[发明专利]轮径差阈值确定方法和轮径差阈值确定装置

说明书

本发明实施例提供一种轮径差阈值确定方法和轮径差阈值确定装置，属于轨道交通技术领域。所述轮径差阈值确定方法包括：根据车轮的标准半径以及左车轮和右车轮的车轮磨耗量建立轮对动力学模型；根据所述轮对动力学模型建立车辆‑轨道耦合模型；根据所述车辆‑轨道耦合模型确定车辆的动力学性能参数值；将所述车辆的动力学性能参数值与标准参数值进行比较；以及在所述车辆的动力学性能参数值与所述标准参数值相等时，确定左车轮磨耗后的半径和右车轮磨耗后的半径之差为所述轮径差阈值。采用本发明实施例提供的技术方案确定的轮径差阈值更加接近车辆的真实情况，还能为铁道测量检修标准提供合理的理论依据和具体实施指导。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体地涉及一种轮径差阈值确定方法和轮径差阈值确定装置。

背景技术

铁路车辆车轮与钢轨之间的磨耗一直是困扰铁路工业发展的老问题，随着铁路的不断提速，轮轨相互作用不断加剧，车轮磨耗问题也将越来越严重，它不仅会使铁路运输丁苯大大增加，还会严重危害列车的安全运行。铁道部统计显示，每年轮轨磨耗问题导致的经济损失均达数十亿人民币。

在理想状态下，转向架各轮对轮径是相同的，但是由于运用线路、载重分配不均、转向架形式或尺寸偏差使轮对引起非正常磨耗，转向架4个轮对的左右滚动圆直径往往是不同的，因此产生了轮径差这一参数。

影响轮轨磨耗的因素有很多，包括轨道曲率、轮硬度、轨硬度轮径差、轮底坡、列车重量或列车运行速度等。在这其中，轮径差是比较特殊的因素，其不仅会明显改变车轮踏面的磨耗区域，而且还会造成轮径的严重偏磨，而车轮的长期偏磨又会进一步加大车轮之间的轮径差，形成恶性循环，过大的轮径差可能造成轴承受力不均，导致出现热轴。因此，研究轮径差对车辆运行安全性和平稳性的影响是非常必要的。

现有的轮径差的数值仿真方法是将车轮踏面视为与正常踏面一致的踏面，仅更改其轮径，然而在实际运用过程中，车轮出现轮径差往往是在运动一端时间之后，因此车轮踏面状态必然会发生一定程度的变化，尤其是载重铁路轴重大，轮轨磨耗快，导致其轮径差的存在往往会伴会随踏面局部磨耗、轮缘磨耗等现象。因此根据现有的建模方法确定的轮径差阈值结果不可靠，无法反映车轮踏面的真实状态。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种轮径差阈值确定方法和轮径差阈值确定装置，用于解决上述技术问题中的一者或多者。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种轮径差阈值确定方法，所述方法包括：根据车轮的标准半径以及左车轮和右车轮的车轮磨耗量建立轮对动力学模型；根据所述轮对动力学模型建立车辆-轨道耦合模型；根据所述车辆-轨道耦合模型确定车辆的动力学性能参数值；将所述车辆的动力学性能参数值与标准参数值进行比较；以及在所述车辆的动力学性能参数值与所述标准参数值相等时，确定左车轮磨耗后的半径和右车轮磨耗后的半径之差为所述轮径差阈值。

可选的，所述根据所述车轮的标准半径以及左车轮和右车轮的车轮磨耗量建立轮对动力学模型包括：确定所述车轮的踏面磨耗量最大的位置对应的滚动圆，并将该滚动圆作为基准滚动圆；根据所述基准滚动圆的位置和所述标准半径确定基准半径；根据所述基准半径和所述基准滚动圆的不同圆周位置处的磨耗量确定所述基准滚动圆的算术半径；以及根据所述算术半径建立轮对动力学模型。

可选的，所述根据所述基准半径和所述基准滚动圆的不同圆周位置处的磨耗量确定所述基准滚动圆的算术半径包括：根据所述基准滚动圆的不同位置处的磨耗量，确定所述基准滚动圆的基准磨耗量；以及根据所述基准半径和所述基准磨耗量确定所述算术半径。

可选的，所述方法还包括根据以下公式确定所述基准磨耗量：其中，R'(y_i)表示基准滚动圆的基准磨耗量，N表示圆周的个数，θ_N表示在基准滚动圆中的第N个圆周相对于参考角度的相对角度，R'(y_i,θ_N)表示基准滚动圆的第N个圆周处的磨耗量。