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重庆大学学报

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2026年01期

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机械工程 | 计及制造成本的纯电动工程机械动力总成优化设计

机械工程 | 计及制造成本的纯电动工程机械动力总成优化设计

摘要：为提高电动工程机械的动力性和经济性，加快工程机械电气化，降低非道路移动源的碳排放，提出了一种计及制造成本的电动工程机械动力总成优化设计方法。以纯电动轮式装载机为案例，采用模糊TOPSIS法进行考虑广义成本的动力总成优化部件选择，使用改进的多目标水母搜索算法，以特定客户需求工况运行成本、动力性能及狭义制造成本为目标，对选定的部件参数进行优化；建立Matlab/Simulink仿真模型对优化结果进行验证。结果表明，改进后的水母算法具有一定的优越性，在特定客户需求工况下电机工作效率提升了 0.214%.0.190%.0.150% ，最高车速加速时间分别减少1.798、2.231、1.006s，制造成本降低了 3.129%.5.043%.3.946% ，有效提高了电动工程机械的动力性和经济性。
机械工程 | 考虑多AGV充电的绿色作业车间集成调度

机械工程 | 考虑多AGV充电的绿色作业车间集成调度

摘要：自动导引车(automatic guided vehicle,AGV)逐渐成为车间生产工件运输的重要工具，这给车间生产调度带来了新的问题，如AGV分配、AGV电量约束、AGV数量约束等。针对AGV运输的绿色作业车间调度问题，在考虑AGV能耗、电量及充电的情况下，提出了一种最小完工时间和最小能耗的多目标作业车间调度优化模型，并设计了一种改进遗传算法进行求解，该算法采用等长的工件分配和AGV分配两段式编码方式，设计了工件和AGV相应的遗传操作算子和局部搜索策略，针对AGV电量及充电约束设计了解码机制。通过FT06用例的实验仿真，采用极差和方差法分析了AGV数量、电量对优化目标的影响，验证了所提模型和算法的有效性。
机械工程 | 氟醚唇形油封摩擦磨损及老化性能试验分析

机械工程 | 氟醚唇形油封摩擦磨损及老化性能试验分析

摘要：针对氟醚橡胶材质的唇形油封，基于多用途传动摩擦试验台，结合唇形油封不同过盈量与耐介质老化时间参数，开展变转速干摩擦试验，分析耐介质老化时间、过盈量对油封安装主轴转矩、振动及摩擦磨损的影响。试验结果表明：在本试验选用的参数范围内，随着老化时间延长，主轴转矩随之降低，振动呈先减后增的趋势；随着过盈量的增大，主轴转矩、振动随之增大；老化时间越长，过盈量越低，油封磨损量越小。此外，随着耐介质老化时间增长，试件摩擦区域表面越光滑，溶胀现象越显著。
机械工程 | 质子交换膜燃料电池微孔层微结构力学特性分析

机械工程 | 质子交换膜燃料电池微孔层微结构力学特性分析

摘要：微孔层在质子交换膜燃料电池中起着水-气-热-电传输的重要作用，在机械应力作用下的变形及微结构的破坏将严重影响这种传输作用。通过实验制备微孔层并进行表征，量测其应力-应变关系;基于实验表征获得的特性参数，随机数值重构出微孔层的三维微观结构;使用有限元方法模拟其在不同机械作用下的形变,分别获得碳颗粒和聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene,PTFE）在不同应变下的位移-应力分布。结果表明：机械作用会使微孔层微结构产生显著应变，且位于应力施加侧表面应力和应变最大，更易产生应力集中现象;随着机械应变的增加，在受力方向上，应力会呈指数形式增大；当应变为 10% 时，碳颗粒和PTFE上的应力的最大值约为 31.385MPa 和14.873MPa;当应变增加到 40% 时，应力的最大值变为 160.03MPa 和 96.165MPa ，此时应力集中最为明显；微孔层中应力集中区域会随着应变的增大而明显变大。
机械工程 | 质子交换膜燃料电池点阵型流场性能仿真

机械工程 | 质子交换膜燃料电池点阵型流场性能仿真

摘要：质子交换膜燃料电池流道结构对反应气体流动、热交换、电化学反应具有重要影响。针对常见流道中反应气体分布不均，液态水管理和输出性能等问题，设计了3种点阵型流场。建立了传统平行流场和点阵型流场的三维质子交换膜燃料电池几何模型，并对比了输出性能、氧气运输阻力、氧气摩尔浓度均匀性系数、氧气分布和液态水饱和度。结果表明，相比传统平行流场，3种点阵型流场的输出性能均高于传统平行流场，峰值功率密度增加 24.74% ，点阵型流场的氧气运输阻力显著小于传统平行流场，氧气摩尔浓度均匀性系数显著大于传统平行流场。同时点阵型流场能明显改善电池内部氧气分布的均匀性和液态水管理，有望为燃料电池流道结构创新提供新的思路。
土木工程 | 基于序贯决策的桥梁多阶段维修加固策略优化方法

