[发明专利]一种轨道支撑结构多参数拟合抑制钢轨波磨的方法

权利要求书

1.一种轨道支撑结构多参数拟合抑制钢轨波磨的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：轮轨摩擦自激振动的仿真模型和数值方法；

步骤二：扣件结构多参数拟合研究；

所述步骤二包括以下子步骤：

步骤c：小半径曲线轨道轮轨摩擦自激振动模型的验证；

步骤d：扣件结构对轮轨摩擦自激振动的参数化研究；

步骤e：扣件结构的多参数拟合方程；

所述步骤e包括考虑扣件结构中多参数间的相互作用，需将扣件结构的多参数拟合，为保证拟合方法简单准确，采用最小二乘法得到预测小半径曲线轨道轮轨系统摩擦自激振动发生可能性的回归方程；

首先，根据扣件结构对轮轨摩擦自激振动的参数化分析可知，主要影响因素有扣件垂向刚度、扣件横向与纵向刚度、扣件垂向阻尼和扣件间距；

根据各参数对轮轨系统复特征值实部的影响规律，采用最小二乘法进行函数拟合；

选取了扣件垂向刚度的无量纲值作为影响轮轨系统复特征值实部的基本衡量因素；

根据扣件垂向刚度对轮轨系统摩擦自激振动发生可能性的拟合函数，同时考虑其他影响因素对预测结果的影响系数，可以分别得到频率为300Hz时和频率为320Hz时轮轨系统复特征值实部和各影响因素的预测关系式，如公式(4)和(5)；

其中α₁和α₂分别代表在控制变量为K₁＝6.356和K₂＝12.932时计算得到的最大特征值实部，其中控制变量K₁＝6.356和K₂＝12.932分别为各个参数的中间值作为控制变量时计算得到的复特征值实部；

代表扣件垂向刚度的无量纲值，且λ_d分别代表扣件横向刚度、扣件垂向阻尼、扣件间距对复特征值实部的影响系数；

通过回归模型可以将这些影响系数值量化，其中d^*分别代表扣件垂向阻尼和间距的无量纲值，即

为验证扣件结构多参数拟合方程的准确性，根据该方程预测得到的预测值和参数化分析中的准确值进行对比；

并且通过计算可得到：频率为300Hz时拟合方程的相关系数r1等于0.9834，均方根误差RMSE1等于2.7187；频率为320Hz时拟合方程的相关系数r2等于0.9473，均方根误差RMSE2等于4.2362；

意味着预测得到的结果和参数化分析得到的结果具有较好的吻合性；

根据该拟合方程，可以发现在适当范围内当KRY＝5MN/m，KRX＝KRZ＝5MN/m，CRY＝1000N.s/m，d＝1.0m时，可以使频率为300Hz的轮轨摩擦自激振动发生的可能性最小；

可以发现在适当范围内当KRY＝55MN/m，KRX＝KRZ＝5MN/m，CRY＝1000N.s/m，d＝1.0m时，可以使频率为320Hz的轮轨摩擦自激振动发生的可能性最小；

当扣件垂向刚度取值较小时，尽管轮轨系统在300Hz时的摩擦自激振动得到了抑制，但是在320Hz时的摩擦自激振动发生的可能性增大，同样，反之亦然；

可以解释前期实际线路中通过调整扣件垂向刚度所引发的新的波磨问题；

在适当范围内，扣件的横向/纵向刚度为5MN/m时，扣件的垂向阻尼为1000N.s/m，扣件间距为1.0m组合时，可以降低小半径曲线轨道上轮轨系统摩擦自激振动发生的可能性；

对于扣件垂向刚度的选取则需要根据实际线路的减振需求和诱导波磨的主要频率，结合拟合方程，确定抑制轮轨摩擦自激振动的最优取值；

轮轨摩擦自激振动作为诱导钢轨波磨的关键因素，抑制轮轨摩擦自激振动的发生有助于抑制钢轨波磨的产生。

2.根据权利要求1所述的一种轨道支撑结构多参数拟合抑制钢轨波磨的方法，其特征在于：所述步骤一包括以下子步骤：

步骤a：轮轨系统的有限元模型；

步骤b：摩擦自激振动的数值方法。