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[硕士论文] 李坤坤
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:我国“十三五”规划中交通基础建设正处于稳步发展的阶段,铁路建设当然是重要的组成部分,沪昆高速铁路就是其中之一。铁路隧道底部变形是一个比较常见的灾害,其对列车运营造成较大的影响。对于这类问题需要进行深入的研究才能找出根本原因并加以解决。
  隧道底部结构隆起变形的机理分析需要考虑的因素比较多也非常复杂,膨胀性岩层就属于原因之一,当今对于这种问题的解决方法仍缺乏合理的力学分析基础,因此,对高速铁路隧道底部结构隆起变形的研究及相应的解决方法具有重要意义。
  本文首先对国内外因底部隆起而变形的铁路隧道案例进行调查分析,然后以沪昆高铁岗乌隧道为背景,通过试验及数值模拟的方法对膨胀性岩石进行分析,并与实际调查监测进行对比,进而得出相应的结论:
  (1)通过收集资料和论文查找,梳理了有关膨胀性岩石试验等发展历程并列举有关案例对遂道底部隆起的主要原因进行分析,主要有围岩性质、仰拱特征及其他外部因素。
  (2)收集有关沪昆高速铁路岗乌隧道的地质、水文资料,根据中铁二院有关岗乌隧道勘察报告初步得出病害的相关原因,通过钻孔取样整理出岗乌隧道底部岩层岩性及深度情况。
  (3)对取出岩样进行重塑样室内试验,包括自由膨胀率试验、有侧限无荷膨胀率试验、膨胀力试验及崩解试验,得出最大自由膨胀率为44.7%;有侧限的无荷膨胀率随试样含水率的增大逐渐减小,随着试样密度的增大逐渐增大;在两组含水率分别为5.31%、8.99%的试样试验中,膨胀力随试样密度的增大而增大,最大膨胀力为119.24kPa,而且试样含水率越大对应的膨胀力越小;在所做11个试样发生崩解的有5个且蒙脱石含量均超过9%,可见蒙脱石含量越大对岩石崩解的发生影响越大;对加工12个试样分别进行单轴压缩试验及劈裂试验,获取试样弹性模量、泊松比等力学参数。最后初步判断部分岩样具有弱膨胀性。
  (4)在室内试验数据的基础上,根据试验所得参数利用有限元软件ANSYS进行数值模拟,得出隧道底部竖向位移随着膨胀岩层厚度的增加而增大,随着膨胀岩层的埋置深度的增大而减小,随着仰拱益率半径的增大而增大,随着仰拱厚度的增大而减小。
[硕士论文] 傅帮成
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:车辆悬架系统在车辆的稳定性、舒适性和安全性方面起着至关重要的作用,悬架系统中的减振器是核心部件之一,它可以快速衰减由不平整的路面对车身造成的振动,提高汽车乘坐舒适性和操纵稳定性以及安全性。
  之前都是通过试验来检验减振器参数的设计是否满足要求,而现在主要是通过仿真软件对减振器特性进行仿真分析,通过仿真图可以及时发现设计中存在的问题并加以修正,这样不仅减少产品试验次数而且还降低了费用以及加快减振器设计和开发。但目前国内外大部分公司都是利用现成的仿真软件对减振器特性进行仿真分析,不仅参数众多而且参数大都需要通过试验获得,所获得的减振器特性仿真数据还不够准确。
  本文分析了减振器节流阻尼力形成的原因以及其阻尼特性。由于减振器节流阀片的厚度和其在油液作用力下的变形量将直接影响阻尼特性,因此对节流阀片的解析计算极其重要,本文主要是在均布油液压强下通过建立阀片弯曲变形微分方程,来分析其应力和变形,得出计算方法,并利用MATLAB软件得出应力、应变随阀片半径r变化的曲线图,最后利用ANSYS有限元分析软件进行仿真,验证计算方法的合理性,为节流阀片的优化设计奠定了重要的理论基础。依据流经节流阀的流量与节流压力之间的转换关系,建立了减振器复原行程、压缩行程中两次节流阀开阀速度点。在此基础上,再根据复原行程和压缩行程不同状态下的减振器内油液流程模型以及流体力学原理,更加深入的对减振器特性进行了研究分析,建立分段数学模型。根据减振器各项参数利用MATLAB软件,对减振器运动特性和内、外特性进行综合仿真研究分析,获得了解减振器特性的变化规律,为减振器的开发设计提供了理论根据。
[硕士论文] 程煜
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:汽车上的电子稳定控制系统(ESP)可以防止汽车在低附着路面行驶或在行驶过程中突然受到侧向力干扰时出现失稳的现象,保证汽车行驶的安全性。
  ESP系统对车轮独立的制动控制建立在对汽车状态的准确判断上,但现有的车载传感器因为技术或成本原因无法获得如纵向车速、侧向车速、质心侧偏角等关键参数,给汽车状态判断带来了困难。如何准确获取汽车行驶过程中的状态参数,再对汽车行驶状态进行正确判断是开发ESP系统的难点。
  本文针对ESP系统运行过程中需要的汽车纵向车速与侧向车速进行了估计,设计了相关的ESP控制算法,并进行了仿真验证。基于经典卡尔曼滤波算法建立了线性的汽车运动学模型,估算了汽车在多种制动工况下的纵向车速并与CarSim输出的实际纵向车速对比。基于无迹卡尔曼滤波,设计了不完全依赖于汽车动力学模型和轮胎模型的汽车纵向车速与侧向车速的估计算法,并估计了不同附着系数的双移线工况下的纵向车速与侧向车速。通过对CarSim软件输出的可测汽车行驶参数的分析,设计了针对ESP系统的不依赖于传统二自由度汽车模型的模糊控制器,对车轮的制动压力进行控制,并使用CarSim联合Matlab/Simulink进行了低附着系数路面车道保持性能的联合仿真。搭建了基于LabVIEW的汽车制动硬件在环仿真试验台,针对液压控制单元设计了硬件驱动电路,并对其进行了测试。
