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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] 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] 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] 丁晨曦
土木工程;结构工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:本文以重庆市黔江开发区某一隧道为研究背景,通过理论分析、数据整理、查阅资料和Midas GTS NX有限元软件数值模拟计算相结合的方法,研究超小净距公路隧道后行洞施工对先行洞二砌的影响,并进行了数值分析。讨论分析了五种净距、五种开挖进尺下后行洞爆破对先行洞二衬各关键部位振动速度和应力的影响,然后与理论计算的围岩释放压力对比分析,从而为日后的类似工程项目提供技术支持和工程经验。研究成果主要有以下几点:
  (1)监测数据和模拟的振速云图中均得出水平径向的振速大于切向的振速约是其3倍,爆破开挖监测数据的回归分析得振速衰减经验公式,计算出爆破允许的最大单段装药量并判定当前实施爆破方案的装药量是否过大,指导隧道施工。
  (2)同一进尺的情况下,净距在0.5D和1D之间,振速值和应力值的降幅都比较大,因此0.5D或者超小净距时,应该提高施工时监控量测的频率。
  (3)研究结果表明,为防止开挖进尺过大造成先行洞二衬开裂。0.5D净距时,允许开挖进尺小于1m;1D净距时,允许最大开挖进尺1.5m;净距1.5D时,允许最大开挖进尺为2m;大于2D净距时,开挖进尺可以大于3m,具体情况依现场实际地质情况而定。
  (4)同净距时,应力在各关键部位的分配,与开挖进尺无关;在各关键部位应力的分配主要集中在迎爆侧拱腰处,随着净距的增大应力的分配逐渐向背爆侧拱腰过渡。迎爆侧拱腰的比重由0.5D时的64%降到2.5D时的40%,在0.5D到1D时降幅比较大,为13%,往后净距每增加0.5D时左拱腰的应力依次减少4%、4%、3%左右;背爆侧拱腰由0.5D时的8%增到2.5D时的21%,在0.5D到1D时增幅比较大,为6%,往后净距每增加0.5D,依次增加3%、3%、1%。
[硕士论文] 梁海军
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着西部大开发战略的深化推进以及国家“十三五规划”、“一带一路”等政策的陆续推出,可以预见未来几年乃至十几年,中国西部地区交通事业的建设将迎来新一轮高峰。而在西部山区分布大量的多年冻土,其中青藏高原分布的多年冻土就约占全国多年冻土总面积的80%。因此,在公路修建的过程中,由于受到线形指标等因素的影响,不可避免的要穿越一些多年冻土地区。与此同时,在全球气候变暖的大背景下,极端突变气候频发,而传统的冻土区公路设计并未考虑极端气候突变变暖(定义:文章题目表述的“气候变暖”指的是“短期内极端气候突变变暖”,以下及正文中简称为“气候变暖”)这一因素对路基的影响,而这一因素又是事实存在的。本文以2007、2008年在挪威、瑞典多年冻土地区的发生的两例冬季极端气候突变变暖事件为依据,在研究冻土水-热-力三场耦合模型的基础上,采用现场调查、理论分析、数值模拟等研究方法,以新疆G580线和田至康西瓦公路工程为依托,选取多年冻土区一典型斜坡断面,采用COMSOL Multiphysics仿真软件分别考虑气候在短期内突变变暖5℃、10℃、15℃三种工况对该路基断面的温度场、水分场、应力场、位移场及路基的稳定性变化过程进行数值模拟,得出多年冻土公路路基在气候变暖条件下的变形及稳定性变化规律,最后,针对气候变暖可能会导致多年冻土区公路路基产生的过大变形、病害及稳定性问题,提出了适当的保护路基的工程措施,全文研究主要得到以下成果:
