車輪踏面外形的多目標動態(tài)優(yōu)化.pdf

1、車輛在軌道上運行時，二者之間的相互聯系通過輪軌接觸來實現，因此踏面外形對于車輛本身的性能具有十分重要的意義。好的車輪踏面外形不僅可使車輛具有良好的抗蛇行穩(wěn)定性、防脫軌安全性，還可以降低輪軌磨耗。近年來，我國軌道車輛多使用磨耗型踏面，相比于早期的錐形踏面，磨耗型踏面很大程度上提高了車輛運行的穩(wěn)定性，并延長了車輪的使用壽命。然而，車輪磨耗不均勻的情況仍然發(fā)生，因此磨耗型踏面仍有一定的改善空間。
　　基于NURBS（非均勻有理B樣條曲線

2、）理論，建立了以權因子和控制點坐標作為設計變量的踏面幾何外形參數化模型。以LM踏面為研究對象，根據各設計變量對踏面的接觸幾何關系特性的影響，確定多目標優(yōu)化的設計變量及取值范圍。根據地鐵B型車車體結構建立了用于車輛穩(wěn)定性及曲線通過性能仿真的多體動力學模型?；贗sight中的Approximation模塊建立了所選優(yōu)化設計變量與非線性臨界速度、輪軌磨耗、脫軌系數、輪軌橫向力、輪軌垂向力的代理模型。以車輛的非線性臨界速度、輪軌磨耗作為目標函

3、數，以脫軌系數、輪軌橫向力、輪軌垂向力作為約束條件，建立了LM踏面的多目標優(yōu)化模型。根據地鐵B型車輛的運行實際情況，設計了不同的目標函數權重系數，基于所建立的踏面多目標優(yōu)化模型，結合Pareto方法，得到3種踏面設計方案——LMO1、LMO2、LMO3。對各優(yōu)化方案進行動力學驗證，并進行適應性分析。結果表明，部分方案適用于小半徑曲線、低速工況，部分方案適用于高速工況。
　　本文所做的研究工作及研究成果表明，基于NURBS方法的參數