一种低磨耗的高速列车车轮型面优化设计方法

摘要

一种低磨耗的高速列车车轮型面优化设计方法，该方法将CN车轮型面曲线等弧长分割，取N个离散坐标点作为型值点，重构车轮型面曲线。以N个型值顶点的纵坐标为设计变量，以降低车轮磨耗功的线路均值和轮轨横向力为目标函数，以磨耗车轮型面统计量、型面曲线的凹凸性及连续性为几何约束条件，建立高速列车车轮型面多目标优化模型，采用粒子群智能仿生算法对优化模型进行多目标寻优计算。结果表明，优化型面轮缘部分与轨道侧面接触点明显减少，一位轮对磨耗功的线路均值比CN型面降低了26.8%；车轮的轮轨横向力减小，左、右轮轮轨横向力的均方根值降低了17.6%和18.3%；左右轮最大接触应力的均方根值分别降低了21.6%和19.8%；左、右轮脱轨系数的均方根值降低了9.5%和6.2%。