基于輪軌接觸關系的鋼軌代表廓形研究.pdf

1、隨著我國鐵路交通的發(fā)展，尤其是近年來高速鐵路的快速發(fā)展，鋼軌傷損已成為鐵路運營中不容忽視的重大問題，嚴重影響著列車運行的安全性與穩(wěn)定性。鋼軌打磨是解決鋼軌傷損問題的有效策略之一，美國、日本、澳大利亞等國的大量實踐經(jīng)驗，證明了鋼軌打磨在抑制鋼軌傷損、提高行車質量、延長鋼軌使用壽命和降低鐵路維護成本等方面的重要作用。我國的鋼軌打磨技術起步較晚，與發(fā)達國家相比仍有很大的差距。目前，國內使用的打磨設備多依賴進口，也沒有形成統(tǒng)一的打磨模式和打磨標

2、準。因此，開展鋼軌打磨技術的研究，促進我國打磨技術的發(fā)展是非常必要的。代表廓形是鋼軌打磨中的一個重要研究方向，它在鋼軌廓形的優(yōu)化以及打磨量和打磨模式的確定等方面具有很高的實用價值。然而目前國內關于代表廓形方面的研究非常匱乏，本論文的主要目標就是對代表廓形的計算方法和評價標準等方面的內容進行探索，以填補國內在代表廓形研究方面的空白，為代表廓形的后續(xù)研究提供參考。
　　本論文提出了基于輪軌接觸關系對代表廓形的算法進行設計和評價的研究方

3、法，并對代表廓形研究中涉及的代表廓形計算方法及其評價指標等進行了分析和試驗。首先，針對鋼軌測量廓形可能存在的噪聲干擾和位置差異等問題，對測量數(shù)據(jù)的平滑濾波和廓形對齊等預處理算法進行了對比和分析，并確定了利用Savitzky-Golay法進行平滑和以軌頭側面直線為基準進行對齊的測量廓形預處理方案;其次，設計了最小二乘距離法、算術平均法、加權平均法和散點重構法等四種代表廓形算法，并對直線和曲線兩組實測鋼軌廓形的代表廓形進行了計算;然后，基于

4、輪軌接觸幾何關系及接觸點位置的概率分布，分析了各算法所得鋼軌代表廓形與一組實測鋼軌廓形的輪軌接觸關系的相似度;最后，通過建立貨車動力學模型，基于代表廓形和鋼軌測量廓形，分別對車輛在直線和小半徑曲線上運行時的安全性和穩(wěn)定性等指標進行了動力學仿真計算和對比分析。結果表明:在直線和曲線區(qū)段，算術平均法和散點重構法所得代表廓形與測量廓形組的接觸幾何相似性基本都能達到中等相關或強相關的水平，而最小二乘距離法和加權平均法所得代表廓形與部分測量廓形的