[硕士论文] 王建南
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:由于近年来环境污染和能源短缺的加剧,使得无污染和耗能少的电动汽车得到快速发展。电动汽车发展的关键在于电池及电池管理系统(Battery Management Systems,BMS),电池管理技术的成熟直接关系着电池安全合理的使用以及电动汽车性能的优劣。
  本文设计了电动汽车电池管理系统,采用一块主控板加多块单元板的分布式结构,并对主控板和单元板进行了硬件和软件设计。主控板负责管理电池组的整体工作,包括总电压和电流的采集、充放电控制、温度控制以及与电动汽车其它系统的信息交互。单元板负责管理每一节电池,包括采集单体电池的电压、电池箱温度以及电量均衡的实现。
  本文重点研究了电池组的荷电状态(SOC)和充电均衡策略,在前人已有成果的基础上提出一些改进措施。电池SOC是电动汽车的重要参数,为了能更加准确的估算电池SOC,采用二阶RC等效电路作为电池模型,反映电池内部工作状态,采用递推最小二乘法在线辨识模型参数。在此基础上,采用改进的扩展卡尔曼滤波算法进行电池SOC的估算,该算法以安时积分法为基础建立SOC的状态方程,以电动势法计算SOC的初值,采用扩展卡尔曼滤波算法进行递推计算,得到电池的荷电量,并通过MATLAB仿真验证算法的准确性。充电均衡管理能够有效控制电池充电过程中的不一致性,减小不一致性带来的危害。为了能够更加准确快速地完成均衡,提出了一种基于DC-DC电源的充电均衡策略,通过将电池组的电量转移到电压最低的电池来实现电量的均衡。
  本文最后对电池管理系统的部分功能进行实验验证,采用一块电池管理系统单元板和4节18650的磷酸铁锂电池进行单体电池电压采集精度、电池组总电压采集精度、温度采集精度以及电池组充电均衡的模拟实验。实验结果表明,采集电路和充电均衡策略都是可行的。
[硕士论文] 王小睿
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:纯电动乘用车作为新能源汽车的一种,针对于它的开发研究是近些年来汽车行业的热门项目,并取得了国家政策的支持。目前,纯电动乘用车的缺点主要表现为其续驶里程很难满足用户的需要,造成这一现象的原因是现有的电池技术很难生产出能量密度大且成本合理的蓄电池。如何提高纯电动乘用车续驶里程的方法,除了改进现有的电池技术外,还可以通过降低白车身重量的方法来达到。论文的工作内容是对某款纯电动乘用车白车身进行轻量化研究,其研究过程及结果如下:
  1.通过CATIA软件完成白车身三维模型的简化工作,后运用Hyperworks进行有限元模型的建立并进行白车身刚度、模态、强度的有限元分析。刚度分析结果表明,白车身弯曲、扭转刚度满足设计要求;模态分析结果表明,白车身结构的一阶振型频率不会因外界激振而引发共振;强度分析结果表明,白车身框架的整体强度满足设计要求。
  2.通过结构优化设计白车身的轻量化方案,减少了部分零件的料厚,优化部分零件的形状、尺寸,并再次进行有限元分析。结果表明,白车身轻量化方案的刚度、模态分析均满足设计要求,在强度分析结论中,白车身后地板及充电机支架两处结构的强度不满足标准。
  3.对于不满足强度要求的部位进行优化改进,再次进行强度分析。结果表明,改进后的白车身强度满足设计要求,减重方案可行。
  论文通过有限元分析的方法对某款纯电动乘用车的白车身进行了轻量化研究,使白车身质量由133kg降低至121kg,减少了12kg,对白车身轻量化的课题研究有一定的工程实用价值。
[硕士论文] 刘扬
大地测量学与测量工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国北斗卫星导航系统(BDS)在亚太地区的覆盖和第三代BDS的快速发展,BDS在全球定位系统中的影响越来越大,在我国民用行业的推广已经成熟。目前,卫星导航定位已进入多频多系统融合的时代,多系统定位有利于增加可观测卫星个数、提高定位精度,并且能更好的应对复杂环境,而如何对不同系统之间进行时空统一是融合的关键之一。智能交通系统(ITS)是当前解决交通拥堵、交通事故、环境污染、能源消耗等问题的有效方案之一,其中车载导航系统是ITS的重要组成部分,为ITS提供精确的位置和速度等信息。因此用BDS为车载导航系统定位、定速,将有利于BDS在交通领域的市场推广。针对上述问题,本文的主要研究内容和成果如下:
  1.阐述了BDS/GPS双系统融合定位基本理论。从时间系统和坐标系统两方面进行了对比,并对两者进行了时空统一;对其融合的基本非差观测模型、单差观测模型和双差观测模型进行公式推导,分析了在卫星定位过程中主要的误差来源和具体解决方法。
