铁路轨道除沙车除沙装置的离散元仿真分析与试验

为研究除沙车作业时的性能参数,以自主研发的铁路轨道除沙车为研究对象,运用EDEM进行除沙性能虚拟试验;建立了除沙车机械—沙土离散元接触模型,分析了沙粒在除沙车内集沙、排沙、抛沙的动态过程和数值规律。研究表明,仿真分析和试验结果较为吻合,额定工况最大除沙质量110kg/s,集沙铲和沙扇最大工作阻力分别为6500N和1650N,最大转矩分别为1100N·m、200N·m,抛沙扇转速在250r/min时满足最近抛沙距离设计指标。研究结果对除沙车性能参数的选取和结构优化设计有重要指导意义。     

基于响应面法的除沙料斗优化研究

料斗作为除沙车最重要一部分，影响着清理积沙的效率。为了增大料斗式除沙车的除沙量及降低最大除沙阻力，对料斗的工作参数进行响应面优化。首先，采用Box-Benhnken设计方法对料斗转速、料斗张角及除沙深度等主要因素进行三因素三水平试验设计；然后，创建关于响应目标的回归模型并进行方差分析；最后，分析各因素交互作用对响应目标的影响，通过响应面法对料斗工作参数加以优化。结果表明，对响应目标影响程度从大到小依次为除沙深度、斗张角与转速；当料斗转速为25 r/min,料斗张角为125°,除沙深度为105 mm时，除沙量达到最优值43.375 7 kg,最大除沙阻力达到最优值335.135 N。该研究可对料斗式除沙车相关设计提供参考。     

轨道除沙车集沙铲功耗分析与形状优化

基于离散元法,利用EDEM软件中的Hertz-Mindlin接触模型,研究沙子物理特性和集沙铲几何特点,建立基于EDEM软件单叶集沙仿真模型。分析了集沙铲转速为90 r/min,100r/min,120 r/min时,沙堆沙粒能量的数值规律,计算出在额定工况下3种转速下所需功率分别4.24 kW,5.29 kW,7.46 kW。同时对定转速120 r/min下集沙铲叶片形状进行优化,通过仿真得到平板集沙铲以及集沙铲末端弧度半径分别为700 mm,500 mm,300 mm时的受力情况,分析后得到集沙铲末端弧度半径为500 mm时受力峰值最小,作用过程中受力较为均匀,所受冲量较小。     

铁路除沙车推沙阻力及推沙曲面优化研究

为了减小铁路除沙车推沙装置在推沙过程中的工作阻力和提高推沙效率,基于仿生学原理,选取了3种动物(棕熊、田鼠、家鼠)作为仿生对象。把仿生对象的爪趾内轮廓线作为推沙板触沙曲面的准线原型,通过进一步分析拟合后的仿生准线二阶导数和曲率,根据这些数据,建立了仿生推沙板在内的6种不同的推沙板。通过离散元仿真模拟,对比了6种推沙板在推沙过程中受到的阻力情况。研究表明,在相同条件下,推沙板受到的水平阻力与受到的总阻力很接近,因此水平阻力是影响推沙板工作效率的主要因素;仿生推沙板所受阻力相对于平面板和圆弧板都低,其中田鼠型仿生推沙板所受阻力最低。不同准线形式的仿生推沙板研究对减少推沙阻力有着重要指导意义。     

仿生条纹结构表面推沙板构建及磨损性能研究

为了降低轨道除沙车推沙装置在推沙过程中的磨损量,运用仿生学,以穿山甲体表鳞片的纹路为设计基础,建立仿生条纹几何结构推沙板。利用离散元素法分析仿生推沙板与沙粒的相互作用,从定性和定量2个方面分析推沙板的磨损情况。研究表明,相同条件下推沙角度越小,仿生推沙板的耐磨机理越明显,耐磨性能越优于普通推沙板。分析推沙板的表面磨损因素发现条纹高度为4 mm和6 mm,条纹间距为24 mm时,耐磨性最优。在平面推沙板的基础上添加条纹结构对提高轨道除沙车推沙装置的耐磨性有一定的指导意义。     

