DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 国内外研究现状 (一) 国外研究现状分析 1) 学校主导、企业支持的办学形式 美国的“学工交替”教育和英国的“三明治”教育属于这种形式。这种校企合作形式的特点，一是在培养目标上培养适合企业需要的应用型人才，方式主要是利用学校和企业的两种不同的教育资源和教育环境。二是在学校教学活动中设置工作场景进行工作训练，使工作训练这项内容成为学校教学活动中不可或缺的重要组成部分。三是学生在进行工作场景时有劳动报酬，这种带薪工作与过去学校派学生到企业实习，只能旁观却不能动手的方式截然不同，可以提高学生工作的积极性，更加有利于学生对于工作方面的知识的掌握。四是企业在职业技术教育中的作用是非常重要的，由政府进行宣传和强化。五是学校的作用，在给学生安排工作时，应该使学生主动适应企业的需要，学校在对学生培训的时候，应该尽可能地考虑企业的要求，使企业能够更加愿意接受学员工作 [ 2 ]。 2) 企业为主、学校为辅的办学形式 这种校企合作形式的典型代表是德国的“双元制”职业教育模式。这种校企合作形式是培养目标非常明确，而且能够坚持贯彻始终；无论是教学模式还是教师配备与教学内容，都以企业的要求为主；由企业和政府共同承担办学经费 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。 3) 企业与学校合股的办学形式 这种办学模式，可以使发达国家扩大学校自主权，有利于推动职业教育的发展。这种形式与其他办学形式不同之处在于：一是学校是自主办学、独立经营的实体不隶属地方教育当局；二是学校按照企业运转模式实行董事会制。 4) 企业独立创办学校 这种形式是由企业完全掌控学校，企业完全负责设置学校的培养目标和学生的培养过程。根据自身需求和现实需要企业来建立和创办职业技术学校，培养企业所需要的人才来为企业服务。发达国家校企合作的模式非常成功也促进了学校和企业的融合，发展了职业教育，也促进了企业的发展，为企业减少了成本，发达国家的校企合作也积累了许多的经验 [ 6 ] [ 7 ]。 (二) 国内研究现状分析 从国内研究的内容来看 [ 8 ] - [ 15 ]，主要以校企协同育人的现状研究、校企合作出现问题的原因研究、校企合作发展的对策研究、校企合作育人机制的研究为主内容，更多的偏向于对于实践经验和教训的归纳总结，而缺乏不断适应时代发展新要求的前瞻性、综合性发展模式研究。因为校企合作不仅仅是学校和企业两个参与主体，实际上，不管是出于被动接受地位的学生，还是望子成龙望女成凤的家长，还是希望以教育振兴中华、实现名族复兴的政府等都不应该缺席于校企合作的研究之中。从政府、高校、企业、学生、行业平台等多角度的综合考量出发，来进行校企合作人才培养模式的顶层设计的研究和探索还是略显不足的。关于校企合作人才的培养模式研究，张俊英从不同的合作参与主体的角度，总结了两种主要模式：一是校企双方合作模式，主要有：“订单”培养形式、企业“冠名班”培养形式、“企业引入”形式、“职教集团”培养形式等；二是学校、政府、企业三方共同参与的合作模式，引入了政府这个作为第三方主体；王崇伟(2016)通过对校企合作现状的研究分析，根据在办学模式中起不同主导作用的主体，归纳出三种校企联合办学的模式：一是校企合作中以企业为中心的校企企业模式；二是校企合作中高校与企业共同主导的合作办学模式；三是依托于企业自主的行业办学模式。学者陈启强以学校、企业两个主导方为切入点将校企合作概括为以学校为本的校企合作模式和以企业为本的校企合作模式；唐金花(2011)针对高职外贸类专业人才培养的现状，提出运用引企入校的资源集聚效应，通过课程嵌入、教师嵌入、学生嵌入和管理嵌入，构建专业教学过程全程嵌入企业真实外贸业务流程的“校企协同育人”校企利益共同体，开展实战教学全程贯穿的人才培养模式改革，有效地提高了外贸类专业人才培养质量；钟碧芬(2016)提出了“校企协同育人”双师型课程教学团队概念，阐述了“校企协同育人”双师型课程教学团队的作用以及团队的组建、运行、评价、保障等，为提高课程教学的有效性拓展了新思路；方刚(2018)针对转型发展过程中课程建设存在的不足，构建基于“产教融合”的嵌入式应用型课程体系；该体系是以培养应用型人才为中心，以专业核心课程为基础，产业应用技术课程动态裁剪，自适应社会行业对人才培养目标、结构、需求、持续性和可靠性等严格要求的专用课程体系。
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user: 3. 构建“工学融合、校企协同”人才培养改革模式 (一) 深度订制企业“工学融合、校企协同”的人才培养方案 “工学融合、校企协同”人才培养方案的制定是保证人才培养质量的前提，人才培养方案规定了教学的培养目标、具体的课程设置和学科实施的步骤。在制定人才培养方案时，要充分考虑“工学融合、校企协同”培养模式的特点和要求，更多地考虑高职院校与企业的需求，为学生搭建好学校通往社会的桥梁。同时，在“工学融合、校企协同”人才培养方案的制定过程中，企业作为一个主体来参与，加大了人才培养方案的复杂性，在这个过程中，要充分吸收各方意见，慎重选择。企业为学校提供了开发项目，学校要组织学生接触项目，并且全程把控项目完成情况，确保能够符合企业的要求，最后确定项目嵌入到人才培养方案中 [ 16 ]。 (二) 深入开展企业“工学融合、校企协同”课程教学 “工学融合、校企协同”课程教学改革的出发点和落脚点都是为了合作企业岗位能力需求，将合作企业岗位要求引入教学课堂自然是“工学融合、校企协同”课程教学改革的目标，校企之间围绕“工学融合、校企协同”课程教学改革的合作可以从以下方面展开： 1) 学校与对口企业签订校企互动合作协定，通过建立校外实训基地，校企联办特色专业等方式将教学课堂延展到社会领域，实现企业与教育的结合。 2) 学校管理者可与对口企业签订人才供需合同，将“工学融合、校企协同”人才培养拓展至新生入学伊始。校企人才供需合作可做到三个合拍：① 学校招生与企业招聘的合拍；② 学校教学与企业经营的合拍；③ 学生实训与就业的合拍。 (三) 构建“工学融合、校企协同”课程教学的施教方法 “工学融合、校企协同”课程教学改革更多地立足合作企业视角，偏重于以传播合作企业所需知识为内容，以培养可为社会进步与经济发展作贡献的实战型人才为目标。这就要求任课教师以合作企业需求为导向积极开发“工学融合、校企协同”课程教学新方法，将理论知识学习与生产实践技能培养无缝结合，提高学生的实践技能培训比重，实现课堂教学和合作企业经营的统一 [ 17 ]。 (四) 共建“工学融合、校企协同”师资队伍 当前高等教育机构的普遍问题是缺乏高素质的专业课和实训课指导教师。多数高校任课教师多来自高校硕博毕业并直接进入任课教师岗位，缺乏企业生产一线工作经验，缺少对企业实际工作岗位需求的贴切把握，因此在教学实践中难以贯彻企业对岗位需求的鲜活案例与理念。