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研究项目的多面性

十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校的教师与一名RTE学生和十大网投平台信誉排行榜研究生合作,采用分层指导方法解决铁路研究问题.
作者:Therese Boyd

在一个研究项目中,研究人员着手回答一个问题. 它可能是一个更大问题的一部分,也可能是多个问题. Dr. 沈世辉,轨道交通工程(RTE)教授. 海黄, 他是十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校的工程学副教授, 领导一个涉及回收塑料的多管齐下的研究项目, 铁路的关系, 传感设备.

Plastics are everywhere; in the United States and many other countries, 没有。是不可能熬过一天的 与他们联系. 2021年,美国85%的塑料最终进入了垃圾填埋场 垃圾填埋场. “我们在日常生活中使用了很多不可生物降解的塑料,”沈说. “要么被填埋,要么被焚烧,要么被再利用.“美国曾经将塑料垃圾运往中国,但中国在2018年停止了进口废物政策, 这“给了美国一个很大的塑料问题?.”

对这个问题的认识促使人们寻求解决办法. “环境保护署, 美国能源部, 和国防部最近进行了许多关于升级回收或回收塑料的研究,以使其在工业上更有用,沈指出. 其中一种用途是铁路枕木,它“会消耗大量的废塑料”. 目前,对这一课题还没有系统的研究.”

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三名学生研究员正在参与这个项目:十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校的大四和RTE专业的Dalton Yoder、Jubair Ahmad Musazay和Yuliang Zhou, 都在研究Ph值.D.在十大网投平台信誉排行榜公园校区. 沈描述了该小组是如何使用分层指导方法工作的:“本科生道尔顿由研究生和教师共同指导. 研究生既是本科生的导师,又是全体教员的徒弟.”

Yoder描述了他的研究工作“在PSU图书馆里翻找关于塑料铁路枕木的文件和出版物.“特别, 他在寻找“始作俑者的历史”, 试着找出是否有人有任何公式——任何能让我们领先一步而不是从头开始的东西.他发现“数据并不多。. 早在90年代就有人尝试过,但没有成功. 在过去的几十年里,它一直处于不确定状态.”

Musazay的重点是设计公式和铁路连接的测试. 他解释道, 传统的木领带在环境方面有缺点,因为它们是用化学物质处理的,会沥滤, 它们很容易受到白蚁的攻击. 钢领带和混凝土领带各有各的问题. 但是,不管材料是什么,制造一条能用的铁路领带都比复制一条木领带的尺寸要复杂得多. “AREMA(美国铁路工程和道路养护协会)有 规范 才有资格成为领带,”Musazay说.

“如果你从塑料开始,大多数时候,它不会满足要求,”他继续说. “有一个尺寸要求,那就是形状, 不管材料是什么, 然后还有一些工程特性的要求来量化纽带的强度, 弹性, 和耐用性. 然后对每一个属性都有一个测试, 他们必须达到一定的数量才有资格成为铁路纽带. 如果它们不符合这些限制条件,它们就没有资格成为领带.”

研究人员已经确保避免了这个问题. “我们使用了100%的回收材料,”,, Musazay说, “能满足工程要求”. 使用塑料领带,“与混凝土或木头领带相比,你会有很多好处. 如果你从环境的角度来看, 一英里的单轨有3,150和3,350条木领带, 取决于典型的木结间距, 中间是19英寸还是20英寸. 混凝土系带间距不同,约为24-25英寸. 但是我们用木结来比较我们的产品. 要用木头做这么多领带,你得砍700-900棵树. 如果你想用塑料袋做同样的东西,你平均可以用1000万个塑料袋.”

黄教授解释了研究人员基于实际考虑做出的一些决定. “我们建议使用再生塑料不是为了长寿”,因为它们确实会失效. 然而,“你可以回收和加热回收的塑料”,制造新的领带. “但很明显,回收的领带更柔软,”他说. 而具体的联系将是“一个不错的选择”, 如果你负担得起的话, 但是一旦它们破裂, 没有办法修复它们. 将传感器放入混凝土中也非常困难.”

为了建立联系,研究人员联系了 生态塑料制品该公司是特拉华州的一家非营利公司,向该项目捐赠了废塑料. Musazay说:“我们每周都和他们开会. “我们讨论公式和设计,以及需要改变的地方. 然后,他们在威尔明顿工厂制作领带,并将它们运送到我们在大学公园校园进行测试.”

显示如何收集应变数据的测试设置

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一旦铁路连接形成,高清晰度分布式光纤应变传感器就会加入, 测试开始. 研究人员想看看传感器是否能识别出领带下的弱点. “我的项目主要包括收集复合材料绑带的应变数据,并开发一种算法来预测不良的支撑条件,周说. 重要的是要从整个过程中获得信息, 不只是在一端或中间, 他指出. “应变传感器沿着整个复合系带进行测量,以便收集不同支撑情况下的应变曲线. 该算法可以识别出失压、不均匀支撑等不良支撑状况.”

包括约德在内的14名十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校学生参加了2022年AREMA会议. 回收领带研究项目在学生展区中获得最佳展示奖. 对于一个刚来阿尔图纳时没有预见到自己会从事研究项目的学生来说,这是一个不错的结果. 但当他问同学们是否有人有兴趣加入这个项目时,他很高兴. “没有人站出来,”约德说. “我脑子里有个声音在说,‘做吧.’”他承认,“我是带着怀疑的心态进入这个行业的. 我不认为我会喜欢它,但我喜欢它.他做了这样的假设, 就像很多学生在尝试之前做的那样, 那样的研究将会无趣. 但是从实验室的角度来看是非常有趣的.”

教授们对这个项目的未来很乐观. 沈说,他们一直在研究的领带是一个“小样本,将为AREMA的规格进行测试。.下一步是测试一个“真实尺寸的样品”.5英尺长, 9英寸宽, 7英寸厚,这是由生态塑料制品根据研究设计制作的. 黄补充道:“这些领带性价比高,经久耐用,而且能感知. 这就是我们现在的处境. 我们将在未来几个月进行测试, 然后我们会在现实环境中进行测试.”