气力推进艇运行中水流场状态及阻力模拟分析

基于湍流模型,利用将精确的大涡模拟(LES)与格子玻尔兹曼方法(LBM)结合的XFlow软件,分析了气力推进艇艇身周围的瞬态流场、阻力特性,并将模拟结果与实际测试进行比对。结果表明:最大水流速度和最大涡度出现于艇体稳定运行后的尾流区域,且艇体前端的水流速度相对较小,流体流动具有连续性。推进艇在不同螺旋桨推力下达到稳定运行状态的速度不同,当螺旋桨推力为600 N时,气力推进艇在稳定运行状态时的速度约为7. 27 m/s;当螺旋桨推力为300 N时,气力推进艇在稳定运行状态时的速度约为5. 16 m/s,运行阻力随速度增加而变大。     

定长米粉切割装置

针对米粉在加工过程中出现切割面不平整、切削效率低、工作强度大等问题设计了一种定长米粉切割装置。该 装置动力元件选择交流电机,传动元件选用具有吸振与缓振功能的V型带轮传动,执行元件设计为一种四齿间歇性运动 圆盘结构,辅助元件为长方形机架与米粉进给装置,并对整机结构进行三维机构运动学仿真,结果表明所设计的定长米 粉切割装置机构设计合理,工作过程平稳可靠。     

高压水射流切割装置和切割试验研究

高压水射流切割是一项正在发展中的新技术,由于它具有许多其它切割技术所不能比拟的优点,因此日益受到人们的注意和重视。本文介绍了高压水射流切割的装置和对非金属板材切割试验的情况,得到了射流压力、喷嘴口径、靶距、进给速度与切割深度之间的关系,探讨了高分子聚合物对射流性能的影响。此外,还介绍了对板材进行复杂形状的切割等。     

4GS/s6位低功耗内插模数转换器设计

提出一种基于0.18μm CMOS工艺的6位最大采样速率为4GS/s的低功耗内插模数转换器的设计方法：模数转换器采用电阻内插与有源内插级联的两级内插方式,使内插因子达到4。这种内插方式减少了内插放大器和内插电阻的数量,降低了电路的功耗。同时为了提高模数转换器的采样速率,在系统结构上使比较电路与解码电路都采用流水线差分低摆幅的工作方式;且在电路技术上在比较器中使用电感技术,提高了比较器的转换速度而并没有增加功耗。仿真结果表明,此模数转换器积分非线性和微分非线性分别小于0.243LSB和0.124LSB,在100MHz的正弦输入信号下,有效比特数达5.02bits,功耗小于220mW。     

离心泵叶轮半圆形切割方法

针对现有的传统叶轮切割方法的不足,提出了一种叶轮特殊切割方法——半圆形叶轮切割方法,利用CFD数值 模拟的方法,对多工况不同尺寸半圆形切割方案下的泵模型开展相关研究。结果表明,这种半圆形的叶轮特殊切割方法 可以改善泵外特性曲线,消除驼峰,还可以显著地提升泵的扬程性能指标;半圆形切割方案的最佳切割直径d为叶轮出 口宽度h,的0.4倍;此外,通过对流场流动特性的分析得出,半圆形叶轮切割方法之所以有显著效果,是因为切割后叶轮 出口及蜗壳处的压力梯度和速度梯度较低,速度和压力分布要比模型泵内的分布更均匀,使得泵内混合冲击损失变小。     

基于平稳性的旅游轨道线路平面参数研究

从Sperling模型对铁路线路运行平稳性评价方法的设计理念出发,以陕西省旅游轨道线路设计要求为对象,考虑在陕西省范围内建设旅游轨道线路时,平面参数设计对列车平稳性的影响,通过建立平面曲线半径、运行速度和振动频率3个变量与列车运行平稳性之间的函数关系,分析计算了在线路设计速度80 km/h和100 km/h条件下旅游轨道交通平面设计参数的平稳性指标值,提出了符合运行平稳性标准要求的曲线半径推荐值,为陕西省旅游轨道平面线路设计规范提供依据。     

