[发明专利]一种基于接触光带位置的道岔钢轨打磨廓形的设计方法

权利要求书

1.一种基于接触光带位置的道岔钢轨打磨廓形的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：测量需要打磨的道岔钢轨的廓形，记录道岔的基本参数、钢轨的接触光带位置以及病害伤损形式，道岔的基本参数包括轨距、轨底坡、道岔长度、曲线半径、道岔型号以及道岔的通过方向；

步骤2：从经过待打磨道岔的车辆中，选取经过频次P≥10次/月的N种车辆作为常规运营车辆，N1，并对常规运营车辆进行分类，记录各类车辆的经过频次，并按经过频次随机测量每类车辆的车轮廓形；

步骤3：建立车辆-道岔耦合动力学模型，于各类车辆模型中设置对应的车轮廓形，然后通过计算机仿真得到各类车辆在经过道岔时对应的接触光带位置和动力学性能，并将仿真得到的接触光带位置和实际的接触光带位置进行对比，根据实际的接触光带位置修正仿真得到的接触光带位置，使仿真得到的接触光带位置与实际的接触光带位置吻合，并将最终仿真得到的接触光带位置定义为原始接触光带位置；

步骤4：根据车辆通过道岔时的动力学要求以及步骤1获得的现场道岔的病害伤损形式、钢轨的接触光带位置，对步骤3得到的原始接触光带位置进行优化设计得到第一优化接触光带位置；

步骤5：以步骤4得到的第一优化接触光带位置为优化目标，对道岔区的钢轨廓形进行逆向反推设计得到优化钢轨廓形；

步骤6：对步骤5得到的优化钢轨廓形与不同的车辆进行仿真分析，仿真出第二优化接触光带位置，将第二优化接触光带位置与第一优化接触光带位置进行对比，判断是否满足设计要求；

步骤7：若为否，返回执行步骤4，若为是，再对车辆通过道岔时的动力学性能进行比较分析，判断优化后的动力学性能是否优于优化前的动力学性能；

步骤8：若为否，返回执行步骤4，若为是，输出最终的优化钢轨廓形。

2.根据权利要求1所述的基于接触光带位置的道岔钢轨打磨廓形的设计方法，其特征在于，所述步骤1中测量需要打磨的道岔钢轨的廓形时，根据测量的尖轨降低值数据，在尖轨和滑床台之间垫入铁垫片或者橡胶垫，使得尖轨降低值达到修规要求。

3.根据权利要求1所述的基于接触光带位置的道岔钢轨打磨廓形的设计方法，其特征在于，所述步骤3建立车辆-道岔耦合动力学模型具体包括如下步骤：

S31：根据步骤1中测量的道岔钢轨的廓形以及道岔的基本参数，建立实参数的道岔区轨道模型；

S32：根据步骤2中得到的常规运营车辆的信息，建立不同类型车辆的实参数车辆模型；

S33：通过计算机仿真得到各类车辆在经过道岔时对应的接触光带位置和动力学性能；

S34：将仿真得到的接触光带位置与步骤1中获得的实际的接触光带位置进行对比，根据实际的接触光带位置修正仿真得到的接触光带位置，使仿真得到的接触光带位置与实际的接触光带位置吻合，并将最终仿真得到的接触光带位置定义为原始接触光带位置。

4.根据权利要求3所述的基于接触光带位置的道岔钢轨打磨廓形的设计方法，其特征在于，步骤S33采用计算机仿真接触光带位置时，将各类车辆模型中计算得到的接触斑大小叠加一起，同时考虑轮轨的刚性接触和轮轨的弹性接触。

5.根据权利要求1所述的基于接触光带位置的道岔钢轨打磨廓形的设计方法，其特征在于，所述步骤4中对步骤3得到的原始接触光带位置进行优化设计的具体要求为：优化后道岔区的接触光带居中分布在钢轨顶部，接触光带宽度控制在20～30mm范围内，且沿轨道方向光顺。