土木工程 | 基于序贯决策的桥梁多阶段维修加固策略优化方法

摘要：针对现有维修加固策略优化方法未考虑桥梁结构全生命周期内决策顺序相互影响的问题，基于序贯决策原理提出一种多阶段双层桥梁维修加固策略优化方法。考虑前序决策行为对后续策略的影响，采用上层决策确定时序维修加固阶段的性能提升目标，并将上层决策结果作为约束条件，通过下层决策确定各阶段各构件采用的具体维修加固方案。算例分析表明，所提方法较传统策略在保持桥梁全寿命周期技术状况更优的情况下，累积成本花费将降低 28.6% 。当桥梁性能状况指标平均劣化速度小于1.425/年时，可通过减少维修加固决策阶段划分降低桥梁全寿命周期的累积维修加固成本。
土木工程 | 基于规范表达式的服役杆塔抗风时变可靠度分析

土木工程 | 基于规范表达式的服役杆塔抗风时变可靠度分析

摘要：基于规范的输电杆塔可靠度分析通常未考虑腐蚀对结构性能的影响，对风荷载效应比取值范围的建议较为主观。文中以服役杆塔为研究对象，提出一种基于规范表达式的抗风时变可靠度分析方法。首先，结合环境与材料类型对腐蚀速率的影响,建立考虑腐蚀的抗力退化模型;其次，将风荷载效应比作为随机变量，基于真实杆塔数据进行分布拟合获得其统计信息；然后，采用当量正态化法(JC法)计算基于规范表达式的服役杆塔的可靠指标；最后，定量分析规范表达式中不同参数的取值对可靠指标的影响。结果表明，风荷载效应比近似服从广义极值分布，且与服役杆塔可靠指标密切相关;此外，大气腐蚀环境、构件初始厚度以及风荷载调整系数均对可靠度有一定影响，可靠指标下降速率随大气腐蚀等级的升高而降低;腐蚀对构件可靠指标的影响程度随构件初始厚度的增加而减小；可靠指标随风荷载调整系数的增大而增大。
土木工程 | 蜂窝梁畸变屈曲性能研究

土木工程 | 蜂窝梁畸变屈曲性能研究

摘要：为研究蜂窝梁的畸变屈曲特性，开展了6个蜂窝梁试件的跨中静力加载试验。得到了各试件的破坏模式、荷载-竖向位移曲线及腹板变形曲线。研究结果表明，所有6个试件均呈现出畸变屈曲的破坏模式。具体表现为整个试件的受压翼缘在构件失效时呈S形曲线，同时，跨中荷载作用处的梁墩腹板出现平面外鼓出变形；随着蜂窝梁长度增加，荷载-竖向位移曲线前期刚度减小，畸变屈曲临界承载力降低;对AS4100规范、AISC规范以及Nethercot和Trahair建议方法进行修正，以便计算各蜂窝梁试件的畸变屈曲临界荷载，结果表明，AS4100规范以及Nethercot和Trahair方法的计算结果与试验吻合较好。
土木工程 | 基于尖点突变理论的岩溶山体稳定性分析

土木工程 | 基于尖点突变理论的岩溶山体稳定性分析

摘要：为研究岩溶地区山体稳定性变化规律，考虑岩溶山体后缘管道、滑面管道劣化以及水对结构面的弱化作用，以岩溶山体平面滑动为例建立了岩溶管道未贯通与岩溶管道贯通2种地质模型及相应的力学模型。基于尖点突变理论，推导出岩溶管道流作用下岩溶山体稳定性系数(FOS)与岩溶山体临界稳定性系数(FOS"），提出岩溶地区山体突变失稳的能量准则。结果表明，平衡点与临界失稳点的位移大小关系可表征山体是否失稳;岩溶管道未贯通时FOS、FOS"的计算公式中比贯通时多1项关于刚度系数k的因子，即岩溶管道对山体稳定性有一定影响；岩溶山体稳定性系数与刚度系数 k ，管道劣化系数 m 有关，是影响山体稳定性的重要因素；通过鸡尾山滑坡实例研究证明，基于尖点突变理论的能量准则能更好地验证滑面结构复杂的岩溶山体稳定性，可对极限平衡法所得结果进行补充验证。
土木工程 | 碳酸钙晶须对风积沙混凝土力学性能影响研究

土木工程 | 碳酸钙晶须对风积沙混凝土力学性能影响研究

摘要：为提高风积沙利用率，研究不同体积掺量的碳酸钙晶须对风积沙混凝土抗压及劈裂抗拉强度的影响规律。通过扫描电镜和核磁共振等手段，从微观角度观察碳酸钙晶须与水泥浆体的黏结形态并分析其作用机理，基于试验结果分析并提出抗压、劈裂抗拉强度与养护龄期之间的理论模型。结果表明，掺入适量的碳酸钙晶须能够有效地改善风积沙混凝土的孔隙结构，提高力学性能。当风积沙替换率为 60% 时，碳酸钙晶须对应抗压强度与劈裂抗拉强度的最佳体积掺量分别为0.15%.0.2% 。提出的理论模型与试验数据吻合程度较高，可较好地预测龄期下的强度值。

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