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基于COA-LSTM和VMD的锂离子电池剩余寿命预测
1
作者 孙中麟 李嘉波 +2 位作者 田迪 王志璇 邢晓静 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3254-3265,共12页
电动汽车中的动力电池在其使用期间寿命的退化是不可避免的,因此研究电动汽车锂电池的使用寿命与利用效率具有重要意义。锂离子电池的剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)是表征电池性能的一个重要指标。本文提出了基于郊狼算法优... 电动汽车中的动力电池在其使用期间寿命的退化是不可避免的,因此研究电动汽车锂电池的使用寿命与利用效率具有重要意义。锂离子电池的剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)是表征电池性能的一个重要指标。本文提出了基于郊狼算法优化长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的动力电池RUL预测模型。首先,对锂离子电池的容量衰减特性进行分析,基于动力电池充放电曲线,提取等恒流充放电间隔、等压升时间间隔作为间接健康因子并通过Pearson法对其进行相关性分析。本文提出变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)对健康因子进行分解,得到模态分量。采用LSTM作为动力电池模型来预测RUL,针对LSTM模型参数不精确会影响RUL的预测精度,提出郊狼优化算法(Coyote optimization algorithm,COA)对LSTM模型参数进行优化,以提升模型的预测能力。最后,基于NASA研究中心的公开数据集,将所提方法与LSTM、VMD-LSTM,高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR),BP神经网络模型(backpropagation neural network)进行对比,对COA-LSTM模型的准确性进行验证。实验结果表明,RUL预测误差在2.1%以内,所提方法能够精确预测RUL。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命 郊狼优化算法 长短期记忆网络
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城市轨道交通新型网孔式弹性道床垫力学性能研究
2
作者 王志璇 和振兴 +1 位作者 包能能 白彦博 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第11期49-54,共6页
目的:网孔式弹性道床垫作为一种新型的道床垫,需要对其力学性能进行研究,以验证其应用于道床减振的可行性。方法:以既有USM型弹性道床垫及新型网孔式弹性道床垫作为研究对象,分析了这两种道床垫的结构特征,分别建立了两种道床垫的有限... 目的:网孔式弹性道床垫作为一种新型的道床垫,需要对其力学性能进行研究,以验证其应用于道床减振的可行性。方法:以既有USM型弹性道床垫及新型网孔式弹性道床垫作为研究对象,分析了这两种道床垫的结构特征,分别建立了两种道床垫的有限元模型。基于有限元模型模拟了两种弹性道床垫的动静刚度试验,在材料参数及其他尺寸参数不变的前提下,依次改变内接圆直径R 2及道床垫厚度h 2的取值,分析新型网孔式弹性道床垫应力及静刚度的变化规律。对两种弹性道床垫的综合性能(体积、最大应力、动静刚度)进行对比。结果及结论:新型网孔式弹性道床垫应用于道床减振具有可行性。改变R 2及h 2,可以灵活调整新型网孔式弹性道床垫的刚度。在相同受力面积、相同刚度及相同载荷的条件下,新型网孔式弹性道床垫的体积较既有USM型弹性道床垫降低了40.7%,所用材料可大幅节省。新型网孔式弹性道床垫的最大应力值较既有USM型弹性道床垫降低了43.0%,有利于提高道床垫的使用寿命。新型网孔式弹性道床垫的动静刚度比较既有USM型弹性道床垫更大,表明其具有更好的振动衰减能力。 展开更多
关键词 城市轨道交通 道床减振 弹性道床垫 有限元分析 力学性能对比
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新型网孔式弹性道床垫减振性能研究
3
作者 和振兴 王志璇 +3 位作者 封全保 苏程 包能能 白彦博 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期142-150,共9页
