1.一种60kg/m钢轨廓形改进方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、选择60kg/m钢轨廓形上与车轮接触区域,将所述接触区域在纵向截面上离散化为n个可竖向移动的点,设各所述点竖向坐标y坐标为 ,各所述点的竖向坐标y坐标变化量为 ;S2、通过各所述点的竖向坐标y坐标变化量 获得接触点间隙值,通过所述接触点间隙值获得目标函数接触点轮轨间隙变化曲线的面积,并施加以下约束条件:各自变量设置有限变化区间、优化后钢轨廓形基本特征保持不变;S3、采用序列二次规划法对廓形优化模型进行求解,得到各所述 ;S4、根据得到的所述 调整改进60kg/m钢轨廓形;所述步骤S2具体为:S2、通过各所述点的竖向坐标y坐标变化量 获得接触点间隙值,并代入廓形优化模型,所述廓形优化模型如下: ,其中S D 为接触点轮轨间隙变化曲线的面积,Z i 为第i个约束方程;所述步骤S2具体包括:S21、根据实际列车运行的轮对相对于钢轨会发生横向移动量确定轮轨接触点的位置;S22、根据精度需求在所述轮轨接触点两侧选取接触点周围区域范围[r 1 ,r 2 ],其中所述r 1 为所述轮轨接触点一侧区间横向长度,所述r 2 为所述轮轨接触点一侧区间横向长度;S23、将所述接触点周围区域范围分为均匀的m-1段,得到对应的m个端点;S24、对于不同的轮对横移量计算得到不同的接触点轮轨间隙,计算公式如下: ,其中D为接触点轮轨间隙,d i 为各点位置轮轨廓形垂向距离;S25、通过不同的接触点轮轨间隙构成接触点轮轨间隙变化曲线;S26、确定钢轨廓形,得到目标函数接触点轮轨间隙变化曲线的面积,公式如下: ,并取最小值为最优解;S27、对步骤S26结果施加约束条件,约束条件如下: 。
2.根据权利要求1所述的一种60kg/m钢轨廓形改进方法,其特征在于:所述改进60kg/m钢轨廓形包括基础廓形(1)和控制廓形(2),所述基础廓形(1)与所述控制廓形(2)相切且相连,所述基础廓形(1)为四段彼此相连并相切的圆弧组成的弧曲部,所述控制廓形(2)包括若干控制点(21)和控制廓线(22),所述控制点(21)等距设置于所述控制廓线(22)上。
3.根据权利要求2所述的一种60kg/m钢轨廓形改进方法,其特征在于:所述基础廓形(1)包括中间弧度部(11)、第一弧度部(12)和第二弧度部(13),所述中间弧度部(11)、所述第一弧度部(12)和所述第二弧度部(13)依次连接,所述中间弧度部(11)圆心设置于钢轨廓形中线位置,所述中间弧度部(11)圆弧半径为300mm,所述第一弧度部(12)与所述中间弧度部(11)相切且相连,所述第一弧度部(12)圆弧半径为80mm,所述第二弧度部(13)与所述第一弧度部(12)相切且相连,所述第二弧度部(13)圆弧半径为13mm。
4.根据权利要求3所述的一种60kg/m钢轨廓形改进方法,其特征在于:所述控制点(21)包括第一控制点(211)、第二控制点(212)、第三控制点(213)、第四控制点(214)、第五控制点(215)、第六控制点(216)、第七控制点(217)、第八控制点(218)、第九控制点(219)、第十控制点(2110)、第十一控制点(2111)、第十二控制点(2112)、第十三控制点(2113)、第十四控制点(2114)、第十五控制点(2115)和第十六控制点(2116),所述第一控制点(211)设置于钢轨廓形中线内侧20mm位置且高度等于所述基础廓形(1)对应位置,所述第二控制点(212)设置于所述钢轨廓形中线内侧5mm位置且高度高于所述基础廓形(1)对应位置0.15mm,所述第三控制点(213)设置于所述钢轨中线且高度高于所述基础廓形(1)对应位置0.1172mm,所述第四控制点(214)设置于所述钢轨中线外侧5mm位置且高度高于所述基础廓形(1)对应位置0.0659mm,所述第五控制点(215)设置于所述钢轨中线外侧10mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0095mm,所述第六控制点(216)设置于所述钢轨中线外侧13mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0290mm,所述第七控制点(217)设置于所述钢轨中线外侧16mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0296mm,所述第八控制点(218)设置于所述钢轨中线外侧19mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0366mm,所述第九控制点(219)设置于所述钢轨中线外侧22mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0414mm,所述第十控制点(2110)设置于所述钢轨中线外侧24mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0529mm、所述第十一控制点(2111)设置于所述钢轨中线外侧26mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0538mm、所述第十二控制点(2112)设置于所述钢轨中线外侧28mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0538mm、所述第十三控制点(2113)设置于所述钢轨中线外侧30mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0572mm、所述第十四控制点(2114)设置于所述钢轨中线外侧32mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0573mm、所述第十五控制点(2115)设置于所述钢轨中线外侧34mm位置且高度低于所述基础廓形(1)对应位置0.0575mm,所述第十六控制点(2116)设置于所述钢轨中线外侧35mm位置且高度等于所述基础廓形(1)对应位置。