摘要：沥青路面的高温抗变形能力与沥青混合料的抗剪强度密切相关.根据路面荷载作用下沥青混合料中矿料颗粒的受力特点及转动状态,自主研发了扭转剪切试验装置.针对不同级配沥青混合料,在不同条件下进行扭转剪切试验;分析了骨架稳定性、沥青用量和温度对扭转剪切特性的影响,建立了考虑骨架稳定性指数、沥青用量和温度的抗剪强度预估模型.结果表明:最大扭转剪切力可以用于评价沥青混合料的抗剪强度;最大扭转剪切力随温度升高呈指数形式减小,随沥青用量增加呈二次函数关系变化,随骨架稳定性指数增大呈幂函数关系增大.构建的抗剪强度预估模型能够较为准确地表征各因素耦合作用下沥青混合料的抗剪强度,可以为沥青混合料优化设计及路面养护决策提供参考.

摘要：多电飞机的电网是一种典型的孤岛微网,具有360~800 Hz的宽频率工作范围,传统恒定频率电网同步方法的动态性能在飞机变频电网中有所不足。为了准确估计飞机变频电网的电网状态,结合自适应模块,对增强型复系数滤波器锁相环进行改进,设计了一种适应于MEA变频电网的自适应增强型复系数滤波器锁相环结构(AECCF-PLL)。分析了其传递函数与阶跃响应之间的关系,推导了模型参数与频率的关系,建立了频率自适应模块,满足飞机变频交流电网状态估计对稳定性和快速性的要求。实验结果表明,在飞机变频电网含有大小频率跳变、谐波、斜坡等扰动情况时,提出的AECCF-PLL可以实现对电网状态的快速稳定估计。

摘要：为探究车辆在隧道出口-互通出口小净距路段运行速度变化规律,改善当前山区高速公路小净距路段行车安全性不足现状,开展小净距路段车辆运行速度模型研究。首先,基于无人机航拍获取西汉(西安—汉中)高速等4处隧道出口-互通出口小净距路段车辆实测数据,利用YOLO-v5算法编写航拍视频数据提取程序,输出车辆在目标路段的实时速度数据和轨迹数据,同时结合驾驶仿真模拟系统对试验进行对照组数据补充。其次,统计车辆在该区域运行情况及断面速度分布并进行宏观分析,确定构建运行速度模型的自变量。最后,应用非线性曲线拟合软件1stOpt对分析数据进行回归,分别建立小型车、大型车在出口小净距路段主线行驶、驶出主线的运行速度预测模型,并依托西南山区某小净距工程实际路段开展预测模型的有效性验证。研究结果表明:出口小净距路段车辆运行速度与主线半径、车辆距隧道洞口距离和净距长度存在显著正相关关系;建立的运行速度预测模型通过了拟合优度检验、统计学残差检验和相对平均误差检验,模型预测值与实测值的相对误差平均值均小于10%,回归模型满足精度要求。本研究能应用于实际工程中的隧道出口-互通出口小净距路段,能准确表征车辆在此区域的速度变化规律,在预测车辆运行速度和表征速度变化规律方面具有一定的参考价值。

摘要：针对四旋翼无人机强耦合、欠驱动、非线性等特点,以及在实际飞行过程中极易受到干扰的问题,对四旋翼无人机动力学模型进行分析,提出了一种基于联合的四旋翼无人机姿态控制算法,并在此基础上设计了四旋翼无人机半物理仿真系统。首先,针对非线性系统设计滑模控制器,选择跟踪航迹和翻滚角设计位置控制率和姿态控制率。其次,滑模控制器在实际应用中易产生震荡,利用基于信用积分的小脑模型神经网络(CPCMAC)来学习滑模控制的方式。最后,搭建基于LabVIEW的控制站,同Matlab/Simulink进行数据收发控制。仿真结果表明,在跟踪目标相同时,提出的四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制相比于传统的比例积分微分(PID)控制和积分反步法控制优势明显,能够抑制超调和余差,在快速性和鲁棒性方面都更加优越。同时,构建的四旋翼无人机半物理仿真平台能清晰反馈出无人机参数的变化,应用预留的参数接口和地面控制站,降低了无人机飞控算法的开发难度,提高了开发效率,具有明显的实用价值。

