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关键词： 路面附着系数估计   外源卡尔曼滤波   稳定性   最优性  

摘要： 路面附着系数是智能驾驶汽车安全控制的重要参数。传统的基于非线性观测器的方法虽然能保证路面附着系数估计结果的稳定性,但往往无法保证估计的最优性/次优性;而传统的卡尔曼滤波及其拓展方法虽然能保证最优估计/次优估计,但却很难保证估计的稳定性。基于外源卡尔曼滤波(XKF)的架构估计路面附着系数,同时保证估计的稳定性和最优性/次优性。设计级联非线性观测器估计质心侧偏角和路面附着系数,将估计的结果作为伪测量值,对车辆侧向动力学模型和测量模型进行线性化,并利用卡尔曼滤波对质心侧偏角和路面附着系数进行最优估计/次优估计。实车数据验证表明,相比于级联非线性观测器和扩展卡尔曼滤波,本文提出的方法在估计结果的稳定性上优于扩展卡尔曼滤波,而在估计结果的最优性/次优性上优于级联非线性观测器。

关键词： 双金属复合管   T形焊接节点   残余应力   钢管混凝土   不锈钢  

摘要： 为研究不锈钢(外)-碳素钢(内)双金属复合管T形焊接节点的残余应力分布规律,采用盲孔法对9个不同构造形式的节点试件进行系统试验,分析混凝土填充、浇筑与焊接顺序、腹杆截面类型等对焊缝区域残余应力大小及分布的影响。结果表明:钻孔过程中可明显感知外层不锈钢及冶金结合区硬度较大;焊缝区域残余应力释放具有规律性,各测点应力值集中于140~240 MPa;多条焊缝交汇处测点残余应力显著高于单一焊缝区域,角部测点较边中部高出30%~50%;混凝土浇筑顺序对残余应力幅值影响不显著,但未填充混凝土试件在某些测点处应力略低。

关键词： 硅烯   面外应力   分子动力学   热导率   声子  

摘要： 区别于引入杂质,界面和粗糙边缘等传统热物性改性手段,施加应力作为一种不破坏材料原始结构的可逆性调控方式而备受关注。本文以新型二维晶体材料硅烯为研究对象,通过面外设置石墨烯纳米带,对硅烯分别施加单向连续面外应力,双向连续面外应力及双向周期性面外应力。利用分子动力学方法研究了3种面外应力对硅烯热导率的影响。结果表明:面外应力使硅烯热导率提升,且双向连续面外应力的提升效果最强,双向周期性面外应力的效果最弱。分析声子态密度发现,不论是单向连续面外应力还是双向周期面外应力,均使得面外声子态密度发生蓝移,致使声子群速度增大,导致硅烯热导率提高。虽然双向周期面外应力使得蓝移更明显,但是双向周期面外应力增强声子散射,而单向连续面外应力减弱了声子散射。因此,相较于单向连续面外应力,双向周期面外应力作用下硅烯的热导率更低。分析声子色散关系与群速度发现,双面周期面外应力使得硅烯原本在6.56~7.45 THz范围内存在的声子带隙消失,声子传输通道增多;且中高频声子群速度变大,导致热导率提升。本文研究结果为低维结构热输运性能的调控及新型散热材料的合成应用提供了原理及参数。

关键词： 合作狩猎模型   消化时滞   稳定性   Hopf分支   合作因子  

摘要： 本文研究了一类具有合作狩猎和捕食者消化时滞的捕食者-食饵模型.通过理论分析,考察了该系统解的非负性和有界性,进一步论证了各平衡点的全局渐近稳定性条件及Hopf分支的存在性.通过数值模拟,系统探究了时滞及关键生物参数(包括食饵的转化率与合作因子)对系统动力学行为的具体作用.结果表明:一方面,过高的合作水平会破坏系统的稳定性,而适度的捕食者合作对系统稳定起到促进作用;另一方面,系统的动态模式与食饵转化率、消化时滞的取值呈现显著关联:参数值增大将引发周期性振荡,参数值减小则驱使系统趋于稳定.

