重庆交通大学学报（自然科学版）

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遗传算法优化支持向量机的城市交通状态识别

李巧茹1,2，郝恩强1，陈亮1,2，范忠国1，杨文伟1

2020, 39(08): 1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.01

摘要 ( )

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城市交通状态识别是智能交通控制、诱导和协同系统的基础。为提高支持向量机（support vector machine, SVM）在城市交通状态识别研究方面的泛化能力，将遗传算法（genetic algorithm, GA）与支持向量机相结合，利用遗传算法全局搜索优势对支持向量机的关键参数——惩罚系数C和核函数参数σ进行优化，建立基于遗传算法优化支持向量机（GA-SVM）的城市交通状态识别模型，并在MATLAB平台下进行实例验证。研究结果表明：相较于SVM模型，GA-SVM模型克服了依靠经验确定参数方法的缺点，识别精度提高3.75%，即模型可更好地识别城市交通状态。

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公交通勤个体出行特征图谱构建及相似性判别

梁泉1，翁剑成1，周伟2，荣建1

2020, 39(08): 6-13. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.02

摘要 ( )

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从个体角度获取公共交通通勤乘客出行行为特征，有助于更准确地把握公交总体出行规律，更好地满足乘客的出行需求。基于公共交通刷卡数据与线站数据，针对公交通勤出行个体，借助图谱可视化表达优势，研究形成了以横轴为时间序列轴、纵轴为位置轴、节点大小为方向角度的公共交通通勤乘客出行特征图谱构建方法。在此基础上，选用出行方式、方向、时间和线路等属性指标，采用结构相似度与最长公共子序列相结合的分析方法，实现了图谱相似性判定。以个体乘客一周的公共交通出行数据为例，验证了研究结果的合理性和有效性。研究结果能够直观反映个体出行过程，为出行特征表达与提取提供了新思路。

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基于地面三维激光扫描的高速公路沉陷量自动提取与分析研究

赵立都1，陈波2，刘国强2, 吴逸飞2，周银1 , 杨宇鹏3，郭彤4，韩达光1

2020, 39(08): 14-19. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.03

摘要 ( )

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高速公路运维过程中，路面沉陷是影响行车安全的关键，传统多采用水准测量等技术方法，存在工作量大、周期长、易受外界条件影响等缺点。提出一种通过地面三维激光扫描点云自动判别路面沉陷的算法和分析方法，该方法先采用基于几何特征与迭代最邻近点算法相结合的方法进行点云配准，配准数据经过点云分类识别后，基于滑动窗口法提取道路特征线，建立高速公路的路面模型，并通过分析该模型得到沉陷区域、位置和沉陷深度等指标。为验证算法的可靠性与准确性，以一段运营维护阶段的高速公路为研究对象进行分析实验。通过算法处理与实测路面模型分析，发现距离高速公路实验段起点45 m处存在深度达40 cm的沉陷区。分析结果表明，采用提出的对激光点云数据处理算法和路面模型分析方法，可以高效、准确分析高速公路路面的沉陷情况。该方法的成功应用，对三维激光扫描技术的在交通领域的深度应用和有效推广有重要意义。

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公共交通管控对新冠肺炎病毒(COVID-19)疫情爆发期的影响分析

姬杨蓓蓓，莫世杰，成枫

2020, 39(08): 20-28. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.04

摘要 ( )

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自2020-01以武汉为中心的新冠肺炎出现爆发式增长以来，交通管控和居家隔离等管控措施，对阻断疫情的快速传播有显著效果。通过收集疫情爆发初期全国56个城市的数据：经济水平、交通管控强度、交通管控及时性、与疫情中心的距离，基于典型相关性分析和中介效应分析探究不同影响因素与最大累计确诊人数的关系。结果显示：对累计确诊人数影响最大的因素是经济水平，其次依次为相对距离、交通管控及时性、交通管控强度；其中，经济水平对累计确诊人数的影响中有35.21%是由交通管控及时性这一中介作用引起的；此外，交通管控强度在管控及时性对累计确诊人数的影响中具有显著调节作用。

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基于文献计量的动态交通流研究

刘伟，刘川

2020, 39(08): 29-35. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.05

摘要 ( )

