2019年, 第36卷, 第11期 刊出日期:2019-11-05
  

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    道路工程
  • 道路工程
    孙吉书, 于水, 许宁乾, 李宁利
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    沥青路面水损坏的机理即沥青与集料界面的黏附性丧失,而沥青与集料的黏附性在光、氧等的作用下会有所降低。为探究老化作用对沥青-集料界面黏附性的影响,以70#基质沥青和纳米膨润土改性沥青为试验样品,采用躺滴法在不同老化条件下分别测定了沥青与集料的接触角。基于微观表面能理论计算了沥青的黏聚功、沥青与集料体系的黏附功、剥落功及配伍率。然后分析了RTFOT老化、PAV老化和紫外老化对沥青-集料黏附性的变化规律。最后从宏观水稳定性试验的角度对表面能理论作出了验证。研究结果表明:对于同种老化条件,纳米改性沥青与集料的黏附性要优于基质沥青,纳米改性剂可以降低老化作用对沥青-集料黏附性的影响;对于同种沥青-集料体系,RTFOT老化对黏附性能影响最大,紫外老化影响最小。其中,对于基质沥青RTFOT后,剥落功提高了4%,PAV后提高2.2%,室内紫外光照射15 h后提高了1.4%。对于纳米改性沥青,RTFOT后剥落功提高了2.7%,PAV后提高1.4%,紫外老化后提高0.6%;此外,表面能理论分析的规律与冻融劈裂试验具有较高的契合度,即用剥落功表征的黏附性与TSR表征的水稳定性具有一致性。
  • 道路工程
    孙爽, 张铁志, 周群华
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    为分析静荷载作用下排水沥青路面的破坏机理,以OGFC-13型沥青混合料为研究对象,采用试验与数值模拟相结合的方法对排水型沥青混合料进行了细观分析。首先进行原材料性能测试及高黏度改性沥青制备,确定了矿料级配及最佳沥青用量。为验证其性能是否满足规范要求,对该混合料进行了析漏试验、飞散试验、冻融劈裂试验、车辙试验。然后通过三轴压缩试验,得到用于标定离散元模型细观参数的黏聚力、内摩擦角和应力应变曲线。借助离散元分析软件PFC2D,建立了二维OGFC沥青混合料面层,编写车辆荷载施加程序,对静荷载作用下路面的变形、受力进行了分析,进而得出OGFC排水路面的破坏机理。研究结果表明:基于离散元方法研究车辆荷载作用下沥青混合料的细观响应能够很好地解释排水沥青路面的宏观力学现象。沥青混合料在受外界荷载作用时,强力链周围不均匀分布的弱力链在对抗荷载时起到辅助作用,当强力链断裂后,周围弱力链及时参与新的强力链的重构,为抵抗路面破坏提供强度支撑;由于排水沥青路面孔隙率较大,细集料和杂质在荷载作用下会堵塞空隙,减弱路面排水能力。模拟行驶荷载表明:表面颗粒在车辆行驶的作用下会给予速度,导致颗粒产生位移,这与实际使用中排水沥青路面的破坏现象相契合。
  • 道路工程
    李秀君, 王晨, 毕伟林, 拾方治
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    微表处作为一种常见的预防性养护技术,在工程应用中普遍存在。因高温稳定性低、层间黏结性不够而导致路面出现耐久性不足、抗剥落和抗车辙性能差、容易飞散等。针对集料满足规范要求而微表处级配不合理,乳化沥青满足要求而实际黏结强度和抗高温稳定、抗车辙性能不足等问题,提出了采用多级嵌挤型水性环氧树脂微表处的设计方法,并研究了影响路用性能的主要因素来提高微表处的路用耐久性。通过激光粒度分析了不同比例水性环氧和乳化沥青共混物的粒度变化特征,研究了水性环氧树脂的固化养生时间。基于多级嵌挤级配理论和贝雷法设计了3种级配的微表处混合料,通过1 h湿轮磨耗试验、6 d湿轮磨耗试验以及轮辙变形试验研究了级配、油石比和水性环氧树脂掺量对微表处混合料耐磨耗性能、抗水损性能和抗车辙变形的影响。研究表明:水性环氧树脂的固化反应具有明显阶段性,共混比例会影响固化所需时间;应用多级嵌挤级配理论中的粗集料比RCA指标可以优化微表处集料级配设计,粗集料比RCA应控制在0.5~1.0;应用水性环氧树脂有利于提升微表处混合料的耐磨耗、耐水损能力和抗车辙变形能力,适宜的集料级配和油石比以及固化养生时间是水性环氧树脂发挥自身改性作用的前提,建议外加掺量为5.0%~7.0%。