为培养能适应企业人才需求并具备较强生产经营实战能力的教学能手，当前的教务管理模式应当从引导教师做好教学工作单方面工作向积极激励教师掌握多项技能，做好一专多能转变，同时向具有高校教师技能和所任专业技能的方向转变。 (五) 建立“冠名班”专业实习生导师制 “工学融合、校企协同”合作下高校能够实时跟踪行业产业的发展，企业拥有高质量的研发项目和优秀的企业文化，企业项目的研发模式是非常值得学校和实践基地教学借鉴的。此种研发模式在基地中采取指导老师团队的方式，即改变传统的一个班主任带一个班的方式。将各个专业技能所需的专业课程分期嵌入教学课程体系中，使各个教学内容真正有其实用价值；学生根据自己的兴趣爱好，在基地中选择想要完成的任务类型，为完成这些任务，学生需要为掌握某种专业技能而学习一些专业课程；由从事研究某方向的指导老师辅导学生完成特定任务；导师全面关注所指导的学生，按照项目研发流程适当的进行知识点的有机组合，合理有效地对学生进行指导和规划，促进学生个性化发展，使学生有明确的学习和就业方向。培养出具有创新能力和实践能力的复合型优质人才，具体流程如图1所示。 图1. 基于企业岗位职业能力的导师制 (六) 制定“工学融合、校企协同”的“冠名班”有效评价机制 “工学融合、校企协同”人才培养模式涉及到学校、企业和学生多个方面的利益，因此，这种创新模式的实施，要通过有效的考评机制和评价机制来确保科学顺利地实施。在“工学融合、校企协同”培养模式中，一方面，学校向企业开放，企业可以利用学校的资源参与到具体的人才培养过程中；另一方面，企业向学校开放，学校可以组织教师和学生深入企业进行考察和学习。在这个过程中，学生和职业的角色有所交叉，会受到社会和企业的检验。所以，学校和企业要共同协商在人才培养过程中将各自的评价指标体系进行综合考量，制定科学的评价机制，使“工学融合、校企协同”人才培养更加规范化，更加合理平稳地运行。多元化学生绩效评价如图2所示。 图2. 绩效评价
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user: 4. 高职院校推进“工学融合、校企协同育人”人才培养模式改革的主要措施 (一) 制定“工学研用融合、校企协同育人”的政策激励机制 该激励机制的核心是解决学校和企业相互“推动”的动力源，目的是突破制约校企协同能力提升的内部机制障碍。通过政策调整，充分释放人力、资金、信息、技术等方面的活力，营造有利于“工学融合、校企协同育人”的政策环境氛围，研究制订相应的规章制度，让教师从过去知识一般性传授和操作技能掌握的模式中走出来，更加注重实效和对企业创新文化的倡导，鼓励教师将更多的精力投入到科研成果、科技开发活动应用到具体的实践中，通过创业行为直接为经济建设服务 [ 18 ]。 (二) 制定“工学研用融合，校企协同育人”的运行管理机制 组建“工学融合、校企协同育人战略联盟”，加强学校和企业的全面有效融合和整合，主要将学校的知识技术扩散需要和企业的技术创新需要，以及校企各自的创新要素，通过新模式、新机制实行紧密结合和深度融合，促进学校各组织单元以不同方式与企业的人员、信息和资源等方面进行交换，加快学校的科技成果转化，鼓励师生进行创业活动与商务运作，在更大范围、更高层次、更宽领域与企业开展产学研合作，提高企业和学校的竞争力。再次，制定“工学融合、校企协同育人”的市场配置机制。市场配置本质上就是利益问题。在“工学融合、校企协同育人”的过程中，校企双方应遵循市场经济规律，探讨形成双方合作的共识。学校将“工学融合、校企协同育人”纳入自身的组织管理和发展目标中，企业也将推进好“工学融合、校企协同育人”纳入自身的运行机制和发展目标中，通过市场经济规律配置校企双方资源、优势和要素。一方面，学校通过“工学融合、校企协同育人”，提高教师的创新精神。提升学术的创造能力，提升科研成果的创新水平，为自身在加大内涵式发 (三) 制定“工学研用融合、校企协同育人”的监督评价机制 重点建立一套评价“工学研用融合、校企协同育人”质量的监督体系，把学校的发展目标、院系的工作目标和教师的工作要求都纳入到评价体系中，使之成为每个教师的工作要求，形成以“工学研用融合、校企协同育人”质量和贡献为导向的评价机制，制度是保障，鼓励竞争。动态发展。 (四) 完善人才培养配套条件 1) 系列化实践教学条件 根据人才培养模式课程实施需要，建立起校内一般性实训基地、校企共建生产实训基地、企业实习基地“三基地”系列化实践教学条件，以机电一体化技术专业为例，其描述如下表1所示： Table 1 “Three bases” series practice teaching condition 基地名称 地点 具体形式举例 组建描述 校内一般性实训基地 学校 维修电工实训室、电气控制实训室；CAD/CAM实训室；机械设计基础实训室、数控加工实训室等； 以学校建设为主，企业参与设计。 校企共建生产实训基地 学校或企业 校内企业研发中心；校内企业部分业务运营中心等； 学校和企业共同建设，一般由学校提供场地和人力资源(学生和师资)，企业提供设备和资金，及业务骨干。 企业实习基地 企业 技术部、加工中心、装配中心等。 以企业建设为主，学校教师参与协助。 表1. “三基地”系列化实践教学条件 通过校企共建“三基地”系列化实践教学条件，全面的支撑了“冠名班”学生职业能力培养需要。 2) 师资条件(校企互嵌) 根据能力培养需求，由校企双方结合配套，实践课程以企业骨干为主，学校教师为辅进行配套；理论课或校内实训课以学校教师为主，企业骨干为辅进行配套。 3) 管理，监控及评价条件 在“工学融合、校企协同”人才培养过程中，学生在校，则由学校管理，在企业实训或顶岗，则以实施校企共管。根据企业需要并进行全方面配套管理。如企业设班(企业导师)，企业设课堂(学校导师)，企业设考场，企业学校共同考核评定成绩等。
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user: 5. 构建“工学融合、校企协同”人才培养改革模式的实施方案 (一) “工学融合、校企协同”人才培养模式构建 企业向学校提出组建“工学融合、校企协同”人才培养班级，提交建设、管理和学生培养方案，经学校审核同意后开始组建“工学融合、校企协同”人才培养班级，学校、企业、学生签约“工学融合、校企协同”人才培养协议。由学校和企业共同修订专业培养方案，以企业为主导培养适应企业需求的技术技能型人才。以构建和实施工学结合、紧密的校企合作为载体，把“以能力为主线”的培养要求切实贯穿整个教学过程进行设计。根据各专业特点和学院的实际，以及本区域行业人才市场需求，充分发挥企业办学优势，深化人才培养模式改革，通过校企共享人力、设备和科研技术成果三种资源，实现专业建设与产业发展、教学与生产环节、学习与工作过程三个一体化运作方式，采取的“工学融合、校企协同”人才培养方案流程如图3所示。 图3. “工学融合、校企协同”人才培养方案 (二) “工学融合、校企协同”人才模块化培养模式构建 依据合作企业对专业人才需求调研和调查结果，坚持人才培养供需对接，构建与企业紧密合作的“订单培养、教学合作、管理参与、师资共享、实训互融”的“工学融合、校企协同”人才培养模式，突出以能力为主线的模块化培养思想。