摘要：动态编组逐渐成为列车运行控制领域的研究热点之一,低牵引能耗、高编组精确性、强抗干扰能力的多目标控制是实现动态编组的难题。针对这一问题,提出一种基于动态规划(DP)-序列二次规划(SQP)的优化控制方法。首先,对动态编组过程建立数学模型;然后,建立以低能量消耗和精确编组为目标的动态编组优化问题,在离线状态下使用动态规划算法计算速度曲线;最后,以离线速度结果为基础,使用序列二次规划算法求解最优控制策略在线控制列车。仿真实验表明,使用本文方法控制编组过程时,牵引能耗降低5.6%,编组误差下降至3 m,SQP算法求解的迭代次数下降到12次;在有外界干扰状态下,该方法可在线控制列车校正速度偏离,消除干扰带来的影响。

摘要：铁路车站道岔密集、站场环境复杂,基于GNSS的站内列车定位面临诸多困难,引入贝叶斯理论和卡尔曼滤波方法,提出一种站内列车精确定位方法。首先,在电子地图中用直线轨段来刻画站场轨道网络拓扑,推导出直线轨段占用识别的随机模型,结合电子地图利用贝叶斯推断对列车直线轨段占用进行估计;利用卡尔曼滤波将GNSS位置信息与速度信息融合处理,去除GNSS信号质量不稳定所产生的定位误差,获得列车的精确位置。在实际铁路车站进行了列车行车GNSS数据采集,与常规的垂直投影列车定位方法进行仿真对比分析,结果表明,本文方法在完成直线轨段占用定位的实时性方面提升了17.6%,列车位置估计误差可以降低到1 m以内,满足列车在站内精确定位需求。

摘要：为研究行波效应对平面尺寸较大的水电站厂房结构地震响应的影响,选取某实际厂房结构,建立三维有限元模型,借助ABAQUS有限元软件,采用振型分解时程分析法进行结构动力计算。调整Koyna水平地震波加速度峰值为0.246 g作为地震荷载。结果表明行波效应影响厂房结构位移响应主要体现在动位移峰值上,波速不大时可能使动位移峰值最大减小25%;对加速度响应峰值和响应时程影响都较明显,波速较小时可能使得结构加速度峰值滞后于地震加速度峰值出现;不考虑行波效应对厂房结构设计是偏安全的。如工程所在地地震波传播速度不大,可以适当考虑行波效应,以使结构设计更趋科学合理。

摘要：结合我国水电站垫层蜗壳结构工程应用的发展近况,介绍了近年来垫层蜗壳结构设计理念的转变,指出了直埋-垫层组合方案将成为未来水电站蜗壳埋设方式选择的发展趋势。总结了垫层蜗壳结构研究发展中取得的两个重要进展——钢蜗壳与外围混凝土联合受力、钢蜗壳与外围混凝土之间滑动摩擦,指出考虑垫层材料的非线性力学性能将是垫层蜗壳结构研究的发展趋势。分别阐述了垫层材料属性和空间属性对蜗壳结构受力特性的影响,在此基础上,归纳了垫层蜗壳结构研究存在的问题,最终提出未来的垫层蜗壳结构研究应强调"控制"的研究理念,视垫层为"控制工具",以全新的视角看待垫层的作用,探求控制蜗壳结构受力特性的理论与方法。

摘要：水电站蜗壳采用垫层埋设技术时,软垫层会削弱混凝土对钢蜗壳的包裹和嵌固作用,影响两者间的接触状态,甚至引起脱空现象。本文首先从结构静力分析的角度定性解释钢衬-混凝土间出现脱空状态的潜在原因;而后借助非线性有限元数值模拟技术,研究可能影响两者间接触状态的结构性因素。结果表明,钢衬-混凝土间较小的摩擦系数、子午断面内垫层较大的铺设包角和垫层较小的压缩刚度是削弱混凝土包裹和嵌固作用的3个主要结构参数,但前两者在常规工程取值范围内的变化不会对钢衬-混凝土间的接触状态产生质的影响;相对而言,垫层压缩刚度对其的影响更为敏感。从保证钢衬-混凝土组合结构的整体性看,设计中适当折减垫层刚度是一种折衷但有益的技术手段。