  (1)多年冻土区斜坡路基由于路基本身横向几何的不对称性,造成了路基温度场的不对称性,气候变暖会引起多年冻土路基0℃等温线迅速下降,随着气候变暖幅度的增加,0℃等温线下降幅度成递增趋势;路基两侧路肩对气候变暖的响应敏感性要高于地表其他各点。
  (2)气候变暖对多年冻土区路基内部浅层土体含水率变化影响较大,对路基内部深层土体含水率变化影响则较小;对于斜坡路基,气候变暖会导致冻土融化成液态水并在重力势及水分迁移作用下发生下渗,最终在斜坡坡脚积聚,极易造成斜坡坡脚位置泥浆过分饱和而产生外溢现象。
  (3)气候变暖会导致斜坡路基坡脚冻土迅速融化,由于融化深度差异产生的应力极易导致路基边坡及坡脚产生纵向开裂。
  (4)多年冻土路基的变形主要以融沉变形为主;受气候变暖影响,靠近斜坡坡面侧路基竖向融沉变形要高于背离斜坡一侧;气候变暖15℃将导致的路基纵向变形差异达到2.8cm,横向变形差异达到1.7cm,极易导致路基产生不均匀沉陷和纵向裂缝等病害。
  (5)多年冻土斜坡路基在冻结状态的稳定性系数要高于融化状态;随着气候变暖幅度的增加,多年冻土斜坡路基的稳定性成下降趋势,当气候变暖15℃时,路基稳定性系数由2.49降低至1.59,最大下降幅度达36%。
  本文在对多年冻土区公路路基的变形及稳定性研究中考虑了气候变暖(短期内极端气候突变变暖)这一前人鲜有研究过的因素,研究成果揭示了在气候变暖条件下多年冻土区公路路基的变形及稳定性变化规律,该研究成果既可以为今后多年冻土的进一步研究提供新的思路,也可以为多年冻土地区的公路设计、施工、养护工作提供一定的借鉴参考。
[硕士论文] 刘圳
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:在中国经济飞速发展,综合国力不断提升的今天,中国交通建设事业也在蓬勃发展,随着中国交通建设事业中心的向西偏移,在山丘众多的西部地区,隧道成为公路翻山越岭的首选,然而,隧道由于其独特的行车环境,存在着“黑洞效应”、“白洞效应”、“墙效应”等不良现象,驾驶员在行车进出隧道的过程中,明显能感觉到视觉上的不适,甚至是视觉短暂失明,这使得隧道洞口段成为交通事故的多发地。与此同时,为解决隧道洞内外亮度差带来的问题,目前中国多采用在洞口段设置照明加强段的方式,但隧道照明加强段照明功率巨大,这为隧道带来了大量的后期运营费用,巨额的照明能耗不仅仅给公路运营部门带来了极大的经济负担,也造成了大量的能源消耗和环境污染。在强调持续发展、注重能效的今天,这一方式带来的巨大能源消耗与国家积极推行的绿色照明政策存在一定的矛盾,处理不好必将影响高速公路的可持续发展。
  减光构筑物作为一种经济有效的附属设施,能够有效延长驾驶员视觉适应的时间与空间,但目前国内外学者针对隧道洞口减光构筑物鲜有研究,在实际应用中也缺少成熟的原则与规范指导。因此本文针对隧道洞口减光构筑物,围绕驾驶员的视觉适应性、隧道行车安全性进行了进行了一系列的调研和试验。本文首先针对中国目前隧道照明现状进行了调研和统计,从安全性、经济性、舒适性三方面阐述了隧道洞口减光构筑物的设置意义,在国内外学者针对隧道减光构筑物的研究基础上,开展了驾驶员隧道行车视觉特性的调查,并针对设置有减光构筑物的实体隧道进行了实地调研,并进行了实体隧道行车实验,总结了目前隧道减光构筑物的设置不合理,缺少成熟理论和原则指导的问题。其次,建立了隧道减光构筑物和隧道入口段室内模型,利用眼动仪、无级调光灯具、光感计时器等仪器进行了基于驾驶员瞳孔直径变化和反应时间的室内模拟试验,分析计算得出贴合驾驶员视觉适应性曲线的减光构筑物亮度设置曲线。然后根据试验结果,结合现行隧道照明设置规范,提出了减光构筑物的使用原则和设置原则。最后根据其设置原则进行了隧道减光构筑物的经济性分析计算。
