本收敛到200 Pa/s以下,而且均方根误差也在第4个迭代周期后降低到15.0000%以下. 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波 迭代学习控制 重复定形态

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基于深度SVDD-CVAE的轴承自适应阈值故障检测 被引量：3

15

作者 刘云飞 张楷 +5 位作者 菅紫倩 郑庆 张越宏 袁昭成 焦子一 丁国富 《机床与液压》 北大核心 2024年第6期177-183,195,共8页

通过状态监测进行轴承故障报警,能有效避免设备灾难性事故的发生。基于数据时序特征重构的故障检测法由于仅采用正常数据进行训练,能有效避免故障数据不足而导致的模型检测精度下降。然而,此类方法的故障阈值确定依赖于大量的历史数据,... 通过状态监测进行轴承故障报警,能有效避免设备灾难性事故的发生。基于数据时序特征重构的故障检测法由于仅采用正常数据进行训练,能有效避免故障数据不足而导致的模型检测精度下降。然而,此类方法的故障阈值确定依赖于大量的历史数据,且对检测精度有着极大的影响。为此,提出基于深度SVDD-CVAE的轴承自适应阈值故障检测方法。针对时序信号特征增强提取构建ConvLSTM作为基础单元的CVAE特征压缩提取框架,有效提取轴承故障微弱特征;结合SVDD自适应学习特征空间超球面,实现故障检测阈值的自适应确定;最后,通过全局误差损失反向传播对深度SVDD-CVAE框架进行迭代优化。实验结果表明:所提出的方法能有效提取轴承微弱故障特征、自适应确定阈值,并在IMS轴承数据集上取得97.7%的检测准确率。 展开更多

关键词 轴承 故障检测 深度学习 自适应阈值 变分自编码

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沙粒介入高速列车制动界面对摩擦块摩擦磨损行为的影响

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作者 唐斌 项载毓 +4 位作者 范志勇 陈伟 张棋翔 吴道刚 莫继良 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期789-799,共11页

针对沙区铁路的列车制动摩擦磨损问题,基于自主研制的高速列车制动摩擦磨损试验台,开展了戈壁沙、沙漠沙介入制动界面后影响摩擦块摩擦磨损行为的试验研究.重点探究了2种不同沙粒介入制动界面后摩擦块表面摩擦磨损特性的演变过程及其差... 针对沙区铁路的列车制动摩擦磨损问题,基于自主研制的高速列车制动摩擦磨损试验台,开展了戈壁沙、沙漠沙介入制动界面后影响摩擦块摩擦磨损行为的试验研究.重点探究了2种不同沙粒介入制动界面后摩擦块表面摩擦磨损特性的演变过程及其差异,结果表明:戈壁沙、沙漠沙的介入,都会破坏摩擦块表面的原始磨屑堆积层,进而改变界面接触状态及磨损特性.戈壁沙介入后的摩擦块表面不易形成稳定的摩擦层,且显露出更多的石墨成分,降低了界面摩擦系数及平均温度.而沙漠沙介入后,由于其粒径相对较小,在摩擦块表面堆积了更多的沙粒,形成了沙粒磨屑混合堆积层,这种堆积层增大了界面摩擦系数和平均温度,并对摩擦块基体材料造成严重损伤. 展开更多

关键词 高速列车 制动界面 摩擦块 摩擦磨损 摩擦热

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大型门式起重机风荷载响应仿真分析 被引量：10

17

作者 王玉璞 程文明 +3 位作者 杜润 王书标 杨行舟 翟守才 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期239-246,共8页

风荷载是起重机设计及运行时的重要荷载,近年来门式起重机呈现"大型化""柔性化"的发展趋势。大型门式起重机受其结构特性影响,对风荷载极其敏感,现行《起重机设计规范》仅通过风力系数及挡风折减系数对起重机迎风... 风荷载是起重机设计及运行时的重要荷载,近年来门式起重机呈现"大型化""柔性化"的发展趋势。大型门式起重机受其结构特性影响,对风荷载极其敏感,现行《起重机设计规范》仅通过风力系数及挡风折减系数对起重机迎风面的静风荷载进行界定,因而无法获得起重机各表面的风荷载分布情况。为解决这一问题,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对大型门式起重机的风场绕流特性进行仿真分析,并运用单向流固耦合方法将风荷载数据引入起重机计算结构力学模型并进行有限元分析,从而获得自然风场中大型门式起重机的风荷载响应,并将它与根据《起重机设计规范》计算得到的结果进行对比。结果表明:利用计算流体力学仿真分析得到的起重机整机风荷载与根据《起重机设计规范》计算得到的结果相近,但基于流固耦合方法所得的起重机结构应力大22.77%,结构应变大17.23%,这是因为自然风场中起重机各表面均受风荷载影响,而《起重机设计规范》仅对迎风面风荷载进行量化,忽略了流体在非迎风面产生的负压以及黏性力作用;门式起重机的主梁及支腿为串列结构,上游结构对下游结构有屏蔽效应,使得下游结构表面为负压,且屏蔽效应随着上下游结构间隔比的增大而减弱。研究结果可为起重机的设计校核提供参考。 展开更多