  • 道路工程
    张成良, 刘维正, 曾奕珺
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    下伏溶洞顶板结构承载力不足易引发岩溶路基不均匀沉降和沉陷。以新建桂柳高速公路岩溶区路基工程为背景,采用FLAC3D模拟路堤分层填筑下伏溶洞地基的应力应变响应。基于尖点突变理论构建了稳定性判定的数学模型,对比分析了竖向位移、塑性区体积、塑性应变能3种突变判据的适用性,明确了综合考虑拉、压、剪切屈服且将单值的塑性应变能作为顶板失稳的合理判据。进而结合以塑性应变能为准则的尖点突变理论和数值方法,分析了顶板厚度、溶洞跨度、上覆土层厚度、岩石强度参数对岩溶顶板极限承载力的影响。结果表明:溶洞顶板极限承载力随厚跨比、上覆土层厚度、黏聚力和内摩擦角的增加呈近似线性增大,顶板厚度越大、洞跨越小,顶板承载力增加的速率越大;厚跨比超过0.8且尺寸较小的溶洞,上覆土层先于岩层顶板发生屈服破坏;随顶板厚度的增大,上覆土层厚度对溶洞顶板极限承载力的影响增加。并给出了不同安全储备系数下路堤填高与厚跨比之间的关系。该方法可作为溶洞顶板稳定性定量评价的一种新手段,其分析结果可为岩溶路基设计和施工提供依据。
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    涂慕溪, 陈礼彪, 曾俊铖, 黄晓明, 肖光书
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    我国软土地基分布广泛,在软土地基上修建工程建筑物时,不同位置上产生的变形量大小不同,修建在软土地基上的高等级公路常因软基不均匀沉降导致路面服务性能降低甚至发生结构性破坏。为了避免这些破坏的产生,需研究软土地基病害和其不均匀变形在道路面层结构中的传递机理,本研究运用数值模拟方法建立了地基-路堤-路面协同作用的力学模型,在建立的ABAQUS数值模型中,由上至下各层分别为面层、路堤、砂垫层、淤泥质黏土4层。分析了不同路堤填料路堤在不同车辆荷载、填筑高度及填料模量下的变形规律:土石混合料路堤的沉降最大沉降量和车辆轴载及路堤填筑高度均成正比,沉降量随着填筑材料模量的增加不断减小,且减慢速率不断减小,并提出了地基-路堤-路面三者组合的变形协同机理。发现沉降量在道路结构中向上传递会叠加路堤压缩变形以及道路结构层的厚度变化,且随高度逐渐减小的协同变形。地基-路堤-路面模型的整体变形规律为:软土地基施工结束后,在路堤和路面填筑过程中发生固结,水分排出引起沉降,沉降曲线为沿道路中线对称的抛物线形状。分层填筑路堤时,填料进行固结作用产生竖向变形,但与软土地基产生的竖向变形量相比可忽略不计。路堤与面层为适应地基沉降发生协调变形:路面结构在荷载和自重作用下,产生层间协调变形以填充路堤固结沉降产生的空间,但是由于结构层变厚软基沉降量向上传递时表现为不断减小。
  • 桥梁工程
  • 桥梁工程
    侯炜, 贺拴海, 吴礼杰, 闫磊
