北京交通大学学报

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雷俊卿;宋力勋

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 1-5.

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以遭到严重震害的汶川百花大桥为研究对象,从抗震设计的角度出发,用反应谱法和时程法进行了第一级设防水准(E1)地震作用下的弹性分析,用非线性时程法进行了第二级设防水准(E2)地震作用下的弹塑性分析,并综合分析了该桥的震害原因和抗震性能,为同类桥梁的设计提供参考和借鉴.分析结果表明:双柱式柔性墩的采用导致该桥整体刚度较小；桥墩纵筋和箍筋的配置不足导致了E1地震下的承载力不足,而E2地震下的塑性变形是满足要求的；固定墩处支座设置和系梁布置的不合理导致了固定墩左墩柱受到严重破坏；第五和第六联之间刚度差别较大而牛腿

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大跨度混合梁斜拉桥参数敏感性分析

李忠三;雷俊卿;颜东煌

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 6-1.

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为了提高大跨度混合梁斜拉桥的施工控制精度,通过计算比较梁重、斜拉索张拉力、斜拉索的刚度等设计参数在成桥时对主梁挠度、主梁应力和索力的影响程度,分析了各设计参数的敏感性.计算结果表明,大跨度混合梁斜拉桥主要设计参数有梁重和拉索张拉力,而索的刚度对成桥状态影响不大.通过修正主要设计参数,同时忽略次要设计参数的影响,对荆岳长江公路大桥进行施工控制.成桥测试结果表明,拉索索力与成桥线形状况良好,均在误差控制允许的范围内,其中索力误差小于5;,主梁标高偏差小于65 mm.

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岩溶发育地区隧道勘察设计经验与施工对策

宋瑞刚;林国涛

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 12-18.

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岩溶发育及分布的未知性与地形地貌的不规则性造成岩溶隧道围岩条件十分复杂,岩溶隧道的设计理论与施工技术一直是隧道工程界的研究热点和难点.结合隧道工程的特点,阐述岩溶发育区基岩类型,总结溶沟、落水洞、岩溶洼地、盲谷等典型岩溶地貌的基本特征及对隧道工程安全性的影响,概括隧道工程中常见的岩溶区地下水系统,形成岩溶隧道勘察设计原则,指出初步设计勘察阶段、详勘阶段与施工图设计阶段的设计要点和注意事项,并依托贵州省内多座典型岩溶隧道,结合设计、咨询及施工配合中发现的问题,从勘察设计角度进行总结,以期为岩溶地区的隧道设计

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铁路大断面黄土隧道初期支护作用效果

扈世民;张顶立;王梦恕

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 19-23.

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以兰渝铁路胡麻岭隧道为工程背景,通过三维数值模拟结合典型断面现场监测,对铁路大断面黄土隧道初期支护的受力与变形特性进行综合研究,通过数值模拟得到黄土隧道在开挖扰动后初期支护的受力状态,将数值模拟结果和现场监控量测数据进行对比,获得典型断面围岩与锚杆轴力的变化规律,并对初期支护作用效果进行评价,找出施工过程中的薄弱环节,提出相应的优化措施.结果表明,数值计算与现场实测结果基本吻合,黄土地区隧道施工应坚持“及时支护、及早封闭”原则,确保开挖后围岩变形的稳定.

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北京地铁浅埋暗挖区间隧道塌陷机理

李淑;张顶立;李志佳

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 24-29.

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结合北京典型地质条件和区间隧道的断面形式,将城市浅埋暗挖隧道分为超浅埋隧道和浅埋隧道两种,对于超浅埋隧道,隧道的破坏形式主要是整体下沉和塌陷,隧道的破裂角接近80°；对于浅埋隧道,破坏形式以滑裂破坏为主,规范给出的滑裂角为45°+ φ/2,但通过对北京地铁事故的调查研究发现,隧道滑裂角大于45°+φ/2,因此应用土力学原理和Mohr-Coulomb破坏准则推导出新的地层滑裂角.结果表明,浅埋隧道的破裂角与隧道的覆跨比、矢跨比有关,且比45°+φ/2大10°～15°.运用FLAC3D软件计算分析隧道破坏时塑

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海底隧道施工过程中初期支护受力特征试验研究

李健;谭忠盛;王秀英;杜朝伟

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 30-35.

