【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轮轨接触的，具体而言，涉及轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法。
技术介绍
1、列车的运行，如牵引、制动和曲线通过，由车轮和钢轨间的蠕滑行为主导。因此，获得描述轮轨蠕滑力与蠕滑率关系的黏滑曲线是进行铁路动力学分析的关键前提。
2、目前，以vermeulen-johnson理论、沈氏理论等解析方法和kalker简化数值算法fastsim为代表的传统滚动切向接触理论，是铁路动力学计算中求解轮轨切向接触(包括黏滑曲线)的通常办法。这些传统滚动切向接触理论普遍采用了稳态滚动假设，且通常借助hertz型接触获得轮轨法向接触行为，进一步隐含了线弹性材料、无限半空间等假设，因此更适于求解准稳态接触问题，不适于广波长不平顺、多变黏着、材料非线性、系统运动和宽频振动等复杂条件下动态接触问题。近年来，基于显式有限元法的轮轨动态接触有限元模型，因舍弃上述假设，逐渐被用于求解轮轨动态接触问题。不过，针对轮轨动态接触问题，仍欠缺轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，以解决现有技术针中仍欠缺轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了两种轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，技术方案如下：
3、第一种轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，包括以下步骤：
4、step100，建立模拟轮轨动态接触的有限元分析模型；
5、step200，
6、step300，输入轮对牵引系数μ至有限元分析模型中，轮对牵引系数μ的初值取0，模拟获得轮轨接触斑的半长轴a、半短轴b、法向轮轨力fn、轮轨蠕滑率ξ和轮轨蠕滑力fc；
7、step400，逐渐增加有限元分析模型中的轮对牵引系数μ，并循环step300～400直至轮对牵引系数μ大于轮轨摩擦系数f；
8、step500，输出当前轮轨动态接触条件下每个牵引系数μ下的黏滑数据，所述轮轨动态接触下的黏滑数据至少包括轮轨蠕滑率ξ、法向轮轨力fn和轮轨蠕滑力fc；
9、重复步骤step200～500，改变轮轨动态接触条件，得到至少两组轮轨动态接触条件下的黏滑数据。
10、第二种轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，包括以下步骤：
11、step100，建立模拟轮轨动态接触的有限元分析模型；
12、step200，输入到轮轨动态接触条件到有限元分析模型中，所述轮轨动态接触条件包括轮轨表面不平顺q、车轮运行速度v和轮轨摩擦系数f；
13、step300，输入轮对牵引系数μ至有限元分析模型中，轮对牵引系数μ的初值取0，模拟获得轮轨接触斑的半长轴a、半短轴b、法向轮轨力fn和轮轨蠕滑率ξ；将轮轨接触斑的半长轴、半短轴、法向轮轨力fn和轮轨蠕滑率ξ输入到现有轮轨接触模型中，输出轮轨蠕滑力fc；
14、step400，逐渐增加有限元分析模型中的轮对牵引系数μ，并循环step300～400直至轮对牵引系数μ大于轮轨摩擦系数f；
15、step500，输出当前轮轨动态接触条件下每个轮对牵引系数μ下的黏滑数据，所述轮轨动态接触的黏滑数据至少包括轮轨蠕滑率ξ、法向轮轨力fn和轮轨蠕滑力fc；
16、重复步骤step200～500，改变轮轨动态接触条件，得到至少两组轮轨动态接触条件下的黏滑数据。
17、作为上述两种获取方法的进一步改进：轮轨动态接触模拟的有限元分析模型的建立包括以下步骤：
18、对轮对施加初始的模拟角速度ω0，借助ansys隐式求解器求解轮轨动态接触模型在重力作用下的轮轨静态接触；
19、将轮轨静态位移场再次导入至轮轨动态接触模型中进行应力初始化，并对轮对施加模拟角速度ω0、运行速度v0和轮轨牵引系数μ，借助ls-dyna显式求解器求解在滚动过程中重力作用下的轮轨动态接触。
20、作为上述两种获取方法的进一步改进：所述轮轨动态接触下的黏滑数据还包括黏着系数fc/fn。
21、作为上述两种获取方法的进一步改进：还包括绘制轮轨动态接触下的黏滑曲线，曲线的横坐标为轮轨蠕滑率ξ，纵坐标为黏着系数fc/fn。
22、在本专利技术的第一种轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法中，所建立的轮轨动态接触模型为有限元分析模型，可以直接得到精度较高的轮轨蠕滑率ξ、法向轮轨力fn、轮轨蠕滑力fc。
23、在本专利技术的第二种轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法中，由于采用了求解精度更高的有限元分析模型来输出法向轮轨力fn和轮轨蠕滑率ξ数据，使得计算轮轨蠕滑力fc数值的准确率得到了提升。
24、进一步地是，本专利技术还建立了轮轨动态接触下的黏滑曲线，能够考虑轮轨动态接触过程中因法向轮轨力fn和轮轨蠕滑率ξ波动造成的黏着系数fc/fn波动。
25、下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：所述现有轮轨接触模型为程序FASTSIM。
4.如权利要求1-3之一所述的轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：轮轨动态接触的有限元分析模型的建立包括以下步骤：
5.如权利要求1-3之一所述的轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：所述轮轨动态接触的黏滑数据还包括黏着系数FC/FN。
6.如权利要求5所述的轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：还包括绘制轮轨动态接触的黏滑曲线，曲线的横坐标为轮轨蠕滑率ξ，纵坐标为黏着系数FC/FN。
【技术特征摘要】
1.轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：所述现有轮轨接触模型为程序fastsim。
4.如权利要求1-3之一所述的轮轨动态接触下黏滑数据的获取方法，其特征在于：轮轨...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄双超，尹杉，赵鑫，温泽峰，杨吉忠，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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