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    为了研究双联塔非对称PC斜拉桥主梁的破坏形式和弹塑性极限承载力,利用其破坏形式和安全储备指导实际车辆合理安全运营。以某在建斜拉桥为研究对象,基于弹塑性有限位移理论,考虑材料、几何双重非线性,采用三维弹塑性实体有限元法,利用Abaqus软件建立了作用公路-Ⅰ级和汽车-超20级设计荷载的成桥三维实体弹塑性有限元模型。计算分析了5个最不利荷载工况下结构成桥状态的破坏形式及弹塑性极限承载力。结果表明:在两种设计荷载作用下,主跨最大正弯矩区加载为结构安全系数最小工况,其安全系数分别为2.61和2.79,极限承载状态为主梁受压区破坏;公路-Ⅰ级荷载作用与汽车-超20级荷载作用相比较,5种工况下前者的结构安全系数均小于后者,差值在3.6%~17.2%,且两者的结构安全系数最小工况一致;荷载增量因子小于5时,结构基本处于弹性状态;结构达到极限承载状态时,汽车-超20级荷载增量因子大于公路-Ⅰ级;由于汽车-超20级荷载作用下的结构极限安全系数大于公路-Ⅰ级荷载作用下的,因此在桥梁运营阶段,按汽车-超20级的车辆布置形式进行实际车辆的运行管理控制是有效且安全的。分析结果对更好地保障结构的设计承载能力安全设计水平有积极作用。
  • 桥梁工程
    杨永清, 程楚云, 张勇, 蒲黔辉
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    为研究正交异性钢桥面板在移动荷载不同空间位置作用下各构造细节的应力特性,建立了大跨公路悬索桥正交异性桥面板的有限元模型。首先针对移动荷载在横桥向的6个车道位置,通过纵向移动每个车道的轮载获得了顶板-加劲肋连接处、加劲肋-横隔板以及横隔板切口的应力响应,研究了应力随轮载位置变化的分布规律,经过对比分析获得了疲劳敏感位置的最不利荷载工况。然后,进行了实桥交通荷载信息的统计分析,获取了原始荷载谱和等级标准车荷载谱,进而得到了各个疲劳敏感点的应力时程曲线。运用雨流计数法计算了各个疲劳易损部位的应力频值谱,预测了实桥各构造细节在设计寿命期内的疲劳累计损伤。最后基于应力等效原则设计了足尺试验模型,并进行了500万次疲劳加载试验。结果表明:顶板纵向影响线有效长度比加劲肋腹板以及横隔板切口构造处的影响线有效长度小;局部作用对顶板构造细节应力影响显著,而加劲肋腹板以及横隔板切口处的应力主要受整体作用和局部作用综合影响;疲劳试验加载至225万次时,处于压应力幅值区的顶板与横隔板焊接处DB1发生疲劳破坏,并且疲劳裂纹扩展速度随裂缝长度增加而加快,表明残余应力对疲劳性能的影响不可忽略;加劲肋腹板JJL3、4测点和横隔板切口处HGB3、4测点始终保持弹性受力状态。
  • 桥梁工程
    张飞, 黄福云, 王燕
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    V型墩连续刚构桥0号块由于其特殊的结构构造和复杂的边界条件,该区域的空间应力状态复杂,设计中常采用杆系模型对其进行力学分析,误差较大。为此,以某V型墩连续刚构桥0号块为研究对象,对其空间应力和结构优化进行分析。采用光弹性应力法试验和数值分析相结合的方法,建立0号块的实体模型。从三向正应力和边界切向正应力的角度揭示其在施工最大悬臂阶段和运营阶段的应力分布特征,绘制关键位置的切片边界应力分布曲线。结果表明:试验值和有限元值相吻合,主梁结构以压应力为主,满足全预应力混凝土结构的设计要求;横隔板人孔周边有横桥向的拉应力集中,箱梁顶板和底板与横隔板折线过渡处有顺桥向的压应力集中;V撑与竖墩的固结区是结构的应力危险区域,建议在此区域加强防裂钢筋配置或采用钢纤维混凝土。最后,为了优化V型墩刚构桥的受力特点,提出了增加竖墩高度的优化措施,使其表现出柔性墩特性。随着竖墩高度的增加,V撑各截面的应力梯度递减,截面上应力分布趋于均匀。当其高度大于墩顶梁高的5倍时,V墩各截面的应力梯度小于0.6,受力合理,安全储备大,适应运营阶段由于后期混凝土收缩和徐变、升降温等引起的主梁纵向水平位移的效果更好。
  • 桥梁工程
    黄运林, 刘明虎, 刘玉擎, 李修坤, 贾伟
