摘要：常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载~滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明:在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。

摘要：质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为第五代燃料电池,是最具发展前景的新能源电池,其中双极板作为PEMFC的核心元件,不仅能将单一电池链接起来形成电池堆,起到支撑作用,还具有提供气体流道、隔绝阴阳极两端等作用,对燃料电池工作性能、寿命起到关键作用。其中铝合金作为一种具有良好导电性能、成本低、轻质的材料,在PEMFC双极板材料方面应用潜力巨大。但铝合金双极板耐腐性不佳,在PEMFC工作环境下极易被腐蚀,且其表面生成的钝化膜,增大了电池的接触电阻,从而对电池性能和寿命产生不利影响,而通过铝合金表面改性是解决该问题的主流方法。首先概述了PEMFC原理、双极板材料类型及内部环境,然后阐述了PEMFC中铝合金双极板的服役问题,并对近年来铝合金双极板的表面改性进行分类。重点概括了铝合金表面金属及其化合物涂层(贵金属、金属氮/碳化物、镍磷金属涂层)与非金属涂层(碳基涂层、高分子聚合物涂层)的结构设计、成分优化、服役性能特点。分析结果表明,选用低成本、具有良好耐蚀性和导电性的金属惨杂的无定型碳、金属碳/氮化物涂层,能降低双极板生产成本,提高双极板工作性能,并对涂层设计出多层复合涂层,能打断涂层中的细长针孔缺陷,提高涂层的完整性和致密性。在铝合金表面进行改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,对推动铝合金双极板在PEMFC电堆中的应用至关重要。

摘要：为了明确中国山区高速公路长下坡缓坡设计指标,在汽车动力学理论的基础上,以六轴铰接列车为主要研究对象,剖析其以发动机辅助刹车方式长下坡时的货车加速特征与制动毂散热特征。首先,建立力学平衡方程,构建挡位-速度-临界坡度模型,求解不同速度和挡位条件下的缓坡临界坡度值。然后,进一步考虑中国高速公路设计控制条件与货车行驶特性,以12挡和11挡时对应的临界坡度作为高速公路缓坡设计控制指标,提出连续下坡缓坡设计指标与方法;最后,以进入缓坡速度70 km/h为例,对比基于降速及降温特性得到的缓坡坡长指标,并结合西南某山区高速公路进行方案设计优化及优化效果分析。研究结果表明:连续长下坡路段之间设置缓和坡段有助于制动毂降温,恢复货车制动性能;基于速度特性得出了速度折减值10和20 km/h不同缓坡坡度下的缓坡坡长值;基于降温特性求解的缓坡坡长以制动毂失效温度260℃为最不利条件,并得出了不同运行速度及温度折减值;基于降速特性得到的缓坡坡长值对纵坡设计具有指导意义,而基于降温特性得到的缓坡坡长值相对较大,不宜作为设计参考但可作评价研究,并整理得到连续长下坡缓坡设计-评价流程,以西南山区某高速公路为实例分析发现,对缓和纵坡的坡度与坡长合理取值能有效改善制动毂温度,提升连续长下坡路段车辆的行驶安全性。

摘要：为实现纵肋与顶板焊根疲劳裂纹的有效加固,提出了能够满足在役钢桥面板加固需求的内焊加固方法,研发了自动化焊接机器人和相关关键装备;设计了4个试验模型对方法和装备的有效性和适用性进行研究,验证了纵肋与顶板焊根产生疲劳裂纹的开裂模式;使用所研发的专用焊接设备在纵肋内部进行焊接加固,进行了加固结构的疲劳破坏试验;对比了试验结果与有限元模拟结果,分析了加固后结构的疲劳性能,验证了内焊加固方法的有效性。研究结果表明:内焊加固方法能够将既有的焊根裂纹转化为内部缺陷,研发的装备能够实现原位加固,有效抑制疲劳裂纹的扩展,使已开裂焊接细节的疲劳寿命提高了66%~157%;由于各开裂模式具有不同程度疲劳损伤累积,加固后焊接细节会发生主导开裂模式迁移;对于包含多开裂模式的焊接细节,加固后的剩余疲劳寿命与各开裂模式的实际疲劳损伤累积程度以及加固方法对各开裂模式受力特性的扰动程度两方面的因素密切相关。

摘要：针对虚拟轨道列车垂向振动问题,基于轴距预瞄原理设计了一种列车主动悬架控制策略.首先,考虑线性滤波白噪声路面不平度激励,建立了列车—路面耦合振动模型;其次,结合列车轴距预瞄信息,利用线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian, LQG)控制理论设计了列车主动悬架LQG控制器,并基于自适应粒子群算法(Adaptive Particle Swarm Optimization, APSO)对控制器的权重系数进行优化;最后,研究了列车在随机路面和脉冲路面激励作用下的垂向振动特性.仿真结果表明,本文所设计的列车主动悬架控制策略能明显降低列车在随机路面和脉冲路面激励作用下各节车体的垂向振动,且针对不同等级路面和车速工况,均有良好的鲁棒性,有效提高了虚拟轨道列车的乘坐舒适性.

