车轮踏面缺陷模拟方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109145492A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811052580.3(22)申请日2018.09.10(71)申请人西南交通大学地址610000四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人敬霖刘卓郭鑫(74)专利代理机构成都超凡明远知识产权代理有限公司51258代理人魏春蓉(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图7页(54)发明名称车轮踏面缺陷模拟方法及装置(57)摘要本申请实施例提供一种车轮踏面缺陷模拟方法及装置。首先获取用于模拟目标车轮的车轮踏面缺陷的配置信息，然后基于配置信息随机生成踏面缺陷区域数量个踏面缺陷区域长度范围的车轮踏面缺陷长度，并计算随机生成的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线。接着基于计算得到的每个位移激励曲线在轮轨接触界面的预设范围内生成服从随机分布的多个位移激励曲线。最后基于随机分布的多个位移激励曲线模拟目标车轮的车轮踏面缺陷。由此，能够较好地描述由于多种因素而形成的车轮踏面缺陷的位移激励，将车轮踏面缺陷等效在轮轨接触界面上作为位移输入的激励载荷，从而无需花费大量时间来修改模型，极大降低了建模工作量，同时也更容易实现随机的效果。CN109145492ACN109145492A权利要求书1/3页1.一种车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，应用于电子设备，所述方法包括：获取用于模拟目标车轮的车轮踏面缺陷的配置信息，所述配置信息包括踏面缺陷区域数量和踏面缺陷区域长度范围；基于所述配置信息随机生成所述踏面缺陷区域数量个所述踏面缺陷区域长度范围的车轮踏面缺陷长度；计算随机生成的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线；基于计算得到的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线在轮轨接触界面的预设范围内生成服从随机分布的多个位移激励曲线；基于所述随机分布的多个位移激励曲线模拟所述目标车轮的车轮踏面缺陷。2.根据权利要求1所述的车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，所述基于所述配置信息随机生成所述踏面缺陷区域数量个所述踏面缺陷区域长度范围的车轮踏面缺陷长度的步骤，包括：在所述踏面缺陷区域长度范围内产生车轮踏面缺陷长度初始值；基于所述车轮踏面缺陷长度初始值在所述踏面缺陷区域长度范围内随机产生踏面缺陷区域数量个的车轮踏面缺陷长度。3.根据权利要求2所述的车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，所述基于所述车轮踏面缺陷长度初始值在所述踏面缺陷区域长度范围内随机产生踏面缺陷区域数量个的车轮踏面缺陷长度的递推计算公式为：Xn+1＝(aXn+c)modM上式中，X为随机产生的车轮踏面缺陷长度序列；M为模数，取值范围为：M>0；a为乘子，取值范围为：0<a<M；c为偏移量，取值范围为：0≤c≤M；X0为车轮踏面缺陷长度初始值，取值范围为：0≤X0≤M。4.根据权利要求1所述的车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，若所述车轮踏面缺陷为车轮扁疤，则所述计算随机生成的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线的计算公式包括：其中，0≤z≤l，Xp(z)为位移激励曲线，l为扁疤长度，r为该目标车轮的半径。5.根据权利要求1所述的车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，若所述车轮踏面缺陷为车轮扁疤经过多次磨损之后的旧扁疤，所述计算随机生成的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线的计算公式包括：2CN109145492A权利要求书2/3页上式中，Xp(z)为位移激励曲线；l为扁疤长度；z2为该旧扁疤的中心点；z1是两条曲线的相交点；a为确定过渡范围的常量；r为该目标车轮的半径；z<0时，Xp(z)＝0，z>z2时，Xp(z)＝Xp(2z2-z)。6.根据权利要求1所述的车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，若所述车轮踏面缺陷为车轮剥离，所述计算随机生成的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线步骤，包括：通过预设计算公式计算随机生成的每个车轮踏面缺陷长度对应的初始位移激励曲线，其中，所述预设计算公式为：其中，上式中，0≤y≤l，r为该目标车轮的半径，R为轨道顶面的曲率半径，l为剥离长度，d为剥离深度，d与l满足预设比例关系；从计算得到的每个初始位移激励曲线中选取多个坐标点；在每个坐标点的纵坐标的坐标数值范围内进行随机取值，并基于随机取值的坐标数值更新每个坐标点的纵坐标，以生成每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线。7.根据权利要求1所述的车轮踏面缺陷模拟方法，其特征在于，所述基于计算得到的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线在轮轨接触界面的预设范围内生成服从随机分布的多个位移激励曲线的步骤，包括：根据该目标车轮的圆周半径确定该目标车轮在轨道顶面上的预设范围；基于计算得到的每个车轮踏面缺陷长度对应的位移激励曲线在该预设范