根据专业培养目标及其对应的素质与能力要求，“工学融合、校企协同”人才培养模式把合作企业职业岗位的素质和能力要求分解后融入四个培养模块中，即：将自然基础通识课、人文基础通识课纳入基础知识模块；将专业基本素质、专业基本知识、专业基本能力融入专业基本技能模块；将专业知识、专业能力融入到专业综合技能模块；将创新创业能力、应用设计能力融入到专业岗位技能模块。基本架构如图4所示。 图4. “工学融合、校企协同”人才模块化培养模式 (三) “工学融合、校企协同”人才培养模式课程体系构建，以“开山班”为例 “工学融合、校企协同”人才培养模式课程体系的建设是在满足专业人才所要求的知识结构基础上，确保足够的校内外实训、实习时间，强化实践能力、工程能力、实用外语能力和综合素质的培养。可根据培养目标对项目课程体系进行整体构建，也可对后两年、一年的专业课程体系进行重点改造。根据需要可以适当引进国内外知名企业(或培训机构)的先进课程模块，“工学融合、校企协同”专业课程体系，实现优势互补。课程设置立足已有基础，突出人才培养的特色。以合作企业为需求，以“开山班”课程体系为例，如图5所示。 (四) “工学融合、校企协同”人才培养模式师资队伍建设 合作企业专家应作为兼职教师，积极参与高校人才培养计划制定、实训指导、专业课程教学等，企业兼职教师承担“工学融合、校企协同”人才培养项目专业课、实习实训等环节的教学时数占总教学学时的比例应达到50%以上。要通过派遣教师定期到企业锻炼，提高教师有关专业的实际操作经验，提高课堂教学能力。从人才培养的需要出发，构建多元化、工程型并重的师资队伍建设机制。聘请合作企业 图5. “开山班”课程体系为例 一线“大师”型专家兼职任教，充实实践教学师资队伍。注重引进具有行业经历的教师担任课程教学任务，建立一支双师型教师队伍。积极鼓励本院教师参与合作企业项目，派遣中青年骨干教师赴企业进行项目实践，接触企业文化，积累项目经验，了解行业方面的人才需求。
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user: 6. 结束语 校企合作协同育人也面临着新的要求与挑战，要始终坚持以立德树人为根本任务，以一流人才培养、一流本科教育、一流专业建设为目标，把握工科新要求，持续深化工程教育改革，培养德学兼修、德才兼备的高素质工程人才，探索形成中国特色、世界水平的工程教育体系，加快从工程教育大国走向工程教育强国，这些都是需要政府、高校、企业共同联合去完成和实现的目标。本文从校企合作协同育人机制问题进行了分析和讨论，提出了一些对策，但唯有多主体的互相联合、互相帮助、共同承担才能真正解决实际存在的问题，才有利于校企合作协同育人的高质量进行 [ 19 ]。
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user: 摘 要 螺接是机械产品中使用最广泛的连接方式之一，对于受到复杂载荷特别是载荷量级较大的连接件，单个连接螺钉的断裂可能会导致其余螺钉依次断裂，最终损坏设备，甚至出现安全问题。本文针对受到径向载荷的螺接件进行受力分析，提出了该类型螺钉连接件的安全使用条件和校核公式，并针对某实例采用有限元法进行验证。结果表明：该计算方法可以得到螺钉危险位置的受力大小，可用于对受到复杂载荷的螺接件的螺钉进行校核。 关键词 :螺钉，连接强度，校核 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 工程上，螺栓若承受较大横向载荷，常常会选择铰制孔螺栓，其螺杆部分与孔之间过渡配合，依靠螺栓本身的抗剪作用防止被连接件的相对滑动。但是由于铰制孔螺栓具有强定位功能，配好后连接件位置不可调，对于夹具类等拆装反复性高的零件，或者在某些特殊的使用工况下，铰制孔螺栓并不适用，只能选择普通螺栓或螺钉，此时横向载荷主要靠预紧力带来的摩擦力承受。 机械设计过程中对螺钉连接强度进行校核是必不可少的环节。一般情况下，螺钉按照《机械设计手册》中的要求选型，使用通用或经验公式进行校核。螺钉正常的安装形式当如图1(a)所示，要求螺钉拧紧后，两零件不会发生相对滑动。 在实际情况下，由于打孔误差、装配误差，或者设备在使用中受到冲击或其它复杂载荷，可能会产生如图1(b)所示的螺接形式。此时，螺钉受到径向载荷作用，除了自身的预紧拉力，还可能受到剪力和弯矩。在这种情况下，螺钉不再是单向受拉。在多个螺钉共同作用时，由于“群体折减效应”，一旦发生破坏往往会在短时间内依次破坏。对于受力较大的承剪螺钉，必须考虑出现这种非正常情况下的安全性。 图1. 螺接形式：(a) 正常；(b) 非正常
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user: 2. 螺钉受力分析 [ 1 ] 非正常受力状况下的螺钉可以统一简化为如图2的计算模型。A端以下是被拧入螺孔的部分，B端代表螺钉头。AB段在被连接件的通孔内，长度为L。如此可视该螺钉为悬臂梁结构，在B端产生挠度ω和转角θ。螺钉头受到一个摩擦力F 1 和力矩M，力矩由螺钉头和连接件表面的机械位置约束产生。螺钉杆存在初始的拧紧力P 0 ，同时螺钉杆上会受到零件滑移产生的剪力F 2 。螺钉弯矩图见图2(c)。A点弯矩最大，同时还受到剪切和挤压应力，是上述状态中的薄弱点。 图2. 螺钉受力分析 螺钉头的挠度和转角由摩擦力F 1 和力矩M引起： { ω = ω F + ω M θ = θ F + θ M (1) 其中： ω F = − F 1 L 2 3 E I ，     θ F = − F 1 L 2 2 E I ω M = − M L 2 2 E I ，     θ M = − M L E I 由图1，螺钉头的挠度和转角一般被机械结构约束，可以通过几何结构确定其最大值。F 1 和M分别为： { F 1 = 6 E I ( 2 ω − L θ ) ( 3 L − 4 ) L 2 M = E I ( − 6 ω + 4 θ ) ( 3 L − 4 ) L (2) 其中，E是螺钉材料的弹性模量，I为螺钉截面的惯性矩， I = π d 1 2 64 ，d 1 为螺钉的最小截面直径。 螺钉受到的弯矩见图2(c)，最大弯矩发生在A端，最大弯矩为： M max = M + F 1 L = 6 E I ω + E I ( 4 − 6 L ) θ ( 3 L − 4 ) L (3) 则螺钉受到的弯曲正应力为： σ M = M max π d 1 3 32 = E [ 6 ω + ( 4 − 6 L ) θ ] 2 d 1 L ( 3 L − 4 ) (4) 螺钉受到的预紧拉应力为： σ t = P 0 A = 4 P 0 π d 1 2 (5) 其中P 0 为螺钉预紧力，A为螺钉公称应力截面积。 