摘要：基于车辆—轨道动力学仿真、轮轨非Hertz滚动接触模型和钢轨材料磨损模型建立钢轨磨耗预测模型;针对用传统算法计算钢轨磨耗所得到的钢轨型面有"毛刺"的现象,提出根据接触斑离散网格边界存在的法向力扩展离散区域的优化算法,使离散区域总是能覆盖全部的接触斑,消除了"毛刺"现象,并且计算得到钢轨接触区域的参数与传统算法的较为接近,验证了优化算法的可靠性和准确性。以某重载铁路曲线段为例,采用给出的钢轨磨耗预测模型及优化算法预测钢轨的磨耗量,并将外轨圆曲线中点处钢轨磨耗量的预测结果与实测结果相比,结果表明:由优化算法计算得到的钢轨型面更加平滑,预测值与实测值的吻合程度高。

摘要：分析了基于结构光视觉的钢轨磨耗测量原理,提出一种钢轨磨耗车载动态测量方法.结构光视觉传感器安装在列车底部,测量钢轨内侧横断面轮廓.以钢轨轨腰轮廓作为测量基准,利用最近点迭代(ICP,Iterative Closest Point)算法确定光平面测量坐标系到设计坐标系的旋转矩阵和平移向量,将测量轮廓与设计轮廓对齐,在此基础上计算磨耗值.与已有的方法相比,该方法无需单独设置用于基准测量的视觉传感器,采用同一传感器实现了基准测量和磨耗测量,有效降低了系统成本,操作性强,且无需进行多传感器的全局校准,保证了测量精度.实验结果表明:该钢轨磨耗测量方法具有较好的重复性精度.

摘要：以往钢轨磨耗检测中,测量轮廓与设计曲线的匹配难度大,这将导致测量结果无法为钢轨维护提供可靠的依据。提出一种基于测量轮廓中特征点动态生成标准模板的方法。首先,利用摄像机的投影关系和光平面方程计算钢轨轮廓图像中每个像素点的三维空标,得到钢轨的测量轮廓;然后,在测量轮廓中提取轨腰圆弧中心和轨头下端两个特征点;最后,根据特征点的世界坐标与设计轮廓中各段线段和曲线的尺寸关系得到该测量曲线的标准模板。试验结果表明:无论对于磨损或未磨损的钢轨轮廓,该方法都能精确地还原出标准模板,有利于磨耗的测量,也减少了计算量。

摘要：在基于计算机视觉的钢轨磨耗测量系统中,针对系统中的图像处理部分进行了大量实验,并根据钢轨形成的光带自身特点,提出了斜率驱动提取主曲线算法。斜率驱动主曲线算法能够有效的抑制钢轨图像的杂散光和提高目标图像的清晰度,从而消除了图像处理中出现的毛刺和图像不完整的现象。实验结果表明这种方法对钢轨图像中光带主曲线的提取有很大的改进,从而将系统测量误差控制在所要求的范围之内。

摘要：针对地铁线路普遍存在的钢轨磨耗现象,运用Simpack数值模拟虚拟样机技术和有限元软件Abaqus,建立地铁车辆轨道耦合动力学模型,针对车辆行驶于4种减振轨道曲线线路时,对轮轨磨耗、减振器扣件地段加密措施、梯形轨枕枕下刚度和参振质量调整措施进行了仿真模拟计算分析.结果表明:对于抑制钢轨波磨,板下减振和枕下减振方式在小曲线半径曲线地段使用效果要优于既有刚度和间距条件下的减振器扣件和Vanguard扣件;对于抑制钢轨侧磨,板下减振和枕下减振方式的效果也相对较好;减振器扣件间距加密措施、梯形轨枕枕下刚度及参振质量的增加,对减磨有一定作用.