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以厦门翔安海底隧道为依托工程,采用相似模型试验方式,研究在海水渗流场和围岩应力场共同作用下,隧道施工过程和变水头过程中,衬砌背后水压力的分布规律及受力特征.研究结果表明,隧道施工期间,在水土压共同作用下,隧道开挖对前方土体的影响范围约为2倍洞径,隧道开挖过后约1倍洞径,初期支护背后水压及应力趋于稳定；在变水头过程中,控制水的排放量对调整初期支护背后水压,保证隧道结构的安全起至关重要作用.试验所得结论与现场情况基本一致.

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暗挖海底隧道地震动水压力响应分析

陈向红;张鸿儒

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 36-40.

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考虑黏弹性人工边界与流固耦合作用,建立了衬砌结构-土-海水相互作用的力学模型,基于Newmark算法,利用ANSYS有限元软件分析了在不同地震激励和埋深条件下动水压力的影响机理与隧道衬砌的振动响应规律.计算结果表明:在含有竖向分量的地震激励下,动水压力对浅埋海底隧道的内力影响较大,分析时不容忽视；当隧道埋深超过一定值后,结构地震反应变化微小可忽略.同时,针对圆形海底隧道进行的有限元计算结果可为海底隧道的工程抗震设计提供参考.

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大断面黄土隧道初期支护合理施作时机

周烨;李鹏飞;张翾

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 41-47.

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支护结构的合理设计是大断面黄土隧道设计的关键环节,结合在建铁路黄土隧道,采用数值模拟,分析大断面黄土隧道在不同初期支护时机情况下,支护结构、围岩受力状态和力学行为的变化情况.以控制围岩变形为核心,对大断面黄土隧道施工中,初支施作时机的选择给出了合理的建议.通过现场监测手段,得到了黄土隧道初期支护受力规律:黄土具有明显的流变特性,支护结构的受力很大一部分来自围岩流变产生的附加荷载；支护结构受力在空间分布上并不均匀对称,这些在设计中都应加以考虑.

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竖井井壁漂浮下沉过程的力学行为

程荷兰;王梦恕;聂庆科;梁金国

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 48-51.

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对竖井井壁在漂浮下沉过程中的受力与变形进行了研究.根据钻井法施工工艺,分析了井壁在漂浮下沉过程中的外载,给出了注入配重水的控制方程,并利用叠加法,首次得到漂浮下沉过程中井壁任意一点的应力-应变解析表达式.计算结果表明,竖井井壁的环向应变和竖向应变有明显的“双折线”现象,与实测结果一致,证明本文计算理论的合理性,为井壁结构设计提供理论参考依据.

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基于动量BP算法的过渡段路基沉降预测

魏静;蒲兴波;钱耀峰;李军昌

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 52-55.

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利用动量BP算法改进了BP神经网络的收敛性,建立了过渡段路基沉降预测模型.该模型可克服传统BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优等的缺点.结合津秦客运专线路桥过渡段路基沉降实测数据,将该优化模型与传统BP神经网络预测模型进行了对比.计算表明,利用动量BP算法改进的神经网络具有较高的预测精度,同时考虑了多个影响因素,因而具有广阔的应用前景.

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边坡变形时序分析的进化-自适应神经模糊推理模型

刘开云;魏博;刘保国

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 56-62.

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变形监测与预报是保证边坡工程施工安全与工程质量的重要措施,但由于位移时间序列的强非线性,边坡变形预报成为非常困难的问题.自适应模糊神经推理系统(ANFIS)有优越的学习和泛化性能,而遗传算法(GA)是优秀的全局优化工具.采用遗传算法优化ANFIS参数,并编制了相应的计算程序.结合三峡工程永久船闸施工变形监测和新滩滑坡变形监测,建立了边坡变形时序分析的GA-ANFIS智能模型.为了对比该模型的预测精度,采用GA优化支持向量回归(SVR)和BP神经网络的模型参数,编制了GA-SVR及GA-BP程序,对相同的算

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建筑结构非定常绕流风场的数值模拟方法

李启;杨庆山

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 63-67.

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给出了一种适用于计算建筑结构非定常绕流风场的大涡数值模拟算法.该算法基于有限差分法,采用曲线坐标结构网格,能精确描述形状复杂的物面边界,为下一步准确模拟含有因结构受风变形所致运动边界的绕流场奠定了基础.该算法采用投影法解耦纳维-斯托克斯方程中的压力和速度,对非定常流场的时间步进采用二阶Adams-Bash forth方法.采用同位网格以减少计算所需内存,为了平抑同位网格下中心差分格式导致的固有压力波动现象,计算对流速度时采用Rhie-Chow 动量插值方法,利用编制的曲线坐标系下大涡模拟数值计算程序,对德

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错列式钢桁架结构受填充墙影响的抗震研究

郭庆生;杨庆山

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 68-72.