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动态交通流的相关研究关系到智能交通的发展。为了更系统地了解我国有关动态交通流研究的状况，运用文献计量法的相关技术以及文献分析可视化软件CiteSpace，对中国知网从1990年到2018年10月份收录的146篇有关动态交通流研究的核心来源期刊、EI来源期刊以及SCI来源期刊，分别从期刊发表总趋势、期刊来源分布、研究机构分布、基金分布以及关键词共现网络来进行分析。研究发现，与动态交通流有关的研究从20世纪90年代开始总体上呈逐年上升趋势，近年来趋于稳定；期刊的来源分布较广，但分布不均匀；研究机构单一，几乎都是国内知名高校，缺少其他类型研究单位；基金项目多，但覆盖面不广，大多数都为国家级的基金项目；动态交通流的研究模型和应用领域分别以元胞传输模型和交叉口信号控制为主。总体来说，我国动态交通流的研究还没有形成一个核心的研究机构且研究深度还不够深。最后，建议研究者们更深入地研究深度学习算法，从智能模型算法方面来研究与动态交通流相关的问题，形成有核心的研究群体，为智能交通打下坚实的基础。

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基于公交优先与综合待行区的交叉口信号控制研究

邓明君，陈佳，姚宇

2020, 39(08): 36-44. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.06

摘要 ( )

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优先发展城市公共交通，创新优化交通组织管理是缓解城市交通问题的有效途径。综合待行区的设置可在不改变交叉口原有道路设施条件的情况下，有效提高交叉口的通行能力。以交叉口综合待行区和基于公交优先的交叉口设置方法为基础，综合两种方法，讨论了公交优先和综合待行区在交叉口进口道的布置方法和设置条件，提出了基于公交优先与综合待行区的交叉口交通组织设计及信号控制方法，并运用VISSIM微观仿真软件对南昌市某交叉口进行实例验证。研究结果表明：相比优化前，在交叉口进口道设置基于公交优先的综合待行区，降低了社会车辆的平均延误，同时显著降低了公交的平均延误。

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针对平行航路的改航路径规划研究

王莉莉，刘子昂

2020, 39(08): 45-50. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.07

摘要 ( )

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当前的改航路径规划研究缺少结合空域结构进行因地制宜的分析，对此，针对平行航路设计了相应的改航路径规划方法。首先将栅格环境和动态规划法相结合设计了一种新的单机改航路径规划方法。然后以该方法为基础，针对平行航路改航可能面临的问题，在充分考虑飞行安全性和经济性后，设计了相应的改航优先权分配机制来解决这些问题。最后以西南地区新开通的成拉复线为对象进行算例仿真。仿真结果表明，相比基于几何算法的改航路径规划方法，该方法可以在保障飞行安全的基础上，减少5％的航程，降低8％的燃油消耗量。因此，该方法为可用于平行航路的一种安全、经济的改航路径规划方法。

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基于加速锈蚀试验的RC梁抗弯性能劣化研究

孙马，周建庭，徐略勤，高鹏，阳珊清

2020, 39(08): 51-58. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.08

摘要 ( )

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为了有效预测锈蚀钢筋混凝土梁（RC梁）抗弯性能的劣化规律，基于加速锈蚀试验开展了3组RC梁的抗弯性能研究，探讨了不同纵筋锈蚀率对RC梁破坏形态、跨中截面应变分布和荷载-挠度曲线的影响，在现有理论模型适用性评估的基础上，结合材料时变分析模型，提出了RC梁抗弯承载能力劣化规律的分析方法。研究结果表明：随着纵筋锈蚀程度的增大，RC梁的塑性变形特征不断下降，破坏模式也由塑性纯弯转为脆性剪弯，跨中截面中和轴不断上移，平截面假定逐渐无法满足，而且梁体的抗弯承载能力不断减小，其荷载-挠度曲线的承载平台也逐渐变短直至消失。对现有抗弯承载能力模型的适用性分析发现，孙彬模型的计算精度最高，离散性最小；以该模型为基础所建立的RC梁抗弯承载能力劣化分析方法，可以得到与试验结果较吻合的劣化曲线。

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锚杆静压桩在预制拼装桥墩中的沉降特性研究

邱红胜1，朱万鑫1，李俊辉2，付张龙1

2020, 39(08): 59-65. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.09

摘要 ( )