  2.实时动态定位关键技术研究。根据嵌入式实时操作系统的特点,选择μC/OS-Ⅱ作为开发板的操作系统,研究了该系统在实际中的应用方式,并对数据的传输进行分析,设计了数据传输方式。对于定位算法,本文提出了最小二乘法和卡尔曼滤波法,主要分析其原理,并对公式进行推导,通过实测数据验证了算法的可靠性。
  3.车载导航系统中硬件部分研究。对GNSS模块和GPRS模块的结构、功能及特点进行研究,设计了符合车载导航定位硬件配置。针对实时传入数据的结构特点和协议,分别设计了解码流程,最后以BDS观测值为例进行解码。
  4.BDS/GPS伪距差分软件(RTD)研发和开发板平台测试。在充分理解和掌握软、硬件设计的需求和目的后,开发了一套集实时接收卫星数据、解码、定位和存储的软件,并通过车载实验进行数据采集。根据实验结果得出,静态实验的水平方向中误差为0.80m,动态水平方向中误差为0.93m,证明该开发板基本满足车载导航系统的定位要求。
[硕士论文] 汤喻杰
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,船撞事故发生得越来越多,已引起国内外专家学者的重视。防撞浮箱能够有效地减小船撞力从而保护桥墩安全。浮箱的形式多种多样,从原来弹模较大的钢式浮箱,到现在新崛起的小弹模柔性浮箱,可以说材料的发展与浮箱的防撞性能密切相关。FRP材料是柔性浮箱常用的一种材料,其轻质高强,弹模低的特点完全适用于防船撞浮箱材料。目前越来越多的国内外学者开始了浮箱防撞材料的深入研究。本文依托某桥FRP蜂窝防撞浮箱工程,通过有限元数值模拟碰撞过程,对比分析不同材料对蜂窝防船撞浮箱防撞性能的影响。
  本文主要完成内容如下:
  (1)完成了FRP蜂窝防撞浮箱材料基本力学试验(弯曲、拉伸、压缩、剪切),得到其弹性模量、强度等力学参数,为后面的计算提供数据参考。
  (2)采用MIDAS/Civil对桥墩进行抗力验算,通过试算得到临界抗力值。运用LS-DYNA软件建立精细化的防船撞模型,进行有限元仿真分析。依托工程FRP蜂窝防撞浮箱,分别对裸墩以及GFRP、CFRP、钢浮箱三种材料工况进行防船撞动力计算,对比得到GFRP材料浮箱防撞性能更好,对桥墩的保护作用更好,对船的损坏更小。
  (3)进一步分析单一材料参数如弹模、密度及塑性区对浮箱防撞性能的影响。得到该工程应用的蜂窝防撞浮箱,在弹性模量E=5GPa时防撞性能最佳。弹性模量越高,浮箱刚度增加,船舶减速效果越好,但对船的损害增大,耗能减少,传力效果明显,船撞力增大。弹性模量越低,减速缓冲效果越差,浮箱耗能减少,船撞力增大。所以选用合适的弹性模量才能使浮箱防撞性能最好。改变密度没有改变材料弹性模量对防撞浮箱的影响大,改变密度对浮箱防撞性能影响很小。塑性模量Ep越小,浮箱耗能越多,船撞力越小,船舶基本不变形,所以在理想弹塑性材料的条件下,浮箱防撞性能最好。而且要好于弹性状态下的浮箱。塑性模量越高,浮箱刚度增加,船舶减速效果越好,对船的损害增大,耗能减少,传力效果明显,船撞力增大。
  (4)分析破坏强度对浮箱防撞性能的影响。浮箱整体破坏强度无论越高还是越低,其船撞力都会增大,合适的材料破坏强度才能满足船撞力尽可能小的要求。在相同弹性模量的条件下,改变箱壳构件破坏强度对浮箱的影响幅度比改变柱壳构件的破坏强度要大,且箱壳构件抗压强度对浮箱防撞性能的影响程度大于抗拉强度的影响。
[硕士论文] 尹广
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着时代的发展,市场需求越来越多样化,传统的生产模式已经满足不了追求个性化的消费者们。面对日益激烈的市场竞争,全球各大汽车企业纷纷开发新的技术。目前,世界一流企业将目光聚焦在平台化、模块化、智能化、电动化等新兴技术领域,企业之间的差距进一步拉大。在如此复杂多变的市场环境中,国内企业必须也集中精力研发相关技术。
  论文通过对国内某汽车企业平台化进程的研究,并从车架平台化入手,分析企业的平台化定义和产品规划。同时在考虑设计任务书及底盘总布置后,确定车架基本结构和基本参数(轴距、前悬、后悬及前后纵梁开档、纵梁截面)。并且由动力总成中发动机布置、冷却系总成布置、进气系总成布置等分总成的布置出发确定零部件的位置,从而进行底盘的模块化布置。在初步确定安装在车架上的各个分总成以及零部件位置后,进行结构的标准化设计。通过纵梁设计方案、横梁的布置方案、纵横梁固定方式、横梁设计方案、材料的统一,从而实现结构的标准化。在车架平台初步设计完成之后,对借由此平台设计的车架进行初步的理论计算,验证设计的可行性。
  论文借助仿真分析法,从不同工况下的车架的强度、刚度、安装点的动刚度、模态四个方面进行探讨,并和性能优越的标杆车的车架进行比较,发现左纵梁后内板、备胎安装横梁加强板、驾驶室第四悬置支架等零部件不满足要求。对存在问题的零部件进行优化并重新仿真计算,直到最后完成车架平台的设计。
[硕士论文] 廖光辉