则螺钉受到的轴向应力为： σ x = σ M + σ t = E [ 6 ω + ( 4 − 6 L ) θ ] 2 d 1 L ( 3 L − 4 ) + 4 P 0 π d 1 2 (6) 螺钉受到的剪切应力为： τ = F 2 A = 4 F 2 π d 1 2 (7) 螺钉杆受到的挤压应力：螺钉杆受到的挤压应力与挤压接触面积有关。理论上，接触面是一条无宽度的切线。但是由于材料一方面会产生弹性变形，另一方面表面粗糙度会导致“弱接触”情况下的接触刚度较小。而圣维南原理指出，荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布。根据有限元计算中常用的边界设置方法，认为螺钉杆受剪后的接触面积如图3所示。螺杆径向的接触长度为1/3d 1 ，螺杆轴 向的接触长度为3倍螺距，即3P。接触面积 A p = 1 3 d 1 ⋅ 3 P = d 1 P 。 图3. 螺钉的接触区域 则螺钉受到的挤压应力为： σ p = F 2 A p = F 2 d 1 P (8) 结合公式(6) (7) (8)，可以作出螺钉薄弱点的三向应力摩尔圆(图4)： 可以解得主应力为： { σ 1 = σ x + σ p 2 + ( σ x − σ p 2 ) 2 + τ 2 σ 2 = 0 σ 3 = σ x + σ p 2 − ( σ x − σ p 2 ) 2 + τ 2 (9) 螺钉薄弱点的最大正应力与最大切应力分别为： { σ max = σ 1 = σ x + σ p 2 + ( σ x − σ p 2 ) 2 + τ 2 τ max = σ 1 − σ 3 2 = ( σ x − σ p 2 ) 2 + τ 2 (10) 可以通过以上公式校核承受径向载荷螺钉的静强度。 图4. 应力摩尔圆
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user: 3. 实例计算 3.1. 离心场下静压轴承的螺钉连接方式 在某离心机上安装有四个全密封静压轴承，共同对某零件导向。这要求四个轴承运动轴线的平行度很高。而离心机由于体型较大，在不同温度和不同离心加速度情况下都会有比较明显的变形，从而破坏了轴承运动轴线的平行度。在工作中需要经常对轴承的位置进行微调，故轴承与离心机直接不能使用铰孔，只能用普通螺钉进行连接，从而留出调节余量，这就导致普通螺钉可能有受剪的风险。 图5所示为全密封静压轴承的外形图，底面有14个宽17 mm的马蹄槽，安装时，穿入14个M16的圆柱头内六角螺钉将轴承固定在基座上。底面的螺钉编号从1到14号。离心加速度的大小为100 g。 图5. 全密封轴承的螺接方式 在离心场下，轴承所受的离心力需要由底面摩擦力平衡。轴承被螺钉压紧在基座上，要求在离心场下轴承和基座不得有相对滑动。基于此，螺钉理论上仅受预紧力提供的拉力。 考虑到由于存在以下因素，给螺钉足够预紧力后，轴承仍可能发生滑动，导致螺钉受力： 1) 全密封轴承是精密的导向零件，对基座的平面度要求较高，精加工以后基座的粗糙度较小； 2) 安装调试轴承时，会在轴承底部垫铜箔，从而减小其摩擦系数。 因存在以上不确定因素，轴承的安装螺钉的选择要满足以下两个保证点： 1) 为满足轴承的正常使用条件，要求螺钉能提供足够预紧力，保证底面有足够摩擦力平衡轴承的离心力； 2) 为保证使用的安全性，要求一旦轴承发生侧滑，螺钉能承受由此引起的剪力，不会被剪断。 3.2. 螺钉预紧力计算 轴承被14个螺钉压紧在基座上，轴承的质量为45 kg，离心场下，产生Q = 45 kN的横向离心力。各螺栓预紧力P 0 需要至少为： P 0 min = K n Q z m f = 13.469 ( kN ) (11) 其中： Q为轴承受到的离心力，大小为45 kN； K n 为可靠性系数，这里取1.1； m为摩擦面数量，这里为1； z为螺钉数量，这里为14； f为摩擦系数，这里取为0.15 [ 2 ]。 为保证安全，选择12.9级的螺钉，该型螺钉的保证载荷为452 kN。初始拧紧力达到所需的5倍，设定为： P 0 = 67 ( kN ) (12) 3.3. 螺钉受力计算 假设轴承由于某些特殊情况，摩擦系数f下降到0.02，产生的摩擦力不足以克服离心力，产生了滑移，对螺钉产生横向力。 每个螺钉头下的摩擦力大小变为： F 1 = f ⋅ P 0 = 1.29 ( kN ) (13) 螺钉穿过的通孔直径为17 mm，螺钉上端直径为16 mm。考虑到打孔以及安装精度，各螺钉中心和孔中心会存在一个间距h，h max = 0.5 mm；受到机械约束，螺钉帽与基座保持平行，其转角θ = 0。 根据公式(6)，可计算得出该离心场下螺钉的轴向应力，见公式(14)，位置在图1中的A点处： σ x = E [ 6 ω + ( 4 − 6 L ) θ ] 2 d 1 L ( 3 L − 4 ) + P 0 A = 316 ( MPa ) (14) 在连接交界面上，螺钉存在剪力。对于该全密封轴承，由于每个螺钉与孔的初始中心距h是不同的，故h最大的两个螺钉将最先与孔接触，接触点受到最大的集中力F 2 。 F 2 = Q 2 − 12 × F 1 = 7 ( kN ) (15) 根据公式(7)，螺钉受到的剪应力为： τ = 4 F 2 π d 1 2 = 52.2 ( MPa ) (16) 根据公式(8)，螺钉在接触面受到的挤压应力： σ p = F 2 A p = F 2 d 1 P = 218 ( MPa ) (17) 其中M16的螺距P = 2。 画出接触点的应力状态，作出其对应的摩尔圆(见图6)，根据公式(10)，得到螺钉的最大正应力与最大切应力为： { σ max = σ 1 = 338.4   MPa < [ σ ] τ max = σ 1 − σ 3 2 = 71.4   MPa < [ σ ] 2 说明螺钉满足受力条件，即便轴承发生滑动，系统仍是安全的。 图6. 螺钉受力简图及最大受力点的摩尔圆 3.4. 有限元法验证 在一些复杂装配体的有限元仿真中，对于螺接关系的处理有时会直接用节点之间的耦合或者约束来代替，这样做通常不能够反映螺钉本身的受力特性。文献 [ 3 ] [ 4 ] 对螺钉的有限元建模及分析进行了研究，通过对螺钉及被连接件进行接触的定义、对螺钉施加预紧力等方式，可以得到较为准确的仿真结果。本文采用相似的方法，对静压轴承的螺钉进行有限元分析。模型的网格划分如图7所示，对螺钉、垫片以及底座连接面的网格划分较细，对非关注区域的网格划分较粗。 图7. 模型网格划分 网格采用C3D8R (8节点六面体单元)，共89，358个单元，该单元克服了在线性完全积分单元中的剪切与自锁问题，在单元扭曲比较小的情况下，得到的位移和应力结果更精确；同时在弯曲问题中，厚度方向只需要很少的单元，就可以得到与二次单元相当的结果，而计算成本可以明显降低。 3.4.1. 边界条件与载荷设置 共设置两个分析步：第一个分析步仅施加40，000 N的螺钉预紧力，第二个分析步给轴承施加100 g的离心加速度。 螺钉头与垫片、垫片与轴承底座表面设置接触边界，摩擦系数与上文一样设置为0.02。约束轴承底座在垂直方向的自由度，约束螺钉下部拧入基座部分的水平自由度，如图8所示。 图8. 边界条件 垫片选用型号：钢结构用高强度垫圈 [ 5 ]。厚3 mm，其中 σ b ≥ 700   Mpa 。 3.4.2. 仿真分析结果 仿真分析结果见图9： 图9. 螺钉受到的表面压强(左)与螺钉应力云图(右) 将仿真分析计算结果与公式法计算结果进行比较，如表1所示： Table 1 Comparison of formula calculation results and finite element calculation result 公式法 有限元法 螺杆表面压强/Mpa 218 205 螺钉最大应力/Mpa 338 301 表1. 公式法和有限元法计算结果对比
