1.一种高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、设置轮对横移时的蛇形运动波长初始条件;
S2、基于设置的蛇形运动波长初始条件,构建用于计算轮对等效锥度的蛇形运动波长公式;
S3、判断磨耗后的轮对与道岔区非对称钢轨截面匹配时的RRD曲线中滚动圆半径差Δr为0的点是否唯一;
若是,则进入步骤S4;
若否,则进入步骤S6;
S4、确定RRD曲线中滚动圆半径差Δr为0时对应的轮对横移ye,进入步骤S5;
S5、通过蛇形运动波长公式确定轮对横移ye时的等效锥度,作为道岔区轮对等效锥度;
S6、以轮对重力刚度最小为原则,确定RRD曲线中滚动圆半径差Δr为0时对应的最佳轮对横移yw,进入步骤S7;
S7、通过蛇形运动波长公式确定最佳轮对横移yw时的等效锥度,作为道岔区该区域段对应的轮对等效锥度,进入步骤S8;
S8、将RRD曲线中除最佳轮对横移yw外的其他滚动圆半径差Δr为0时的轮对横移代入蛇形运动波长公式中,确定对应区域段的轮对等效锥度,进而得到道岔区的分段轮对等效锥度,作为道岔区的轮对等效锥度。
2.根据权利要求1所述的高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,所述步骤S1中,假设轮对横移k·Δy时,轮轴轴心的运动轨迹为一条幅值为 波长为Lk的波形曲线,其中,k为自然数,且k=0,1,2...;
所述轮对横移k·Δy时的蛇形运动波长初始条件包括:(1)当Δr=0时,y=ye;
(2)当x=0时,y=yemax_k,(3)当x=Lw/2时,y=yemin_k,(4)yemax_k=ye+k·Δy,yemin_k=ye-k·Δy;
式中,x为轮对蛇形运动曲线中的横坐标;
y为轮对蛇形运动曲线中的纵坐标;
Δr为RRD曲线中滚动圆半径差;
ye为RRD曲线中滚动圆半径差为0时的轮对横移;
yemax_k为蛇形运动正向的最大值;
Lw为蛇形运动的波长;
yemin_k为蛇形运动的负向最大值。
3.根据权利要求2所述的高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,所述步骤S2中,构建的蛇形运动波长公式为:式中,Lk为轮对横移k·Δy时的蛇形运动波长;
αk_l为当轮对横移为yemax_k时的摇头角;
αk_r为当轮对横移为yemin_k时的摇头角Cl、Cr均为积分常数项。
4.根据权利要求3所述的高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,所述步骤S5中确定轮对横移ye时的等效锥度的方法具体为:以Δr=0时对应的轮对横移ye为基准,通过设定边界条件当x=0时,y=yemax, 与当x=Lw/2时,y=yemin, 对轮对蛇形运动波长公式进行积分确定轮对等效锥度。
5.根据权利要求4所述的高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,所述轮对等效锥度λe_k为:式中,λe_k为轮对横移k·Δy时的轮对等效锥度;
b为轮轨接触点间的横向距离即左右车轮滚动圆之间的距离之半;
r0为名义滚动圆半径。
6.根据权利要求1所述的高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,所述步骤S6中的轮对重力刚度为横向复原力与轮对横移量的比值;
所述轮对重力刚度Kgy的计算公式为:式中,Fgy为横向复原力;
yw为轮对横移量,即当轮对重力刚度Kgy最小时,对应的轮对横移量yw即为最佳轮对横移;
δr和δl分别为左侧和右侧接触角;
θ为轮对侧滚角;
W为轮对轴重。
7.根据权利要求5所述的高速道岔区轮对等效锥度确定方法,其特征在于,所述步骤S8中,确定分段轮对等效锥度方法具体为:A1、假设RRD曲线中从左到右依次有A、B和C三个Δr=0的点,且B点对应的轮对横移为最佳轮对横移;
A2、通过自由轮对蛇形运动微分方程确定B点左右两侧范围内的轮对等效锥度,作为第一区域段的轮对等效锥度;
将自由轮对蛇形运动微分方程确定A点左侧范围内的轮对等效锥度,作为第二区域段的轮对等效锥度;
将自由轮对蛇形运动微分方程确定C点右侧范围内的轮对等效锥度,作为第三区域段的轮对等效锥度;
A3、将所有区域段的轮对等效锥度联合,得到道岔区的分段等效锥度。