  通过本文的研究,在满足隧道行车安全舒适的条件下,提出了隧道减光构筑物的适用与设置原则,挖掘了隧道减光构筑物在解决隧道洞内外亮度差问题上的巨大应用潜力,为减光构筑物在公路隧道中的应用提供了科学、合理、有效的理论支撑。
[硕士论文] 张晓雅
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:质量是生产企业孜孜以求的目标,随着国内公路事业的飞速发展,在快速建设的同时质量的保障也很重要。国家政策提倡资源节约型友好环境,而提高生产效益质量的同时也是对资源和环境的保护,这符合国家城市建设的可持续发展的需求。近些年国内建设水平来显著上升,但是管理方式还存在很多欠缺,由于管理的不合理而影响了质量的提高。传统的质量管理方法常见的问题有施工工艺方法落后、施工现场管理混乱、质量信息存档不完善、图纸细节不祥细、档案信息查询困难等。面对这样的状况,改善项目施工管理方式显得尤为重要。而当今设计BIM技术在工程领域蓬勃发展,是新时代的项目应用的发展趋势。
  在本文章中,首先对目前工程项目质量管理做了大量文献研究,研究发现传统质量管理的许多不足之处,参考目前的施工阶段项目管理方案。发现工程项目更多的引用了BIM技术,在项目全寿命阶段BIM应用广泛,提出针对施工管理阶段BIM技术的优势以及BIM技术的应用情况以及未来发展趋势,为下文管理系统的研究提供了理论基础。
  其次是以设计-施工一体化的要求方式建立了基于BIM技术的道路模型,利用BIM软件相关优势,例如Civil3D、Navisworks、revit、Citymaker等。将这些技术体现在施工质量管理中,充分显示了BIM技术的实用价值。
  最后,通过对管理系统需求进行分析,确立了系统的目标。开发了以浏览器/服务器模式(B/S)结构管理系统,Java语言与ActionScript语言,SQL Server2005数据库系统的施工质量管理系统,将BIM技术有效的与计算机进行结合,并结合了实际工程,测试了管理系统运用的情况,得到了BIM技术在项目施工管理中的应用价值和应用成果。
[硕士论文] 朱希
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:重庆是一座生于水边,兴于水边的的城市,重庆市的发展离不开母亲河-嘉陵江及长江。近年来,城市的交通道路和住宅开发又纷纷涌向滨江区区,造成长江及嘉陵江沿岸公共生活的压缩。
  滨江路的规划设计建设的主要特点是投资高,周期长,对周边影响巨大。单一的”修路模式”已不能适应提高城市发展水平的需要,为了取得综合水平良好的滨江城市效果,必须在建设之前进行完善、综合的策划和规划设计。
  论文首先通过收集重庆地形地貌的资料,分析统计重庆市主城区洪水发生时间和发布规律,为后期研究重庆市滨江道路的设计理念及方法提供数据支撑及研究基础。
  分析了重庆滨江路发展概况、存在的问题以及在景观、交通及亲水性等方面存在的不足,剖析了国内外滨江道路成功案例的设计理念、提出了提高滨江路发展水平的对策。在进一步融合了综合规划、设计、防洪、生态环境、人文景观等方面的理念基础上,总结提出沿江、环湖亲水性、生态性景观道路的设计方法及思路。
  根据以上设计理念及方案,对重庆金海大道道路工程设计进行方案设计,对前面所得出的设计理念的可实施性进行确认。
[硕士论文] 巫军振
