基于曲线相似性的轨顶摩擦控制剂的摩擦系数稳定性研究

发布时间：2022-11-06 16:30

　　为了减少线路钢轨的磨损,降低铁路维护和运行成本,摩擦控制技术是重要的手段之一。在摩擦控制技术中,轨顶摩擦控制剂的制备是问题的核心和难点。轨顶摩擦控制的关键是将涂敷于轨顶摩擦控制剂的摩擦系数稳定地控制在0.3~0.45范围内。摩擦系数小于0.3时,容易发生脱轨;而摩擦系数大于0.45时,列车运行时能耗和钢轨的磨耗均将大幅增加。本文针对轨顶摩擦控制剂摩擦系数的稳定性开展研究,建立基于曲线相似性判别的轨顶摩擦控制剂摩擦系数稳定性判别方法,并基于所构建的定量化方法,对轨顶摩擦控制剂的工艺稳定性和配方组分稳定性展开研究。论文主要工作和创新点包括:（1）提出离散曲线连续化方法和基于Hausdorff距离曲线相似性判断的新算法。实测摩擦系数均为离散曲线,其特征点对应的曲率计算误差较大,本文利用基因表达式编程算法对离散曲线进行连续化,优化各相关参数,获得特征点的曲率,采用Hausdorff距离度量基准曲线与待判曲线的距离值,进而通过签名数据进行测试,获得八维特征数据,并用曼哈顿距离加权求和对曲线进行降维,最终获得较低的等误率。构建的新算法为定量化研究轨顶摩擦控制剂的稳定性奠定了基础。（2）针对轨顶摩擦... 

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轮轨润滑减磨技术研究现状
        1.2.2 曲线相似性的研究进展
        1.2.3 面临的问题及解决办法
    1.3 论文主要工作和组织结构
        1.3.1 论文主要工作
        1.3.2 论文组织结构
    1.4 本文创新点
第2章 离散曲线连续化方法
    2.1 离散曲线连续化方法的介绍
    2.2 传统优化算法
        2.2.1 最速下降法
        2.2.2 共轭梯度法
        2.2.3 牛顿法
    2.3 典型群智能优化算法
        2.3.1 蚁群算法
        2.3.2 粒子群算法
        2.3.3 差分进化算法
    2.4 基因表达式编程算法
        2.4.1 个体结构
        2.4.2 编码规则
        2.4.3 适应度函数
        2.4.4 遗传操作
    2.5 本章小结
第3章 空间曲线相似性的判别方法及验证
    3.1 空间曲线的降维
    3.2 基于Hausdorff距离的离散空间曲线相似性判断的算法
        3.2.1 签名认证介绍
        3.2.2 签名曲线匹配的方法设计
        3.2.3 签名数据库与数据的预处理
        3.2.4 基于Hausdorff距离的在线签名认证
    3.3 实验与分析
        3.3.1 离散签名预处理及曲线连续化的效果分析
        3.3.2 阈值的计算
        3.3.3 实验结果分析
    3.4 本章小结
第4章 摩擦控制剂的组分配方
    4.1 轨顶摩擦剂专用材料的介绍
    4.2 轨顶摩擦材料性能的控制策略
        4.2.1 轨顶润滑及摩擦控制技术
        4.2.2 摩擦材料蠕滑率和正摩擦特性的研究
    4.3 轨顶摩擦控制剂设计原理
    4.4 轨顶摩擦控制剂配方设计
        4.4.1 摩擦控制剂配方材料选择
        4.4.2 摩擦控制剂配比确定
    4.5 实验设计与结果
        4.5.1 实验设计
        4.5.2 实验设备与试验制样
        4.5.3 实验结果
    4.6 轨顶摩擦控制剂摩擦系数现场测试稳定性分析
    4.7 本章小结
第5章 曲线相似性对摩擦系数稳定性的评价研究
    5.1 轨顶摩擦控制剂的摩擦系数稳定性的判别
        5.1.1 稳定性研究的方法
        5.1.2 曲线相似性与稳定性的关系
        5.1.3 曲线相似性与GEP的关系
    5.2 有基准曲线对比的实验曲线的稳定性判别方式
        5.2.1 基于GEP的差分插值算子
        5.2.2 工艺曲线的稳定性分析
        5.2.3 组分配方曲线的稳定性分析
    5.3 无基准曲线对比的实验曲线的稳定性分析方法
        5.3.1 曲线相似性下的配方与工艺稳定性评价研究
        5.3.2 GEP下的曲线相似性评价研究
        5.3.3 轨顶摩擦材料适应性的评价
        5.3.4 实验结果与讨论
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的基于参考曲线的B样条曲线延拓算法[J]. 张志伟,穆国旺,臧婷,戴士杰.  图学学报. 2018(05)
[2]基于车载控制技术的轮轨摩擦管理方法研究[J]. 郭刚,马颖明.  铁路计算机应用. 2018(06)
[3]一种基于离散Fréchet距离的磁场相似性度量方法[J]. 石剑,刘忠乐,周敏佳,文无敌.  电子学报. 2018(04)
[4]基于改进Hausdorff距离的雷达图像与电子海图匹配算法[J]. 易成涛,徐飞.  指挥控制与仿真. 2018(02)
[5]高速列车车轮踏面磨耗预测方法的研究[J]. 王雪萍,张军,马贺.  摩擦学学报. 2018(04)
[6]基于曲线分段相似匹配的在线签名认证[J]. 刘莉,詹恩奇,郑建彬,汪阳.  计算机应用. 2018(04)
[7]基因表达式编程算法的改进[J]. 蒋宗礼,王光亮.  计算机工程与设计. 2017(12)
[8]曲线钢轨轨顶摩擦管理策略研究[J]. 丁军君,李磊,王军平,李芾.  铁道建筑. 2017(11)
[9]轮轨摩擦管理技术及其应用研究[J]. 徐凤生.  武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2017(05)
[10]结合手势二进制编码和类-Hausdorff距离的手势识别[J]. 冯志全,杨学文,徐涛,刘弘,吕娜,杨晓辉,徐治鹏.  电子学报. 2017(09)

硕士论文
[1]基于高分率指纹的汗孔点集匹配算法研究[D]. 李利红.哈尔滨工业大学 2017
[2]快速货车轮轨横向冲击动力学特性研究[D]. 马波.兰州交通大学 2017
[3]基于GPS轨迹数据的地图匹配方法[D]. 郑少波.合肥工业大学 2016
[4]基于SVM的在线手写签名认证研究[D]. 王容霞.武汉理工大学 2013
[5]GEP在演化建模中的应用[D]. 刘桂琴.华中师范大学 2009
[6]均匀试验设计效果评价及优化分析方法研究[D]. 寇林元.山西医科大学 2009
[7]一种新的曲线相似性判别方法研究[D]. 朱洁.武汉理工大学 2008



本文编号：3703835