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在城市高架桥施工时，为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响，可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景，针对桩基后压成桩的特点，研究了锚杆静压桩的沉降特性；分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况的有限元模型，对比分析了上土层弹性模量E1、下土层弹性模量E2和桩侧摩阻系数 f对基础最大沉降量smax及桩土荷载分担比 η的影响。结果表明：在无桩承台和压桩后群桩基础2种工况下，随着E1及E2的增大，基础最大沉降量smax不断减小；E1对无桩承台基础smax的影响较大，E2对群桩基础smax的影响较大；随着f的增大，群桩基础的smax及土体荷载分担比ηsoil逐渐减小，但影响有限。

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预应力混凝土梁桥挠度监测的温度效应分离方法

吴海军1,2，何立1，韦跃3

2020, 39(08): 66-71. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.10

摘要 ( )

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在大跨径梁桥中，由温度引起的挠度值在结构实测总挠度值中占比较大，对实桥安全评估造成了影响。针对该现象，基于线性回归思想，提出了梁桥挠度监测中分离温度效应的一种实用方法。并以江津长江大桥为工程背景，温度监测值为自变量，挠度监测值作为响应变量，建立线性回归模型，拟合回归直线方程，以达到温度效应分离之目的。结果表明：跨中挠度变化与温度变化呈正相关性；箱梁内部温度变化与跨中挠度变化存在显著的线性关系；从实测值中扣除由拟合直线方程计算的温度效应拟合值，即可将温度效应分离；利用残差，设置相应的阈值，可对桥梁日常运营进行有效的监测。

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高海拔峡谷地带高墩桥梁风致行车安全性分析

马培新1，张永水2，刘林3，胡伟锋3，陈宁4

2020, 39(08): 72-76. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.11

摘要 ( )

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针对青海高海拔地区峡谷地带高墩桥梁行车抗风性能，采用CFD软件Fluent对典型厢式货车进行了车辆—桥梁组合气动特性分析，分别获取了在不同风攻角情况下的车辆、桥梁的气动参数曲线，在此基础上开展了不同路况、路面条件及不同横风风速下的风车桥响应分析和评价，得到对应的限速运营标准。研究结果表明：在100 km/h车速范围内，车辆沿着不同路况等级“干”路面行驶时，车辆行车临界风速均大于35 m/s。在100 km/h车速范围内，车辆沿路况等级为“非常好”和“好”的“湿”路面行驶时，车辆的行车临界风速为30 m/s，路况等级为“一般”时，行车临界风速和车速分别为30 m/s和90 km/h，表明车辆行车安全临界风速和车速均会随着道路等级的变差而降低；在路况等级为“非常好”和“好”时，在给定的风速（15~35 m/s）和车速（60~100 km/h）范围内行驶时车辆均不会发生行车舒适性问题，当路况等级为“一般”，车辆的行驶速度超过80 km/h时，车辆总体计权均方根加速度大于0.8时，桥上行车将会对驾乘人员产生不舒适的感受。

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湿度对沥青混合料黏弹性质的影响

罗蓉1,2，侯强1,2，刘涵奇1,2

2020, 39(08): 77-83. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.12

摘要 ( )

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为研究湿度对沥青混合料黏弹性质的影响，对两类沥青混合料试件进行0%、50%、80%及100%这4种湿度水平下的单轴拉伸动态模量试验。以20 ℃为参考温度，绘制不同湿度水平下动态模量和相位角的主曲线，通过动态模量比、损失模量比及存储模量比，分析沥青混合料黏弹性质的变化情况。研究结果表明：当湿度由0%增加到100%，沥青混合料的动态模量呈现下降，存储模量先增后减，损失模量逐渐减小；当车速处在60~120 km/h时，类型1混合料模量下降21%，类型2混合料模量下降35%，承载能力降低；类型1混合料存储模量先增11%后降20%，损失模量降低21%，类型2混合料存储模量先增21%后降30%，损失模量降低37%；当湿度略微提高（＜50%），沥青混合料黏性性质增强弹性性质减弱，但当湿度过高（＞80%），沥青与集料黏附性的减弱造成沥青混合料整体黏弹性质均有所减弱。

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SBS改性沥青混合料宏观裂缝微波自愈合研究

朱洪洲1,2，袁海2，刘玉峰2，范世平3，丁勇杰2

2020, 39(08): 84-89. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.13

摘要 ( )

