详情

原文传递钢轨接触应力分析与廓形优化

论文题名：	钢轨接触应力分析与廓形优化
关键词：	钢轨打磨;接触应力;廓型优化;Hertz算法;有限元算法
摘要：	铁路的运营会造成钢轨表面的不均匀磨耗，从而影响列车运营，恶化行车条件。钢轨打磨是一种有效地改善轮轨接触状态的方法，优化行车条件。本文首先分析总结钢轨打磨的原理与方法，从接触应力的角度出发，计算比较了Hertz算法与有限元算法的优缺点。得出Hertz算法计算时效高，能够快速得到轮轨接触应力，便于模块化设计，但是假定条件太多，适应性差，对于磨耗后的不规则钢轨踏面，计算误差较大;有限元算法能够很好地模拟磨耗后的钢轨廓型，适应好，计算误差相对较小，但是存在计算工作量大，严重耗费机时等缺点。　　基于钢轨打磨的现阶段的研究，通过总结国内外钢轨廓型优化的研究成果，提出一种旨在增大轮轨接触面积，缩小轮轨廓型一阶导数差值的方法，用于优化磨耗后的钢轨踏面，减小轮轨接触应力。并采用matlab语言编制相关程序，依据序列二次规划法的思路，调用内部fmincon函数，迭代得到优化以后的钢轨的最优廓型。通过对比优化前后的钢轨廓型，分别采用Hertz算法与有限元算法，分析比较了优化前后的钢轨踏面对于轮轨接触应力的分布情况，得出本文提出的“外形斜率差值最小法”能够明显改善轮轨接触应力，采用文中提出的理论，对磨耗过后的钢轨外形进行优化得到的钢轨最优廓型是合理的。
作者：	吴仁义
专业：	道路与铁道工程
导师：	王平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文