曲线区钢轨双打磨廓形设计方法

为探究货运线路中曲线区段磨耗钢轨的打磨方法对钢轨的服役寿命及列车运行安全的直接影响,针对曲线区段钢轨打磨廓形设计方法开展研究.设计多段圆弧和半径等多参变量的平滑设计方法,构建钢轨廓形描述模型,结合车辆-轨道耦合动力学及轮轨接触分析,设计不同权重系数,建立缓和曲线及恒定半径曲线段的磨耗钢轨打磨廓形的多目标函数,采用优化算法求解并进行对比分析.研究结果表明:与传统单一打磨廓形相比,设计廓形对缓和曲线段和恒定半径曲线段,钢轨材料去除量分别降低了39.02％和20.47％;动力学性能显著提升.在缓和曲线段和恒定半径曲线段的交接处,轮对横移量最高降低了89.45％,过渡更加平缓.轮轨接触几何分布均匀,改善了车辆入弯前后的运行性能和曲线通过性能.轮轨接触斑面积增加,且随轮对横移量变化平缓,最大Mises应力和最大法向接触应力相对于优化前均有明显改善.采用双打磨廓形设计能够有效延长曲线区段钢轨使用寿命.