CN114541196A - 一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢轨养护领域，具体为一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法。其包括如下步骤：S1、对待评估的道岔进行廓形采集；S2、结合抽样方法获取足量钢轨廓形样本；S3、获取打磨周期控制指标联合概率密度与累积分布函数；S4、计算道岔服役性能随时间的演变规律，提出最佳打磨周期。本发明能综合考虑轮轨损伤与行车品质制定打磨周期，从而在保持道岔长期服役性能的情况下尽可能减小轮轨接触损伤。

Description

一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法

技术领域

本发明涉及钢轨养护领域，特别是涉及一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法。

背景技术

目前，钢轨打磨周期设计的主要依据是钢轨磨耗以及裂纹伤损，通过钢轨磨耗速率与疲劳裂纹发展速率确定最佳打磨周期。但这种设计方法没有考虑车辆通过道岔的动态性能演化，而仅从钢轨伤损方面制定打磨周期，现有技术过于片面。

目前尚无能够确定铁路道岔打磨周期的方法，钢轨打磨周期一般根据设计人员经验以及相应的观测数据进行制定，并且大多是以钢轨伤损的发展情况为依据，其目的是延长道岔的使用寿命，降低钢轨的维修养护成本。而有时在钢轨伤损尚不严重的情况下，仍有可能出现轮轨匹配不良的问题，从而影响行车品质，因此在道岔长期服役过程中，需要考虑道岔多方面的综合服役性能变化对打磨周期进行设计。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能综合考虑轮轨损伤与行车品质制定打磨周期的考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法。

本发明的技术方案，一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法，包括如下步骤：

S1、对待评估的道岔进行廓形采集：

采集现场道岔廓形，为后续仿真计算提供初始参数；

S2、结合抽样方法获取足量钢轨廓形样本：

构造能够描述道岔几何特征的相关变量，随机生成足量道岔廓形样本，结合仿真模型计算得到相应的道岔性能指标结果；

S3、获取打磨周期控制指标联合概率密度与累积分布函数：

以车辆过岔时轴箱横向加速度、钢轨磨耗以及滚动接触疲劳作为判断钢轨是否需要打磨的控制指标，道岔的功能函数描述为：

Z(X)＝g(X₁，X₂，…，X_n)，其中，X为道岔几何特征变量；

道岔打磨概率用控制指标的联合概率密度积分来表征：

P_grind＝∫...∫g_X(x₁，x₂，...，x_n)dx₁dx₂...dx_n；

S4、计算道岔服役性能随时间的演变规律，提出最佳打磨周期。

优选的，S1中，采用Miniprof采集现场道岔廓形。

优选的，S4中，结合Archard磨耗模型，考虑现场道岔长期服役条件下轮轨廓形演变，计算不同服役阶段下的打磨控制指标，得到道岔打磨概率随时间的变化规律，从而定量设计钢轨打磨周期。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明结合道岔长期服役条件下钢轨磨耗、疲劳裂纹等伤损发展情况与车辆过岔时动态性能的演化规律，提出道岔钢轨打磨周期控制指标，综合考虑轮轨损伤与行车品质制定打磨周期，从而在保持道岔长期服役性能的情况下尽可能减小轮轨接触损伤。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法，包括如下步骤：

S1、对待评估的道岔进行廓形采集：

采用Miniprof采集现场道岔廓形，为后续仿真计算提供初始参数；

S2、结合抽样方法获取足量钢轨廓形样本：

构造能够描述道岔几何特征的相关变量，随机生成足量道岔廓形样本，结合仿真模型计算得到相应的道岔性能指标结果；

S3、获取打磨周期控制指标联合概率密度与累积分布函数：

以车辆过岔时轴箱横向加速度、钢轨磨耗以及滚动接触疲劳作为判断钢轨是否需要打磨的控制指标，道岔的功能函数描述为：

Z(X)＝g(X₁，X₂，…，X_n)，其中，X为道岔几何特征变量；

道岔打磨概率用控制指标的联合概率密度积分来表征：

P_grind＝∫...∫g_X(x₁，x₂，...，x_n)dx₁dx₂...dx_n；

S4、计算道岔服役性能随时间的演变规律，提出最佳打磨周期：

结合Archard磨耗模型，考虑现场道岔长期服役条件下轮轨廓形演变，计算不同服役阶段下的打磨控制指标，得到道岔打磨概率随时间的变化规律，从而定量设计钢轨打磨周期。

本发明提出了道岔打磨周期综合设计方法，能够兼顾行车品质与轮轨接触损伤；能够对打磨周期进行定量设计，给出最佳打磨周期建议值；采用多元控制指标评价道岔服役状态，从而给出道岔需要打磨的概率，无需依赖设计人员经验。

本发明结合道岔长期服役条件下钢轨磨耗、疲劳裂纹等伤损发展情况与车辆过岔时动态性能的演化规律，提出道岔钢轨打磨周期控制指标，综合考虑轮轨损伤与行车品质制定打磨周期，从而在保持道岔长期服役性能的情况下尽可能减小轮轨接触损伤。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (3)

1.一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对待评估的道岔进行廓形采集：

采集现场道岔廓形，为后续仿真计算提供初始参数；

S2、结合抽样方法获取足量钢轨廓形样本：

构造能够描述道岔几何特征的相关变量，随机生成足量道岔廓形样本，结合仿真模型计算得到相应的道岔性能指标结果；

S3、获取打磨周期控制指标联合概率密度与累积分布函数：

以车辆过岔时轴箱横向加速度、钢轨磨耗以及滚动接触疲劳作为判断钢轨是否需要打磨的控制指标，道岔的功能函数描述为：

Z(X)＝g(X₁，X₂，…，X_n)，其中，X为道岔几何特征变量；

道岔打磨概率用控制指标的联合概率密度积分来表征：

P_grind＝∫...∫g_X(x₁，x₂，...，x_n)dx₁dx₂...dx_n；

S4、计算道岔服役性能随时间的演变规律，提出最佳打磨周期。

2.根据权利要求1所述的一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法，其特征在于，S1中，采用Miniprof采集现场道岔廓形。

3.根据权利要求1所述的一种考虑道岔服役性能演变的钢轨打磨周期设计方法，其特征在于，S4中，结合Archard磨耗模型，考虑现场道岔长期服役条件下轮轨廓形演变，计算不同服役阶段下的打磨控制指标，得到道岔打磨概率随时间的变化规律，从而定量设计钢轨打磨周期。

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