- 黄勉;杨冰;郑皓瑜;廖贞;高鸿;肖守讷;阳光武;朱涛;陈东东;
针对在轨道车辆被动安全防护中起着极为重要作用的端部吸能元件进行综述。列举吸能元件的主要评价指标及方法，介绍现有吸能元件的常用材料及其动态力学特性；全面阐述常用吸能元件的结构及其吸能原理，并对典型吸能元件结构进行对比分析，阐明其吸能特性和主要影响因素；针对当前吸能元件研究存在的局限性，并结合未来发展趋势，提出有待国内外学者进一步开展研究的方向，主要包括长行程、大容量的吸能元件设计与高效空间利用、轻量化与高性能材料的应用、吸能过程的可控性以及普适性与模块化设计等。
2025年11期 v.47;No.337 33-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 王东阳;卢卓文;蒋伟辉;胡宇鹏;喻安星;周利军;
车顶绝缘子是动车组中的重要组件，定期检测车顶绝缘子的污秽程度能及时避免污闪事故的发生，对设备检修具有重要意义。当前，绝缘子污秽水平的评估主要通过对泄漏电流的一维时域信号作为主要特征进行分析，但其具有随机性和非平稳性，难以充分反映污秽特征。为此，提出一种结合泄漏电流信号点对称变换图像和深度学习技术的动车组车顶绝缘子污秽程度评估方法。搭建污秽绝缘子泄漏电流测试平台获取泄漏电流信号；提出一种确定绝缘子泄漏电流信号SDP参数的方法，并利用SDP变换将不同污秽等级下的泄漏电流信号映射到极坐标系中生成SDP图像；在ResNet-18网络中引入深度可分离卷积模块，采用DSC-ResNet18网络对不同污秽等级下的泄漏电流SDP图像进行识别，并与3种经典的卷积神经网络进行对比分析。试验结果表明，改进后的DSC-ResNet18网络识别准确率最高，达到了99.0%。
2025年11期 v.47;No.337 61-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K] [下载次数：264 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：41 ] - 高仕斌;吴新元;韦晓广;凌玮泽;刘帝洋;
高速铁路接触网零部件种类多、数量大，传统的物理建模方法面临多源异构动态数据难以处理的困境，面向接触网的数字孪生技术也存在难以保真建模的难题。基于复杂网络理论，构建“数据驱动+物理模型”的类数字孪生模型，为接触网智能运维提供新思路。提出类数字孪生系统概念，给出接触网类数字孪生系统的层级架构；引入复杂网络理论，从机械耦合角度，分析接触网零部件之间的机械关联特性，并给出复杂依互网络表征方法和虚拟系统建模方法；从时间尺度、内外因素、失效传播与风险表征角度分析依互网络虚拟系统的网络特性；从数值模型、路径分析、因果网络模型算法和深度神经网络等方面阐述依互网络虚拟系统的分析方法；展望系统在零部件服役性能、大模型知识图谱个性推荐、故障关联与辅助决策等方面的应用，为实现更高水平的接触网智能运维提供新思路。
2025年11期 v.47;No.337 71-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K] [下载次数：652 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：47 ] - 徐坤;雒耀祥;
为探究含有频变刚度定位节点的轮对系统横向失稳问题，分析频变刚度定位节点的“频变”机理，建立具有非线性轮轨接触关系的轮对横向动力学模型，利用Hopf分岔的发生条件得到系统分岔点，并利用中心流形定理和范式理论判断系统分岔类型，研究频变刚度节点参数对系统Hopf分岔点、分岔类型的影响规律。结果表明：相较于节点中的刚度k_s,刚度k_c对系统分岔行为的影响更大，随着刚度k_c的增大，系统临界速度先增大，达到最大值后，再缓慢减小；增大阻尼c会显著提高系统的临界速度，同时更容易使系统发生超临界Hopf分岔；对于高维系统，通过中心流行定理降维，再利用范式理论判断系统Hopf分岔类型，该方法利于编程计算，适用于多参数、大范围的参数选择。
2025年11期 v.47;No.337 83-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 李国芳;张向钰;吴少培;李得洋;马理超;李宏洲;
为探究高温载荷下宽窄接缝破损导致的无砟轨道损伤变形对行车安全性和轨道服役性能的影响规律，在考虑内聚力模型和混凝土塑性损伤模型的基础上，利用有限元法建立包含结构配筋的CRTSⅡ型板式无砟轨道精细化非线性分析模型，探究宽窄接缝破损对轨道结构变形损伤的影响规律；基于有限元-多体系统动力学方法(FE-MBD),建立高速车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型，分析宽接缝在横向不同破损长度下高速铁路车-线-路基耦合系统动力响应。结果表明：宽窄接缝在垂向破损时，随着破损高度的增加，轨道结构偏心受压状态加剧，变形增大；宽接缝破损对于轨道结构变形有引导作用，随着破损长度的增大，轨道板上拱程度加剧，当宽接缝破损长度超过66.41%时，轨道板最先产生宏观裂纹；宽接缝破损会恶化轮轨间动态响应特性，对列车运行安全和轨道服役寿命产生负面影响；构架垂向加速度与轮轨垂向力对破损长度敏感，随破损长度的增大呈明显增加的趋势；当宽接缝破损长度超过66.41%时，对车轨动力响应影响尤为严重，应予以重视。