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user: 4. 结束语 1) 公式法和有限元法的计算结果差别很小，其中公式法得到的结果比有限元法的结果略大，在实际应用中则更加安全，证明了公式法的正确性。螺钉的最大应力点出现在连接交界面位置。 2) 螺钉受到横向载荷，最好使用铰制孔螺栓；但如果只能使用普通螺钉时，须考虑螺钉在非正常工作状态下不被破坏。这种情况可以采用文中给出的计算方法进行校核，以便设计人员进行选型。 3) 如果螺钉还受到交变载荷的作用下，需要额外进行疲劳校核。
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user: 摘 要 行政协议具有行政性和契约性的双重属性，这使其在司法审查中一直存在分歧。关于行政协议的判定难下定论，宜将司法实践中形成的关于行政协议判定的五项要素进行梳理，明确各项要素在行政协议判定中的地位及作用；同时，以公权力是否发挥了效果作为本质性判定标准。行政协议司法审查的受案范围可以由正、反两方面的标准共同组成，一方面，其受案范围不应当限于“政府特许经营协议、土地房屋征收补偿协议”，而应当及于所有行政协议；另一方面，内部行政协议等几类协议不纳入受案范围。对行政协议进行司法审查时，应当对其进行合法性审查与合约性审查。 关键词 :行政协议，司法审查，受案范围，契约性 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 通过与行政管理相对方在平等协商基础上签订行政协议，以实现行政目标和公共利益是政府治理方式的重要变革。《行政诉讼法》(2014年修订)第12条和第78条中，明确了行政协议属于行政诉讼受案范围，并规定了行政协议诉讼判决方式。同时，《最高人民法院关于适用<中华人民共和国行政诉讼法>若干问题的解释》(以下简称《适用解释》)从第11条到第16条，对行政协议进行了界定，并给行政协议的司法审查大致指明了方向。然而，由于行政协议兼具行政性与契约性的双重特征，且目前尚无关于行政协议的统一规定，现行行政协议司法审查的规定，并不能为法院的相关实践提供完整而又具体的规制，也并没有终止有关理论争议。本文将从行政协议的判定、受案范围以及审查中的合法性审查、合理性审查三方面进行论述。
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user: 2. 行政协议的判定 法院对行政协议的识别，乃是基于《若干问题的解释》第11条第1款对行政协议的定义来完成的，即“行政机关为实现公共利益或者行政管理目标，在法定职责范围内，与公民、法人或者其他组织协商订立的具有行政法上权利义务内容的协议”。该定义包含了如下五项要素，第一，主体要素，即“行政机关”及“法律、法规、规章授权的组织”；第二，目的要素，即为“实现公共利益或者行政管理目标”，这也是行政机关在行政协议中之所以要享有行政优益权的重要原因和理论基础。维护公共利益或者实现行政管理目标始终贯穿于行政协议的签订、履行过程之中；第三，职责要素，即“在法定职责范围内”，如果行政机关订立行政协议不是为了履行其法定职责，那么该协议就不属于行政协议；第四，意思要素，即“与公民、法人或者其他组织协商订立”；第五，内容要素，即“具有行政法上权利义务内容”，行政协议是协议当事人双方形成行政法律关系，确定行政法上权利(力)义务。同时，对于行政协议的判定应当注意以下几点。 (一) 正面标准：五大要素在行政协议判定中的地位 1) 职责要素应当成为行政协议判定的首要考量 [ 1 ]。 对行政协议的判定，首要考虑的应当是涉案协议是否构成了履行行政职责的手段。前已述及，“职责要素”的内涵为：行政机关签订行政协议必须是行使行政职权、履行行政职责的一种方式。行政协议是行政机关在法定职责和权限范围内订立的，如果行政机关订立行政协议不是为了履行其法定职责，那么该协议就不属于行政协议。 2) 主体要素承载职责要素 行政协议不仅应充当履行行政职责的手段，而且还必须构成某个行政主体履行行政职责的手段。假若协议当事人与任何行政主体之间皆不存在直接或间接的联系，即便涉案协议构成了某项公共职责的履行手段，此协议也只能被视为某个社会主体承担公共职责的行为，而不能被视为行政协议。 3) 目的要素与职责要素搭配使用 “法定职责”这一概念本就意指行政主体应追求的具体公务目标，因而能够与“目的要素”所希望传达的“实现公共利益或者行政管理目标”之内涵相互叠加。而更为重要的是，“法定职责”概念更为缩限，乃是立法者对涉案行政主体所应追求的“公共利益或行政管理目标”的具象化，通过将二者搭配使用，涉案协议的目的公益性就不再停留于抽象层面，而更便于法院在审判实践中具体把握。 4) 目的要素作为内容要素之判断标准 行政协议的主要内容是行政法上的权利(力)义务。这一标准排除了行政机关基于自身民事权利义务而签订的协议。行政法上的权利(力)义务可从以下几个方面进行判断：一是是否行使行政职权；二是是否为实现行政管理目标或者公共利益；三是在协议里或者法律上是否规定了行政机关的优益权 [ 2 ]。其中，行使行政职权和行政机关具有优益权构成了行政协议的标的，而是否属于行使行政职权或者行政机关是否具有行政优益权不好判断时，还可以结合“实现行政管理目标或者公共利益”这一公法目的判断是否为行政协议。 5) 意思要素并非指行政协议具有平等性 行政协议必须要有强制性的行政权作为后盾。行政权的存在注定了行政法律关系中双方的权利义务是不平等的，哪怕是行政协议行为中也没有例外。不管订立行政协议时双方是如何平等合意的，但行政机关要实现行政管理的目的、实现公共利益的初心未改，因而在行政协议平等的“外壳”之下，实质上仍是行政权力的隐性运行 [ 3 ]。同时，应当注意的是，强调行政性是必要的，但在强调行政协议的行政性之时，也不应忽视行政协议和其他行政行为的区别，不是其行政性，而恰恰是其契约性。契约合意标准的意义有两点，其一，确认行政协议赖以存续的基点。民事合同与行政协议之间，其共性则是契约合意，契约合意是所有合同的特点，这种合同特性并非专属于民事合同，且行政协议的这种契约合意并非以平等为基础和前提的；其二，通过契约合意标准的确立，划分出行政协议与其它行政行为的界限。因此，不应忽视行政协议的契约性。 (二) 反面标准：以“公权力是否发挥了效果”作为本质性标准 如前所述，从正面看，行政协议的判断只能采取多元的综合标准，这一标准是肯定性的。在判断行政协议身份上，缔约主体、目的、内容、意思、职责等都成为识别的要素。在行政协议审查中，法院分别以主体的法定性、主体地位不平等、行政职责为前提、行政主体具有优益权、行政目标为合同目的、适用行政法规范、行政法上的权利义务等，作为行政协议之特征。如果采取删繁就简的辨识策略，如何判断行政协议，还存在一个反面的否定性评价标准，即以“公权力是否发挥了效果”作为本质性标准 [ 4 ]。具体来讲，该本质性标准可以作如下理解：其一，行政协议行为本质上是单方行政处理行为的替代措施，即采取合同方式的行政行为，其实本可以采取行政处理方式的。行政协议通常是对行政处分或高权的事实行为的替代。其二，只有公权力发挥了法律效果，才会产生合同的行政性，即公法权利义务关系。
