[发明专利]一种基于距离场的轨道车辆轮轨接触点计算方法

摘要

一种基于距离场的轨道车辆轮轨接触点计算方法，应用轨道车辆轮轨廓形曲线离散数据点，构建基于三次NURBS曲线的车轮踏面、钢轨廓形曲线参数化模型，采用网格化技术与双线性插值方法对钢轨轨头曲线及其周边区域进行处理，获得钢轨廓形曲线的距离场模型，基于最短距离搜索的基本原则，结合NURBS曲线控制点的特点，在距离场中依次对车轮踏面接触点和钢轨接触点进行搜索，实现对轨道车辆轮轨接触点的快速、精确计算。

主权项

一种基于距离场的轨道车辆轮轨接触点计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于轮轨廓形曲线离散点，利用三次NURBS曲线建立钢轨廓形曲线和车轮踏面廓形的参数化模型；(2)采用网格化技术对钢轨轨头曲线及其周边区域进行处理，获得距离场网格，并保证该区域包括钢轨廓形曲线、车轮踏面轮廓曲线和车轮踏面垂直向上移动的部分；(3)应用步骤(1)获得的钢轨廓形NURBS曲线点信息，结合步骤(2)获得的距离场网格，计算距离场中廓形曲线点到轨道廓形曲线的距离，并将之作为该点的场值，获得钢轨廓形曲线的距离场模型；(4)结合NURBS曲线控制点的特点，搜索车轮踏面NURBS曲线上场值最小的控制点P′i，在受P′i控制的p+1(p为NURBS曲线的次数)段曲线段中，再次搜索场值最小的点，并将之作为车轮踏面接触点；(5)确定车轮踏面接触点之后，利用梯度算法，在钢轨廓形曲线的距离场中搜索车轮踏面曲线上具有最小场值的点，该点即为钢轨接触点；(6)改变车轮轮对的横移量，获得新的轮轨廓形曲线离散点，重复步骤(1)～步骤(5)，即可计算得到不同横移量下的轮轨接触点。