关键词 门式起重机 风荷载 计算流体力学 流固耦合 仿真分析

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1D CNN和LSTM高速列车横向稳定性状态识别研究 被引量：10

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作者 王晓东 宁静 陈春俊 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第11期25-30,共6页

高速列车横向稳定性对列车的行车安全有重大影响,针对列车高速运行时出现的小幅蛇行和蛇行失稳问题,提出基于1D CNN和LSTM的识别方法。以高速列车构架横向加速度信号为研究对象,通过1D CNN自适应地对信号进行特征提取,避免手动提取特征... 高速列车横向稳定性对列车的行车安全有重大影响,针对列车高速运行时出现的小幅蛇行和蛇行失稳问题,提出基于1D CNN和LSTM的识别方法。以高速列车构架横向加速度信号为研究对象,通过1D CNN自适应地对信号进行特征提取,避免手动提取特征的局限性,经1D CNN提取的特征信号作为LSTM的输入,充分利用LSTM学习加速度信号时间维度上的信息,最后通过全连接层输出识别结果。实验结果表明:基于1D CNN和LSTM的方法能准确识别小幅蛇行、蛇行失稳和正常状态,3种状态的识别率均为100%。 展开更多

关键词 高速列车 横向稳定性 小幅蛇行 状态识别 1D CNN LSTM

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爬壁机器人翻越焊缝过程动力学建模研究 被引量：7

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作者 朱世强 高振飞 +3 位作者 宋伟 杜镇韬 李存军 郑妙娟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期377-383,共7页

用于远洋渔船外板除锈的爬壁机器人在进行壁面作业时需要翻越焊缝,采用充气轮的爬壁机器人在翻越焊缝后会出现轮胎压缩量的减小,导致磁铁气隙增大、磁铁吸附力减小,从而削弱爬壁机器人的负载能力,降低了壁面行走可靠性,为此对爬壁机器... 用于远洋渔船外板除锈的爬壁机器人在进行壁面作业时需要翻越焊缝,采用充气轮的爬壁机器人在翻越焊缝后会出现轮胎压缩量的减小,导致磁铁气隙增大、磁铁吸附力减小,从而削弱爬壁机器人的负载能力,降低了壁面行走可靠性,为此对爬壁机器人翻越焊缝的动力学过程进行研究。首先,将驱动轮轮胎简化为弹簧阻尼器,建立爬壁机器人翻越焊缝过程的动力学模型,并将驱动轮的翻越焊缝过程划分为不同的阶段;其次,利用数值方法求解该动力学模型,分析不同胎压下驱动轮翻越焊缝过程中爬壁机器人的运动状态;最后,进行了爬壁机器人翻越焊缝过程试验,结果表明,机器人翻越焊缝过程的试验结果与数值仿真结果基本一致,验证了本文所建动力学模型的正确性与合理性。 展开更多

关键词 爬壁机器人 充气轮 磁吸附 焊缝 动力学建模

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仿粒突箱鲀的起重机箱梁风荷载减载设计方法 被引量：3

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作者 王玉璞 程文明 +2 位作者 杜润 王书标 邓勇 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期664-671,共8页

风荷载是起重机大车运行时的重要载荷,主梁作为起重机的主要挡风构件,针对主梁的减载设计可以有效地降低起重机运行能耗,本文以粒突箱鲀的结构为启发,探究起重机箱梁风荷载的仿生减载设计方法.首先运用灰度转换、二值图像转换及边缘检... 风荷载是起重机大车运行时的重要载荷,主梁作为起重机的主要挡风构件,针对主梁的减载设计可以有效地降低起重机运行能耗,本文以粒突箱鲀的结构为启发,探究起重机箱梁风荷载的仿生减载设计方法.首先运用灰度转换、二值图像转换及边缘检测方法提取箱鲀鱼嘴特征廓线,获得以箱梁特征高度为设计变量的仿生设计模型,然后通过箱梁迎风面附着轻质材料的方式实现传统起重机箱梁的仿生设计,并运用计算流体力学软件(FLUENT)对仿生设计进行评估.研究结果表明:以某40 t集装箱起重机箱梁为例,采用聚苯乙烯泡沫作为轻质贴附材料的仿生箱梁较传统箱梁结构风阻减小65.77%,而仿生贴附结构仅使箱梁增重2.28%;仿生箱梁的流线外型减轻了由迎风面处边界层分离带来的流场扰动,降低了结构的气动力脉动值,提高了起重机在风场中运行的平稳性. 展开更多

关键词 仿生学 粒突箱鲀 起重机 风荷载 减载设计

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