摘要：准确、快速获取隧道围岩级别对工程设计、施工及运营意义重大。结合多个四川高速公路隧道项目,共采集7000余张隧道掌子面图像,并利用数据增广方法将数据集扩充至20000余张。按节理裂隙特征、风化卸荷情况、地下水发育情况3种像特征对数据集进行分类标注,并按8:2的比例划分为训练集与验证集。结合深度学习方法,实现掌子面围岩分级特征参数提取识别。搭建了VGG系列、ResNet系列、DenseNet系列、GoogleNet、InceptionV3等卷积神经网络分类模型,并引入准确率、查准率、召回率及F1值等多种评价指标对比分析多种卷积神经网络分类模型的围岩特征(掌子面图像的节理裂隙特征、风化卸荷特征以及地下水发育特征)识别效果。研究结果显示基于DenseNet模型分类识别效果最好,分类准确率分别为:围岩节理裂隙特征87.5%,风化程度特征90%,地下水发育程度特征91.5%,且各特征的F1值均在0.789以上,最高为0.944,平均值为0.852。此外,对DenseNet系列分类模型进行可靠性验证,基于CAM以及Grad-CAM对模型进行分类决策可视化研究分析,分类决策热力图结果显示分类结果与标签特征的强度、位置及范围强相关,为掌子面围岩智能分级提供一定的可解释性,同时也证明了分类模型的预测效果理想。研究成果为利用深度学习进行围岩特征提取提供了新思路。

摘要：针对多铰接式虚拟轨道列车的转向问题,基于后车跟随首车行驶轨迹运行的思路,提出了一种全轮主动转向控制方法.首先,利用移位寄存器储存首车的行驶轨迹作为目标路径;其次,根据车体后轴实际路径和目标路径间的横向偏差量,基于PID控制器和Stanley算法确定车体后轮转角,进一步利用阿克曼转向几何原理计算后车前轮的转角;最后,搭建TruckSim与Matlab/Simulink联合仿真平台,结合典型工况进行仿真分析.仿真结果表明,本文设计的控制方法有效提高了拖车模块对牵引车模块的跟随性能,减小了车间铰接处的作用力、车体的质心侧偏角和轮胎侧向力,从而提高了列车在转弯时的稳定性.

摘要：为解决高精度转台的位置控制精度问题,以二维精密高速转台为研究对象,使用Adams软件建立转台动力学模型进行仿真分析,以固定角度驻留效果来评价模型精度,实现了动力学仿真与分析.为进一步提高模型驻留精度,采用Amesim软件和Adams软件开展了联合仿真,由Adams软件负责传动计算求解,Amesim软件进行位置控制.相较于仅使用动力学模型进行仿真,联合模型的仿真结果相对误差在60°和120°的驻留分别减小到0.13%和0.09%,从模型精度上保证了联合模型在二维精密高速转台设计或改造上的准确性.最后对传动座样机进行测试,记录样机真实驻留角度,验证了联合模型的准确性和精度.

摘要：为解决雾天高速公路能见度降低和驾驶人视距受限的交通安全问题,提出了一种基于驾驶人视觉指标的限速控制方法。首先,对雾天高速公路行驶速度与驾驶人视觉的变化进行了分析,并确定了能综合表征路况信息和能见度水平的视觉指标;其次,通过UC-win/Road模拟了不同能见度下的驾驶环境,并收集了视觉指标和运行速度数据,进一步分析了雾天视觉指标的影响因素;然后,使用SPSS构建了运行速度和视觉指标间的数学模型,根据能见度与视觉指标间的线性关系提出了不同能见度下的视觉指标参考值;最后,基于能见度、交通流量、视觉指标3个因素,提出了一种考虑视觉指标的多条件限速控制标准。结果表明:在能见度低于200 m的环境下,视觉指标明显低于无雾环境下的视觉指标,降低范围在0.578%~1.407%之间;视觉指标与运行速度两变量间的相关系数达到0.863,这说明雾天能见度降低和视觉指标下降对行驶速度有显著影响;预测运行速度与实测速度的相对误差平均值为2.43%,满足预测精度要求。综上所述,本研究提出的限速控制方法同时考虑了能见度、交通流量和驾驶人视觉,对于保障雾天高速公路的安全行驶具有重要的实用价值。

摘要：网络安全态势感知涉及大量的多源数据,其信息抽取难度高,是当前急需解决的问题。文中结合现有的网络安全实践,针对流量传感器产生的数据,研究了基于DS证据理论的多源网络安全数据融合方法。该方法通过设计有效的融合模型,降低数据冗余性,实现关联性分析,并从时间、空间和事件等维度分析网络安全事件之间的关联性,形成关联后的融合数据,提高网络安全态势数据的有效性。提出的融合模型不仅有效提取了关键信息,增强了网络安全态势数据的有效性,为网络安全监管提供了有力支持,而且在网络事件可能存在误报或漏报的情况下依然能够保持较高的有效性,具有重大的实际应用价值和推广意义。