[发明专利]高速轮轨型面匹配状态的综合评价方法

权利要求书

1.一种高速轮轨型面匹配状态的综合评价方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)、构建高速轮轨型面匹配评估的评价指标集，所述评价指标集包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、构架横向加速度、临界速度、舒适性指标、平稳性指标、直线单位距离上的磨耗指数、曲线单位距离上的磨耗指数、等效锥度和轮轨最大接触应力；

步骤(2)、根据评价指标集构建高速轮轨型面匹配评价指标的评价体系，所述评价体系自上而下依次设有目标层、准则层和子准则层，

所述目标层为最终的轮轨匹配性能评价，

所述准则层包括轮轨动态评价和轮轨静态评价，

所述子准则层包括运行安全性评价、平顺性评价、耐磨性评价、接触几何特性评价和静强度安全性评价，其中运行安全性评价、平顺性评价和耐磨性评价属于轮轨动态评价，接触几何特性评价和静强度安全性评价属于轮轨静态评价，

所述运行安全性评价包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、构架横向加速度和临界速度，所述平顺性评价包括舒适性指标和平稳性指标，所述耐磨性评价包括直线单位距离上的磨耗指数和曲线单位距离上的磨耗指数，所述接触几何特性评价包括等效锥度，所述静强度安全性评价包括轮轨最大接触应力；

步骤(3)、建立轮轨型面匹配评价打分原则，设计、发放并收集用于轮轨型面匹配评价的专家问卷调查表；

步骤(4)、统计数据，构建判断矩阵；

步骤(5)、对判断矩阵进行修正，确定单层次的评价指标权重；

步骤(6)、根据自上而下的原则确定评价指标权重；

步骤(7)、根据相关仿真计算工况计算评价指标计算值；

步骤(8)、对评价指标计算值进行归一化处理；

步骤(9)、计算轮轨型面的综合评价值；

在步骤(3)中轮轨型面匹配评价打分原则中的比例标度值包括1，3，5，7，9，2、4、6、8，1/3，1/5，1/7，1/9，1/2、1/4、1/6、1/8，

其中，标度值为1代表两个元素相比具有相同的重要性，标度值为3代表两个元素相比前者比后者稍重要，标度值为5代表两个元素相比前者比后者明显重要，标度值为7代表两个元素相比前者比后者强烈重要，标度值为9代表两个元素相比，前者比后者极端重要，标度值为2、4、6、8代表上述标度值为1、3、5、7和9中相邻判断的中间值，标度值为1/3代表两个元素相比前者比后者稍不重要，标度值为1/5代表两个元素相比前者比后者明显不重要，标度值为1/7代表两个元素相比前者比后者强烈不重要，标度值为1/9代表两个元素相比前者比后者极端不重要，标度值为1/2、1/4、1/6、1/8代表上述标度值为1/3、1/5、1/7和1/9中相邻判断的中间值；

专家问卷调查表中包括确定判断矩阵A1的动态与静态评价指标比较表、确定判断矩阵A2的动态评价指标比较表、确定判断矩阵A3的静态评价指标比较表、确定判断矩阵A4的安全性评价指标比较表、确定判断矩阵A5的舒适性与平稳性比较表和确定判断矩阵A6的直、曲线磨耗指数比较表；

在步骤(7)中评价指标计算值包括等效锥度、最大接触应力和动力学指标，对评价指标计算值进行归一化后对归一化值按照评价指标权重进行加权，计算轮轨型面匹配评估的综合评价值；

等效锥度采用动力学仿真软件计算；最大接触应力是轮轨静轴重载荷下轮对横移量分别为-6，-4，-2，0，2，4，6mm时的最大法向接触应力，再对不同横移量取最大值，最大法向接触应力采用CONTACT程序或有限元软件ABQUAS计算；

动力学指标通过设计直线线路及不同半径曲线线路的仿真工况，针对轮轨型面进行车辆动力学仿真，确定轮轨型面脱轨系数D、轮重减载率U、轮轴横向力L、构架横向加速度a_Fy、舒适性C、横向平稳性S_l、垂向平稳性S_v、直线磨耗指数W_T、曲线磨耗指数W_C和临界速度v_c。