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基于高斯过程的地铁车辆轮对磨耗建模及其镟修策略优化
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U269[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中国计量学院机电工程分院,杭州310018, [2]广州市地下铁道总公司,广州510380, [3]上海轨道交通维护保障中心,上海200070
  • 相关基金:浙江省自然科学基金资助项目(Z106853 Y1100376 Y1080100)
中文摘要:

根据广州地铁车辆轮对的磨耗数据,分析轮对磨耗和镟修的特点。针对踏面直径和轮缘厚度两个形面参数,基于高斯过程建立轮对磨耗的数据模型。根据地铁车辆轮对镟修要求,提出一种轮对镟修的控制限策略。在轮对磨耗模型的基础上,给出该镟修策略的蒙特卡罗仿真模型。然后利用蒙特卡罗仿真方法,以轮对期望使用寿命和期望镟修次数为指标,对不同的轮对镟修策略进行分析,从而实现轮对镟修策略的优化。结果表明:轮对轮缘厚度较大或较小时,轮缘磨损均较严重,而踏面直径的磨损速率和轮缘厚度不具有相关性;当轮缘厚度减少到27~28.5 mm时,通过镟修将轮缘厚度恢复到30 mm,这样的镟修策略能较好地延长轮对期望使用寿命,达到约13.2~15.3年。

英文摘要:

Based on the wheel wear data of Guangzhou Metro,this paper analyzes the characteristics of wheel wear and re-profiling at first.With the application of the theory of Gaussian processes,a new data-driven model of wheel wear is given in terms of the variation of wheel diameter and flange thickness.A control limit policy for the wheel re-profiling decision is also proposed.According to the wheel wear model,the Monte Carlo simulation model/procedure of the re-profiling strategy is described in detail.Utilizing the Monte Carlo simulation,this wheel re-profiling strategy is optimized in order to maximize the expected lifetime of wheel finally.The results indicate that wheel wear is higher when wheels have a thicker or thinner flange,and the decreasing rate of the wheel diameter is independent of the thickness of wheel flange.Furthermore,the better selection for the wheel re-profiling strategies is that wheels should be restored to 30 mm when the flange is worn down to 27~28.5 mm,which could extend the expected lifetime of wheels to 13.2~15.3 years.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603