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:城市轨道交通发展迅速,城市公轨两用钢桥结构疲劳问题也随着这种新型桥梁数量增加而增多。鉴于城市轨道交通车辆荷载的特征,规范中关于公轨两用钢桥梁疲劳分析时轨道车辆对桥梁产生的疲劳荷载次数还缺少明确说明。本文基于嘉陵江千厮门大桥进行应力监测试验,采用理论分析与实桥应力监测分析相结合的方式对千厮门大桥展开应力研究并对其进行疲劳损伤分析。
  本文首先介绍了钢结构桥梁疲劳分析的一些基本概念,疲劳设计分析及验算的方法,以及阐述了疲劳损伤累积理论的使用。
  其次,依据重庆轨道交通集团提供的客流量数据为依托,针对嘉陵江千厮门大桥的轻轨轨道交通量进行分析,制定出千厮门大桥轻轨疲劳荷载谱以及六号线轻轨全线疲劳荷载谱,依据疲劳荷载谱换算得相应的等效疲劳标准轴重,其中重庆轻轨六号线车辆作用千厮门大桥的等效标准疲劳轴重为94.33kN,全线轨道交通六号线的等效疲劳轴载为92.29kN。
  再次,为了确认单次轻轨六号线列车行驶产生的多次加载作用对桥梁结构的关心位置产生的有效疲劳荷载作用次数,而对千厮门大桥设计实桥运营阶段应力监测试验。采用Midas Civil有限元分析软件建立整桥模型,施加等效标准疲劳轴重进行静力分析,确定千厮门大桥的疲劳截面薄弱位置。通过整体模型的不同工况加载情况判断出上层车辆荷载对下层结构疲劳问题影响较小,两者对下层结构产生的应力幅作用相对差近90%。采用ANSYS有限元软件对千厮门大桥确定的疲劳薄弱截面位置处利用标准截面进行局部建模分析,模拟轻轨六号线车辆行驶经过时薄弱位置处各个关心位置的应力历程,与实桥应力监测数据做对比及参考。
  最后通过实测及理论数据的分析,得出下层结构关心位置处的横梁受到轻轨列车车厢的每次轴载作用影响较大,其单个轴载产生的应力幅值,接近整体轻轨列车产生的应力幅值一半,故在分析横梁的疲劳问题时要考虑轻轨车辆的多次轴重加载作用,而下层小纵梁当单次列车行驶加载后只需考虑一次整体荷载影响。
  将通过客流量分析得到的疲劳荷载谱,加载至整体有限元模型上计算得到相应的疲劳应力谱。修正疲劳应力谱,根据千厮门大桥的实际结构的疲劳细节,选取对应的S-N曲线,对相应的桥梁结构疲劳薄弱位置进行损伤度及剩余疲劳寿命的计算。最后得出千厮门大桥结构满足规范设计要求不存在疲劳问题。
[硕士论文] 李云龙
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:道路材料热物性参数为道路温度场研究的重要参数,道路材料面层、基层、底基层的不同材料热物性参数值因材料种类、测试方法不同差异性较大,且现阶段国内外学者对沥青混合料热物性试验方法不尽相同,导致热物性参数取值变化较大,尚未有统一的热物性参数取值界定方法。通过收集对比已有试验数据,对热物性参数及影响因素进行分类比较,为模拟更接近实际的道路温度场准确选取沥青混合料热物性参数提供借鉴。
  首先通过对国内外对道路结构材料热物性参数的试验进行研究,查阅国内外沥青混合料、无机结合料、粒料、土基热物性试验及相变潜热参数,对道路材料热物性参数以不同类型的材料种类、空隙率、温度、含水率、试验条件等进行分类分析,分析出在不同条件下各类材料的热物性参数分布规律及影响因素。
  然后依据青藏高原部分公路沥青路面铺筑后温度场实测数据及四川成安渝高速现场实测数据,通过对道路温度场有限元公式理论推导,构建二维道路有限元模型,将实测环境参数与热物性参数输入模型计算并将计算结果与实测数据对比验证温度场模型的合理性。
