CN117248400B - 一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法及*** - Google Patents

一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法及***，方法具体包括以下步骤：收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以获取到最优的目标打磨廓形；根据最优的目标打磨廓形计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；进一步计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，以构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。本发明可以根据钢轨轨面不同裂纹深度，直接制定个性化打磨策略，打磨过程中不需要使用钢轨廓形仪，节约打磨时间，有效指导道岔钢轨打磨。

Description

一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法及***
技术领域
本发明涉及钢轨打磨技术领域，具体为一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法及***。
背景技术
道岔区域的钢轨指用条形的钢材铺成的供火车、电车等行驶的路线。目前随着使用需求的提升，道岔区域的钢轨铺设量也在逐年增加。道岔区域的钢轨交通开通运营之后，道岔区域的钢轨就长期处于恶劣的环境中，由于列车的动力作用、自然环境和道岔区域钢轨本身质量等原因，道岔区域的钢轨经常会发生裂纹伤损情况，造成了道岔区域的钢轨寿命减少，为了不影响行车安全，必须及时对道岔区域的钢轨裂纹伤损进行消除或修复。
现有道岔裂纹打磨方法为：打磨前对钢轨裂纹进行调查，根据裂纹程度进行打磨，打磨过程中使用钢轨廓形仪对钢轨频繁测量，将裂纹钢轨廓形与标准廓形进行对比，并打磨至与标准廓形相一致。然而钢轨廓形仪价格较贵，且故障率较多，使用复杂，工务部门很多车间和工区都没有配备钢轨廓形仪，很多车间及工务段钢轨裂纹打磨过程中没有时间频繁对钢轨廓形进行测量，导致钢轨廓形打磨后与标准廓形相差较大，导致打磨后轮轨关系较差，轨面病害打磨后反复出现，列车运行时出现都抖晃车等问题。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题提供一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法及***，可以根据钢轨轨面不同裂纹深度，直接制定个性化打磨策略，打磨过程中不需要使用钢轨廓形仪，节约打磨时间，有效指导道岔钢轨打磨。
根据本发明的第一方面，提供一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，具体包括以下步骤：
步骤S1、收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标；
步骤S2、对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第一廓形对应的非线性函数f1(x)；
步骤S3、根据裂纹深度计算打磨后的钢轨代表点的位置坐标，对打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第二廓形对应的非线性函数f2(x)；
步骤S4、根据钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，其中将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的钢轨材料去除面积不大于预设面积，并将多组目标打磨廓形对应的非线性函数根据其对应的钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序；
步骤S5、将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数的脱轨系数，根据多组目标打磨廓形对应的脱轨系数和钢轨材料去除面积筛选出最优的目标打磨廓形；
步骤S6、将最优的目标打磨廓形对应的非线性函数和第一廓形对应的非线性函数在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；
步骤S7、重复上述步骤S2～S6，计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，以构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；
步骤S8、通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。
进一步的方案是，所述步骤S4具体包括：
获取道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)，将道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)与第二廓形对应的非线性函数f2(x)整合在同一坐标系下，计算得到将第二廓形打磨成标准廓形所对应的第一钢轨材料去除面积；根据所述第一钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，以满足将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积，并将多组目标打磨廓形根据其对应的第二钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序。
进一步的方案是，所述步骤S5具体包括：
将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数和标准廓形对应的非线性函数f3(x)的脱轨***，根据第二钢轨材料材料去除面积和脱轨系数筛选出最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形为脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且对应的第二钢轨材料去除面积最小的目标打磨廓形。
进一步的方案是，所述步骤S1中对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标具体包括：
根据裂纹深度对裂纹廓形进行分类；
将钢轨廓形离散为若干个点，各个离散点的横坐标间距相等；
采用算术平均法计算得到同一裂纹深度的多个裂纹廓形上的各个离散点的纵坐标的平均值；
将各个离散点的横坐标和对应的纵坐标的平均值作为各个钢轨代表点的位置坐标。
进一步的方案是，所述步骤对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合为基于最小二乘法对钢轨代表点的位置坐标进行拟合。
根据本发明的第二方面，提供一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，具体包括：