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:曲线花瓶形主塔应力状态复杂,内力对结构施工影响较大,空间效应明显。而桥塔受力情况直接影响到斜拉桥的稳定和安全,固为了保证施工过程中和成桥后桥塔受力安全、线形和应力满足要求,需要对桥塔施工的每个阶段都要进行严格计算分析和监控,必要时采取调整优化措施。本文以在建潼南涪江大桥曲线花瓶形桥塔斜拉桥为工程背景,在进行平面分析后,做桥塔空间实体单元仿真计算分析,对曲线花瓶形桥塔结构应力分布和发展特点有了整体把握;曲塔在施工过程中存在大偏心效应,在成桥工况下,采用最小应变能法、最小弯曲能法对塔柱预应力的数量及位置进行优化设计,以施工阶段受力优化为目的调整塔柱预应力张拉时机、预应力曲率、临时横撑以及局部预应力等参数得到曲线花瓶形塔柱受力影响结果;监测实际应力与模型中理论应力进行对比,验证理论计算的可靠性以及优化措施的准确性,以达到对同类型桥塔结构设计与施工提供借鉴的意义。
  本文研究内容有:
  (1)介绍了斜拉桥分析的基本理论;对于结构受力复杂的斜拉桥桥塔提出空间分析的必要性,引入了大型空间实体有限元Midas/FEA计算软件;曲线花瓶形桥塔应力状态复杂,主塔施工过程中的结构安全及线形控制难度大,同时桥塔施工过程中以及成桥的受力状态影响到整座桥的安全和稳定,为保证桥塔在修建过程中和成桥后不出现不良应力,提出施工监控的必要性,并介绍了施工监控内容。
  (2)以潼南涪江大桥为工程背景,通过Midas/Civil计算软件,建立全桥有限元计算模型,安装主梁时的施工顺序对全桥进行正装计算,得到静力结构受力情况,成桥后的斜拉索索力等数据;提出曲塔受力时的偏心效应,通过Midas/Civil计算软件,在成桥工况下,采用最小应变能法、最小弯曲能法对塔柱预应力的数量及位置进行优化设计;通过Midas/FEA空间计算软件,对曲线花瓶形桥塔斜拉桥在施工全过程仅自重和横梁预应力作用下的桥塔内力分布以及应力发展趋势做了详细分析,对该类型桥塔自身的空间受力特点以及重点关注区域得到整体把握。
  (3)根据曲线花瓶形桥塔应力分布情况,分析了桥塔应力影响参数,以受力优化为目的调整塔柱预应力张拉时机、预应力曲率、临时横撑以及局部预应力等参数得到曲线花瓶形塔柱施工阶段受力优化结果。
  (4)通过施工过程中对塔柱应力进行的监测,将监测数据与理论值进行对比,验证了受力优化设计的正确性,为同类型桥塔结构设计与施工提供借鉴的意义。
[硕士论文] 林永武
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:目前,为了化解国内钢铁产能过剩的严峻形势和达到去产能的目的,国务院、交通运输部和重庆市政府都相继发表了关于钢铁行业化解过剩产能和加快钢结构桥梁建设的指导意见,该举措必然会加快我国钢结构桥梁设计与建造的步伐,可以预见未来若干年将是钢结构桥梁特别是钢箱梁桥的高速发展期。我国曾编制了25m~40m跨径的钢筋混凝土T型梁桥标准图和铁路的板梁桥及48m,64m,80m的单线铁路下承桁梁桥标准设计图集,但在公路跨线桥方面尚未有广为认可的钢箱梁桥标准设计图集及合理构造。因此,对中等跨径钢箱梁桥进行标准化设计,研究其经济合理的构造形式,降低工程造价和提高工程建设质量,具有重大的工程实践指导意义。主要的研究内容及成果如下:
  ①分别调研上千座桥梁的设计参数,选出了具有代表性的跨径、跨径布置和车道净宽等来进行钢箱梁的构造布置,并研究了箱室、腹板、翼缘板、加劲肋和横隔板等构造设计的合理性。
  ②将高跨比分别为1∶15、1∶20、1∶25的4×30m、4×40m和4×50m连续钢箱梁桥的主梁划分四个标准段,利用参数化分析方法对各标准梁段的顶板、底板和腹板进行标准化设计,并优化纵横向加劲肋和横隔板的设置间距,得到了钢箱梁满足强度和刚度要求的最优板厚设计值和桥面的单位最少用钢量。
  ③从用钢量、活载挠度、焊接施工和检修养护的便利性等方面评价截面构造的优劣性,比选出最经济合理的结构布置形式。在工程实践中,4×30m连续钢箱梁宜优先选择2.0m梁高的截面,4×40m连续钢箱梁宜优先选择2.0m梁高的截面,4×50m连续钢箱梁宜优先选择2.5m梁高的截面。
  ④总结了三种不同的横梁设置方式对钢箱梁的受力性能的影响。钢箱梁全部布置大横梁,不仅能有效地减小跨中的挠度值和改善顶板、底板和腹板的应力,而且随着跨径、梁高和偏载车道数的增大,挠度和应力减小的幅度也越大,特别是在支点处对底板和腹板的应力改善作用更明显。
[硕士论文] 孙炯
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:桥墩作为桥梁重要的组成部分,它的受力性能直接影响着桥梁的整体性能。因此,通过加固来提高桥墩承载力性能就显得尤为重要。预应力钢绞线在梁抗弯、板抗剪加固中已获得广泛应用,但这种加固方式在偏心受压柱加固中研究甚少。本文提出利用纵向预应力钢绞线网与聚合物砂浆相结合的加固方法,即纵向预应力钢绞线网—聚合物砂浆加固法(简称LPSP加固法),通过数值模拟与构件试验研究相结合的方法对其进行加固效果研究。主要研究内容如下:
  (1)为了研究这种加固方法的效果及影响因素,开展了一系列钢筋混凝土偏心受压柱试件加固试验。通过12组偏心受压柱构件加载试验对单侧施加预应力钢绞线加固进行深入的研究和验证,通过钢筋应变、混凝土应变、钢绞线总张拉力、极限荷载以及变形等参数分析LPSP加固对偏心受压柱极限承载力、变形刚度、裂缝发展以及破坏形态因素的影响。
