[发明专利]车轮踏面擦伤阈值确定方法和车轮踏面擦伤阈值确定装置

说明书

本发明实施例提供一种车轮踏面擦伤阈值确定方法和车轮踏面擦伤阈值确定装置，属于轨道交通技术领域。所述车轮踏面擦伤阈值确定方法包括：根据车辆的车轮踏面擦伤的长度、宽度和深度建立三维擦伤模型；根据所述三维擦伤模型建立车辆‑轨道耦合模型；根据所述车辆‑轨道耦合模型确定所述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标准参数值相等时，确定当前的车轮踏面擦伤的长度、宽度和深度为所述车轮踏面擦伤阈值。采用本发明实施例提供的技术方案确定的车轮踏面擦伤阈值更加接近车辆的真实情况，还能为铁道车辆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，具体地涉及一种车轮踏面擦伤阈值确定方法。

背景技术

铁路实施第六次提速后，对车辆运用部门提出了更高的要求。由于货物列车运营速度越来越高，使铁路货车检修质量面临着更加严峻的考验。目前铁路货车轮对在运用中的常见故障所占的比例仍然居高不下，这势必会制约铁路货车的提速，影响行车安全。

车轮踏面擦伤是指由于车轮在轨面上滑行，而把圆形踏面磨成一个快或数块平面的现象。当车轮踏面擦伤超出限值以后，车轮的形状会受到破坏，其正常的运动轨迹也会发生变化，从而引发车辆非正常垂直振幅增大，而受到擦伤的车轮由于不能圆滑的旋转，所以还会进一步引起滑行，这势必会造成车轮踏面的进一步摩擦。随着车轮擦伤深度的增加，轮轨间的作用力将急剧增大，会增大车辆运行时车轮与钢轨间的冲击，增强车辆运行中的振动强度，加剧车辆的非正常磨耗，进而会导致车辆配件损坏，引发轴承故障，导致燃轴等事故发生，同时也会增大车辆的修理成本。因此，为了有效地提高车轮的使用寿命，确定车辆的车轮踏面擦伤安全阈值是非常有必要的。

传统的车轮踏面擦伤动力学数值仿真方法只考虑到二维擦伤模型，即只考虑车轮圆周方向的擦伤长度和深度引起的轮轨冲击，忽略了擦伤宽度对轮轨动态接触的影响，然而车辆在实际运用中的擦伤为三维踏面擦伤，导致纵向、横向和垂向轮轨接触状态均发生变化。

此外，传统的铁道车辆车轮踏面擦伤安全阈值的计算，是根据常规车辆动力学模型中的车轮擦伤长度和擦伤深度两个因素单独作用的结果进行计算，其计算结果不够科学和准确。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种车轮踏面擦伤阈值确定方法和车轮踏面擦伤阈值确定装置，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车轮踏面擦伤阈值确定方法，所述方法包括：根据车辆的车轮踏面擦伤的长度、宽度和深度建立三维擦伤模型；根据所述三维擦伤模型建立车辆-轨道耦合模型；根据所述车辆-轨道耦合模型确定所述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，确定当前的车轮踏面擦伤的长度、宽度和深度为所述车轮踏面擦伤阈值。

可选的，所述根据车辆的车轮踏面擦伤的长度、宽度和深度建立三维擦伤模型包括：根据车轮踏面擦伤的长度和宽度建立擦伤平面廓形；将所述平面廓形进行离散处理以形成多条曲线，并确定所述多条曲线的位置；根据所述多条曲线的位置对应的深度建立擦伤深度廓形；以及根据所述擦伤平面廓形和所述擦伤深度廓形，建立所述三维擦伤模型。

可选的，所述方法还包括通过以下公式建立擦伤平面廓形：其中，a表示擦伤的最大长度的一半，b表示擦伤的最大宽度的一半。

可选的，所述方法还包括通过以下公式建立擦伤深度廓形z_n：其中，x_n表示第n条曲线的位置，取值范围为(-a，a)，a表示擦伤的最大长度的一半，A表示擦伤的最大深度。

可选的，所述动力学性能参数包括以下中的一者或多者：安全性、平稳性和舒适性。