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user: 3. 行政协议的受案范围 同样的，行政协议司法审查的受案范围可以由正、反面规定共同构筑。 (一) 受案范围之正面界定 第一，行政协议行政诉讼的受案范围仅仅是《行政诉讼法》所规定的几种行政协议，还是所有的行政协议。根据《行政诉讼法》第12条之规定，行政机关不依法履行、未按照约定履行或者违法变更、解除政府特许经营协议、土地房屋征收补偿协议等协议的，属于行政诉讼受案范围。由此可见，行政诉讼法在受案范围部分采用不完全列举立法例，仅明确政府特许经营协议、土地、房屋等征收征用补偿协议属于新行政诉讼法认可的行政协议类型。对该规定的“等”，是“等内”还是“等外”在理解上并不统一，如果是“等内”，人民法院仅受理政府特许经营协议、土地房屋征收补偿协议两类行政协议案件，且还只限于行政机关不依法履行、未按照约定履行或者违法变更、解除这两类行政协议，对其他行政协议案件不予受理；如果是“等外”，人民法院除依法受理政府特许经营协议、土地房屋征收补偿协议案件外，对其他行政协议案件也应当受理 [ 5 ]。《适用解释》第11条第2款又规定：“公民、法人或者其他组织就下列行政协议提起行政诉讼的，人民法院应当依法受理：(一)政府特许经营协议；(二)土地、房屋等征收征用补偿协议；(三)其他行政协议。”该规定中的“其他行政协议”无疑扩大了行政协议行政诉讼的受案范围。因此，此处的“等”应当为“等外”，即不应当限于“政府特许经营协议、土地房屋征收补偿协议”，而应当及于所有行政协议。 第二，行政协议行政诉讼的受案范围仅仅是《行政诉讼法》所规定的情形，还是与行政协议有关的所有情形。由于引起行政协议纠纷的原因是多方面的，既可能是行政相对人认为行政机关“不依法履行、未按照约定履行或者违法变更、解除行政协议”，也可能是行政相对人认为行政协议不成立、无效、违法，或者根据情势变更原则，请求继续履行、撤销、变更或者解除协议等情形。因此，法院在确定行政协议案件受案范围时，就不应当拘泥于《行政诉讼法》文本所规定的“不依法履行、未按照约定履行或者违法变更、解除行政协议”4种情形，而应当及于因行政协议所产生的所有情形。 (二) 受案范围之反面界定 尽管新行政诉讼法目前对行政协议采取不完全列举式立法例，但对行政协议司法审查的受案范围有如下几点可以明确：第一，应排除内部行政协议。比如行政协议中有些是不同行政主体之间为了行政协作等目的而签订的协议，可以称为区域行政协议。从实践来看，区域行政协议是指那些有关政府及行政主管部门为了顺应区域发展的趋势，在不同行政区域间协调行政目标、裁撤制度藩篱、缓解权力冲突等方面协商一致而签订的一系列合意性书面文件的总称。行政机关上下级之间签订的协议、行政机关和公务员之间的协议都属内部行政协议。行政诉讼法不将行政体系内部的行政争议纳入司法审查，因此内部行政协议不能纳入受案范围。第二，具备抽象性的战略协议应被排除。行政主体签订的战略协议往往具有前瞻性，同时也非常抽象，对具体的权利义务规定不明确，不直接产生行政法上法律关系的变动，因此不宜纳入行政协议司法审查的受案范围。第三，法律规定属于终局裁决的涉及行政协议的行政争议，不纳人受案范围。终局裁决即行政机关的裁决具有最终性，不能再进入司法程序予以救济。这与行政诉讼法对受案范围的既有规定保持一致。第四，关于国防、外交的协议应排除。行政诉讼历来不管辖国家行为，因为带有高度政治性 [ 6 ]。
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user: 4. 行政协议的审查标准 审查标准是行政协议司法审查的核心，行政协议的审查标准主要是合法性、合理性以及合约性等标准如何适用于行政协议的审查 [ 7 ]。行政协议具有行政性与契约性的双重属性，行政协议的行政性决定了法院在审理行政协议案件时，应当把行政协议案件作为行政案件的一种特殊类型进行合法性审查；而行政协议的契约性，决定了法院还需要考虑行政协议案件的合约性问题。从司法实践看，法院在审理行政协议案件时应当采用合法性与合约性相结合的审查标准。 (一) 行政协议的合法性审查 1) 形式上的合法性审查 第一，应审查缔约行政机关有无缔约的主体资格或权限 [ 8 ]。具有行政主体资格是作出合法具体行政行为的前提，但对于行政协议并无必要一定由行政主体签订。在实践中，代表行政机关缔结行政协议的一方，如行政主体的内设或派出机构，即便不具有行政主体资格，法院也会也会承认协议的效力。 第二，缔结程序的审查。行政程序是行政行为所经历的顺序、步骤和时限以及所采取的方式。程序合法是实体合法的保障，行政机关订立行政协议应当遵循相关的法律程序。对于法律、法规、规章规定订立行政协议必须履行相关程序的，如果协议双方当事人没有履行相关程序，则属于程序违法。为防止缔约各方串通故意规避法定程序、形式或一方伪装当时并不知悉违法，同时迫使缔约各方能够慎重其事、事后便于证明各方权利义务关系，应当严格要求行政协议的缔结必须遵守法律、法规、规章规定的程序和形式，违反法定程序、形式所缔结的行政协议原则上无效。不过，订约程序的微小瑕疵不影响合同的效力 [ 9 ]。 2) 内容上的合法性审查 行政协议约定的内容合法是司法实践中的一个审查要件。而对于合法性判断的依据是否包含行政法规以下的规范，司法实践中存在争议。一种观点是，行政主体进行行政协议行为时，不得违反法律、法规、规章、规范性文件各层级规范中的强制性规范。但是，在鼓励订立行政协议的大趋势下，维护行政协议的安定性、缩小无效行政协议的范围是法院审理行政协议案件时应秉持的价值取向。因此，“法”之外延不宜过宽，规范性文件应当排除在作为判断标准的 “法”之外。 对于内容上的合法性，其具体包括以下三方面。第一，审查行政协议的签订和履行过程是否违法。法院在审查行政协议签订是否合法时，主要着重审查的是行政主体是否遵循相关授权，其与相对人签约时是否超越了其法律规定的行政权限。第二，审查行政协议的签订是否违背公共利益的需求。