1.一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:将钢轨修复目标轮廓进行分解:将钢轨修复目标轮廓分解为不少于两段的半径不等的圆弧轮廓曲线;步骤2:确定钢轨修复精度控制指标:修复目标为将钢轨修复目标轮廓的轮廓度大小不超过δmm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标;步骤3:确定水射流修复钢轨的喷嘴切割方向:使喷嘴轴线与钢轨横截面平行,令喷嘴沿钢轨表面切线方向进行切割,每个喷嘴切割出一个平面,多个喷嘴切割可以拟合出目标廓形;步骤4:确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目:采用n段等长的拟合线段拟合步骤1中每段轮廓曲线,依据线段拟合弧线的几何关系、弧度关系、角度关系及设计目标要求轮廓度的约束条件,确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目;所述步骤4中确定每段轮廓曲线所需的最少水射流喷嘴数目的具体方法为:设有n条等长的线段来拟合圆弧步骤1中的每条轮廓曲线,同时设直线线段长度为l,每段直线所截圆弧圆心角为α,圆弧总圆心角为β,圆弧半径为R,直线线段与圆弧之间的最大距离为dm,由几何关系得到如下关系式: (3)简化公式(3)可得: (4)由步骤1可知,设计目标要求轮廓度不超过δmm,故与轮廓度值相等的拟合廓形与目标廓形的最大距离应小于δmm,即满足 (5)结合公式(4)和公式(5)可得 (6)在钢轨型号确定的情况下,(6)中β和R均为确定值,所以可以求出拟合段数n的取值范围,由于一个喷嘴对应一条拟合线段,在考虑避免合拟线段过长的条件下,即得出所需水射流喷嘴数目;步骤5:确定拟合线段端点处坐标:测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据,并依据每段轮廓曲线的坐标表达式,计算每个拟合线段端点处横坐标的纵坐标;步骤6:求出拟合线段的表达式:依据步骤5中得到的拟合线段端点的坐标数据,采用两点式直线方程,求出拟合线段的表达式。
2.根据权利要求1所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法,其特征在于:所述步骤1中圆弧轮廓曲线由两段或三段半径不等的圆弧曲线组成。
3.根据权利要求1所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法,其特征在于:所述步骤2中δ的大小为0.2-0.3。
4.根据权利要求1所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法,其特征在于:所述步骤3切线方向与喷嘴轴线的角度范围为3~7 o 。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法,其特征在于:所述步骤5中测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据,是在钢轨横截面平面Oxy内,以钢轨横截面曲线最顶点为原点O(0,0),根据实际不同类型钢轨的尺寸,通过尺寸测量得到。
6.一种水射流修复钢轨的修复方法,其特征在于: 按照权利要求1步骤6中拟合线段的表达式所对应线段对水射流喷嘴的方向进行排布,同时使得水射流喷嘴轴线不在同一个平面但都平行于钢轨横截面,射流之间互不干涉;进行切割时,需要沿起始切割面以及沿终止切割面向外延伸,直至切穿钢轨。