整理模块，用于收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标；
第一拟合模块，用于对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第一廓形对应的非线性函数f1(x)；
第二拟合模块，用于根据裂纹深度计算打磨后的钢轨代表点的位置坐标，对打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第二廓形对应的非线性函数f2(x)；
第一筛选模块，用于根据钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，其中将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的钢轨材料去除面积不大于预设面积，并将多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)根据其对应的钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序；
第二筛选模块，用于将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数，根据多组目标打磨廓形对应的脱轨系数和钢轨材料去除面积筛选出最优的目标打磨廓形；
计算模块，用于将最优的目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和第一廓形对应的非线性函数f1(x)在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；
构建模块，通过计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，用于构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；
调用模块，通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，用于直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。
进一步的方案是，所述第一筛选模块具体用于：
获取道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)，将道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)与第二廓形对应的非线性函数f2(x)整合在同一坐标系下，计算得到将第二廓形打磨成标准廓形所对应的第一钢轨材料去除面积；根据所述第一钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，以满足将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积，并将多组目标打磨廓形根据其对应的第二钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序。
进一步的方案是，所述第二筛选模块具体用于：
将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数和标准廓形对应的非线性函数f3(x)的脱轨***，根据第二钢轨材料材料去除面积和脱轨系数筛选出最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形为脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且对应的第二钢轨材料去除面积最小的目标打磨廓形。
进一步的方案是，所述整理模块具体用于：
根据裂纹深度对裂纹廓形进行分类；
将钢轨廓形离散为若干个点，各个离散点的横坐标间距相等；
采用算术平均法计算得到同一裂纹深度的多个裂纹廓形上的各个离散点的纵坐标的平均值；
将各个离散点的横坐标和对应的纵坐标的平均值作为各个钢轨代表点的位置坐标。
进一步的方案是，所述第一拟合模块为基于最小二乘法对钢轨代表点的位置坐标进行拟合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明首先对某一深度裂纹的钢轨代表点的位置坐标和对应的打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以分别获取得到第一廓形对应的非线性函数和第二廓形对应的非线性函数；接着根据钢轨材料去除面积和钢轨系数筛选得到最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形的脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且将第二廓形打磨成最优的目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积；再根据最优将的目标打磨廓形对应的非线性函数和第一廓形对应的非线性函数在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度，相比将钢轨廓形打磨成标准廓形，本申请可以在不影响打磨后的钢轨脱轨系数的情况下，减小了钢轨轨面的打磨量；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；最后计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，以构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；方便工务人员通过收集得到的钢轨裂纹深度直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理，打磨过程中不需要使用钢轨廓形仪，节约打磨时间，有效指导道岔钢轨打磨。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法流程示意图；
图2为本发明实施例所提供的钢轨廓形对应的非线性函数的示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请参阅图1，本发明提供一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，具体包括以下步骤：
步骤S1、收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标；
具体的，铁路工务部门提前通过钢轨廓形仪收集道岔钢轨裂纹廓形，根据裂纹深度对裂纹廓形进行分类，将同一裂纹深度的裂纹廓形整理在一起；接着将钢轨廓形离散为若干个点，各个离散点的横坐标间距相等，如图2所示；采用算术平均法计算得到同一裂纹深度的多个裂纹廓形上的各个离散点的纵坐标的平均值；最后将各个离散点的横坐标和对应的纵坐标的平均值作为各个钢轨代表点的位置坐标，从而得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标。