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    在钢锚梁-钢牛腿的组合索-塔锚固中,斜拉索水平分力主要由钢锚梁承担,竖向分力由钢壁板上的剪力连接件传递至混凝土塔壁承担。传统的组合索-塔锚固结合部多采用焊钉连接件,除了承受竖向剪力外,还会承受较大拉拔力,使塔壁产生拉应力进而降低组合索塔锚固区的耐久性和承载力。随着斜拉桥跨径的不断增加,要求组合索-塔锚固结合部具有更优越的抗拉拔性能以抵抗由于钢牛腿的偏心传力引起的顺桥向弯矩,具有更优越的竖向抗剪性能以均匀传递索力的竖向分力。为此,提出了一种可运用于钢牛腿支承型钢锚梁的新型箱格式连接构造,并开展了结合部1:2缩尺模型试验,以研究新型箱格式连接的受力机理与承载性能。试验结果表明:斜拉索组合索-塔锚固箱格式连接具有较好的承载能力、刚度和抗裂性,在1.8P荷载作用时,除板件局部达到屈服强度外,其余钢结构和普通钢筋均处于弹性工作状态,承载性能良好,结构安全可靠;由于箱格式连接构造外面板对塔壁混凝土形成"套箍"作用,2.2P荷载作用下钢混最大脱离量仅约1.0 mm,最大竖向滑移量仅不到0.8 mm,说明结构具有良好的整体刚度;试件加载至2.5P时塔壁表面未出现明显开裂,表明新型钢箱格式连接构造具有较好的抗裂性,有利于提高组合索塔锚固结构的耐久性。
  • 城市交通
  • 城市交通
    窦慧丽, 马万经, 王国华
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    为了提高公交车在交叉口的通行能力,降低公交车的拥堵,对单点交叉口的车道信号协同优化配置问题进行了研究,建立了基于公交优先的、以所有通过车辆所承载的乘客数最大为优化目标的单点交叉口车道信号协同配置模型。综合考虑公交车和私家车两种车型在能力占用、承载人数和输送功能等方面的差异,以交叉口各方向的交通需求、车道饱和率、公交车和小汽车荷载数等为输入参数,以交叉口公交专用道、普通车道功能(左转,直行,直右等)设置、信号周期、相位时长等为优化变量,以交叉口通过公交车小汽车荷载总乘客数的最大备用能力为目标,构建了单点交叉口公交被动优先的线性规划模型。并以实际交叉口为例,采用Matlab软件分别以通过总乘客数和总车辆数为目标的两种模型进行了算例分析。结果表明:以交叉口通过总乘客数为优化目标,能保障交叉口同时获得更大的乘客和车辆通过能力。灵敏度分析发现,公交比例越低,公交专用道饱和度越高时,通过的乘客数越大;当公交载客量大时,采用通过乘客数为目标来优化车道功能和信号配时,能显著提高乘客通过能力,公交载客比例对车辆通过能力则无显著影响。
  • 城市交通
    孙锋, 焦方通, 马晓龙, 张倩, 赵菲
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    为了缓解交叉口在高峰时段由于左转流量过饱和诱发的交通拥堵问题,本研究以设置逆向可变车道的交叉口为研究对象,对其车道动态开关与信号配时方案的协同优化方法进行了研究。首先,分析了逆向可变车道设置前后交叉口通行能力及运行状态变化,提出了该类交叉口进口道左转车道组通行能力和饱和流量的计算方法,并确定了在保障安全前提下交叉口逆向可变车道与信号控制协同优化的目标;然后,以常规四路交叉口为例,结合交叉口的供需关系提出了过饱和状态下设置逆向可变车道交叉口的信号相位相序、周期、绿灯时长、绿灯提前启亮和清空时间的计算方法。最后,以信号周期、相位最小绿灯、提前启亮时间以及有效绿灯为约束条件,基于效率和安全为目标构建了逆向可变车道控制与信号参数的协同优化模型。在对设有逆向可变车道交叉口实际调研的基础上,通过实际案例分析确定了优化模型的终止条件并对信号配时优化模型的有效性进行了验证。分析结果显示,在逆向可变车道仅开启6~9个周期的情况下,交叉口的车均延误和左转最大排队长度较优化前分别下降12.10%和45.74%,而经历二次停车的数量下降最为明显,达到97.98%以上。
  • 城市交通
    吕伟, 李志红, 赵彩虹, 刘丹, 姜昭宇