  (2)利用ANSYS有限元计算软件,数值模拟了不同偏心距和加固方式下偏心受压柱构件加载破坏全过程,探讨了纵向预应力钢绞线加固方式、外荷载偏心距以及钢绞线总张拉力值等因素对偏心受压柱承载能力、刚度和破坏时塑性性能的影响。
  研究表明:LPSP加固法有效提高偏心受压柱的极限承载力,并且随着偏心程度以及钢绞线总张拉力的不断提高加固效果愈佳;偏心受压柱在加固后,变形刚度得到较大程度提升,有效提高结构抵抗变形的能力;偏心受压柱加固后,结构开裂荷载得到显著提升,有效抑制受拉裂缝的产生与发展,可以大大提高结构耐久性;LPSP加固可有效改变偏心受压柱的破坏形态;LPSP加固法能有效提高偏心受压柱的极限承载能力和抗弯刚度,构件截面内塑性发展更加充分,延性破坏的变形特征更加明显;而且,当偏心距较大时,单侧预应力张拉的加固效果更加显著。
[硕士论文] 赵连地
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:本文针对济南市建筑垃圾多面围城、热岛效应、四面霾伏等多重洗礼下,积极贯彻落实国家“十三五”发展规划、国务院提出的“推进建筑废物资源化利用”的战略路线,以及山东省关于进一步加强城市建筑垃圾管理促进资源化利用的意见,开展砖混类再生骨料各项物理和力学性能指标研究与评价,将砖混类再生骨料用于半刚性基层,研究分析其疲劳性能、水稳定性等各项路用性能,根据其力学性能特点推算其应用于二级及以下公路等级路面的结构层厚,确定其层位和使用的层数,并进行试验段路面结构性能预测分析,从而最大程度利用城市建筑垃圾尤其是分拣成本极高的砖混类再生骨料,并提供沥青路面结构组合设计,以可靠地指导砖混类城市建筑垃圾资源化循环利用,实现节能减排、生态环保的双重效益。主要研究成果如下:
  1.以普通骨料、废旧混凝土再生骨料、砖混类再生骨料为比对,检测砖混类再生骨料粗、细骨料性能指标,找出砖混类再生骨料的性能特征及其变化规律。通过人工或机械分拣分离出砖瓦再生材料和废旧混凝土再生材料,引入轻集料筒压试验等指标,通过集料筛分、力学试验确定其性能指标,与天然骨料包括粗骨料、砂、石屑,废旧混凝土再生骨料,废旧砖瓦类再生材料进行对比,确定其基本性能指标,为水泥稳定砖混类再生骨料配合比试验提供基础。
  2.采用不同比例的砖混类再生骨料进行水泥稳定混合料配合比设计,优选基准配合比。
  3.通过基准砖混类再生骨料水泥稳定混合料与天然骨料、废旧混凝土再生骨料水泥稳定混合料各种路用性能指标的对比,评价砖混类再生骨料无机结合料稳定材料的基本性能,为现场施工质量控制提供指导。
  4.在调研国内外二级及其以下公路路面结构形式的基础上,结合砖混类再生骨料水泥稳定混合料成分杂、强度低、离散性大等特点,初步确定其适用的层位为基层、底基层以及垫层。
  5.基于路面结构性能优化方法,采用弹性层状体系求解验证基准砖混类再生骨料水泥稳定混合料应用于二级及其以下等级公路重型、中型、轻型交通时适用的层位和厚度,从而确定砖混类再生骨料用于基层的沥青路面结构组合设计。
  6.通过试验段施工进行验证,采用施工弯沉值检验判断半刚性基层设计及施工质量,为指导砖混类再生骨料用于基层路面结构设计提供可靠依据。
[硕士论文] 李如
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:本文依托交通运输部建设科技项目“特大跨钢桁-砼组合连续刚构桥建设基础理论研究”(2013319814040),针对导师课题组后续提出的“节段连续预制-顶推就位后联结的钢-砼组合梁桥及其快速建造方法[1]”的构想,对分段-连续-预制桥道板混凝土的配制及养护条件开展了探索研究,主要研究工作如下:
  1、针对导师课题组提出的“节段连续预制-顶推就位后联结的钢-砼组合梁桥及其快速建造方法”的构想,探讨了工厂化建造分段-连续-预制桥道板对混凝土材料的制备和养护技术要求。
  2、研究了超早强素混凝土和超早强钢纤维混凝土的配合比设计,以超早强剂的配制为主要参数开展实验研究,提出超早强混凝土的适宜配合比;通过试验确定钢纤维混凝土中适宜钢纤维含量和最佳超早强剂配比,制备了超早强钢纤维混凝土。
  3、以混凝土的成熟度为主要技术参数,研究了混凝土在不同温度,不同养护时间下的力学性能,基于文献资料研究了常温养护下混凝土的成熟度与强度的关系,依据试验数据的统计分析提出高温养护下混凝土强度与成熟度的对应关系。
  4、研究了在高温养护时不同升温速率和降温速率对混凝土结构的影响,借助电子显微镜观察了混凝土在不同升温速率和降温速率时的内部晶胞结构变化,并对混凝土的力学强度进行了对比,提出在进行高温养护下适宜的升温速率和降温速率。
[硕士论文] 周知献
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着国家路网的逐步形成,交通基础设施建设行业的工作重心逐步从新建为主向建养并重的方向转移,桥梁加固改造正是这一时代背景下兴起的热门课题。碳纤维板凭借其优质的材料性能及方便快捷的实用性能而在结构加固补强工程中得以推广使用,预应力碳纤维板加固技术则借鉴了预应力钢筋混凝土的设计思路,结合了粘贴碳纤维加固技术的轻质高强特性,是一种更加主动、高效的加固技术,有着广阔的应用前景和价值[1]。
