简介：高速铁路车轮的磨耗性能对于车轮型面的设计和性能评估至关重要.微小的型面变化可能会导致轮轨接触几何特性发生重大改变,合理的轮轨型面匹配能够改善轮轨磨耗,提高车辆性能和脱轨安全性.提出一种考虑磨耗演化的车轮型面优化方法.首先,通过追踪测试不同运营时期的磨耗型面,确定车轮磨耗的主要范围作为优化区域.然后,结合非均匀有理B样条(NURBS)拟合算法对车轮型面进行曲线插值拟合,构建了车轮型面的参数化模型.接着,将考虑车轮磨耗演化的预测模型引入到多目标函数中,同时引入了目标函数自适应权重调整因子,建立了车轮型面的多目标优化模型.采用拉丁超立方采样方法建立RBF代理模型进行模拟仿真计算,并利用TS-NSGA-II多目标优化算法进行车轮型面的优化设计.最后,对优化型面LMA-opt与LMA型面进行对比验证分析,包括车轮磨耗演化分析、轮轨静接触分析、轮轨动态接触分析和车辆动力学性能分析4个方面.结果表明,优化后的车轮型面磨耗得到显著改善,具备更好的静态几何接触性能和动态特性.这有助于提升车辆曲线通过性能,并在镟修周期内有效降低车轮的磨耗量和疲劳损伤,从而延长车轮使用寿命,提高车辆的可靠性和安全性.这项研究为车轮型面的优化提供了一种智能化的设计方法和参考.展开
