[发明专利]轮对踏面磨耗确定方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种轮对踏面磨耗确定方法和装置，属于铁路运输领域。该方法包括：根据轨面与轮对的偏移量、钢轨相对轮对的顶面上移量、第一圆弧的半径、第二圆弧的半径、钢轨中点到第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程；根据钢轨顶面曲线方程和轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程；根据钢轨接触区域的变形量方程，计算钢轨相对所述轮对的变形面积；根据钢轨相对轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、钢轨接触区域的变形量方程、轮对踏面曲线坐标以及轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标。本发明可以低成本、高效率实现轮对踏面磨耗规律分析。

技术领域

本发明涉及铁路运输，具体地涉及轮对踏面磨耗确定方法和装置。

背景技术

轮对是铁路运输车辆的关键零部件，对于高效的铁路运输至关重要。然而，由于轮轨之间的复杂相互作用关系，轮对在使用过程中会产生不可避免的磨耗，且在不同运行条件下，不同部位的磨耗量也各不相同。理清轮对的退化过程及规律对于优化决策轮对镟修工艺、镟修周期具有重要意义。虽然借助实验研究轮对磨耗规律更加符合实际应用情况，但是却存在实验耗费时间长、成本高等不足。现有轮对踏面磨耗仿真方法多借助动力学分析软件研究轮对踏面磨耗对车辆运行时的动力学性能的影响，很少从机理与数据驱动结合的角度研究轮对踏面磨耗。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种轮对踏面磨耗确定方法和装置，该轮对踏面磨耗确定方法和装置可以低成本、高效率实现轮对踏面磨耗规律分析。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种轮对踏面磨耗确定方法，所述轮对与钢轨接触，所述钢轨包括半径最大的第一圆弧和与轮缘接触的位置第二圆弧，该方法包括：检测所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离；根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程；根据所述钢轨顶面曲线方程和所述轮对踏面曲线坐标，确定钢轨接触区域的变形量方程；根据所述钢轨接触区域的变形量方程，计算所述钢轨相对所述轮对的变形面积；根据所述钢轨相对所述轮对的变形面积等于预设的轮对变形面积时的钢轨相对轮对的顶面上移量、所述钢轨接触区域的变形量方程、所述轮对踏面曲线坐标以及所述轮对踏面各点的滚动磨耗量与变形量大小的比例系数，得到磨耗后的轮对踏面曲线坐标。

优选地，所述根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定钢轨顶面曲线方程包括：根据所述第一圆弧的半径、所述第二圆弧的半径、钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离确定所述第二圆弧的圆心坐标；根据轨面与所述轮对的偏移量、所述钢轨相对轮对的顶面上移量、所述第二圆弧的圆心坐标、所述第一圆弧的半径以及所述第二圆弧的半径确定所述钢轨顶面曲线方程。

优选地，所述第二圆弧的圆心坐标通过以下公式得到：

其中，所述x1为所述第二圆弧的圆心横坐标，y1为所述第二圆弧的圆心纵坐标，r1为所述第一圆弧的半径，r2为所述第二圆弧的半径，w1为钢轨中点到所述第一圆弧和所述第二圆弧的切点的距离。

优选地，所述钢轨顶面曲线方程为：

其中，y(x,α,h)为所述钢轨顶面曲线方程，α为轨面与所述轮对的偏移量，h为钢轨相对轮对的顶面上移量，y1为所述第二圆弧的圆心纵坐标，r2为所述第二圆弧的半径，x1为所述第二圆弧的圆心横坐标，w2为钢轨宽度的一半。

优选地，所述钢轨接触区域的变形量方程为：