第20卷第3期2023年3月铁道科学与工程学报JournalofRailwayScienceandEngineeringVolume20Number3March2023基于NURBS的固定辙叉心轨廓形参数化设计方法赵卫华1,2，黄子惠1(1.福建工程学院土木工程学院，福建福州350118；2.福建工程学院地下工程福建省高校重点实验室，福建福州350118)摘要：为实现固定辙叉心轨廓形参数化设计，基于非均匀有理B样条(NURBS)理论，提出一种考虑固定辙叉心轨廓形几何特征的参数化设计方法。以60kg/m钢轨12号固定辙叉为例，选取心轨关键控制参数轨顶横坡和复合圆弧段比例系数对心轨廓形进行方案设计，分析轨顶横坡和复合圆弧段比例系数对心轨廓形变化的影响权重；分析各方案下结构不平顺、轮轨接触点分布、轮对侧滚角以及滚动圆半径差等接触几何关系指标变化规律。研究结果表明：复合圆弧段比例系数对心轨粗壮度影响较大；随着心轨顶宽增加，轨顶横坡对心轨廓形影响权重逐渐增加；轨顶横坡越大，心轨轮载过渡范围逐渐后移，对心轨承力有利；当轨顶横坡为1/10，复合圆弧段比例系数为1/3(方案4)时，竖横向不平顺相对于各方案最小值增大2.06%和1.61%，但轮载过渡位置在距心轨理论尖端330～335mm范围内，心轨承载断面宽度最大；复合圆弧段比例系数对滚动圆半径差和轮对侧滚角变化影响权重较轨顶横坡大，在横移量−8～+4mm范围内，随着心轨顶宽增加，方案4中滚动圆半径差和轮对侧滚角最小。综合考虑各方案轮轨接触几何参数变化规律可知，方案4廓形参数选取较为合理。该方法可使心轨廓形设计更具有针对性和可预测性。关键词：固定辙叉；心轨廓形；非均匀有理B样条；参数化设计；轮轨接触几何关系中图分类号：U213.62文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7029（2023）03-0909-11Parametricdesignmethodofnoserailprofileinfixed-nosecrossingbasedonNURBSZHAOWeihua1,2,HUANGZihui1(1.SchoolofCivilEngineering,FujianUniversityofTechnology,Fuzhou350118,China;2.KeyLaboratoryofUndergroundEngineeringofFujianProvince,FujianUniversityofTechnology,Fuzhou350118,China)Abstract:AparametricoptimizationmethodwaspresentedbasedontheNon-UniformRationalBSpline(NURBS)theorytorealizetheoptimizationofthenoserailprofileinafixed-nosecrossing.Thegeometriccharacteristicsofthenoserailprofilewereconsideredinthismethod.Taking60kg/mrailNo.12turnoutwithafixed-nosecrossingasanexample,para...
