基于元胞自动机方法的地铁车轮磨损动态建模与仿真

为解决轮轨之间的磨耗预测问题,以地铁车轮为研究对象,利用元胞自动机方法建立轮轨磨耗动态分析模型,将轮轨接触问题以局部演变规则表征,解析元胞的移动规则、受损规则、切削规则和脱落规则的自组织演变过程,实现了车轮在钢轨上宏观磨耗的动态过程模拟,获得地铁运行过程中轮缘高度、轮缘厚度、轮缘综合值的变化情况,并且,同时考虑车轮和钢轨磨损的相互作用,采用皮尔逊相关系数对仿真结果与实测结果进行对比,发现具有极强相关和强相关性,验证了仿真模型的有效性。研究结果表明:建立的轮轨接触元胞自动机模型适用于车轮磨损的动态演变过程,设置的局部演化规则是合理的,形象地描述了车轮型面的变化过程,轮缘高度、轮缘厚度及轮缘综合值的仿真结果与实测结果对比证明了元胞自动机方法在车轮磨损上的可行性。工作为轮轨磨损预测提供了一种新思路,在指导镟轮合理周期的制定方面具有一定的参考价值。