行政协议订立的目的就是为公共利益之目标，其签订的行政协议也必然不能损害公共利益，法院在进行司法审查时应审查行政协议的签订是否能实现公共利益。法院行使监督权不仅应在公共利益上，还应看行政协议中行政机关和行政相对人是否涉及到第三人，二者是否有串通损害第三人利益的行为。第三，审查行政主体在变更、解除行政协议时是否违反了法律规定。行政机关在履行行政协议时如果继续履行协议将会损害公共利益，则此行政协议应当被终止履行。但是实践中，行政机关有可能会滥用行政优益权，为了个体利益超越职权，损害相对人的合法权益。行政机关行使行政优益权不能以公共利益以外的理由不履行行政协议。 (二) 行政协议的合约性审查 合约性审查主要针对行政协议的契约性，重在解决行政协议的效力问题。缔约各方意思表示一致就是对行政协议进行司法审查的初始前提。协商一致是订立行政协议应当遵循的原则，因此，行政协议双方当事人订立行政协议应当协商一致，有真实意思表示。具体来讲，应当依照如下步骤根据相应民法规范加以审查：第一，出现《合同法》第52条所规定的：1) 一方以欺诈、胁迫的手段订立合同，损害国家利益；2) 恶意串通，损害国家、集体或者第三人利益；3) 以合法形式掩盖非法目的；或者4) 损害社会公共利益的，协议无效。而第52条所规定的第5种情形，即违反法律、行政法规的强制性规定的，可以纳入前述合法性审查中。 另外，还应当对行政协议的合理性进行审查。行政协议除了合法性审查之外，也应当进行合理性审查。因为行政协议的意思表示大多是行政机关自由裁量权的体现，必须对此进行合理性审查才能防止行政机关以行政协议的“合法形式”滥用自由裁量权。
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user: 5. 结语 由于行政协议的行政性与契约性的双重属性，使其在司法实践中的纠纷解决机制一直存在分歧。《行政诉讼法》及其司法解释虽然对行政协议的纠纷解决机制有所规定，但《行政诉讼法》所采用的是列举式规定，因此不能涵盖司法实践中的各种问题。司法实践中对于行政协议的判定、受案范围、审查标准等问题均存在争议。目前较为可行的办法是，尽快制定行政协议的专门性司法解释，从而为行政协议案件的审理提供更为细化具体的规则，以便于行政协议的订立、履行，实现政府的柔性管理目标。
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user: 摘 要 轴箱轴承作为高速动车组列车的关键零部件，其性能以及其故障的发生直接影响着列车的运行安全，因此对高速动车组列车轴箱轴承的运行状态监测，并对其发生的故障进行准确分析和预测具有重要意义。本文针对高速动车组列车轴箱轴承振动监测与故障分析需求，设计搭建轴承振动监测系统，并在高速动车组列车试验台上进行轴承振动测试实验，并采用时频域对振动数据分析，有效诊断出故障轴承，本文所搭建的列车轴箱轴承振动监测系统为在高速动车组列车的装车提供技术支撑，为列车安全运行提供重要保证。 关键词 :高速动车组列车，轴承振动，测试系统，包络谱，故障分析 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，我国的动车事业发展迅速，动车组速度的不断提升，轴箱轴承作为动车组列车的关键零部件，其性能以及其故障的发生直接影响着高速动车组列车的运行安全，甚至导致严重的交通事故，危机旅客生命财产安全，造成重大社会财产损失，因此研发高速动车组列车轴箱轴承的状态监测，并对其可能存在的故障进行准确分析和预测具有重要意义。 国内外学者针对轴承振动测试与故障分析，Li等 [ 1 ] 提出适用于滚动轴承复合故障提取的聚类算法。林京等 [ 2 ] 提出“小波熵”，用于滚动轴承故障诊断。吴春光等 [ 3 ] 提出了一种基于零空间追踪算法(NSP)的滚动轴承故障诊断方法。陶洁 [ 4 ] 提出了一种基于零空间追踪算法(NSP)的滚动轴承故障诊断方法等，提高了滚动轴承诊断准确率。张琛等 [ 5 ] 通过变分模态分解与奇异值熵融合技术，对滚动轴承早期微弱故障进行辨识。江志农等 [ 6 ] 针对早期故障非平稳及微弱特征，提出阶次跟踪能量算子(OTEO)与奇异值分解(SVD)结合轴承故障诊断方法。 由于高速列车运行环境复杂多变，轴承信号易受背景噪声及其他零部件的干扰，传统频谱分析方法可能不能有效地提取轴承故障特征。因此针对高速动车组列车轴承诊断方面，尚万峰等 [ 7 ] 提出了基于三阶累积量最小二乘及最小均方误差自适应算法的列车轴承故障诊断方法，有效地降低了强背景噪声干扰并提高了故障特征信号分离准确率。刘方等 [ 8 ] 研究了基于时域多普勒较正和EEMD的列车轴承声信号故障诊断，有效地提取了轴承内外圈局部故障特征。王靖等 [ 9 ] 研究了基于数据插值重采样技术的诊断方法，利用整周期采样技术、角度重采样技术以及特征谱提取技术等联合分析方法准确识别了列车轴承频带变化类非线性故障振动信号。Lei等 [ 10 ] 提出了改进的基于小波包变换的谱峭度算法，从而提高了轴承微弱故障特征提取的准确性。除此之外，铁道科学研究院机辆所20世纪90年代初开发的JSC-206机车车辆轴承诊断仪，提取峭度系数、均方根值等多个特征参数，并具有共振解调分析功能，己有多台服务于铁路机务段 [ 11 ]。虽然国内外学者针对高速动车组列车轴箱轴承振动测试和故障分析开展一些研究，但多数没有进行列车装车测试，实际振动测试以及故障诊断效果有待验证，迫切需要在真实列车上进行高速动车组列车轴箱轴承振动监测与故障分析。 本文针对动车组列车轴承在线状态检测的迫切需求，以CRH380动车组列车轴箱轴承为研究对象，利用搭建的高速动车组列车轴箱轴承振动监测软硬件系统，在列车上安装布置振动加速度传感器，对安装正常轴承与故障轴承的高速动车组列车在列车试验台上进行振动测试实验，利用包络谱算法等频域算法进行动车组列车轴承的故障诊断。
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user: 2. 高速动车组列车轴箱轴承振动系统搭建 2.1. 硬件系统搭建 高速动车组列车单列具有8个轴箱轴承，为了实现动车组轴箱轴承的振动信号采集，采集卡选用NI的9234，4通道信号同步采集，采样频率最高51.2 kHz，内置抗混叠滤波器，可以测量来自集成电子压电(IEPE)和非IEPE传感器的信号，例如加速度计、转速计和接近式探针。 2.2. 软件系统设计 采用LABVIEW软件编制高速动车组列车轴箱轴承振动采集软件，具体如图1所示。 图1. 高速动车组列车轴箱轴承采集软件 2.3. 包络谱 原始信号中包含了从高到低不同频率段的成分，对每个成分进行包络谱分析步骤如下 对原始信号作Hilbert变换，即 H [ c i ( t ) ] = 1 π ∫ − ∞ + ∞ c i ( τ ) t − τ d τ (1) 构建解析信号在 z ( t ) ，即 z ( t ) = c i ( t ) + j H [ c i ( t ) ] (2) 解析信号在 z ( t ) 求模即可得到包络信号 B (t) B ( t ) = c i 2 ( t ) + H 2 [ c i ( t ) ] (3) 对包络信号进行分析可得到包络谱。
