轮轨断面优化设计理论

轮轨外形匹配关系是轮轨关系理论中的重要问题，对于轨道交通运输的安全性和经济性具有重要的意义。通过轮轨断面几何外形曲线形状的改变以获得接触疲劳、轮轨表面磨耗、轮轨横向和纵向力、接触噪声以及轮对运行稳定性等性能的提高是轮轨关系中的重要研究内容。在轮轨断面外形设计中引入最优化设计理论和算法，建立优化模型，探讨在接触应力、机械振动、声场耦合作用下这类优化问题的特殊性质、相关优化数学模型建模理论和优化算法。建立轮轨几何断面优化设计的理论体系，在理论上提出新问题和新观点，并结合北京城市轨道交通系统磨耗形踏面的开发对优化模型进行线路试验验证，为北京城市轨道交通系统开发出合理的磨耗形踏面，为建立最优的轨道交通轮轨维护、保养体系，为铁路动力学理论的进一步发展创造条件。