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    为了研究城市公交车的站点停靠时间特征,服务城市公交场站科学管理。采用了观测试验与实证分析方法,设计了观测对象选取原则和观测试验方案,并对武汉市洪山区内5个具有代表性的公交站点、共216辆公交车的停靠过程和1 014名乘客的上下车过程进行了试验性观测,获取了公交车停靠时间、乘客上下车时间、上下车乘客数量、上下车总持续时间等观测数据。通过描述性统计分析,得到了公交车停靠和乘客上下车时间特征,进一步深入分析了上下车乘客数量、乘客上下车时间、乘客上下车总时间等因素对公交车停靠时间的影响,并通过数据拟合的方式,获得了公交车停靠时间关系因素及模型。结果表明:公交车停靠时间分布区间为4~60.2 s,平均停靠时间为12.9 s,呈对数正态分布;乘客上车时间分布区间为0.4~25.1 s,平均上车时间为2.45 s;乘客下车时间分布区间为0.3~10.4 s,平均下车时间为1.45 s;乘客上车和下车的时间均呈对数正态分布,但上车时间要明显大于下车时间。乘客上下车总时间与上下车乘客数量之间呈正相关关系,且下车总时间与下车乘客数量之间的正相关关系更显著。公交车停靠时间与乘客上、下车总时间最大值呈显著的强正相关关系,而与乘客数量、乘客下车总时间相关关系不大。
  • 交通规划
  • 交通规划
    史焕杰, 曾钰宸, 许薛军
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    为优化旅游交通路网的规划方法并有效分配相关资源,针对旅游公路网的功能和特点,研究提出了基于节点重要度的旅游公路规划方法。首先将区域内的旅游景点、中心城镇等主要旅游客源地作为旅游公路的规划节点。然后采用基于旅游和交通构成要素的层次分析法计算节点重要度,建立了目标层、准则层、指标层递阶层次的计算模型,分析量化了指标因子及其权重。指标因子包含单体5A级景区、单体4A级景区、重点发展景区、以及节点周边国省干线公路的规模、交通拥挤度、车辆平均运行速等;通过问卷调查和专家学者共同参与方式,比较分析各指标要素的重要性,建立了量化描述的权重矩阵。最后以广东省旅游公路作为计算实例,划分为珠三角区、粤东北区、粤东区、粤北区、粤西区五大区域旅游节点,每个地级市(不含阳江市)为旅游发展的城市小节点,分别计算旅游公路的节点重要度,验证了该规划方法的可行性。结果表明:本算例中旅游资源和交通资源的权重比为66.67%:33.33%,在设定的9项指标中,依附旅游资源单体5A、4A级景区数是旅游公路规划的决定因素,权重分别为42.47%和17.22%,交通资源中节点周边国省干线数和节点拥挤度是旅游公路规划的重要因素,权重均为11.17%。
  • 汽车工程
  • 汽车工程
    张宏, 姚延钢, 张露
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    基于我国城市道路的汽车运行工况研究对降低燃油消耗及排放物具有现实研究价值,轻型汽车运行工况用于测定轻型汽车能耗和制定标准,为汽车使用性能优化和排放测试提供依据。依托"中国工况"子项目,以呼和浩特市区道路上征用的5台轻型汽车为研究对象,收集了10个月的实时运行数据提交至中国工况信息化数据平台,制定5条短片段筛选规则,对采集的轻型汽车运行工况数据进行预处理和分析。切割短片段,相同特征值的短片段进行组合和归类,将GIS全道路交通大数据根据速度划分为不同的区间,考虑了不同速度区间的特征差异,对不同速度区间赋予权重,确定加权因子,获得4个轻型汽车速度-加速度分布,与组合后片段的速度-加速度比较,选择卡方检验最小值的短行程构建了呼和浩特市轻型汽车运行工况。结果表明:轻型汽车怠速比例较高,在城区运行比例较大;12个运动片段分别代表了市区工况、城郊工况和高速路工况,CATC平均速度与实际行驶平均速度差异较小,说明该曲线符合中国工况实际。
  • 汽车工程
    李磊