  本文共设计了四片混凝土矩形梁,采用模型试验与理论分析相结合的方法,研究了碳纤维板加固混凝土梁的抗弯承载能力特性。主要研究内容及结论如下:
  ①对混凝土梁分别进行不加固、粘贴碳纤维板加固、张拉预应力碳纤维板加固后的静力加载试验,然后从承载能力、挠度、延性、裂缝开展、协同受力、碳纤维板应变分布、平截面假定等角度对试验结果进行了对比分析和研究。结果表明:有粘结的预应力碳纤维板加固技术对混凝土梁的开裂荷载、钢筋屈服荷载以及极限荷载的提高程度明显高于非预应力的粘贴碳纤维板加固方法,在减小混凝土梁的变形挠度、抑制和延缓裂缝发展方面的作用也更加显著。
  ②鉴于之前研究者大多针对无损的混凝土梁进行碳纤维板加固研究,这与实际加固工程中的加固对象多为损伤混凝土梁的情况不符。本文特别对一片损伤混凝土梁进行了预应力碳纤维板加固后的静力加载试验,研究了加固后损伤混凝土梁的承载能力特性,并与加固无损混凝土梁进行了对比。结果表明:损伤混凝土梁与无损混凝土梁经预应力碳纤维板加固后的受力性能提高情况保持一致,预应力碳纤维板加固技术能较好地恢复部分损伤构件,并对已有裂缝起到有效的封闭作用,从而提升损伤构件的整体刚度和抗弯承载能力。
  ③基于材料本构关系、平截面假定以及力的平衡关系推导了预应力碳纤维板加固混凝土梁的预应力水平限值、张拉碳纤维板产生的反拱值、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、屈服挠度的理论计算公式,并对本文试验梁进行试算,其结果与试验值吻合良好,表明本文推导的理论计算公式较为合理。
[硕士论文] 封帆
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:栈桥作为一种临时性的结构,具有临时性的特点,同时兼具服务功能,作为一种辅助施工的临时措施,由于其施工速度快、安拆方便且能够重复利用等优点,而被广泛应用于桥梁、港口和大坝等基础设施工程中,栈桥施工与使用的安全、经济问题受到越来越多地关注。
  临时栈桥的施工过程较为复杂,下部钢管桩受力作用下轴力、位移以及应力等响应规律尚不明确,而且运营过程中随着起重机械荷载作用各个钢管桩受力响应各不相同,有必要通过数值计算模拟这些复杂的过程。本文在介绍灵官沟大桥施工栈桥工程概况,并对其地质条件做出评价的基础上,研究了超长钢管桩栈桥在施工阶段、使用阶段结构行为响应变化规律,分析获取了超长钢管桩稳定性影响因素,并对这些因素作用下超长钢管桩稳定性变化规律作出分析,最后定量评价了这些影响因素对超长钢管桩稳定性的影响程度,得出了以下结论:
  ①施工过程中,钢管桩轴力的变化较为显著,起重机荷载移动对群桩轴力影响较大,风、水荷载的施加极大地影响了钢管桩的轴力;起重机荷载的施加、施加位置对于桥面板、桩体横桥向位移影响较小,而风、水荷载的施加对桥面板、桩体横桥向位移影响较大,且桩体越长,桩顶部横桥向位移越大,对桥面板横桥向位移的调整作用越大;施工过程中桩体最大的等效应力值较小,远低于材料的等效应力允许值,桩体在施工过程中不会发生压屈破坏;
  ②使用阶段,起重机荷载位于跨中,对本跨两侧群桩桩身轴力影响程度较大,对其他群桩桩身轴力影响程度随距离增大逐渐减弱,当起重机荷载直接作用在跨尾时,该处群桩桩身轴力有所增大,而相邻侧群桩桩身轴力下降较为明显;起重机荷载位于不同位置,对桩体横桥向位移影响不大,桩体横桥向位移更多是受到流水、风荷载影响;起重机荷载位于跨中时,两侧桩群顶部顺桥向位移值最大,起重机荷载及其施加位置是钢管桩顺桥向位移大小、变化规律决定性因素;
  ③对于钢管桩最大水平位移,提高土体弹性模量、桩入土深度以及桩横向间距,钢管桩最大水平位移均会出现先大幅下降,后缓慢减少的现象;而桩长增大,钢管桩最大水平位移出现先缓慢上升,后大幅增长的现象;钢管桩桩径增大,钢管桩最大水平位移只有小幅度增长,而钢管桩最大主应力随着影响因素变化的规律相对不大明显;
  ④桩长、桩径数值有较小的变动就会使钢管桩稳定系数产生显著的改变,是钢管桩稳定性敏感因素;土弹性模量和桩入土深度为次要敏感因素,桩间距是最不敏感因素;
  ⑤借助Matlab神经网络工具箱,对比验证了数值模拟计算结果与BP神经网络预测结果,提出将神经网络方法应用于栈桥钢管桩稳定性预测分析,为钢管桩稳定性预测分析提供了借鉴与参考。
[硕士论文] 廖梓宇
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:高填方涵洞在山区公路中较为多见,对应产生的较大范围的路基病害也较多,严重影响了中国山区公路的服务质量和使用寿命。现行《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60-2015)中土压力计算理论并未准确反映涵洞顶部竖向土压力的变化规律,使得工程设计计算的土压力与涵洞实际受力状况有一定差距。如果采取合理有效的措施来减小涵洞顶部受到的竖向土压力,则能够在涵洞设计时选用较小的尺寸且降低涵洞对地基的承载力要求,从而节约工程造价,保障涵洞的安全性,减少高填方涵洞病害的产生。