除雪车集雪螺旋切雪过程有限元模拟研究

为探究除雪车作业时集雪螺旋与雪之间相互作用的规律,预测不同结构参数对集雪螺旋作业效果的影响,优化集雪螺旋的结构设计,改善除雪车的性能,以自主研制的铁路轨道除雪车为研究对象,建立了螺旋—积雪相互作用的三维动态有限元模型。该模型使用任意拉格朗日-欧拉网格自适应划分法,解决了积雪局部变形过大导致单元畸变而使分析中断的问题。通过有限元仿真,得到了螺旋—积雪模型相互作用过程的应力时域曲线和受力时域曲线,并以此分析了螺旋—积雪相互作用的规律。设置了3组不同螺距的切雪模型,以分析螺距改变对螺旋—积雪相互作用规律的影响。研究表明,适当减小螺距有利于螺旋工作状态的平稳,降低对自身结构和动力系统的冲击,增强积雪轴向输送能力,也会略微降低螺旋对冰雪的切削能力。     

复杂Miter接头焊接坡口切割建模与仿真

针对现有文献对Miter管研究的不足,建立了复杂Miter管焊接装配面的数学模型,提出了切割加工时速度优化 公式。应用空间解析几何推导了几种常见类型的复杂Miter接头相贯线和实际切割角数学模型;分析切割过程中实际切 割角对相贯线轨迹成型的影响,并联系切割速度,提出了基于实际切割角的切割速度优化公式。切割速度优化公式能有 效避免管件切割时发生未切透、棱角熔化和坡口变形等现象。所建立的数学模型和推导的切割速度优化公式对Miter管 的数学建模和切割过程中速度控制有一定的参考。     

SAR ADC中一种比较器失调和噪声容忍的模型

提出了一种针对逐次逼近型(SAR)模数转换器(ADC)中比较器失调和噪声容忍的低功耗模型。该模型在前n-m-1个比较周期引入一个快速低功耗的"差"比较器,从而减少高性能大功耗的"好"比较器的工作周期,并且通过第m+2周期的冗余电容和正常比较器的输出修正低功耗比较器的误差,从而实现单个"好"比较器工作时的性能。模型的容忍能力达到±2m LSB(最小权重位)。基于该模型,在0.13μm CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺下设计并仿真了一个10位100 MS/s SAR ADC。版图提取参数后仿真得到SAR ADC在1.2 V电源下能够达到9.27位有效位数(ENOB),以及2.01 mW的功耗和33 fJ/conv的品质因数(FoM)。     

长江中游牯牛沙水道航道整治一期工程效果分析

牯牛沙水道为长江中游近期出现的重点碍航浅水道,整治好该水道对长江中游航道的畅通具有重要意义。交通运输部于2010年2月批复同意实施该水道航道整治一期工程。简介牯牛沙水道演变特点、主要影响因素、碍航特性与整治方案,详细分析牯牛沙水道整治前后过渡段变化情况、牯牛沙边滩淤积情况以及航道改善情况,重点分析一期工程整治效果,预测演变趋势,提出后续工程建议。一期工程实施后,工程效果良好,总体河势更趋稳定,牯牛沙边滩淤高展宽,利于枯水期水流集中,过渡段浅埂得到较为有效冲刷,淤积减少,碍航程度减轻,浅区航道条件改善,为后续工程的实施创造了有利条件。分析认为:一期工程效果将会随着建筑物功能的继续发挥进一步显现,达到预期目标。     