摘要：基于接触非线性理论,考虑蜗壳与垫层及外围混凝土的接触滑移,对三种典型埋设方式的蜗壳结构进行三维有限元仿真分析,主要研究座环结构的受力特性。计算结果表明,不同埋设方式下各构件承担的扭转力比例不同,钢管承担的扭转力比例在保压方案下最大,座环承担的扭转力比例在垫层方案下最大,混凝土承担的扭转力比例在直埋方案下最大。软垫层和预压缝隙的存在降低了流道系统的强度和刚度,使得直埋方案座环扭转变形最小,垫层方案次之,保压方案最大。另外,充水保压蜗壳采用仿真算法,能够给出蜗壳和座环真实的变形和应力状态,计算结果准确合理,更加符合工程实际,应该在充水保压蜗壳结构的设计和研究中推广采用。

摘要：垫层在水电站钢蜗壳-混凝土组合结构中起传递内水压力的作用,但在当前的设计实践中,垫层通常被简化为线弹性材料。本文选取聚氨酯软木与聚乙烯闭孔泡沫等2种最常用的蜗壳垫层材料,首先采用土工轴承式单杠杆固结仪对2种材料分别进行循环加-卸压试验,材料试样由环刀切割成型,受压过程在环刀内完成,最大压力荷载定为1.0 MPa,加压与卸压过程均分10级完成,级差0.1 MPa。而后根据试验中的垫层材料试样尺寸,建立试样的平面轴对称有限元模型,在ABAQUS平台上采用HYPERFOAM和MULLINS EFFECT两者共同模拟单次加-卸压循环中2种材料的非线性响应过程,2种模型中必要的材料参数通过UNIAXIAL TEST DATA选项结合材料的压缩应力-应变试验数据确定。研究结果表明:2种材料均具有显著的非线性、不可逆的压缩特性,在循环加-卸压作用下均存在显著的残余应变;数值模拟对2种材料在单次加-卸压循环中的应力-应变响应过程的预测效果良好。认为在蜗壳结构的设计中不应忽略垫层材料的非线性力学特性,前述基于ABAQUS平台的数值模拟技术能够简便地实现垫层材料的非线性力学描述。建议垫层材料在出厂前,宜提前经历足够次数和时长的"预压"过程,最大程度上降低垫层材料残余变形对蜗壳结构受力的潜在不利影响,垫层材料的力学设计参数须基于已经历过"预压"过程的试样压缩-回弹数据确定。

摘要：针对大中型水电站钢蜗壳焊缝处的削坡构造使钢衬与混凝土的接触面具有非平滑的特点,以拉西瓦水电站垫层蜗壳结构的某子午断面为例,分别采用平面轴对称壳单元和实体单元描述钢衬并建立相应的数值模型,研究了非平滑接触面对钢衬-混凝土间的滑移及传力行为的影响.计算结果表明:下半部钢衬向腰线端的滑移会受到削坡构造的阻滞作用,削坡构造附近会交替出现局部脱空区和集中传力区.在考虑了接触面的非平滑特点后,钢衬与混凝土之间传力水平的提高并不明显(5%以内),这说明当前采用壳单元描述钢衬的常用简化处理方式对于结构设计是适宜的.

摘要：鉴于抽水蓄能机组蜗壳通常采用充水保压技术埋入混凝土,在运行期钢蜗壳须要承受频繁的大幅值静水压力循环作用,面临一定程度的低周疲劳失效风险,以某实际充水保压蜗壳结构为例,首先基于ABAQUS有限元分析平台完成了该组合结构的施工-运行过程静力仿真分析,然后基于DesignLife疲劳分析平台,依据有限元静力分析结果采用常幅值荷载的循环方式预测了钢蜗壳的疲劳寿命,其中材料的S-N曲线(应力-寿命曲线)选取为Eurocode3-112.计算结果表明:运行期钢蜗壳的局部脱空现象会对其自身的受力产生不利影响,脱空区-高应力区-高疲劳失效风险区三者间存在显著的因果对应关系.从预测的疲劳寿命数量级(2×10~5以上)看,电站运行期内钢蜗壳无低周疲劳失效的风险.

摘要：现行规范把蜗壳结构归为非杆件体系钢筋混凝土结构并按主拉应力图形面积确定配筋数量存在原则性缺陷,计算出的配筋量往往偏多.本文列出了现行计算方法存在的问题,并具体分析了产生问题的原因,提出了改进配筋计算的原则,引入有限元方法,明确了蜗壳结构应按限裂要求配筋.应用实例表明,局部配筋量减少后混凝土损伤区没有显著变化,钢筋应力增幅很小,改进后的配筋计算原则对优化局部配筋量是合理有效且操作性强的.把有限元方法引入蜗壳结构设计中是有现实意义的.