2025年11期 v.47;No.337 93-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K] [下载次数：431 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：44 ] - 田若宁;吴学智;孙春桂;荆龙;唐芬;武文;
同相供电技术有效解决了传统牵引系统中列车通过电分相时断电问题，有利于牵引系统高速化和重载化发展。全桥模块化多电平变流器可直接实现三相AC-单相AC变换，作为同相供电装置优势显著。然而，在三相AC-单相AC变换下，全桥MMC子模块电容电压纹波会额外增大，导致变流器体积和成本增加。此外，该工况下子模块电容电压纹波存在固有不对称的分布特点，导致现有纹波抑制策略效果出现较大偏差。为解决上述问题，推导全桥MMC三相AC-单相AC变换时各桥臂瞬时功率，归纳基频和二倍频电压纹波在各桥臂的分布规律，分析影响子模块电容电压纹波的因素。在此基础上，提出一种基于二次谐波环流不对称注入的子模块电容电压纹波最大项抑制策略，优化子模块电容电压纹波在桥臂间的分配，实现对六桥臂中子模块电容电压纹波最大项的抑制，并利用仿真和试验验证了所提策略的有效性。
2025年11期 v.47;No.337 103-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 3238K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ]
- 李加;陕耀;周顺华;纪小平;李檬;
现场调研表明，有轨电车轨道近距离范围内的沥青路面与钢轨包裹材料界面的黏结失效是新型嵌入式有轨电车轨道结构的主要病害之一。分别从试验及仿真角度开展相关探索，设计沥青混凝土-包裹材料交界面试件的双悬臂梁实验(DCB),通过ABAQUS的UMAT子程序对内聚力模型(CZM)进行数值实现，对双材料接触界面的损伤特性进行表征。针对无法精准获取不连续接触界面内聚力模型关键性参数问题，提出一种基于试验信息的界面参数反分析识别方法，对黏结界面所采用的常见3种内聚力模型的相关参数开展反演研究，并分析不同有轨电车运行条件下钢轨包裹材料-沥青混凝土界面的损伤特征。结果表明：反分析识别方法能够快速有效地获取界面相关内聚力模型参数，其中双线性内聚力模型提供了最接近试验数据的结果；黏结界面损伤扩展路径为自下而上，失效范围是界面底部3 cm以内。
2025年11期 v.47;No.337 143-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K] [下载次数：167 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 刘维正;谭际鸣;伍军;尧俊凯;黄轩嘉;郜凤龙;
针对运营期高速铁路无砟轨道-路基结构伤损问题，选取以轨面伤损、扣件失效与轨道板裂缝、路基不均匀沉降为代表的短波、中波、长波伤损，分别建立物理模型，开发伤损样本生成程序。考虑列车-轨道-路基耦合系统的动力学相互作用，建立适用于多种轨道伤损类型的动力学精细化数值仿真模型。通过仿真结果与实测数据对比，验证模型有效性，分析各类伤损工况对车体垂向加速度、钢轨垂向变形的影响规律。结果表明：列车经过轨面伤损点时的轮轨作用力瞬间增加至平均值的3～6倍，轨面凸起会加剧车体150 Hz以上的高频振动，轨面凹陷会加剧车体100 Hz以内的低频振动；相邻扣件失效会导致钢轨附加变形非线性增大，并对列车动力学平衡造成持久影响，轨道板材料强度衰减对轨面沉降影响不明显，但会增大轨道板发生断裂破坏的可能性；车体垂向加速度幅值与路基沉降幅值成正比，与路基沉降波长负相关，近似与列车速度的平方成正比，较短的沉降波长会加速路基伤损发展。研究成果可为高速铁路运营维护与安全性评估提供依据。
2025年11期 v.47;No.337 152-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1312K] [下载次数：434 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：44 ] - 刘欢;王石磊;杨维一;胡在良;孟军涛;井国庆;