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user: 3. 高速动车组列车试验台及传感器布置 3.1. 高速动车组列车试验台 考核实验在如图2所示的国家高速动车组总成工程技术研究中心设计搭建的高速动车组列车试验台上开展，试验台可以进行400 km/h的高速动车组列车试验台的台架试车实验，实验考核对象为CRH380高速动车组列车。该试验台可测试内容十分全面，主要包括列车的动力学性能、制动性能、牵引性能、弓网受流性能等。通过将前文所述的振动信号采集系统搭载在试验台上待测车辆指定位置处，实现振动状态的监测与故障分析。 图2. 高速动车组列车试验台 3.2. 振动传感器布置 动车组列车上布置8个加速度传感器，均为双向传感器，其安装位置如图3所示。选用厦门乃尔电子有限公司的高频振动传感器型号CA2ZD320-10，具体参数如表1所示。 图3. 高速动车组列车轴箱轴承传感器布置 Table 1 The parameters of acceleration senso 指标 数值 指标 数值 灵敏度 10 mV/g 测量范围 ±500 g 频响 >10 kHz 温度范围 −40℃~125℃ 表1. 加速度传感器性能参数 3.3. 轴箱轴承 高速动车组列车轴箱轴承的型号为CRI-2692，为双列圆锥滚子轴承，具体结构如图4所示。图中，圆锥滚子轴承的接触角分为内滚道接触角 α i 、外滚道接触角 α o 和滚子大端面与挡边接触角 α f ，其结构参数如表2所示。 图4. 双列圆锥滚子轴承结构 Table 2 The structure parameters of the axle box bearings for high-speed EM 参数 数值 单位 外圈内径 230 mm 内圈内径 130 mm 节圆直径 183.929 mm 初始接触角 10 ˚ 滚动体直径 26 mm 滚动体个数 19 个 表2. 高速动车组列车轴箱轴承结构参数 双列圆锥滚子轴承特征频率采用如下公式计算。 外圈通过特征频率(BPFO) f 0 = Z f r ( 1 − d cos α / d m ) / 2 (4) 内圈通过特征频率(BPFI) f i = Z f r ( 1 + d cos α / d m ) / 2 (5) 滚子通过特征频率(BSF) f b = D f r ( 1 − ( d / d m ) 2 cos 2 α ) / 2 d (6) 保持架通过特征频率为(FTF) f c = f r ( 1 − d / d m cos α ) / 2 (7) 式中， f r 为轴承内圈转动频率， f r = n / 60 ，n为内圈转速；d为滚动体直径； d m 为轴承节径； α 为轴承接触角， α = ( α i + α o ) / 2 ；Z为每列滚子个数。 3.4. 试验工况 动车组列车分别在100、200、250、300、350 km/h转速条件下进行测试试验，对应轴承的转速分别为624、1248、1561、1872、2185 r/min。几种转速条件下的轴承的特征频率如表3所示。 Table 3 The Characteristic frequency of CRI-2692 bearing failur 速度Km/h 转速r/min BPFO Hz BPFI Hz 2BSF Hz FTF Hz 100 624 85.0 112.5 72.18 4.47 200 1248 170.1 225.0 144.3 8.94 250 1561 212.8 281.5 180.5 11.19 300 1872 255.2 337.5 216.5 13.42 350 2185 297.8 394.1 252.6 15.67 表3. CRI-2692轴承故障特征频率 注：车轮直径850 mm。
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user: 4. 高速动车组列车轴箱轴承故障诊断 采用时域波形、FFT以及包络谱对比分析不同转速条件下动车组列车轴箱正常和故障轴承振动测试数据。 4.1. 正常轴承振动分析 不同转速条件下S1测点的时频域信号如图5~7所示。由图可以看出，频域信号中未见明显轴承特征频率，表明为正常轴承。 图5. 正常轴承S1测点振动测试信号(100 km/h) 图6. 正常轴承S1测点振动测试信号(200 km/h) (a) 时域 图7. 正常轴承S1测点振动测试信号(300 km/h) 4.2. 故障轴承振动分析 不同转速条件下S8测点的时频域信号如图8~10所示。由图可以看出，轴箱轴承振动包络谱表现出有明显外圈故障频率，外圈具有故障，轴承拆解照片如图11所示，由图可以看出，外圈存在明显故障，验证了振动监测系统与故障分析算法的有效性。 图8. 故障轴承S8测点振动测试信号(100 km/h) 图9. 故障轴承S8测点振动测试信号(200 km/h) 图10. 故障轴承S8测点振动测试信号(300 km/h) 图11. 故障轴承照片
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user: 5. 结论 本文设计搭建高速动车组列车轴箱轴承振动监测系统，以CRH380动车组列车轴箱轴承为研究对象，采用时频域分析典型工况条件下轴承振动，得出如下结论： 1) 本文设计搭建的高速动车组列车轴箱轴承振动监测系统可以有效测试轴箱轴承的振动信号； 2) 采用包络谱等频域算法分析高速动车组列车轴箱轴承振动，并轴承实物进行对比表明，有效诊断出故障轴承。
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user: 摘 要 电子健康档案包含大量的纵向数据，对于生物医学信息学研究很有价值。然而，由于数据的复杂结构，包括随时间不均匀分布的临床事件，对标准学习算法提出了挑战。时态数据建模的一些方法依赖于从时间序列中提取单一值，导致有潜在价值时序信息的丢失。因此，如何更好地解释临床数据的时效性，仍然是一个重要的研究问题。本文研究了电子健康档案中时态数据新的表示方法，这些表示保留了时序信息，并且可以由标准机器学习算法直接处理。基于时间序列数据符号化表示的研究方法有多种不同的方式。使用电子健康档案真实数据库中临床测量的数据集的实证研究结果表明，相比使用原始序列或聚类序列，对随机子序列使用距离度量显著提高了预测性能。本文提出的表示方法更好地解释了临床事件的时效性，对于生物医学领域的预测任务十分关键。 关键词 :电子健康档案，随机子序列，聚类序列，机器学习 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/