摘要：为了提升高质心车辆的侧倾稳定性和平顺性,降低车辆侧翻事故造成的伤亡率,提出一种基于概率融合隶属度函数构建理论的侧翻工况预测和控制方法。首先,通过采集车辆侧翻工况数据,选取车辆状态变量,基于影响权重确定与车辆侧翻相关的关键影响因子。其次,根据时间序列对数据进行时间片段划分,设计动态贝叶斯预测网络,对下一时间片段内车辆侧翻概率进行预测。最后,根据车辆性能参数与控制器参数的映射规则,建立概率融合的Takagi-Sugeno(T-S)模糊隶属度函数,设计车辆主动悬架抗侧翻鲁棒控制器。CARSIM/Simulink联合仿真结果表明,与被动悬架、半主动悬架、多目标控制主动悬架相比,所提方法可以平稳且高效地防止车辆侧翻,提升车辆行驶的安全性。

摘要：为解决现有室内老化模拟方法与实际沥青路面老化梯度和服役温度存在差异的问题,设计了一种基于纯氧加速老化的新型室内长期老化方法,以模拟服役温度范围内沥青混合料的老化行为。通过傅里叶变换红外光谱和动态剪切流变仪研究了沥青混合料老化性能随时间和空间的演变规律。研究结果表明,新方法能有效模拟服役温度范围内压实沥青混合料的老化行为,老化程度接近标准长期老化试验水平。随老化时间和温度的增加,沥青混合料AC‒13和SMA‒13老化程度加重,其中SMA‒13的老化程度仅为AC‒13的1/5。同时,两种混合料的高温性能随之改善,而疲劳寿命下降。随着老化深度的增加,两种混合料的老化指数和高温性能逐渐降低,而疲劳寿命显著增加。在不同老化条件下,SMA‒13表现出更优异的抗老化和抗疲劳性能,尤其在低应变水平下。方差分析表明,老化时间对亚砜基和高温性能的影响显著,但对羰基和疲劳寿命无显著影响;老化温度对老化指数、高温性能和疲劳寿命均无显著影响,而老化深度仅对0.1 kPa下不可恢复蠕变柔量有显著影响,对其余指标无显著影响。

摘要：季冻区公路冻胀翻浆现象严重,冻胀翻浆等病害主要由路基土中水分迁移造成。为探明季冻区路基土中水分迁移特性与细颗粒含量(质量分数,下文同)的关系,以西藏贡觉—芒康公路改扩建工程为依托,设计非冻结路基土和冻结路基土的水分迁移试验,研究细颗粒含量对毛细水上升高度、温度梯度及入流通量等特性的影响规律,建立迁移势与细颗粒含量的修正模型。研究结果表明:控制初始含水率与干密度不变,随着细颗粒含量的增加,毛细水上升高度和入流通量均呈线性增加,温度梯度呈曲线增加;随着细颗粒含量的减小,冻土体的总入流量随时间的变化曲线由拱形变化为轻微S形,入流通量随时间的变化曲线由递降变化为峰值形;考虑基质势对入流通量的影响,建立季冻区路基土体水分迁移势与细颗粒含量的修正模型,发现迁移势随着细颗粒含量的增加先变大后减小,与不考虑基质势的迁移势模型相比,迁移势修正模型计算值偏小,峰值点也偏小,结果相对安全;细颗粒含量小于22%的路堤填筑高度应不小于1.5 m。