以裂纹深度为0.5mm的裂纹廓形举例说明，将64个裂纹深度为0.5mm的钢轨廓形均离散为280个点，各个离散点的横坐标间距相等，然后基于算术平均法依次计算64个钢轨廓形对应的各个离散点的纵坐标的平均值，从而得到裂纹深度为0.5mm的裂纹廓形对应的各个钢轨代表点的位置坐标(xi,yi)：
依次类推，就能够计算得到其他裂纹深度的裂纹廓形对应的各个钢轨代表点的位置坐标，需要说明的是，各个离散点在不同的钢轨廓形中横坐标相等，而纵坐标会有差异。
步骤S2、对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第一廓形对应的非线性函数f1(x)；
具体的，得到钢轨代表点以后，使用最小二乘法，将280个钢轨代表点拟合成一个线性函数f1(x)，该非线性函数对应的曲线为第一廓形。
步骤S3、根据裂纹深度计算打磨后的钢轨代表点的位置坐标，对打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第二廓形对应的非线性函数f2(x)；
以裂纹深度为0.5mm的钢轨廓形举例说明，首先找出有裂纹的钢轨轨面对应的横坐标范围，然后根据找出的横坐标范围确定对应的钢轨代表点，然后得到对应的钢轨代表点的纵坐标。将钢轨裂纹打磨掉，即将对应的钢轨代表点的纵坐标点往下移动0.5mm，从而改变了钢轨代表点的位置坐标，然后基于最小二乘法对移动后的钢轨代表点进行重新拟合，拟合得到一个新的非线性函数f2(x)，该非线性函数对应的曲线为第二廓形。其中有裂纹的钢轨轨面对应的横坐标范围一般为45mm～60mm，而钢轨轨面的横坐标长度为72mm。
步骤S4、根据钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，其中将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的钢轨材料去除面积不大于预设面积，并将多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)根据其对应的钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序；
具体的，获取道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)，将道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)与第二廓形对应的非线性函数f2(x)整合在同一坐标系下，计算得到将第二廓形打磨成标准廓形所对应的第一钢轨材料去除面积；根据所述第一钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，以满足将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积，并将多组目标打磨廓形根据其对应的第二钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序。
需要说明的是，第一钢轨材料去除面积第二钢轨材料去除面积为/>第一钢轨材料去除面积和第二钢轨材料去除面积的关系式为ΔS(y)＝ΔS1(y)-ΔS2(y)≥0；由此可见，根据第二廓形对应的非线性函数f2(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)就能计算得到第一钢轨材料去除面积，根据第一钢轨材料去除面积和第二钢轨材料去除面积的关系式就能够得到第二钢轨材料去除面积的取值范围，从而得到满足要求的多组目标打磨廓形。
步骤S5、将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数，根据多组目标打磨廓形对应的脱轨系数和钢轨材料去除面积筛选出最优的目标打磨廓形；
具体的，为保障目标打磨廓形下列车的行车安全，将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数和标准廓形对应的非线性函数f3(x)的脱轨***，根据第二钢轨材料材料去除面积和脱轨系数筛选出最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形为脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且对应的第二钢轨材料去除面积最小的目标打磨廓形。
需要说明的是，脱轨系数计算公式为：式中，Q、P分别为轮轨横、垂向力，将非线性函数导入到Simpack动力学分析软件中，能够自动计算得到对应的脱轨系数，其中目标打磨廓形对应的脱轨系数f4(d)不大于标准廓形对应的脱轨系数f3(d)，即f4(d)-f3(d)≤0。
步骤S6、将最优的目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和第一廓形对应的非线性函数f1(x)在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；
最优的目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和第一廓形对应的非线性函数f1(x)在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度，即计算得到非线性函数f4(x)和非线性函数f1(x)在不同横坐标下的纵坐标差值；而道岔钢轨的横坐标和角度的对应关系见下表1。
表1道岔钢轨的横坐标和角度对应关系表
步骤S7、重复上述步骤S2～S6，计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，以构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；
通过上述步骤S2～S6获得了裂纹深度为0.5mm对应的不同角度的打磨深度后，可以通过同样的方法获得其他裂纹深度对应的不同角度的打磨深度，从而构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库，如下表2所示。
表2道岔钢轨裂纹人工打磨模式库
步骤S8、通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。
构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库后，铁路工务部门员工便可以通过收集钢轨轨面不同裂纹深度，直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理，打磨过程中不需要使用钢轨廓形仪，节约打磨时间，有效指导道岔钢轨打磨。