  其次将温度场理论分析与路面结构材料设计相结合,通过对国内外关于沥青路面材料热物性参数进行研究,在综合分析基础上充分借鉴国内外关于沥青路面材料热物性参数的研究成果,对不同种类的道路材料主要热物性参数进行归纳及对比分析并进行敏感性分析,结果表明各结构层热物性参数的敏感性大小及外部环境的敏感性,其中在面层吸收率敏感性最高,导热系数的敏感性较低,而在基层敏感性较高,因此为了减少对冻土的扰动可以依次从面层材料的吸收率,基层材料的导热系数选取合适的热物性参数值。
  最后采用ABAQUS限元分析软件,输入实测环境参数对冻土地区道路温度场分析数值模型进行路基路面温度场分析,研究在不同结构路基内部温度场分布及在多参数条件下采用固定部分参数值方法确定单因素条件下的温度场变化规律,得出冻土地区温度场的时空分布及热物性参数合理取值范围与道路结构;研究不同路基填筑高度对多年冻土地区路基顶面温度的影响规律,提出合理的冻土路基道路填筑高度。
[硕士论文] 陈首超
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:交通基础设施建设由地上向地下的转移,不仅达到了交通的分流,也是未来城市空间扩张的趋势。新疆乌鲁木齐市区内沿着乌鲁木齐河带状地形,广泛的分布着冲积、洪积河床堆积形成的卵石地层。在地下工程开发中,城市地下广布的卵石地层给发展带来诸多技术难题:卵石地层与常规岩土工程性质有本质上的区别,在隧道开挖过程中,由于卵石颗粒分布不均匀、离散性较大,地层容易坍塌,施工难度增大。本文依托乌鲁木齐地铁1号线暗挖工点,并考虑到未来城市轨道交通及市政隧道的建设需求,将结合1号线卵石层城市地铁隧道埋深较浅,开挖跨度较大的特点,对卵石层地层及地表在暗挖法施工下的变形规律进行研究,并提出了相应的地表沉降分级控制指标,具体研究内容如下:
  (1)从卵石层的物理力学特征出发,阐述了采用离散元数值计算方法的原因;然后运用基于离散元原理的PFC颗粒流软件,建立了数值三轴试验模型,通过对细观参数的反复调整,进行了不同颗粒流细观参数下的数值三轴试验;分析了不同类型卵石颗粒细观参数对宏观力学特性的影响规律,并结合实测地层力学特性曲线,标定了针对乌鲁木齐卵石地层的颗粒流细观计算参数。
  (2)在进行离散元数值模拟的基础上,统计了地表在不同跨径和埋深下的变形量,总结出相应的地表沉降量回归公式,对比分析了地表和拱顶变形数据,获得了两者之间关于埋深的变化规律,利用最佳平方逼近的原理,建立了Peck公式参数的求解函数,得出了相应的地层损失率Vl和卵石地质条件影响系数n取值区间,得出了可供该地区相应地层内工程可参考的地层沉降预测方式。
  (3)在相似比为1∶20条件下,推导出相似模型的物理参数与原型之间的关系,确定了相似模型的物理力学参数,对于待选用的相似材料,采用了正交试验的方法,研究了各个因素对其力学性质的影响,确定了卵石地层的相似材料配合比。
  (4)建立了卵石地层模型试验箱,开展了不同跨径和埋深工况下的开挖模型试验,采用土压力盒测量围岩内部压力,采用非接触式视频量测系统采集土体变形数据,通过试验直观反映卵石地层开挖后的变形及卸载情况,与前述离散元模拟计算结果对比分析,进一步印证卵石地层随着开挖过程的变形特性与规律。
  (5)在不同外界因素影响下选取了合理地层沉降控制值,通过统计分析数值模拟和模型试验的计算结果,给出了相应的卵石地层地质条件影响系数n,确定了地表沉降允许值[S],并基于开挖过程地层变形规律的研究,对相应的地表沉降控制指标进行了分阶段控制。
[硕士论文] 刘建