探地雷达作为一种浅表地球物理科学技术手段被广泛应用在有砟铁路连续检测评估中。首先在充分调研国内外相关文献及代表性研究机构应用案例的基础上，探讨利用探地雷达技术评价有砟铁路路基状态的可行性，介绍目前国内外主流的探地雷达检测设备；其次对探地雷达碎石道砟数值模拟技术的国内外研究现状进行综述，并提出利用基于高斯分布的随机建模方法进行仿真模拟；再次从数据矩阵化和图像化角度对人工智能有砟铁路路基病害分类的研究进展进行讨论；最后指出，有砟铁路探地雷达检测工作应着眼于如何实现系统设备轻便化、软件专业化、病害识别智能化，以及根据道床脏污程度实现对探地雷达检测从状态修向周期性技术的转换，合理分配有限的养护能力，以在实践中更好的加以应用。
2025年11期 v.47;No.337 166-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 525K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 徐俏东;杨奇;杨锴;马劲松;时步炯;徐方;
机制砂正在替代河砂作为软基处理水平排水垫层，但机制砂特殊的形貌特征导致天然砂的渗透特性及预测公式难适应于机制砂。为此，对比分析获得适合表征机制砂级配特征的级配方程，开展不同级配特征机制砂渗透试验，研究级配特征对渗透系数的影响规律，建立适用于机制砂渗透系数的预测公式。结果表明：朱-连续级配方程能更好地反映机制砂的级配特征、不均匀系数C_u和曲率系数C_c;相同相对密实度条件下，机制砂的渗透系数K_(20)随不均匀系数C_u、有效粒径d_(10)增大呈指数函数增大。细粒含量F_c越大，不均匀系数C_u对K_(20)的影响程度越低，而有效粒径d_(10)对K_(20)的影响程度增强；渗透系数K_(20)随C_c增大近似呈线性增大，与级配曲线面积呈负指数函数关系；基于级配曲线面积建立的机制砂渗透系数预测公式计算结果离散性小，精度远高于已有预测公式，具有良好的适用性和准确性。研究结果深化了机制砂渗透特性的认识，可为工程建设中机制砂渗透系数的快速预测和机制砂作为排水材料满足特定渗透系数要求所需级配的设计提供理论依据，具有重要工程应用价值。
2025年11期 v.47;No.337 176-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] [下载次数：52 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 王志杰;秦岩;张国伟;杨广庆;周诗广;杨超;
加筋土挡墙作为一种重要的路基支挡结构，不可避免受到降雨入渗的影响。为研究极端降雨条件下整体式刚性面板加筋土挡墙服役性能演化规律，通过室内模型试验分析不同降雨强度下加筋土挡墙内部雨水入渗情况、孔隙水压力以及竖向荷载作用下挡墙内部土体附加应力变化、墙面水平位移与墙顶沉降的变化规律，探究加筋土挡墙在不同降雨条件下的力学与变形行为。研究结果表明：降雨入渗对加筋土挡墙的影响不超过墙高的25%;在降雨过程中，上部土体软化，其内部孔隙水压力逐渐增大至3.35 kPa,雨水入渗区域土体附加应力随降雨强度的增大而增大；在竖向荷载作用下，加载板正下方竖向沉降明显，挡墙面板整体呈现出“倾斜”趋势，随着降雨强度的增大，墙体上部水平位移达到3.29 mm,墙背处土体水平附加应力沿墙高的增大逐渐增大；在加载板正下方，墙体内部竖向附加应力与土工格栅变形远大于两侧，并随着竖向荷载作用以及降雨强度的增大而逐渐增大，最终达到47.18 kPa。研究结果可为降雨条件下铁路加筋土挡墙安全服役与状态评估提供重要参考。
2025年11期 v.47;No.337 185-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K] [下载次数：301 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ] - 石龙;李旺旺;苏永华;武盛韬;
为得到2 200 MPa级钢绞线高温后力学性能和应力-应变全过程曲线，开展36根高温后钢绞线拉伸试验，测试高温后2 200 MPa级钢绞线力学性能随温度变化规律，分析高温后钢绞线的微观硬度和金相组织状态，计算考虑高温后钢绞线力学性能折减的40 m箱梁结构特性。研究结果表明：100～300℃高温后，加载温度和时间对钢绞线的极限强度、屈服强度、弹性模量和最大力总伸长率等均无明显影响；温度超出400℃后，钢绞线强度降低明显，在700℃高温后极限强度降低为常温强度的42%,提出钢绞线高温后的强度折减公式，最大力总伸长率降低明显，在700℃高温后降低为常温伸长率的8%;提出高温后钢绞线应力-应变本构关系；微观硬度和金相组织分析结果表明，在100～500℃范围内钢绞线硬度、金相组织与常温基本相当。当700℃高温后，硬度折减为常温情况的60%,金相组织中渗碳体发生熔断、球化，微观组织消除，材料强度降低；考虑钢绞线高温后性能折减的箱梁结构计算结果表明，随着温度的升高桥梁结构的抗弯安全系数、斜截面抗剪和抗弯安全系数均明显降低，达到700℃高温后，抗弯和抗剪安全系数均不满足规范要求，且跨中截面抗弯安全系数仅为0.89,高温荷载作用下跨中截面抗弯安全系数是桥梁结构检算的关键指标。