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错列式钢桁架结构比其他结构形式可节省约40;的用钢量,结构杆件的截面比较小,填充墙刚度对结构及杆件受力性能的影响较为重要.采用有限元分析软件ETABS,建立三维空间模型模拟结构的实际受力状态,通过对错列式钢桁架结构在地震力组合荷载作用下是否计取填充墙刚度的对比分析,给出了有关技术参数及钢结构设计的建议.对于错列式钢桁架结构,应据填充墙刚度、位置及与主结构的连接方式等建立空间三维模型进行计算,分析表明,填充墙在没有因偶遇地震荷载破坏之前,具有一定的刚度,它对于结构的自振周期及杆件内力的分布有较大影响.

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跨座式单轨交通应急梁超高设置及限速研究

郭峰;朱尔玉;仲建华

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 73-76.

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针对跨座式单轨交通应急轨道梁走行面的超高调整方式进行研究.在确定应急轨道梁超高调整方式之前,首先对跨座式单轨交通原PC轨道梁走行面超高的设置规律进行分析和总结,然后根据原PC轨道梁走行面超高的设置规律确定应急轨道梁超高的调整范围和设置方式.最后从超高时变率对行车舒适性的影响出发,探讨了应急轨道梁走行面超高调整方式对行车舒适性的影响,并对应急轨道梁的行车控制速度做出了推荐.

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密肋复合板结构与装配式大板结构的体系比较

苏力;贾英杰

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 77-81.

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密肋复合板结构是一种以密肋复合墙板为主要构件,集承重、节能、保温、维护为一体的新型装配整体式结构体系,拥有独特的结构构造、良好的耗能及保温隔热性能.通过与传统大板结构在地震作用下破坏机理与抗震设防措施的对比,分析其在结构安全性、适用高度等方面与传统大板结构的不同.证明了密肋复合板结构体系有着优秀的结构性能及先进的设计理念,符合我国新时期对住宅结构发展的要求.

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铁路垃圾衍生燃料燃烧特性分析

任福民;燕艳;宋贺强;陶若虹;蚁哲翰

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 82-86.

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大量增加的铁路固体垃圾已成为日益严重的环境问题,将铁路固体垃圾中的可燃组分经过筛选、干燥、加压成型等工艺制成高热值的复合垃圾衍生燃料(C-RDF),在解决环境问题的同时也解决能源问题.本论文主要是对铁路固体垃圾制备成的C-RDF,在高温管式炉内进行燃烧特性研究.实验结果表明:①垃圾比例增加,燃烧过程中CO和NOx浓度增大；SO2浓度降低.②氧的扩散是控制反应的关键环节,氧浓度较大时,有利于降低污染物排放浓度.③采用无烟煤制备C-RDF时,应控制煤掺量,防止形成结焦.

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察尔汗地区复合地基加固盐渍土效果试验

张彧;刘建坤;房建宏;徐安花

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 87-91.

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采用动力触探试验和平板荷载试验,就砾石桩、强夯、强夯置换和冲击碾压4种方法对盐湖区察格高速公路盐渍土地基的加固效果,从桩体密实度、复合地基承载力、变形模量、桩土应力比等方面进行了分析.结果表明:①强夯置换墩的密实度低于砾石桩；②强夯置换加固效果最好,冲击碾压法效果最差,承载力两者相差166.9;；③夯击能是后3种加固工艺中决定加固效果的重要指标,其大小直接关系着加固后的承载力和变形模量的数值；④砾石桩桩土应力比约为3.36,强夯置换复合地基墩土应力比为2.05,砾石桩和强夯置换均可有效降低盐渍土天然地基的

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基于有限单元法的钢-混凝土组合空腹板的优化设计

林振杨;张勇

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 92-97.

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为了研究钢-混凝土组合空腹板最优截面几何尺寸,建立了四边简支条件下结构的有限元分析模型、优化参数模型和优化数学模型,通过对已建工程的优化设计分析,在给定条件下使造价减少24.7;,表明该方法优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土组合空腹板截面优化设计工程.通过对不同跨度的组合空腹板进行优化设计,获得在给定条件下的最优截面尺寸和最优网格尺寸,并探讨了长跨比的影响,给出组合空腹板优化设计的几何尺寸建议.