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:钢管混凝土拱桥具有刚度大、造价低、造型美、后期维护费用低等优势,在我国特别是山区应用广泛。该桥型传统施工中信息化管理程度低,导致施工中存在进度控制不合理、施工交底不彻底、施工协同程度低等不足,成为限制其发展的主要因素。建筑信息模型(Building Iformation Modeling,BIM)的兴起,为钢管混凝土拱桥施工信息化管理的变革提供了新的思路;三维激光扫描技术的出现,使钢管混凝土拱桥施工可视化控制成为可能,BIM与三维激光扫描技术创新联动形成基于BIM的可视化施工技术。桥梁工程界对于BIM技术的应用研究才刚刚起步,本文在我国桥梁工业化及信息化的背景下,以钢管混凝土拱桥为例,研究基于BIM的可视化施工技术。本文主要研究内容及结论如下:
  ①通过梳理BIM的技术特点和发展现状、传统桥梁施工过程中存在的主要问题,将可视化技术与BIM技术应用到桥梁施工中,提出了基于BIM的可视化施工技术。
  ②研究了基于BIM可视化技术实现的理论基础,分析了可视化施工实现的核心技术,从桥梁工程本身的特点出发,结合BIM可视化、协调性、模拟性、优化性、信息输出性的特点,搭建了桥梁施工BIM应用框架。
  ③通过对可用于桥梁工程的BIM商用软件平台进行调研,选取Autodesk Revit作为核心建模软件,梳理了核心模型建立流程,建立了某钢管混凝土拱桥构建族,利用Civil3D创建了现场地形,最终形成一比一的实桥BIM模型。然后,将BIM模型导入到Autodesk Navisworks中,利用其TimeLiner、Animator和Scripter模块进行4D施工模拟及施工动画模拟,让施工参与者犹如“身临其境”,改变了施工管理模式,减少了传统施工中存在的问题。
  ④通过对三维激光扫描技术的分析,将该项技术应用于桥梁线形采集中,实现了实桥三维模型与BIM模型的紧密衔接,提出了可视化线形的概念。应用点云处理软件Geomagic Control曲面拟合技术实现主拱圈外观重建,并验证了其精度满足要求。在此基础上,将可视化线形应用于主拱圈线形温度影响因素分析中,形成三维色谱图,达到直观展示主拱圈各个位置由于受到温度影响而发生的位移的目的。运用有限元分析软件Midas/Civil分析该桥主拱圈受温度影响时位移变化,提取对应截面数据与上述值进行比较,发现仿真分析结果与三维扫描结果获取的现象一致,即进一步验证了可视化线形应用于钢管混凝土拱桥施工控制的可靠性。
[硕士论文] 孟胜毅
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:大跨径连续刚构渡槽作为一种新型的大型渡槽结构,在越来越多的地方得到应用。由于渡槽的腹板作为输水通道,必须保障腹板在全生命周期内避免开裂,但是大跨径连续刚构渡槽箱梁腹板在施工过程及成桥运营阶段会承受腹板形成过程水化热、悬臂施工过程中混凝土收缩徐变、成桥运营阶段结构整体温度变化、温度梯度、水荷载和腹板内竖向预应力等荷载,在考虑各种荷载的情况下受力过于复杂,不利于设计者进行竖向预应力的设计,故本文以黔中水利枢纽工程徐家湾连续刚构渡槽为研究背景,进行如下几方面的研究:
  (1)提出了一种基于腹板全生命周期应力叠加的验算方法来进行腹板处竖向预应力的设计,即首先单独分析各工况对渡槽箱梁腹板的影响,通过应力叠加计算出腹板最不利位置所需混凝土预压力,指导研究在墩附近的超高腹板进行竖向预应力钢束布置设计。
  (2)梳理了大跨径连续刚构渡槽腹板受力的影响因素,主要有连续刚构渡槽腹板形成过程水化热应力、大跨径连续刚构悬臂施工产生的叠加应力、成桥运营期间长时间产生的收缩徐变次应力、成桥运营期间产生的极限温度应力、渡槽过水荷载应力以及厚腹板处布置的竖向预应力等。
  (3)以徐家湾连续刚构渡槽为例,利用Midas/FEA有限元通用软件建立连续刚构渡槽有限元实体模型,根据大跨径连续刚构渡槽腹板受力的影响因素,详细分析了腹板形成过程水化热、悬臂施工过程累加应力对腹板受力的影响,并进一步探讨了不同环境湿度作用下对连续刚构渡槽腹板十年收缩徐变应力的影响。