综上，本发明首先对某一深度裂纹的钢轨代表点的位置坐标和对应的打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以分别获取得到第一廓形对应的非线性函数和第二廓形对应的非线性函数；接着根据钢轨材料去除面积和钢轨系数筛选得到最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形的脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且将第二廓形打磨成最优的目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积；再根据最优将的目标打磨廓形对应的非线性函数和第一廓形对应的非线性函数在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度，相比将钢轨廓形打磨成标准廓形，本申请可以在不影响打磨后的钢轨脱轨系数的情况下，减小了钢轨轨面的打磨量；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；最后计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，以构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；方便工务人员通过收集得到的钢轨裂纹深度直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理，打磨过程中不需要使用钢轨廓形仪，节约打磨时间，有效指导道岔钢轨打磨。
实施例2
请参阅图2，本发明提供一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，具体包括：
整理模块，用于收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标；
第一拟合模块，用于对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第一廓形对应的非线性函数f1(x)；
第二拟合模块，用于根据裂纹深度计算打磨后的钢轨代表点的位置坐标，对打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第二廓形对应的非线性函数f2(x)；
第一筛选模块，用于根据钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，其中将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的钢轨材料去除面积不大于预设面积，并将多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)根据其对应的钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序；
第二筛选模块，用于将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数，根据多组目标打磨廓形对应的脱轨系数和钢轨材料去除面积筛选出最优的目标打磨廓形；
计算模块，用于将最优的目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和第一廓形对应的非线性函数f1(x)在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；
构建模块，通过计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，用于构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；
调用模块，通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，用于直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。
可选的，所述第一筛选模块具体用于：
获取道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)，将道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)与第二廓形对应的非线性函数f2(x)整合在同一坐标系下，计算得到将第二廓形打磨成标准廓形所对应的第一钢轨材料去除面积；根据所述第一钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，以满足将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积，并将多组目标打磨廓形根据其对应的第二钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序。
可选的，所述第二筛选模块具体用于：
将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数和标准廓形对应的非线性函数f3(x)的脱轨***，根据第二钢轨材料材料去除面积和脱轨系数筛选出最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形为脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且对应的第二钢轨材料去除面积最小的目标打磨廓形。
可选的，所述整理模块具体用于：
根据裂纹深度对裂纹廓形进行分类；
将钢轨廓形离散为若干个点，各个离散点的横坐标间距相等；
采用算术平均法计算得到同一裂纹深度的多个裂纹廓形上的各个离散点的纵坐标的平均值；
将各个离散点的横坐标和对应的纵坐标的平均值作为各个钢轨代表点的位置坐标。
可选的，所述第一拟合模块为基于最小二乘法对钢轨代表点的位置坐标进行拟合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1、收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标；
步骤S2、对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第一廓形对应的非线性函数f1(x)；
步骤S3、根据裂纹深度计算打磨后的钢轨代表点的位置坐标，对打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第二廓形对应的非线性函数f2(x)；
步骤S4、根据钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，其中将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的钢轨材料去除面积不大于预设面积，并将多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)根据其对应的钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序；
步骤S5、将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数，根据多组目标打磨廓形对应的脱轨系数和钢轨材料去除面积筛选出最优的目标打磨廓形；
步骤S6、将最优的目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和第一廓形对应的非线性函数f1(x)在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；
步骤S7、重复上述步骤S2～S6，计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，以构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；