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挡风墙对直接空冷风机群流体动力学特性的影响

陈梅倩;王玉叶;贾鹏程;刘翔;杨飞;王海生

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 98-10.

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通过数值模拟法对直接空冷凝汽器风机群流体动力学特性进行研究,分析不同风速情况下,挡风墙形状对空冷风机群流体动力学特性的影响.研究结果表明:挡风墙全凹时不仅有利于周边风机吸风,并能削弱热风回流,挡风墙下凹更有利于周边风机吸风.研究结果为实现空冷风机分区调节和电厂节能提供一定基础数据.

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薄壁叶片加工误差分析与预测

蔡永林;林立;黄泽华

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 104-107.

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薄壁叶片在数控加工中容易变形,影响加工精度,提出了采用柔性变形迭代方法计算叶片铣削过程中的变形量.首先利用正交切削仿真试验确定球头铣刀的铣削力模型,并给出叶片数控加工刀触点计算方法,再将切削力加载到叶片的有限元网格节点上,采用柔性变形迭代方法计算出薄壁叶片的变形量.结果表明,所提出的方法能有效地预测薄壁零件的变形,为叶片加工误差补偿提供了依据.

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铝冷轧加工表面的微裂纹分析

张朝辉;刘思思;孙跃涛

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 108-111.

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微乳液润滑的铝冷轧过程中常会在铝合金表面出现与轧制方向垂直的规则微裂纹.规则裂纹的产生是由于新生金属表层氧化膜与体相金属具有不同的拉伸性能.考虑氧化膜拉伸强度极限与其厚度、体相材料的屈服极限及边界润滑的摩擦系数等因素,建立了理论模型,预测微裂纹分布间隔.通过对两种不同轧机冷轧加工后的铝合金表面分析,验证了分析模型的正确性,研究结果将对铝冷轧特性的分析起到促进作用.

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不同线路条件及运行速度下高速列车振动性能分析

史红梅;余祖俊;周佳亮

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 112-116.

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高速列车的振动特性直接影响旅客乘坐的舒适性和列车运行的安全性.为了分析不同线路条件和运行速度对高速列车振动特性的影响,建立了车辆-轨道耦合系统模型,并以德国高速轨道谱和我国干线轨道谱产生的轨道随机不平顺作为耦合系统的激励,通过Newrnark数值积分和Matlab仿真,计算了高速车辆在高速线路和提速干线条件下车体、构架、轮对等车辆各部件和轨道部件的振动响应.研究结果表明,随着列车运行速度的提高,高速车辆各部件振动响应均显著增大；线路条件对高速列车轮对及轨道系统振动的影响较对车体系统振动的影响明显.

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基于模糊支持向量机的变压器故障诊断

肖燕彩;张清

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 117-121.

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针对支持向量机对训练样本内的噪声和孤立点比较敏感,影响了支持向量机分类性能的弱点,利用模糊支持向量机的学习方法,构建了变压器故障诊断模型.采取一种基于二叉树的多分类方法,使用模糊C均值聚类算法求取模糊支持向量机的模糊隶属度,采用径向基核函数,并利用遗传算法对模糊支持向量机的参数进行寻优.实验结果表明,基于二叉数的模糊支持向量机模型相比BP神经网络、支持向量机有更高的诊断准确率,基于二叉树模糊支持向量机的变压器故障诊断方法是可行的.

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脉冲涡流参数对金属测厚影响的仿真分析

吴鑫;谢基龙;石坤;何得峰

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 122-126.

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脉冲涡流(PEC)检测技术是近年发展起来的新型无损检测技术,可以进行金属板材或金属设备的厚度测量,具有频谱宽、信号穿透能力强及精确度高等优点.文中建立了脉冲涡流测厚系统的有限元分析模型,仿真分析脉冲涡流探头参数对金属测厚的影响,包括激励和检测线圈的高度、厚度、内径、匝数等,从而为脉冲涡流检测设备的国产化研究和提高精度提供理论依据.

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微动对车轴钢疲劳性能的影响

杨广雪;李强;谢基龙;李秋泽

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 127-131.

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针对铁道轮轴间微动损伤的特点,设计了能够模拟过盈连接在旋转弯曲载荷下微动损伤问题的试样轴和试样套管.在实物车轴的特定位置切割试样,加工制作了常规疲劳试样和微动疲劳试样,并采用温差法组装微动疲劳试样的轴和套管,然后借助四点旋转弯曲疲劳试验机,通过单点法试验得出了该车轴钢的常规疲劳寿命(S-N)曲线和微动疲劳寿命曲线.结果表明,微动显著降低了车轴钢的疲劳极限,并且微动疲劳试样均在轴套配合的边缘断裂.