75kg/m钢轨接头预留轨缝与接头热应力场分析

近期某干线铁路区间钢轨接头联结零件出现大量损坏的情况,为进一步探究故障原因,以线路普通接头为研究对象,以十余年轨温数据为基础,计算铺轨作业时预留轨缝、钢轨伸缩量,并且分析其在日常环境下的温度场分布及温度效应。依据轨道真实结构建立75 kg/m钢轨接头联结零件有限元温度场模型,分析不同工况下温度云图,并总结其分布规律。研究发现:该地区15 a内,各月预留轨缝平均值相差不大;对于普通钢轨接头,在螺栓中部、钢轨扣压部分、鱼尾板螺栓孔位置产生应力集中;受螺栓预紧力影响,钢轨接头应力集中点最大点在螺栓中部,且受预紧力影响较大;接头联结螺栓预紧力对钢轨温度应力影响比扣件更为明显;这些研究成果为今后养护维修工作提供理论支持。     

新型分段多分搜索算法高速A/D转换方案

针对比较器、子DAC和残差放大器单元对高速ADC面积与功耗的制约,从基准区间搜索过程入手,提出了分段多分搜索算法和基于该算法的新型模数A/D转换方案,从而实现了速度与功耗的优化。并采用SMIC0.35μmCMOS工艺模型实验设计了芯片面积仅为1.0mm×0.8mm的8位250MSPsADC。模拟验证表明,其功耗仅85mW,无杂散动态范围达64.92dB,INL和DNL均小于±0.5LSB。     

个体社会资本与职业收入因果效应的实证分析——基于CGSS2008数据

以某重载铁路上跨引黄隧洞项目为研究对象，建立了重载货车 轨道模型和隧道 围岩 引黄隧洞有限元模型，提取了精确的横、竖向轮轨力，并提出了简化的加载方式；分析了有无道床橡胶减振垫情况下的隧道结构与引黄隧洞的动力响应。分析结果表明：在平底板底部和侧边施加橡胶垫层后，结构位移变化不大，铁路隧道的加速度衰减量最大为49.17%，发生在隧道拱顶位置，最大衰减量为6.8 dB；引黄隧洞交叉断面的最大衰减量为28.79%，发生在边墙位置,衰减最大为5 dB。该研究为类似隧道设计提供理论参考。     

钢 混凝土简支组合箱梁桥在车辆荷载作用下的动力响应及冲击系数研究

由于钢 混凝土组合箱梁桥比同跨度的混凝土梁桥要轻,因此在车辆荷载作用下,车桥动力相互作用更加明显。为了更精确地分析其动力响应及冲击系数,采用ANSYS软件建立了钢 混凝土简支组合箱梁桥的车桥有限元模型,分析了不同车辆荷载作用下简支组合箱梁桥的动力特性;根据简支梁跨中的最大动位移与最大静位移之比,计算了不同结构参数下钢 混凝土简支组合箱梁桥的冲击系数。结果表明：在常见速度范围内,车辆过桥速度对冲击系数的影响总体呈上升趋势;对于同等跨度桥梁,双轮荷载激起的桥梁最大跨中挠度和冲击系数均比单轮荷载作用时小,但前者引起的跨中最大加速度远大于后者,且这种现象随荷载过桥速度的增大而明显。说明对于质量相对较轻的公路钢 混凝土组合箱梁桥,在冲击系数的确定中应考虑较高速度下不同车辆模型的影响。     

金融科技法律规制的创新——监管沙盒的发展趋势及本土化思考

金融科技的大发展对金融监管提出了新的挑战,监管沙盒即是迎接这种挑战的产物。监管沙盒是一种在真实但受限的环境下对金融创新进行测试,并以此判定是否可以大规模适用的制度,能够在防范各类风险的前提下最大限度地促进金融创新。目前,监管沙盒的发展趋势能够为缓和法律滞后性与创新超前性的矛盾、协调监管部门与创新主体的关系和变革金融消费者的保护范式提供有益参考。我国包容性监管理念的运用、协调性监管框架的出现和试点性法律法规的实践,为监管沙盒的本土化提供了理念的适应性、体制的兼容性及规则的合法性基础。