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为研究微波加热对SBS改性沥青混合料宏观断裂—愈合性能的影响，制备AC-13型沥青混合料半圆试件，采用半圆弯曲试验和微波加热对试件进行断裂—愈合—断裂试验，采用愈合前、合后加载试验的抗拉强度比值作为愈合指数HI（healing index），分析了加热时间和微波强度对试件表面温度和沥青混合料自愈合性能的影响。研究结果表明：微波加热过程主要是集料中的极性粒子吸收微波，产生热量并传递给弱极性的沥青，实现混合料整体升温；试件表面温度随加热时间、微波强度呈良好的二元线性回归关系；在一定范围内，加热时间、微波强度的增长能够促进混合料自愈合行为，这主要与该微波条件下混合料达到的温度有关，AC-13型SBS改性沥青混合料经微波强度700 W，加热100 s或微波强度560 W，加热120s后达到最佳的强度恢复率为83%~85%，试件表面温度在90~96 ℃之间。

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大掺量胶粉改性沥青胶砂高低温性能研究

王国清1，宋书康1，秦禄生2，王庆凯3，王新强1

2020, 39(08): 90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.14

摘要 ( )

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针对沥青胶砂性能问题，基于胶浆理论，利用高温锥入度试验和低温小梁弯曲试验对3种不同改性沥青（20%胶改性沥青，30%胶改性沥青以及SBS改性沥青）胶砂试件进行了试验研究。研究结果表明：随着温度的升高，沥青胶砂试件的抗剪强度降低，50 ℃时30%胶粉改性沥青胶砂的抗剪强度和-10 ℃时最大弯拉应变分别为SBS改性沥青胶砂的1.4和1.8倍，表明30%胶粉改性沥青胶砂比SBS改性沥青胶砂具有更良好的高低温性能；50 ℃时胶粉改性沥青胶砂的抗剪强度和-10 ℃时最大弯拉应变分别为20%胶改沥青胶砂的1.5和2.2倍，随着胶粉掺量的增加，可以有效改善沥青胶砂的高低温性能。

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水泥混凝土凹坑路面破损对重载车辆动荷载影响分析

曹源文，王冬，王建文，周华

2020, 39(08): 95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.15

摘要 ( )

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水泥混凝土路面在使用过程中因车辆过载作用会加速破损，为分析路面破损状况对重载车辆动荷载变化，以福田欧马S5双轴车为研究对象，基于“1+2型”四自由度车辆振动模型，借助ADAMS软件对在不同凹坑路面破损状况、不同载重、不同车速的共同作用下，分析了破损水泥路面对重载车辆的动荷载影响。研究表明：在同一凹坑深度下，随着车速提高，车辆动荷载增大，其最大动荷载是静载的1.93倍；随着载重增加，同一深度下车辆动荷载增大，动荷载系数减小，凹坑深度在50~60 mm范围内，车辆最大动荷载是静载的1.49倍，此刻对于车轮，凹坑路面的破损程度对重载车辆的行驶平顺性产生了严重干扰。

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基于声发射计数信息熵的页岩拉压破坏临界特征试验研究

任松1，王乐1，谢凯楠1,2，姜德义1，蒋翔1

2020, 39(08): 101-107. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.16

摘要 ( )

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为了清晰了解页岩在拉、压破裂过程中的自组织临界现象，对具有脆性特征的页岩进行不同速率下的单轴压缩和巴西劈裂试验，同步采集全过程声发射事件数。将信息熵理论与声发射事件数结合，定义了声发射事件数信息熵H，得到了加载过程中熵的演化规律。研究结果表明：在拉、压状态下，随着时间推进声发射事件数信息熵呈增长变化且规律相似，当声发射事件数信息熵值保持稳定时(εr接近0.95)，岩石进入临界态；通过声发射定位图发现，到达临界点时对应的熵值最大，贯通性裂纹开始形成；进入临界态后，熵值处于稳态，定位信号向着破裂面积聚，直至破坏；通过4个状态的声发射定位变化，揭示了页岩内部的缺陷从开始的缓慢随机发展的无序状态到瞬速按照一定规律发展的有序状态的演化过程，与熵变化形成良好对应；拉、压过程中能量概率密度函数满足幂律分布PX-r，并存在相近的临界指数。

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高速公路中央绿化带滴灌系统设计参数对出流均匀度影响研究

付旭辉1，2，王文广3，谭华3，涂光胜3，滕钢3,谭江涌1

2020, 39(08): 108-112. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.17

摘要 ( )

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针对重庆忠万高速绿化带滴灌工程的比降大、管道长的复杂条件，基于Darcy-Weisbach公式建立了迭代求解数学模型，并布置室内水力学实验获得实测参数来验证。针对滴管管网设计参数，包括管长、滴头间距、坡比等对出流均匀度的影响，指出在一定的坡比、管长等边界条件下，适当的初始水头、滴头间距参数组合可满足滴灌系统的出流均匀度要求。