步骤S8、通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。
2.根据权利要求1所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
获取道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)，将道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)与第二廓形对应的非线性函数f2(x)整合在同一坐标系下，计算得到将第二廓形打磨成标准廓形所对应的第一钢轨材料去除面积；根据所述第一钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，以满足将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积，并将多组目标打磨廓形根据其对应的第二钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序。
3.根据权利要求2所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数和标准廓形对应的非线性函数f3(x)的脱轨***，根据第二钢轨材料材料去除面积和脱轨系数筛选出最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形为脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且对应的第二钢轨材料去除面积最小的目标打磨廓形。
4.根据权利要求1所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，其特征在于，所述步骤S1中对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标具体包括：
根据裂纹深度对裂纹廓形进行分类；
将钢轨廓形离散为若干个点，各个离散点的横坐标间距相等；
采用算术平均法计算得到同一裂纹深度的多个裂纹廓形上的各个离散点的纵坐标的平均值；
将各个离散点的横坐标和对应的纵坐标的平均值作为各个钢轨代表点的位置坐标。
5.根据权利要求1所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨方法，其特征在于，所述步骤对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合为基于最小二乘法对钢轨代表点的位置坐标进行拟合。
6.一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，其特征在于，具体包括：
整理模块，用于收集道岔钢轨裂纹廓形，对不同深度的裂纹廓形进行整理，以得到不同深度裂纹廓形对应的钢轨代表点的位置坐标；
第一拟合模块，用于对某一深度裂纹廓形的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第一廓形对应的非线性函数f1(x)；
第二拟合模块，用于根据裂纹深度计算打磨后的钢轨代表点的位置坐标，对打磨后的钢轨代表点的位置坐标进行拟合，以获取得到第二廓形对应的非线性函数f2(x)；
第一筛选模块，用于根据钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，其中将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的钢轨材料去除面积不大于预设面积，并将多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)根据其对应的钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序；
第二筛选模块，用于将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数，根据多组目标打磨廓形对应的脱轨系数和钢轨材料去除面积筛选出最优的目标打磨廓形；
计算模块，用于将最优的目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和第一廓形对应的非线性函数f1(x)在同一坐标系下对齐，计算得到道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度；根据道岔钢轨不同横坐标下的打磨深度计算得到道岔钢轨不同角度的打磨深度；
构建模块，通过计算得到不同深度裂纹对应的不同角度的打磨深度，用于构建道岔钢轨裂纹人工打磨模式库；
调用模块，通过收集得到的道岔钢轨的裂纹深度，用于直接调用道岔钢轨裂纹人工打磨模式库对钢轨廓形进行打磨处理。
7.根据权利要求6所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，其特征在于，所述第一筛选模块具体用于：
获取道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)，将道岔钢轨标准廓形对应的非线性函数f3(x)与第二廓形对应的非线性函数f2(x)整合在同一坐标系下，计算得到将第二廓形打磨成标准廓形所对应的第一钢轨材料去除面积；根据所述第一钢轨材料去除面积筛选得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)，以满足将第二廓形打磨成目标打磨廓形所对应的第二钢轨材料去除面积不大于第一钢轨材料去除面积，并将多组目标打磨廓形根据其对应的第二钢轨材料去除面积从小到大进行依次排序。
8.根据权利要求6所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，其特征在于，所述第二筛选模块具体用于：
将依次排序的多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)和标准廓形对应的非线性函数f3(x)导入到Simpack动力学分析软件中，得到多组目标打磨廓形对应的非线性函数f4(x)的脱轨系数和标准廓形对应的非线性函数f3(x)的脱轨***，根据第二钢轨材料材料去除面积和脱轨系数筛选出最优的目标打磨廓形，其中最优的目标打磨廓形为脱轨系数不大于标准廓形的脱轨系数，而且对应的第二钢轨材料去除面积最小的目标打磨廓形。
9.根据权利要求6所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，其特征在于，所述整理模块具体用于：
根据裂纹深度对裂纹廓形进行分类；
将钢轨廓形离散为若干个点，各个离散点的横坐标间距相等；
采用算术平均法计算得到同一裂纹深度的多个裂纹廓形上的各个离散点的纵坐标的平均值；
将各个离散点的横坐标和对应的纵坐标的平均值作为各个钢轨代表点的位置坐标。
10.根据权利要求6所述的一种道岔钢轨轨面裂纹打磨***，其特征在于，所述第一拟合模块为基于最小二乘法对钢轨代表点的位置坐标进行拟合。
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