摘要：针对地铁短枕式整体道床曲线段出现的钢轨伤损、轨底坡超差、钢轨异常波磨、车内噪声超标等问题,从调整轨道几何形位、恢复轮轨正常接触状态角度出发,开展轨底坡调整设计研究,制定线路线型优化精调改造方案。首先,开展曲线段短枕式整体道床轨底坡超差测试,结果表明超差率超过95%。其次,通过建立车辆-轨道动力学模型,分析轨底坡对轮轨接触关系及对钢轨磨耗的影响,根据线路轨底坡超差分布情况,开展轨底坡调整和高密度聚乙烯轨下调坡垫板设计研究。最后,通过“调参数、保稳定”方法增大曲线范围扣件横向刚度,并调正轨底坡,轮轨接触及轨道横向刚度显著改善。轨底坡调整前后,钢轨、道床、隧道壁振动加速度均有所下降,光带趋中改善,钢轨横向位移峰值特征值降低20.51%,隧道壁振级降低4.8 dB,车内噪声在630 Hz主频段降低9.52 dB(A),等效声压级降低6.74 dB(A)。

摘要：针对地铁线路小半径曲线区段钢轨侧磨严重、波磨异常等问题,采用调查与资料分析及设计经验相结合的研究方法,分别从轨道设计、施工、运营阶段,提出小半径曲线钢轨磨耗的防治建议。并提出应建立全寿命、立体化、管理前移的钢轨磨耗防治体系。

摘要：为提高钢轨磨耗检测的速度和精度,设计了基于机器视觉的钢轨磨耗检测系统,用于取代人工检测。利用机器视觉和计算机技术,通过硬件平台的搭建和软件的设计实现了钢轨磨耗在线检测。针对道岔区域的匹配问题,提出了先通过轮廓矩识别道岔和钢轨轮廓,再结合特征匹配和SVD-ICP算法完成道岔匹配的新方法。通过实验测试,证明该系统有较高的测量精度和效率,可以较好地满足钢轨磨耗在线检测需要,同时,对于道岔有较好的适应性,能够实现道岔尖轨的匹配,为进一步实现更为复杂的道岔的检测提供了数据支持。

摘要：目的:城市轨道交通钢轨磨耗检测是研究钢轨病害发展、保障行车安全的重要手段。为了解决列车晃动、异常反光及异物遮挡等复杂干扰问题,实现钢轨磨耗的精准测量,对钢轨全断面廓形检测系统进行了优化设计与研究。方法:简述了钢轨全断面廓形检测系统的测量原理,对该系统进行了优化设计。对钢轨全断面廓形检测系统中的软件,如钢轨全断面廓形采集软件、钢轨全断面廓形数据分析软件等进行了开发。对广州地铁1、2、3、4、5、8、14号线共计22段不同曲线半径、不同钢轨磨耗程度曲线段的钢轨磨耗进行人工测量,并将其测量结果与钢轨全断面廓形检测系统测量结果进行了准确性和重复性对比分析。结果及结论:钢轨全断面廓形检测系统对钢轨磨耗的检测结果与现场人工测量结果一致,该系统可达到测量准确性和重复性要求,满足城市轨道交通线路磨耗快速动态检测的需要。

摘要：为分析某运营速度250 km/h高速铁路直线区段的钢轨磨耗情况及其与轨道几何不平顺共同作用下对轮轨匹配特性的影响,建立车轨系统动力学模型,结合非Hertz轮轨滚动接触理论,对比了实测磨耗轮轨型面匹配时,轮轨静态接触的接触点分布、等效锥度以及动态轮对横移量、接触斑面积和最大接触应力的分布特征及其与CHN60&LMA型面匹配时的差异,进一步研究轨道几何状态对钢轨磨耗区段轮轨接触特性的影响。研究结果表明:磨耗钢轨型面左右股光带宽度和垂磨量均存在差异,左右股钢轨型面对称性差;钢轨磨耗导致轮轨接触点分布较为分散,在轮对横移量较小时,等效锥度较大,在轮对横移量较大时,等效锥度较小;轨道几何不平顺作用下磨耗钢轨型面左股钢轨接触斑面积大于右股钢轨,左股钢轨最大接触应力小于右股钢轨,仿真计算结果与现场测试情况一致;与采用CHN60型面相比,采用磨耗钢轨型面轮对的对中能力较差,左右股钢轨接触斑面积减小量的95%分位数约为90 mm^(2),最大接触应力增加量的95%分位数约为800 MPa和900 MPa,轮轨接触状态不良;应及时开展直线段左右股钢轨光带差异较大、钢轨廓形对称性较差区段钢轨打磨工作,以改善钢轨服役状态,保障轮轨良好匹配。