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钢轨磨损特性实验研究与数值分析的开题报告
一、研究背景
城市铁路是现代城市交通的重要组成部分，其运行安全和正常的换向操作对城市交通的安全和正常运行至关重要。然而，运行中的铁路设备和设施（如钢轨）存在着磨损及自然老化等问题，严重影响铁路设备寿命和正常运行。因此，钢轨磨损特性的研究变得尤为重要。
二、研究目的
针对钢轨磨损特性问题，本研究旨在探究钢轨在不同使用条件下的磨损情况及其影响因素，建立相应的数学模型和数值算法进行模拟，为城市铁路设备的维护和管理提供科学依据。
三、研究内容
1.搜集钢轨磨损特性相关文献，了解现有的研究成果和进展；
2.通过实验方法，采集不同使用条件下的钢轨磨损实验数据，分析不同因素对磨损特性的影响；
3.建立与之对应的数学模型，进行对钢轨磨损特性的数值模拟和预测；
4.对实验与数值模拟结果进行对比，验证模型和算法的准确性和可靠性；
5.对研究所得结果进行分析和总结，提出维护和管理方案。
四、研究方法
1.文献调研和综述；
2.实验观测与数据采集。在实验室搭建不同使用条件下的钢轨试验台，利用杜瓦钢轨磨损试验机进行磨损实验，采集实验数据。
3.数学模型的建立。将不同使用条件下的钢轨磨损实验数据进行回归分析，建立数学模型。
4.数值算法的设计。针对研究所建立的数学模型，设计相应的数值算法进行模拟和计算，并进行模拟分析和预测。
5.数据分析与统计。对实验数据和数值模拟结果进行分析和统计，制定维护和管理方案。
五、研究预期成果
1.通过实验对比，分析不同使用条件下的钢轨磨损特性及其影响因素；
2.建立数学模型和数值算法对钢轨的磨损特性进行模拟和预测，验证模型的准确性和可靠性；
3.制定科学、可行的城市铁路设备维护和管理方案。
六、进度安排
1.文献调研与综述：1周；
2.搭建试验台和实验数据采集：2周；
3.数学模型建立：2周；
4.数值算法设计：2周；
5.数据分析与统计：1周；
6.论文撰写：2周。
七、参考文献
[1]孙帅,王信洋,梁斐.城市轨道交通钢轨磨损分析[J].现代交通技术,2015,2(6):123-127.
[2]胡自慧,李紫翔,黄养阳.基于软测量的钢轨磨损检测研究[J].工业控制计算机,2016,29(4):20-22.
[3]赵凡,王伟峰,常佳怡,等.高速铁路直线轨道轮钢磨损仿真研究[J].铁道学报,2014,36(5):37-43.
[4]贾辉,任志洋,吴亚鹏.城市轨道交通钢轨磨耗模型研究[J].现代交通技术,2017,4(7):42-44.
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