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    为分析子午线轮胎局部特征参数(帘线直径、帘线间距、帘线夹角和胎压)对其力学和刚度特性的影响,以一种子午线轮胎185/60 R14 82H为研究对象,基于线弹性(主要针对钢丝/聚酯帘线)和Yeoh超弹性(主要针对橡胶材料)材料本构模型构建胎面-刚性路面的非线性静态接触过程。采用APDL参数化编程语言建立了轮胎-刚性路面接触系统的三维有限元模型,并据此分析了带束层中帘线直径、帘线间距、帘线夹角和胎压对子午线轮胎径向/横向力学特性的影响。通过径向/横向力学特性曲线并结合最小二乘法得到了子午线轮胎径向/横向刚度特性的变化规律。研究结果表明:(1)适当提高胎压,增大帘线直径,减小帘线间距对于提高轮胎的径向和横向受载能力具有一定积极影响;(2)帘线夹角的增加使得轮胎的径向和横向承载能力会呈现出先增大后减小的趋势,因而存在一个最优帘线夹角,其使得轮胎的径向和横向受载能力均达到或接近最大;(3)多层帘线分布以及帘线夹角的存在会使得轮胎结构呈现出非对称性,进而导致轮胎在纯径向承载时会同时承受横向载荷的作用;(4)轮胎的径/横向刚度随胎压的增加而呈现出显著增大的趋势,帘线夹角则对轮胎的横向刚度影响最为明显,而帘线直径和帘线间距对径/横向刚度的影响较小。
  • 汽车工程
    吴微, 张宏立
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    随着经济与社会的发展,乌鲁木齐机动车数量逐年增长,由此带来的交通拥堵、能源消耗、空气污染问题日益突出。为提高乌鲁木齐交通规划合理性,更好地解决交通拥堵问题,同时为尾气排放及油耗问题提供研究依据,针对传统车辆标准循环工况构建方法中存在的问题,提出一种基于投影寻踪优化与模糊聚类算法的车辆行驶工况构建方法。通过车载GPS测量装置实际测量获取乌鲁木齐市10辆涵盖各类型各用途的轻型车在12个月内的实际行驶数据样本。基于运动学片段分析理论,对实测数据样本进行采用数理统计方法进行分析,建立合理的特征参数。利用协同粒子群优化的投影寻踪算法对片段特征参数进行约简并进行模糊聚类分析,根据各类别时间比例选取类内代表性片段,建立出乌鲁木齐市轻型车行驶工况。最后将工况构建结果与实际测量数据及其他工况构建方法所得结果相对比,验证了提出方法的准确性。研究结果表明:构建的轻型车行驶工况速度-加速度概率分布与实测数据吻合性较高,其误差控制在4%以内,整体特征参数误差平均在4.5%左右。对结果的综合评估验证了提出的工况构建方法具有准确性,与目前常用的工况构建方法相比,基于本方法构建的工况精度更高,更能综合反映城市交通真实状况。
  • 汽车工程
    张建莉, 陈榕峰, 姚岢
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    为了研究公路路面不平整引起的汽车振动情况,以车辆振动系统为研究对象,开展路面不平整度影响下的车辆振动数值模拟研究。运用广义虚功原理建立四自由度汽车振动微分方程组。设定车辆模型在道路表面以某一设定速度匀速运动,引用国家标准GB/T7031-2005给出的路面不平整功率谱密度公式,运用傅氏逆变换获得时域模拟的不同等级公路路面不平整度。在此基础上,将路面不平整度序列输入到建立的汽车振动微分方程组中,建立了考虑路面不平整度因素的车辆振动数值模型,用以研究车辆的振动响应情况与车辆行驶速度和公路路面状况之间的关系。结果表明:(1)相同车速情况下,随着路面状况变差,车体振动强度呈现几何级数增大的趋势;(2)相同路面等级情况下,车体振动强度随车速增大而增加,但存在一个车速增大而车体振动强度不再增大的平缓区间。(3)考虑随机性路面不平整度影响,建立数值模型模拟的研究方法还可用于提高车辆行驶舒适性和稳定性、降低对运输货物损伤为目标的车辆设计参数优化设计等。
  • 汽车工程
    孙蕾, 林歆悠
