面向輪緣磨耗控制的CRH1型動(dòng)車組車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、磨耗是影響我國(guó)高速列車安全平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)和服役成本的主要問(wèn)題之一，車輪磨耗會(huì)降低車輛的動(dòng)力學(xué)性能，影響列車的乘坐舒適性。本學(xué)位論文針對(duì)我國(guó)實(shí)際運(yùn)營(yíng)的CRH1型動(dòng)車組在更換車輪型面后出現(xiàn)的嚴(yán)重輪緣磨耗問(wèn)題，研究車輪型面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到改善輪軌匹配性能，減小輪緣和鋼軌磨耗，從而延長(zhǎng)車輪鏇修里程，降低列車運(yùn)營(yíng)成本的目的。本學(xué)位論文的主要工作如下：
　　1、基于車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，采用SIMPACK軟件建立了CRH1型動(dòng)車組車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

2、模型，通過(guò)給出車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所建動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了正確性驗(yàn)證，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　2、針對(duì)跟蹤測(cè)試CRH1型動(dòng)車組車輪磨耗數(shù)據(jù)所發(fā)現(xiàn)的更換型面后其在運(yùn)營(yíng)中存在的嚴(yán)重輪緣磨耗問(wèn)題，采用基于Kalker三維彈性體非赫茲接觸理論編制的CONTACT程序，研究分析了CRH1型動(dòng)車組先后使用的LMA和LMD兩種車輪型面的接觸性能，并計(jì)算了車輛的動(dòng)力學(xué)性能，找出了造成輪緣磨耗的主要因素，為型面優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)

3、。
　　3、研究了面向輪緣磨耗控制的CRH1型動(dòng)車組車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化方法。借助于MATLAB建立了優(yōu)化模型。在優(yōu)化模型中，以反映輪對(duì)通過(guò)小半徑曲線性能的橫向力和沖角，以及反映直線運(yùn)行性能的車體橫向振動(dòng)加速度作為目標(biāo)函數(shù)，以車輪型面幾何限制和安全性等動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)作為約束函數(shù)。對(duì)于優(yōu)化模型的求解，提出了一種改進(jìn)的粒子群算法，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整加速因子提高了收斂速度，并通過(guò)建立車輪型面曲線庫(kù)來(lái)避免求解過(guò)程中不規(guī)則車輪型面的出現(xiàn)。優(yōu)化結(jié)果表