  (4)从渡槽结构整体升降温、腹板内外温差和上箱室内侧与上箱室外侧温差等角度,深入分析外界环境温度变化及腹板内外侧环境温度不同对大跨径连续刚构渡槽腹板受力的影响。
  (5)通过对腹板形成过程水化热、悬臂施工过程累加应力、成桥运营期间长时间产生的收缩徐变和成桥运营阶段温度荷载等影响大跨径连续刚构渡槽腹板受力荷载的分析,根据基于腹板全生命周期应力叠加的验算方法对高墩附近超高腹板处进行竖向预应力钢束设计。并在考虑预应力损失和收缩徐变的情况,验证了方案的有效性,为未来渡槽采用竖向预应力改善腹板受力提供了参考依据。
[硕士论文] 吕伍
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:预应力CFRP板加固修补混凝土结构技术在日益广泛的加固工程应用中逐渐成熟,虽然预应力CFRP板加固对旧桥承载能力提高较大,但CFRP板对主梁的刚度增加有限,导致加固后桥梁结构在荷载作用下结构变形仍然较大,特别是对跨径20m以上的桥梁,预应力CFRP板加固对构件刚度贡献更小。为解决预应力CFRP板加固桥梁对刚度提高不足的缺点,采用预应力CFRP板与粘贴钢板组合加固方法,利用钢板的刚度来降低桥梁结构在荷载作用下结构变形。本文重点对预应力CFRP板加固混凝土梁、预应力CFRP板与粘贴钢板组合加固混凝土梁两种方法下加固结构的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、跨中挠度、破坏模式、延性等展开试验数据与理论对比分析,论证该组合加固方法的可行性和合理性。具体研究工作及成果如下:
  1、查阅国内外有关于CFRP板与钢板组合加固技术的研究成果和研究现状,论证预应力CFRP板与钢板组合加固技术可行性合理性的必要性。分别介绍预应力CFRP板加固技术、粘贴钢板加固技术、组合加固技术的基本原理、加固特点、使用条件、构造要求和国内外研究现状。
  2、设计三组试验梁,分别为未加固的基准梁、有粘接预应力CFRP板加固和有粘结预应力CFRP板与钢板组合加固,通过试验数据与理论对比,分析其承载能力、跨中挠度、协同受力和是否满足平截面假定,同时验证楔形夹片式锚具锚固的可靠性。主要研究结论如下:
  (1)当被加固混凝土梁承受较高外荷载,变形较大时,CFRP板与梁体局部剥离后仍正常承受荷载,且CFRP板既没有机械损伤,也没有与锚具产生相对滑移,证明了楔形夹片式锚具锚固的可靠性。
  (2)预应力CFRP板加固混凝土受弯构件提高了结构的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载,提高率分别为47.37%、65.63%、57.50%。而预应力CFRP板与钢板组合加固对上述三项指标提高效率分别为110.53%、90.63%、78.75%。证明了预应力CFRP板加固混凝土梁的基础上粘贴钢板能够大幅度提高其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载。
  (3)通过实测数据绘制荷载—挠度曲线,表明预应力CFRP加固混凝土梁能够提高混凝土梁的抗弯刚度和减小相同荷载水平下的挠度,在此基础上粘贴钢板更大幅度的提高混凝土结构的整体抗弯刚度和降低形同荷载水平下的挠度。结构刚度提高效率与CFRP板、钢板的加固量有关。
  (4)根据受拉钢筋、CFRP板、钢板、混凝土在每个荷载工况下的应变研究结果表明,在受拉钢筋屈服之前,无论是经过预应力CFRP板加固还是经过预应力CFRP板与钢板组合加固的混凝土梁在承受外荷载作用时,受拉钢筋、CFRP板、钢板均满足协同受力,混凝土梁沿腹板高度满足平截面假定,经预应力CFRP板和预应力CFRP板与钢板组合加固后混凝土梁的延性降低,极限破坏状态时跨中变形减小。