  本文以解决实际工程问题为出发点,还原建立1∶1数值计算模型,分析了高填方涵洞的受力特性,希望研究成果能科学指导山区公路高填方涵洞的设计与施工,为预防高填方涵洞病害的产生提供一定的现实指导意义。主要研究内容与结论包括:
  (1)根据高填方路基和高填方涵洞的病害类型,结合病害特征分析其产生的影响因素和作用机理,确定在涵洞顶部铺设煤渣,在涵洞两侧回填泡沫轻质土,以此改善涵洞顶部土压力集中的问题,减小涵洞竖向土压力;
  (2)选用Midas GTS NX软件作为有限元数值模拟研究的载体,分析各参数对涵洞顶部土层内外土体之间的沉降差以及土压力集中系数的影响。通过建立正交试验,运用极差分析法,得出对于涵洞顶部土层内外土体的沉降差的影响主次顺序为:填土弹性模量>填土泊松比>地基弹性模量>填土内摩擦角;
  (3)方差分析法证明了填土弹性模量和泊松比对于沉降差有显著的影响,而地基弹性模量和填土内摩擦角则没有显著影响,即填土弹性模量和泊松比的值越大,沉降差便越大。然而各参数的变化均不能解决涵洞顶部竖向土压力集中的问题;
  (4)通过有限元数值模拟,仅采用泡沫轻质土作为减荷材料时,对制定的减荷方案进行数值模拟计算及结果分析,对比得出最佳的减荷方案,实现泡沫轻质土减荷方案的优化设计。结果表明,涵侧泡沫轻质土回填宽度为10m、回填高度为4m时(与涵洞等高)的减荷方案受力更小、更均匀,减荷效果最佳;
  (5)当在涵洞顶部增加铺设1m厚的煤渣作为减荷材料(柔性填料)后,涵侧泡沫轻质土回填宽度为10m、回填高度为2m时(1/2涵洞高度)的减荷方案受力更小、更均匀,涵洞顶部竖向土压力减小了约50%,综合减荷效果最佳,为有限元数值模拟的最佳方案。
[硕士论文] 罗欢
交通运输工程;道路与铁道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国基础建设大规模的发展,交通建设逐渐由东部转向西部,由平原转入山区。在山区中不可避免出现大大小小的高填路堤,高填路堤的沉降一般是高填方施工最受重视的问题之一。现有的公路工程表明,在山区的高路堤大多是填石路堤或者土石混填路堤,路堤的工后沉降主要受填料的种类、施工工艺等影响。
  本论文基于青海山区道路建设现状和工程实际问题,结合青海科技厅相关科技项目“扎碾公路土石高填路基机械化施工与路基质量控制技术研究”,针对青海祁连山区土石高填路堤的特殊性,进行高海拔寒区土石高填路堤沉降控制技术研究,旨在确定高海拔寒区路堤填筑问题所在,找到在此环境下路堤沉降控制的技术方法,以填补青海山区高填路堤施工技术的空白。
  研究方法以及主要路堤沉降控制技术措施有:①通过近三年的研究以及依托工程的验证,该路堤附近存在填土料来源困难、季节性冻土、涎流冰和不稳定地质灾害体等问题。②经技术鉴定,邻近依托工程的隧道弃渣为板岩,属中硬岩石,是一种非常好的路基填料。③提出在高填路堤不同的位置采用70cm、50cm、30cm三种松铺厚度进行填筑,施工前采用有限元软件进行模拟,得出三种松铺层厚的最佳压实工艺组合方案。然后,使用经过最佳压实后的三种松铺层对填方的整体结构进行层厚组合模拟,优化找出整个填方沉降最小的层厚组合方案。④路堤避开冬季低温施工;施工前确定用于路堤填料的最佳土石比构成;填方的地基处理至裸露岩石;铺层的摊铺选用混合摊铺方法;碾压按照模拟的最佳压实工艺严格执行;边坡码砌时应采用“先填筑后码砌”的方式。⑤建立并实施一套路堤沉降观测方案,对路堤在施工过程沉降变化以及工后的沉降进行详细记录,及时掌握整个路堤的沉降发生情况,通过大量的原始数据分析路堤的沉降变化规律。另一方面,这也为类似工程和山区道路的建设提供有益的工程实践经验。
[硕士论文] 郑植
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,我国矮塔斜拉桥的建造势头发展迅猛,但一直缺乏专门的设计规范,许多关键技术问题亟待解决。北港岛和宁大桥是一座单索面矮塔斜拉桥,跨径布置为80+138+80m,箱型主梁宽26m,桥位处于静海环境,常年受台风等恶劣天气的影响,其抗风问题必须进行专门研究。本文采用数值计算与风洞试验相结合的手段,研究了和宁大桥成桥态和施工态(最大双悬臂状态)的动力特性和静风性能,主要得到了如下结论:
  1.和宁大桥桥址处基本风速为38.4m/s,成桥状态设计基准风速为44.1m/s,施工阶段设计基准风速为31.1m/s,成桥状态静阵风风速取为46.6m/s,施工阶段静阵风风速取为40.7m/s。
  2.采用离散有限元法在大型通用分析软件ANSYS中建立了和宁大桥的成桥态和最大双悬臂状态的有限元模型。结果表明,和宁大桥成桥状态的一阶竖弯频率为0.570Hz,一阶扭转频率为3.139Hz;最大双悬臂施工状态一阶竖弯频率为0.309Hz,一阶扭转频率为3.202Hz。
  3.采用计算流体力学分析软件ANSYS FLUENT计算了变截面主梁9个关键断面以及桥塔5个关键断面在不同风攻角来流作用下的施工态与成桥态静力三分力系数。为验证数值计算的准确性,制作了主梁墩项、跨中及桥塔中部断面的节段模型,并在风洞试验中采用高分量动态天平测量得到了其在不同风攻角下的静力三分力系数。经对比,本文CFD数值计算的结果满足精度需要。