2025年11期 v.47;No.337 193-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：41 ] - 赵骏铭;徐鹏;肖林;贾庆霖;卫星;
为研究锚箱加强的锚拉板式索梁锚固区域受力与传力行为，以有限元分析明确主梁边界条件对索梁锚固区域受力的影响，提出锚拉板式索梁锚固区的有限元简化建模方法；开展锚箱加强的锚拉板式索梁锚固区域缩尺模型试验；建立锚拉板式索梁锚固区传力行为描述方法。结果表明：模型试验良好反映了锚箱加强的锚拉板式索梁锚固区域在实际的受力状态，在1.0倍和1.7倍设计索力加载下结构仍保持弹性，极大克服了传统锚拉板的倒圆角塑性问题；索力以路径“承压板→腹板→加劲板”和“承压板→锚管→加劲肋→加劲板”传递了67%的荷载；与传统锚拉板相比，锚箱加强的锚拉板式索梁锚固区域传力途径多，焊缝荷载水平低，实现了索力向主梁更均匀、更安全地传递。
2025年11期 v.47;No.337 202-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1840K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：38 ] - 王瑞正;张元海;魏彦红;黄洪猛;
采用板梁纵向畸变翘曲、横向畸变挠曲及板梁沿自身平面挠曲时Timoshenko剪切变形间的力系关系，建立一种考虑Timoshenko剪切变形影响时箱形梁畸变效应计算的板梁框架法。通过与按广义坐标法求解结果的对比，验证了该解析解的正确性，结合简支箱梁算例，研究剪切变形对畸变效应的影响。研究结果表明：按解析理论求解的畸变翘曲正应力、畸变角与按广义坐标法求解结果最大偏差未超过1%,以该解析理论求解的畸变内力和畸变矩荷载约为按广义坐标法求解结果的一半；与忽视剪切变形影响的结果相比，考虑剪切变形时的畸变角、横向弯矩、畸变矩最大偏差未超过2%,但畸变双力矩的偏差可达11%;剪切变形对中、短悬臂箱梁畸变效应影响显著。
2025年11期 v.47;No.337 213-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：34 ] - 赵思光;王明年;童建军;霍建勋;夏覃永;彭鑫;
为进一步提升基于凿岩台车随钻参数的围岩智能分级模型的现场应用性，从构建的围岩智能分级模型输出的分级概率出发，提出基于模型分级概率的围岩亚级智能分级方法。利用支持向量机、随机森林、极限树等多种机器学习方法建立基于凿岩台车随钻参数的围岩智能分级集成学习模型，以围岩基本质量指标(BQ)为纽带，分析模型分级概率向量、围岩基本质量指标、围岩级别(围岩亚级)之间的对应关系，提出基于分级概率的围岩BQ计算方法，由此实现围岩亚级智能分级。结果表明：建立的围岩亚级智能分级方法可在保证原有模型的分级精度下为围岩质量判断提供更多的参考；错判的样本均和实际围岩级别相差一个亚级，进一步说明本文建立的围岩智能分级模型的可靠性。
2025年11期 v.47;No.337 222-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 585K] [下载次数：334 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ] - 霍建勋;于丽;王明年;赵思光;
在长大铁路隧道或隧道群洞内或洞口设置紧急救援站是保障火灾发生时人员安全疏散的关键措施。当铁路隧道位于高山峡谷地区时，峡谷风则较为常见，目前的洞口紧急救援站机械通风设计中，主要考虑隧道内自然风带来的自然风压，对隧道外峡谷风的影响考虑不多。基于此，开展典型峡谷地形隧址区的峡谷风现场测试，通过统计分析给出测试地区的峡谷风设计参数建议值；通过峡谷风影响下铁路隧道群明线段火灾模型试验和数值模拟分析，探明峡谷风风速及风偏角对明线段火灾烟气蔓延的影响规律，并给出洞口紧急救援站机械通风设置条件及机械通风风速设计参数建议值。结果表明：随着峡谷风风速的增大、风偏角的减小，火灾烟气扩散长度减小，对隧道洞口紧急救援站设计是有利因素，考虑峡谷风风速0～14.5 m/s、风偏角0°～60°条件下，机械通风设置条件为明线长度为130～170 m,且机械通风风速也能相应减小。研究成果可提升铁路隧道洞口紧急救援站火灾烟气控制技术水平，为机械通风优化设计提供参考。
2025年11期 v.47;No.337 232-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] 下载本期数据