  (5)在普通钢筋混凝土的理论基础上推导了预应力CFRP板加固、预应力CFRP板与钢板组和加固两种加固方法的开裂荷载计算公式、屈服荷载计算公式、极限荷载计算公式(其中极限荷载计算公式包括加固后混凝土梁的理想破坏模式、少筋梁破坏模式、超筋梁破坏模式三种情况的计算公式)。理论计算值与试验测试数据吻合度较高,证明可以用于实际加固工程承载能力的计算。
  (6)推导了预应力CFRP板与钢板组合加固混凝土受弯构件截面抗弯刚度理论计算公式,刚度理论计算值与试验测试数据吻合度较高,可以用于实际加固工程刚度计算。
[硕士论文] 叶佳
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:近几十年来我国经济实力快速提升,桥梁建设事业飞速发展,大跨径桥梁的建设数量越来越多。连续刚构桥具有伸缩缝少,整体性能好,结构刚度大,抗震性能优等优点,因而被广泛采用。对于连续刚构桥,墩、梁内力分配由墩梁刚度比决定;墩身刚度过小,墩顶主梁分配的弯矩较小,这会加剧主梁的下挠,增大主梁开裂的风险;墩身刚度过大,桥墩不能适应由温度变化、混凝土收缩徐变等因素引起的主梁纵向变形,会引起较大的结构次内力。桥墩刚度主要受墩型、墩高、截面尺寸及墩身混凝土弹性模量的影响,分析各因素对桥墩刚度的影响可为连续刚构桥在设计中进行桥墩刚度调整提供参考,对优化墩梁内力分配,控制主梁跨中下挠具有重要意义。本文以在建绒坝大桥为工程背景,针对桥墩刚度做了以下方面的研究工作:
  1、总结分析了连续刚构桥的特点及发展历程,对桥墩刚度合理性问题的研究现状进行了详细的阐述,并介绍了连续刚构桥常用的桥墩形式及其特点,对桥墩的刚度理论和公式进行了论述和推导。
  2、采用有限元软件Midas/civil进行分析,针对不同墩型,分析桥墩几何参数(墩高、截面面积)变化对连续刚构桥主要力学指标的影响。分析结果表明:桥墩刚度变化对主梁内力及变形影响较小,对墩身内力和变形影响显著;当桥墩高度小于60m时采用单肢实心墩较为合适,当桥墩高度介于60m至100m时最适合采用双肢实心墩,而对于100m以上高墩宜采用抗推刚度较大的单肢箱型墩。
  3、通过研究混凝土强度等级、桥墩配筋率对墩身混凝土弹性模量的影响,得出了不同混凝土强度等级和不同桥墩配筋率下墩身混凝土弹性模量对结构受力的影响规律。分析结果表明:通过增大混凝土强度等级的方法来提高桥墩刚度不经济,桥墩混凝土强度等级在C35~C55范围内选取较为合理;桥墩配筋率对墩身弹模影响较大,当桥墩配筋率大于2.5%后,应考虑钢筋作用对桥墩弹性模量的影响。
  4、利用正交分析法研究桥墩设计参数(墩高、纵向宽度、双肢间距)对不同跨径下的双肢实心墩力学行为的影响。由单因素敏感性分析得出:墩高对墩底应力的影响最为显著,主跨径对墩顶水平位移的影响最显著,截面面积对最大悬臂状态稳定安全系数影响最显著。
  5、以灰色关联分析法为优化评定方法,选取桥墩墩底应力、墩顶水平位移、稳定安全系数及混凝土用量4个指标进行基于指标可靠度的多指标综合评价,得到了适用于各个指标的最优桥墩参数组合,当主跨径在120m左右时墩高合理取值在65m~75m,桥墩纵向宽度和双肢间距取值在3m~4m较为合适。
  6、以型钢—混凝土桥墩为例,分析普通混凝土桥墩配置型钢后对墩项水平位移的控制效果,结果表明:当配钢率为4.5%时,墩顶水平位移会减小50.7%。因此,通过在普通混凝土桥墩中配置型钢作为控制连续刚构桥墩顶位移过大的措施是可行的。
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