[发明专利]钢轨打磨模板的处理方法和装置

说明书

本申请公开了一种钢轨打磨模板的处理方法和装置。该方法包括：根据目标钢轨的外形轮廓数据，以及与目标钢轨匹配的多组车轮的外形轮廓数据，计算出目标钢轨的多组接触参数；判断目标钢轨的多组接触参数是否分布于预设参数值区间内；在目标钢轨的多组接触参数未分布于预设参数值区间内的情况下，调整目标钢轨的外形轮廓数据，直至目标钢轨的多组接触参数分布在预设参数值区间内；基于调整后的目标钢轨的外形轮廓数据设置目标钢轨的钢轨打磨模板。通过本申请，解决了相关技术中以理论车轮型面为基准设计钢轨打磨模板，得到的钢轨打磨模板与车轮型面的适应性差的问题。

技术领域

本申请涉及钢轨打磨技术领域，具体而言，涉及一种钢轨打磨模板的处理方法和装置。

背景技术

普速铁路是我国铁路网中的重要组成部分，截至2016年，普速铁路运营里程超过12万公里，占我国线路运营总里程的80％以上，其不仅运营时速160公里以下的旅客列车，而且也是轴重21t、23t货车的主要行走通道。近年来，随着货车轴重的增加、客车速度的提高，养护维修时间不足，使得普速铁路面临的问题不断凸显，以轮轨接触界面的病害最为显著。不良的轮轨接触状态，不仅恶化轮轨动力学响应，产生大幅值的轮轨荷载，促使轮轨接触疲劳伤损的萌生和发展，如图1所示，为直线区段典型的钢轨接触伤损示意图，如图2所示，为小半径曲线区段典型的钢轨接触伤损示意图，此类伤损的发展不稳定，存在较高的安全风险，而且降低钢轨内部探伤精度。

为了去除钢轨表面伤损、提高动力学性能、优化轮轨关系，需要进行钢轨打磨。而普速铁路面临复杂的运营环境，车辆类型多样、运营速度不统一、编组模式不固定，采取合理的打磨模板进行科学的钢轨打磨，才能改善轮轨动力学性能、降低轮轨的接触应力，取得良好的打磨效果，而不合理的打磨模板可能加剧轮轨动力学作用，增加钢轨伤损萌生和发展速率，加剧钢轨磨耗。

相关技术中存在多种钢轨打磨模板设计理念和方法，主要有目标函数逆推法、法向间隙法、多目标优化法。目标函数逆推法首先确定目标函数，确定轮径差和接触角差为目标函数，再根据已知的车轮型面反推得到钢轨型面，进而高效地确定钢轨打磨模板。法向间隙法是根据轮轨法向间隙构造函数，通过优化钢轨型面参数实现最小的轮轨法向间隙，使得轮轨间具有较好的共形接触，降低轮轨间的接触应力，从而达到降低接触疲劳的目的。多目标优化方法是将钢轨型面参数化，考虑车辆稳定性、曲线通过性、平稳性以及安全性、轮轨接触应力、接触疲劳等多项目标，通过改变钢轨型面参数，实现多项目标的综合最优，从而获得最佳的钢轨打磨模板。

虽然相关技术中的钢轨打磨模板设计方法均可对钢轨型面进行改进，但这些方法需通过建立相应数学模型，通过相应算法求解得到结果，具有较强的理论特点，实现难度较大。此外，钢轨打磨模板合理与否依赖于所构建的目标函数，而目标函数与实际运用环境的关联性尚需进一步研究，而且，轮轨型面匹配时通常以理论车轮型面为基准进行钢轨打磨模板的设计，得到的钢轨打磨模板对磨耗后车轮型面的适应性仍需进一步研究。

针对相关技术中以理论车轮型面为基准设计钢轨打磨模板，得到的钢轨打磨模板与车轮型面的适应性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供一种钢轨打磨模板的处理方法和装置，以解决相关技术中以理论车轮型面为基准设计钢轨打磨模板，得到的钢轨打磨模板与车轮型面的适应性差的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种钢轨打磨模板的处理方法。该方法包括：根据目标钢轨的外形轮廓数据，以及与目标钢轨匹配的多组车轮的外形轮廓数据，计算出目标钢轨的多组接触参数，其中，多组车轮的外形轮廓数据为规格相同磨损程度不同的多组车轮的外形轮廓数据；判断目标钢轨的多组接触参数是否分布于预设参数值区间内；在目标钢轨的多组接触参数未分布于预设参数值区间内的情况下，调整目标钢轨的外形轮廓数据，直至目标钢轨的多组接触参数分布在预设参数值区间内；基于调整后的目标钢轨的外形轮廓数据设置目标钢轨的钢轨打磨模板。