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    为提高一款插电式混联混合动力汽车的燃油经济性,以适应不同行驶里程和初始电池荷电状态(State of Charge,SOC),开展基于SOC参考斜率优化的能量管理控制策略研究。以中国城市典型公交循环工况为例,通过动态规划获得以全局优化为目标的SOC斜率,再通过定义标准斜率以及归一化处理,对动态规划下获取中国城市典型公交循环工况下的SOC斜率进行修正,进而获取不同行驶里程和不同初始SOC下的SOC参考斜率,并将其转化为参考SOC。在此基础上,结合等效燃油消耗最小策略(ECMS)的思想并引入SOC的惩罚函数,建立参考SOC和等效系数的关系,对等效系数进行修正,从而制定了基于SOC斜率优化的控制策略。最后,为验证所制定控制策略的有效性,采用固定值等效系数的ECMS策略和动态规划(DP)控制策略在中国城市典型公交循环工况下的仿真试验进行比较验证,对仿真验证结果进行分析。所制定的控制策略,可实现通过SOC参考斜率进行SOC的合理控制,进而改善插电式混合动力汽车的燃油消耗。以采用斜率0.334的控制策略为例进行说明,相比定系数ECMS,燃油经济性提升了近3%,接近全局优化DP的控制效果。结果表明,所制定的基于SOC参考斜率优化的能量管理策略可有效提高插电式混联混合动力汽车的燃油经济性。
  • 汽车工程
    胡正云
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    本研究针对国内具体城市实际交通环境的乘用车行驶工况的构建方法,以西安市为研究对象构建了西安市电动汽车城市循环工况。首先根据西安市城市交通环境的实际特征,结合道路长度、道路等级、各等级道路车流量等信息采用参数估计的方法来确定随机抽样中西安市道路必要样本容量,构建出驾驶人最佳出行方式模型依据层次分析法求得各类道路比例,设计出循环工况试验路线;依照相关试验理论设计了采样方法与采样时间,选取了一款城市保有量较多的纯电动乘用车辆进行实际的道路试验。为采集到各种交通状况下的车辆运行数据,采样时间覆盖每天早高峰、晚高峰、低谷期等有特殊交通流量的时段,同时为避免单天试验因天气、交通事故等不定因素对试验结果造成的影响,试验过程连续多天进行采集。随后对数据进行预处理、片段划分、利用主成分分析法对数据进行降维以及利用SPSS软件对降维后的试验数据进行聚类处理,并针对传统马尔科夫方法构建工况其分类条件单一及小概率事件丢失的问题,提出一种利用蒙特卡洛模拟进行优化的方法。最终完成西安市乘用车行驶工况的构建,与短行程法、V-A矩阵法和定步长法构建的工况相比,使用本研究的方法建立的工况精度较高;与各类标准工况相比,使用本研究方法建立的工况更符合西安市的实际情况。
  • 物流工程
  • 物流工程
    王勇, 黄秋彬, 刘永, 许茂增
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    为了研究基于客户重要度的混合时间窗车辆路径优化问题,提出了基于顾客价值理论的客户差异化管理策略。结合影响客户重要度评价的主要因素和混合时间窗车辆路径问题的特性,建立了影响客户重要度的综合评价体系,提出用三角模糊数表示语言变量值,并对客户点进行综合评价。采用了模糊集成方法将客户评价指标进行集成计算,将集成后的方案评价指标值作为模糊k-means聚类算法的输入进行聚类操作,设计了聚类有效性指标选取合理聚类方案。分析了基于聚类结果的客户重要度划分方案,提出了基于客户重要度和客户服务时间窗相结合的差异化管理策略,构建了基于配送成本、车辆维护成本、违反时间窗惩罚成本之和最小化和配送车辆数最小化的双层数学规划模型,设计了一种GA-TS混合智能算法求解模型。通过实例对构建的模型和设计的算法进行了合理性验证,并进行了不同算法计算结果比较和敏感度分析研究。结果表明:该方法能有效解决基于客户重要度的混合时间窗车辆路径问题,且评价指标体系中商品需求规模和客户发展潜力值两个指标的敏感性较高。本研究为解决基于客户重要度的车辆路径优化相关问题提供了新的思路。