关键词： 双洞隧道   弹-脆性分析   平面外主应力   三维屈服准则   稳定性分析  

摘要： 本研究探讨了平面主应力对于非对称排布的不等圆双洞隧道脆性发展的影响机制。分别基于二维和三维Hoek-Brown屈服准则，采用半径增量法与数值迭代构建了塑性应力的求解模型。通过扩展保形映射并基于弹塑性交界面的应力连续性条件，推导弹性应力复函数中的参数关系。结合二维插值与差分进化(Differential evolution, DE)法，形成了确定不等压地应力下任意排布的不等圆双洞隧道脆-塑性区轮廓的半解析理论方法。理论解的准确性通过与数值模拟对比及弹-脆性交界面的应力连续性条件得以检验。数值验证显示，脆-塑性区预测准确率高达95.2%。基于所提出的理论方案，进一步分析了隧道布置与初始平面外原位应力q对双孔隧道脆性扩展的影响。本研究发现，隧道间距可使脆-塑性区形状从椭圆形转变为泪滴形，而平面外应力可使脆-塑性区缩减约20%。该理论模型可为弹性-脆性-塑性围岩双孔隧道松动区快速预测以及锚杆与注浆加固区设计提供重要指导。

关键词： 有机肥替代化肥   砂姜黑土   团聚体分布   团聚体稳定性   土壤可蚀性  

摘要： 为探究有机肥替代化肥对砂姜黑土麦玉轮作条件下团聚体稳定性及土壤可蚀性的影响,为优化施肥管理和改良土壤结构提供科学依据,本研究依托长期定位试验,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、有机肥替代15%化肥(M15)、有机肥替代30%化肥(M30)及单施有机肥(M100)5个处理,分析不同施肥措施下土壤理化性质、团聚体分布、团聚体稳定性及土壤可蚀性的变化特征,并结合Pearson相关性分析与随机森林模型识别关键驱动因子。结果表明,与CK处理相比,有机肥替代化肥显著改善了土壤理化性质,其中M30处理提升效果显著。两季土壤团聚体对施肥措施的响应趋势总体一致,均表现为有机肥替代化肥增加>0.25 mm团聚体含量,提高团聚体稳定性并降低土壤可蚀性,但响应程度存在季节差异。小麦季和玉米季优势粒级分别为0.25~2 mm和>2 mm团聚体。与CF处理相比,有机肥替代化肥显著提高了水稳性大团聚体含量(WSA>0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),同时显著降低了分形维数(FD)和可蚀性因子(K factor),其中M30处理表现最优。与CF处理相比,小麦季M30处理WSA>0.25提高了8.1个百分点,MWD和GMD分别提高了23.0%和46.2%;玉米季M30处理WSA>0.25提高了8.5个百分点,MWD和GMD分别提高了6.7%和30.3%。相关性分析显示,WSA>0.25、MWD和GMD均与>0.25 mm团聚体含量、全氮(TN)、有效磷(AP)、阳离子交换量(CEC)、交换性钙(Ca2+)和交换性镁(Mg2+)呈显著正相关(P<0.05)。随机森林分析进一步表明,团聚体粒级分布、CEC和Ca2+是影响小麦季和玉米季团聚体稳定性与土壤可蚀性的关键因子。综上,有机肥替代30%化肥处理(M30)通过改善土壤理化性质,尤其是提高CEC和Ca2+含量,增强阳离子桥联作用,进而促进大团聚体形成,是提升砂姜黑土结构稳定性和抗侵蚀能力的适宜施肥模式。

关键词： 江淮丘陵区   工程弃渣   抗剪强度   演化模型   多元线性回归  

摘要： 为精准预测江淮丘陵区工程弃渣抗剪强度参数(凝聚力c、内摩擦角φ),服务弃渣场水土保持与稳定性设计,文章以引江济淮工程41个典型弃渣场为研究对象,通过对比工程可行性研究阶段勘探源生土体抗剪强度与混合弃渣完成后实测渣体抗剪强度,结合现场调查、室内试验与模型拟合构建数据库,基于堆存比例加权计算理论参数c_(0)、φ_(0),结合堆存年限(t)、堆高(h)建立变量的多元线性演化模型。研究成果适用于江淮丘陵区类似岩性弃渣(堆积年限5~7a、堆高2.28~6.90m),可为弃渣场边坡设计与水土保持措施优化提供科学依据。