弹性道床垫减振轨道的技术核心在于设置在轨道板下的弹性道床垫。鉴于既有USM型弹性道床垫存在的自身结构特征导致材料利用率不高的缺点,提出一种材料利用率更高的新型网孔式弹性道床垫。分别建立USM型弹性道床垫、单层网孔式弹性道床... 弹性道床垫减振轨道的技术核心在于设置在轨道板下的弹性道床垫。鉴于既有USM型弹性道床垫存在的自身结构特征导致材料利用率不高的缺点,提出一种材料利用率更高的新型网孔式弹性道床垫。分别建立USM型弹性道床垫、单层网孔式弹性道床垫和双层复合网孔式弹性道床垫有限元模型,通过对比研究发现,网孔式弹性道床垫相较于既有USM型弹性道床垫,具有应力低且分布均匀,阻尼耗能能力更强的特性。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立车辆-弹性道床垫减振轨道耦合动力学模型,评价新型网孔式弹性道床垫减振轨道的减振性能和稳定性。对比分析发现,同刚度条件下,网孔式弹性道床垫减振轨道的减振性能可以显著提升,并且对车辆的运行品质和轨道系统的稳定性不会造成负面影响,其对应的钢轨和轨道板的垂向振动加速度均有不同程度的降低。 展开更多
关键词 减振轨道 弹性道床垫 有限元方法 车辆-轨道耦合动力学 减振效果 稳定性
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空气阻尼对网孔式弹性垫板动力学特性的影响研究 被引量：2
4
作者 白彦博 和振兴 +2 位作者 贠剑峰 张鹏 王志璇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期24-32,共9页
轨道交通列车走行基础采用了大量弹性垫板用于降低振动的影响。为了提高弹性垫板的阻尼,消耗更多的振动能量,提出一种空气阻尼网孔式弹性垫板。该垫板利用不同材料的弹性差异,在其弹性单元的空腔中形成主气室和附气室,两气室之间用节流... 轨道交通列车走行基础采用了大量弹性垫板用于降低振动的影响。为了提高弹性垫板的阻尼,消耗更多的振动能量,提出一种空气阻尼网孔式弹性垫板。该垫板利用不同材料的弹性差异,在其弹性单元的空腔中形成主气室和附气室,两气室之间用节流孔联通。在列车动荷载作用下,两气室中的气体在节流孔中往复流动产生阻尼作用。研究表明,节流孔孔径和气室体积比是影响弹性垫板动力学性能的关键参数,减小节流孔孔径和气室体积比可以降低弹性垫板的刚度并增大其阻尼。空气阻尼网孔式弹性垫板的刚度和阻尼可以通过改变节流孔孔径和气室体积比灵活调整,其性能优于普通网孔式弹性垫板和填充高阻尼材料的网孔式弹性垫板。该垫板采用空气阻尼替代网孔中填充的阻尼材料,可以节省大量的生产成本。 展开更多
关键词 空气阻尼 弹性垫板 节流孔孔径 气室体积比 阻尼比
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填充阻尼块网孔式弹性垫板力学参数影响研究 被引量：2
5
作者 白彦博 和振兴 +2 位作者 宋杲 王志璇 曹子勇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2873-2883,共11页
为了提高网孔式弹性垫板的阻尼,对填充平面型阻尼块网孔式弹性垫板进行结构优化,得到阻尼性能更好的曲面型阻尼块网孔式弹性垫板。在保证材料参数和尺寸参数一致的情况下,研究填充曲面型阻尼块网孔式弹性垫板的倒角半径、网孔间距和网... 为了提高网孔式弹性垫板的阻尼,对填充平面型阻尼块网孔式弹性垫板进行结构优化,得到阻尼性能更好的曲面型阻尼块网孔式弹性垫板。在保证材料参数和尺寸参数一致的情况下,研究填充曲面型阻尼块网孔式弹性垫板的倒角半径、网孔间距和网孔衍生方式对其静刚度和阻尼比特性的影响规律,并将其与普通网孔式弹性垫板和填充平面型阻尼块网孔式弹性垫板进行对比。研究结果表明:增大填充曲面型阻尼块网孔式弹性垫板的倒角半径,其静刚度和阻尼比均会随之增大;网孔间距的增大会使填充平面型阻尼块网孔式弹性垫板的静刚度增大,阻尼比则随之减小。不同的网孔衍生方式对填充平面型阻尼块网孔式弹性垫板的静刚度和阻尼比影响不大,但边平行网孔衍生方式可以有效地降低弹性垫板本体和阻尼块的整体应力水平。同时,2种填充阻尼块网孔式弹性垫板在刚度一致的情况下,填充曲面型阻尼块网孔式弹性垫板具有更好的阻尼特性,且其应力水平更小,在提高减振性能的同时也延长了弹性垫板的使用寿命。该弹性垫板相比于填充平面型阻尼块网孔式弹性垫板更节省材料,有利于降低生产成本。 展开更多
关键词 网孔式弹性垫板 阻尼块 静刚度 阻尼比 网孔衍生方式
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