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转K7型转向架副构架疲劳强度分析

赵方伟;王璞;李亨利;谢基龙

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 132-134.

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在ANSYS11.0有限元软件中建立转K7转向架副构架三维模型,结合其受力特点分析计算副构架的应力分布情况,依据线路实测的转K7转向架副构架交叉拉杆载荷谱及B+级铸钢在不同铸造缺陷系数下的S-N曲线,采用有限寿命设计理论,预测了副构架的疲劳寿命,结果表明,副构架具有较高的疲劳寿命储备,能满足运用要求.

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磁性液体阻尼减振器的实验研究

王庆雷;李德才

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 135-139.

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针对航天器中一些部件具有频率低、位移小、加速度小的振动特征,设计了专门的实验台,研究了一种结构简单的磁性液体阻尼减振器.在减振过程中,该磁性液体阻尼减振器的能量主要通过摩擦和永磁铁吸附磁性液体的弹性变形来耗散.根据能量耗散机理,通过实验研究分析了磁性液体的种类、体积及永磁铁的形状等因素对磁性液体阻尼减振器减振效果的影响.研究结果表明,在煤油基磁性液体中,柱状磁铁的减振时间随着磁性液体体积的增加而减少；环状磁铁的减振时间随磁性液体体积的增加而减少；在机油基磁性液体中,柱状磁铁的减振时间随着磁性液体体积的增加

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火电厂过热汽温串级PID的快速稳定优化

陈晨;李平康;段文伟;付俊杰

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 140-144.

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针对火电机组大迟延的特点,提出了一种基于鲁棒约束的串级PID(比例-积分-微分)控制器稳定域优化方法.该方法首先根据时延系统的模型得到串级PID控制器参数的稳定域,然后利用鲁棒灵敏度函数的最大值获得最优的控制器参数.通过对火电机组过热汽温串级控制系统的仿真研究,表明该方法可以快速地确定串级控制器的最优参数,为火电机组热力系统的PID控制器参数优化提供了一种简单有效的方法.

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氧和水蒸气浓度及升温速率对生物质燃烧的影响

方向;贾力;谭泽涛;王忠民

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 145-149.

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采用热重实验法,实验研究了升温速率、氧浓度和水分浓度对生物质燃烧的影响.研究结果表明,升温速率过大时会发生热滞后现象,着火倾向发生在颗粒表面,对燃烧特征温度、失重速率和剩余质量百分数均有影响；当氧浓度较大时,氧向固体层的质量传递作用加强,使得挥发分与固体层同时发生燃烧,燃烧速率明显增大而燃烬温度降低；水分浓度影响了生物质的燃烧,湿空气燃烧不稳定的原因是水分的凝结与蒸发,湿空气燃烧会造成炉膛热负荷波动.

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基于设计要素的设计活动建模语言及支持环境

孔令军;查建中;李楠;徐文胜;于加晴

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 150-156.

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为了对不同的设计活动进行综合分析,需要一种可以对它们进行统一描述的建模语言.基于面向设计要素的设计活动建模思想,提出一种可以对不同的设计活动进行统一描述的建模语言DAML(Design Activities Modeling Language).给出了DAML的概念结构,定义了DAML的语法结构,设计并实现了DAML的支持环境DAMLER(DAML EnviRonment).通过对国家自然科学基金近20年来在机械设计学方面资助项目的调研,整理出204个设计活动,在DAMLER中对其进行建模及分析,得出有意

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基于单毛坯条带的矩形件最优两段排样方式

季君;陆一平;查建中

北京交通大学学报. 2012, 36(1): 157-160.

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对大规模矩形件排样问题提出一种精确、可生成一种新的满足剪冲下料工艺需求的排样方式:基于单毛坯条带的矩形件最优两段排样方式.采用动态规划算法生成最优单毛坯条带,通过一维背包算法确定条带在级中的排样方式和级在段中的最优排样方式,选择最优的两个段组成排样方式.对传统文献中的43道大规模基准测题进行计算,有38道测题达到最优,剩余5道测题的优化结果与最优化结果的比率达到99.9;,每题的平均计算时间仅用2.17s.结果表明,本文算法优于经典两段和著名的T型排样算法,在解决大规模矩形件排样具有高效性.

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2012年, 第36卷, 第1期　刊出日期：2012-02-15

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