关键词： 多重光散射法   预交联凝胶颗粒   稳定性测试  

摘要： 基于多重光散射法进行预交联凝胶颗粒(PPG)体系的稳定性测试。通过测试透射光强度变化可直观发现PPG颗粒在水溶液中明显的沉降不稳定性,最快可在10 min内基本完成沉降。溶液黏度是影响颗粒沉降的重要因素,通过添加聚合物进行增黏可有效抑制沉降,当溶液黏度增加时,体系不稳定性指数(TSI)显著降低,通过定量分析确定了PPG(250μm、0.2%)条件下,相对分子质量8×10^(6)的聚合物最优添加质量分数在0.10%~0.15%,相对分子质量12×10^(6)的聚合物最优添加质量分数在0.05%~0.1%。岩心实验表明,加入聚合物后PPG颗粒有效运移距离较未添加聚合物时提升幅度达150%以上。

关键词： 傍山隧道   埋深确定   构造应力   沟谷应力场   强烈岩爆界限   埋深优化  

摘要： 在复杂地质与地应力条件下,硬质岩体傍山隧道设计面临诸多难题,尤其是隧道埋深的确定。文章提出了一种傍山隧道埋深确定方法,其核心理念是傍山隧道需要躲避构造应力与沟谷应力场叠加影响范围,同时也要躲避埋深引起的强烈岩爆界限,在此基础上尽量降低大埋深(≥1200 m)段落,以优化隧道埋深,从而降低隧道穿越风险。具体通过以下步骤实现:(1)确定构造应力与沟谷应力场叠加影响范围。即,通过峡谷区斜坡地带钻孔实测地应力数据统计分析,初步估算构造应力与沟谷应力场的叠加影响深度;利用数值模拟技术对初步估算结果进行校核和优化,确保所得应力场影响范围的准确性和可靠性。(2)确定埋深引起的强烈岩爆界限。即,在隧址区进行岩石物理力学试验,计算饱和单轴抗压强度(R_(c))的统计平均值;选取隧址区典型地质剖面进行应力场模拟,并应用强度应力比法,将围岩最大主应力σ_(max)=R_(c)/2作为判断埋深是否可能引起强烈岩爆的界限。(3)综合上述两步,界定傍山隧道的安全埋深范围,设计尽量降低大埋深(≥1200 m)段落,以实现隧道埋深的最终优化。研究成果可为复杂山区硬质岩体傍山隧道埋深设计提供科学依据和实用方法。

关键词： 扭转刚度   跨座式单轨列车   车体结构   车体研发   扭转性能  

摘要： 为探究跨座式单轨列车车体结构的扭转刚度限值。本文以INNOVIA 300型跨座式单轨列车为研究对象,参考EN 12663—2010和CJ/T 287—2008标准中针对扭转刚度的要求,通过FEA(有限元分析)对比分析底架边梁厚度为6 mm、5 mm、4.5 mm、4 mm时的扭转刚度和对应的模态值、重量值,并分析对应的压缩载荷应力值。研究得出:当底架边梁厚度为4.5 mm时,对应扭转刚度为1.59 MN/m,车体底架结构压缩载荷的屈服强度利用率达到91%,在满足强度的条件下重量最轻。在该条件下,分析车体结构的静强度试验和横向平稳性试验指标,均满足EN12663—2010标准中P-IV级要求和GB/T 5599—2019《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》中良好级要求。故判断跨座式单轨列车的扭转刚度可以定义为1.59 MN/m,即对应四点支撑整车在同一水平面,其中1个架车点相对于其他3个架车点所在平面垂直偏移为25 mm。即第4个架车点相对于其他3个架车点的垂直偏移量为25 mm。相较于6 mm板厚,选择合适扭转刚度的车体底架结构可以减轻质量167 kg,占比9%。该研究可为跨座式单轨列车车体研发过程中扭转刚度的设计和车体结构轻量化提供理论依据。