摘要：在黄土隧道修建过程中,其洞口段因浅埋偏压、围岩软弱破碎等通常需要进行加固处理。地表旋喷桩法具有适用范围广、加固效果好等优点,被广泛应用于隧道浅埋偏压段软弱围岩地表加固工程。以浅埋偏压黄土隧道进口段初期支护侵限为研究背景,介绍了现场地表旋喷桩加固的施工过程;建立了侵限段三维加固模型并分析了地表旋喷桩加固前后的变形控制效果,说明了处治措施的合理性;对比分析了现场监控量测结果,验证了数值模拟的准确性;开展了地表旋喷桩的工艺设计参数优化分析。结果表明:由于偏压作用,地表最大沉降值偏离隧道中心线,且拱顶中心线处沉降>右拱肩处沉降>左拱肩处沉降;施加地表旋喷桩对于减小地表沉降十分有效,地表最大沉降值减小了45.5%;采用地表旋喷桩加固处理后,拱顶处加固效果最为显著,较加固前沉降减小了57.9%,同时加固后左、右拱肩沉降差值减小了17.4%;建议隧道浅埋偏压段地表旋喷桩加固工艺设计参数:桩直径为0.4~0.6 m、桩间距为1.2 m、横向加固范围为1.5~2倍洞径、竖向加固范围为洞身两侧旋喷桩与隧道拱底平齐。

摘要：针对全触屏空调操作给驾驶过程带来的潜在风险,以典型城市道路工况为对象,设计搭建了全触屏和传统人机交互两类驾驶实验平台,采集了19名被试在40、60 km/h速度情况下的空调操作过程人-车系统数据。采用单因素方差分析和线性拟合对数据进行分析。结果表明:与按键式相比,触屏式完成任务总时间(T TD)更长;单次注视时间(S GD)大于1.5 s的占比增大20%左右,车辆运行风险更大;方向盘转角标准差(S DSWA)更小,接近于0。单次手部操作时间(S HOD)与次任务步骤数呈正比关系;随车速增加,按键模式下次任务的单次注视时间(S GD)大于1.5 s占比减少10%左右,车辆运行风险降低;完成任务总时间(T TD)、单次注视时间(S GD)及单次手部操作时间(S HOD)的均值数据均无显著变化。因此,在全触屏交互界面普及的今天,应保留处理空调类操作任务的按键,并优化按键布局或按动效果。

摘要：针对桥梁建造时传统人工尺寸检测在面对海量桥梁预制件时效率低、成本高的难题,使采用地面激光扫描(TLS)技术的智能尺寸检测突破现有数据处理算法的精度与效率瓶颈,建立了基于建筑信息模型(BIM)-TLS的桥梁钢预制件尺寸智检框架,包含构件几何尺寸检测与数字预拼装2个环节;二次开发了BIM点云化处理技术,构建了参照点云模型,采用直通滤波、统计去噪(SOR)滤波、体素化网格(VG)处理等算法预处理点云数据,实现了基于k近邻(kNN)算法的尺寸检测指标评价;通过3D-Harris特征点检测、正态分布变换(NDT)粗配准与迭代最近点(ICP)精配准提出了基于Harris特征与NDT-ICP算法的快速配准尺寸智检策略,并结合工程需求应用于某大跨拱梁组合结构钢箱拱预制件尺寸智检中。研究结果表明:采用提出的智检方法对2个相邻节段钢箱拱进行尺寸检测的最大偏差分别为1.689和1.571 mm,均满足制造偏差(小于2 mm)要求;与传统NDT-ICP算法相比,该方法将点云整体配准精度提高了35.3%,效率提高了61.88%,可见该方法表现高效且结果准确,促进了钢预制件几何尺寸检测智能化;基于该方法的拱肋数字预拼装监测点最大检测拼装偏差为1.953 3 mm,符合拼装偏差(小于2 mm)要求,实现了精准偏差检测,为后续桥位顺利架设提供了良好保障,且为相似结构的尺寸检测提供了参考。