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基于电感耦合等离子体发射光谱法的钢渣金属元素测定方法及应用

赵毅1，陈超2，向阳开1，黎晓3，李彤斌1

2020, 39(08): 113-118. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.18

摘要 ( )

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为研究钢渣作为筑路材料的重金属污染特性，依托迁安至曹妃甸高速公路建设项目，选取路基填料唐钢钢渣和东海钢渣作为测试样品，以浓硝酸和浓盐酸作为浸提剂，建立了电感耦合等离子体发射光谱仪同时测定钢渣中多种金属元素的方法。结果表明：电感耦合等离子体发射光谱法测试钢渣金属元素的方法具有操作便捷、分析快速、干扰因素少、结论可靠等优点。标准溶液浓度与电感耦合等离子体发射光谱仪发射谱强度呈线性关系，拟合得到12种金属元素标准曲线方程，相关性系数R2均在0.97以上，其线性关系良好；钢渣测试样品中Ca、Fe、Mg、Mn元素浸出量较高。两种钢渣样品中金属元素浸出量均满足固体危险废物鉴别标准要求。钢渣可作为路基路面材料应用于道路工程建设，但仍需现场观测金属元素的释放特性，以确保道路工程周边生态安全。

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一种永磁有限转角电机的磁场分析

姜保军，周鹏飞

2020, 39(08): 119-124. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.19

摘要 ( )

PDF(4394KB) ( )

针对用于有限转角机阀开关的有限转角电动机难以采用传统磁路方法设计与分析的问题。基于电磁场理论，分析了一种定子永磁式有限转角电机的工作原理，并利用有限元分析软件Ansoft对其进行了磁场模拟。在永磁体气隙磁密与定子绕组气隙磁密大小相同的情况下，分析电机的电磁转矩随电流及转子位置角变化的关系。仿真结果表明：该种电机定子绕组电流与起动转矩、转矩变化与转子位置角之间在磁路线性区呈线性关系。起动转矩随绕组电流的增大而增大，电磁转矩值则随转子位置角的增大而减小。

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四轮轮边驱动电动客车电子差速影响因素分析

刘平1,2，陈晓菲1,2，杨明亮1,2，姚宇1,2

2020, 39(08): 125-133. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.20

摘要 ( )

PDF(770KB) ( )

以四轮轮边驱动电动客车为研究对象，根据机械差速器工作原理提出以滑转率作为电子差速的评价指标。在trucksim和MATLAB/simulink建立的联合电动汽车仿真平台上进行转向仿真实验，从整车动力学层面对车辆进行转向仿真实验，研究工况条件和整车结构参数对电子差速的影响。通过仿真得出驱动轮内侧、外侧滑转率随车速、方向盘转角、质心高度、质心到前轴的距离、簧上质量改变的变化规律。研究结果表明：随着车速、方向盘转角不断增大，4个车轮滑转率不断增大；质心高度增大，转向左侧车轮的滑转率增大，转向右侧车轮的滑转率减小；质心到前轴距离的增大，前轴量车轮滑转率增大，后轴量车轮滑转率减小；随着簧上质量的增大，4个车轮的滑转率都增大，并且随着车速和方向盘转角的增大，车轮滑移率的增加量越大。所得到的电子差速随工况和结构参数的影响分析对进一步研究电子差速控制策略具有指导意义。

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基于二维三组元声子晶体带隙特性的振动研究

彭中波，李成，高阳

2020, 39(08): 134-138. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.08.21

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笔者设计了一种二维三组元声子晶体结构，结合有限元软件COMSOL对其能带结构及传输特性进行计算,并讨论了散射体填充率、包覆层厚度对该结构第一带隙的影响。在此基础上利用不同的散射体来计算该结构的传输特性，分析了不同周期数下同种散射体与相同周期数下不同散射体，对有限周期声子晶体结构振动的影响。研究结果表明：传输特性中出现的衰减频率范围和能带结构相比基本吻合，验证了能带结构计算方法的具有正确和有效性；在同种散射体下增加周期数时，对于带隙频率范围内振动的衰减效果也会增强；在同种周期数下使用密度越大的散射体时，越能对低频段的振动起到减振作用；该结构所实现的低频带隙范围对船舶减振降噪具有潜在的应用前景。

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