  4.基于静力三分力的计算结果,采用阵风荷载理论对该桥的成桥状态、施工状态分别进行了等效静风荷载的作用分析。其中成桥状态进行了横桥向风和顺桥向风荷载的计算,施工状态分别进行了横桥向风荷载对称加载和不对称加载的计算分析,给出了上述各个工况下桥梁典型位置断面处的位移及内力分布,可供该桥设计的荷载组合提供参考。
  5.考虑几何非线性、荷载非线性计算得到的和宁大桥静风失稳临界风速为157m/s,远远高于其设计基准风速,说明和宁大桥的成桥状态静风稳定性满足要求。
[硕士论文] 王继祥
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:钢管混凝土结构是我国近年来才实施运用的一种比较新型的组合结构,能够充分发挥混凝土和钢材这两种材料各自的优势,使其在高层建筑和大跨度拱桥中得到了广泛的应用。拱肋结构有限元计算模拟是目前较为行之有效的计算方法之一,在复杂结构的计算中得到了普遍应用。大跨度钢管混凝土拱桥的建模过程比较繁琐,建模中某些细微的差异即能引起结构中应力和变形的较大变化,其有限元计算方法的选取对结构自身安全性及计算有效性有着极为重要的意义,特别是对于500米级的超大跨径钢管混凝土拱桥,选择合理的有限元模拟方法对其受力分析至关重要。故本文以合江长江一桥为工程依托,主要从以下几个方面进行研究:
  (1)对钢管混凝土结构在拱桥中的应用、拱肋截面的结构形式作了简单的论述,对目前钢管混凝土拱肋的有限元模拟方法及研究现状进行了概述。
  (2)有限元可以较为精确的对钢管混凝土拱肋结构进行模拟,从而使得钢管混凝土这种结构形式得到广泛的发展。本文对目前钢管混凝土拱桥拱肋结构常用的几种有限元模拟方法进行了对比分析。对混凝土的徐变原理及计算方法进行了分析,并推导出了钢管混凝土轴压构件考虑钢管约束作用下的徐变计算公式。
  (3)本文以合江长江一桥实际项目为工程依托,借助Midas空间有限元计算软件分别采用双单元法和联合截面法建立不同的有限元模型,对比分析了几种关键工况下两种方法得出的应力、位移响应的异同,并将双单元模型中的单元结构细分后分析所得结果。结合项目巾实测数据与联合截面计算的结果进行对比分析。得出两种有限元模拟方法所得计算结果趋势基本一致,存在一定范围内的误差,利用双单元方法建立模型时随着结构单元的细分,其所得结果将不断逼近联合截面计算结果,联合截面所得结果略大于实测结果,其误差在10%左右。
  (4)由于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG/T D65-06-2015)在计算徐变效应时考虑了钢管的约束作用,而目前通用有限元软件解决实际工程项目时未能有效的考虑这种作用。本文推导出以温度荷载等效为考虑了钢管约束作用下的徐变效应的相关公式。通过研究在联合截面下考虑钢管约束作用对徐变的影响,随着施工阶段的进行,考虑钢管约束作用的徐变效应会比不考虑小50%左右,因此在钢管混凝土拱桥徐变计算中不可忽略钢管约束作用的影响。
  本文所得结论和有关成果为相关大跨度钢管混凝土拱桥的设计与施工提供一定的参考价值。
[硕士论文] 周东昇
机械工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:无人驾驶汽车能够解放人类的双手,降低发生交通事故的频率,保证人们的安全,故无人驾驶作为汽车未来的发展方向,对于汽车行业甚至是交通运输业有着深远影响。同时随着人工智能、传感器检测等核心技术的突破和不断发展,无人驾驶必将更加智能化,也能够实现无人驾驶汽车的产业化,因此无人驾驶汽车已逐步成为世界汽车研究的热点。路径跟踪控制是无人驾驶关键技术之一,其主要目的是跟踪期望路径,同时保证运行车辆的安全性、稳定性和舒适性。它属于汽车控制系统中的上层控制,而下层控制则是通过电机来控制转向盘转角,上层控制与下层控制设计的好坏直接影响着无人车智能行为的好坏,因此研究无人驾驶汽车路径跟踪控制具有重大意义。
  论文的主要研究工作有:
  为了获得转向系统参数(转动惯量J、阻尼系数B和刚度系数K),首先详细研究了系统辨识的常用方法,然后对常用的辨识方法从辨识精度、抗干扰能力及收敛性方面做了仿真对比,最终选用带遗忘因子的递推最小二乘法来辨识转向系统参数并采用MATLAB/GUIDE软件编写了可视化界面。
  研究了转向盘控制。在无法准确获得转向系统参数的情况下,采用传统的PID控制转向盘转角,控制效果无法满足工业要求。本文利用辨识的转向系统参数,搭建了鲁棒反演滑模控制器,实验表明该控制器具有很好的鲁棒性,控制的精度也达到期望目标。
  研究了路径跟踪控制。以多点预瞄驾驶员模型结合线性二次型最优控制(LQR)为基础,采用滚动时域(Receding Horizon)方法推导转向控制策略,利用双移线和蛇形线两种常用工况进行了仿真,仿真结果表明,该算法在跟踪精度和稳定性方面控制理想。为了验证仿真的结果,将路径跟踪控制与电机控制相结合搭建了闭环控制系统,利用dSPACE/MicroAutoBox硬件设计了路径跟踪的硬件在环(Hardware In Loop,HIL)实验,实验结果表明,路径跟踪控制算法具有很好的抗干扰能力,跟踪精度与稳定性方面也达到预期效果。
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