【技术实现步骤摘要】
一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法
[0001]本专利技术涉及铁路工程
，特别是涉及一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法。
[0002]
技术介绍
[0003]随着我国铁路系统运营速度的不断提高，轮轨相互作用不断加强，钢轨廓形作为其中关键的一环对行车平稳性、安全性和运输成本等有重要的影响。合理的钢轨廓形型面，可以改善轮轨接触关系，减小列车通过时产生的动力作用和轮轨磨耗，延缓钢轨疲劳伤损的发展，延长钢轨使用寿命；也可以改善列车运行品质、提高乘车舒适性。
[0004]目前，我国钢轨廓形优化设计的主要目标函数是轮对滚动圆半径差曲线（RRD）,轮对滚动圆半径差是与车辆动力学性能密切相关的轮轨接触几何主要参数之一,通过改善轮轨的滚动圆半径差曲线，可以明显的改善轮轨接触关系。RRD定义为轮对左右接触位置滚动圆的差值，是轮轨接触关系中间接的目标函数，通过对RRD的设计可以提高轮对在钢轨上运行的动态性能。但RRD主要反应的是接触点在车轮位置的变化，在钢轨廓形优化中不能直观的反应钢轨接...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：建立钢轨与轮轨的目标接触点位置分布曲线，以所述分布曲线建立目标函数；S2：选择钢轨上的设计点，将钢轨型面分为优化区域和非优化区域，建立约束方程函数，确定设计点的约束范围；S3：确定本迭代步搜索子区域，在搜索子区域内随机生成组试验方案，形成各组新的钢轨廓形，其中，是正整数；S4：计算新生成钢轨与轮轨接触的几何关系，计算得到组新试验方案的目标函数值，将组实验方案的目标值拟合得到目标函数的线性近似方程；S5：求得线性近似目标函数在满足约束方程和设计点约束范围内的最优解，对所述目标函数线性近似目标方程进行误差分析；S6：判断最优解是否满足终止条件，若不满足，重复S3至S5的步骤，直至寻到最优廓形。2.根据权利要求1所述的一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法，其特征在于，所述S1中，所述目标接触点位置分布曲线的确定方法是：基于车辆与轨道动力相互作用模型，根据实际的运营场景进行动力学仿真分析，提取仿真模拟运营的车体横移量，并根据横移量确定实际钢轨的接触位置，得出钢轨接触点的位置分布曲线；所述目标函数公式如下：其中，、分别是左右侧目标钢轨接触点位置分布曲线；、分别是根据优化的钢轨型面计算的钢轨接触点位置分布曲线；是设计变量；是轮对横移量；是横移量计算点个数；、分别是左右侧接触点权重系数。3.根据权利要求1所述的一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法，其特征在于，所述S2具体为：根据步骤S1设定的所述目标接触点位置确定钢轨廓形的调整优化范围，确定固定点；将整个钢轨廓形分为优化区域和非优化区域；在优化设计过程中，固定点及两侧的非优化区域钢轨廓形横垂坐标始终不变；在优化区域里选择若干点作为设计点，横坐标不变，垂坐标可变，设计点的垂坐标为优化设计中的设计变量：
依据确定的设计点建立约束方程，在确定固定点和设计点之后通过钢轨廓形曲线凸形状约束，建立约束方程函数；钢轨廓形优化设计的约束关系为：其中，为第个数据点与第个数据点连线的斜率，为第个数据点与第个数据点之间连线的斜率；包括固定点与所有的设计点。4.根据权利要求3所述的一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法，其特征在于，考虑分别设计左右钢轨廓形；其中，左侧设计点约束方程如下：其中，左侧设计点约束方程如下：其中，左侧设计点约束方程如下：式中，、分别为左侧钢轨各设计点的横垂坐标、、分别为左侧钢轨两固定点的垂坐标。5.根据权利要求1所述的一种考虑轮轨接触位置在钢轨上分布特征的钢轨廓形智能优化方法，其特征在于，所述S3具体为：当迭代步为初始步时，搜索子区域为设计点的总约束范围，在优化过程的第二步及之后的迭...
【专利技术属性】
技术研发人员：时瑾，刘星宇，王宏昌，马登科，郭牧凡，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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