基于MATLAB的轮轨几何关系迹线法计算系统

资 源 简 介

本MATLAB项目采用迹线法精确计算轮轨接触几何关系，自动识别接触点并输出接触角、滚动圆半径差等关键参数，为轨道车辆动力学仿真提供高效分析工具。

详 情 说 明

基于迹线法的轮轨几何关系计算与分析系统

项目介绍

本系统采用迹线法精确计算轮轨接触几何关系，是轨道车辆动力学仿真分析的核心工具。系统通过高效的几何求解算法，自动识别轮对与钢轨的接触点位置，计算关键接触几何参数，并生成完整的轮轨几何关系数据库。系统支持多种轮轨型面的匹配分析，可进行参数化扫描计算，为车辆动力学仿真提供准确的几何约束条件。

功能特性

• 精确接触点识别：基于迹线法几何求解算法，实现轮轨接触点的精确定位
• 完整几何参数计算：自动计算接触角、滚动圆半径差、接触点曲率等关键参数
• 参数化扫描分析：支持横移量、摇头角等运动参数的扫描计算
• 多型面匹配支持：可分析不同轮轨型面的接触几何特性
• 可视化输出：生成接触迹线分布图、几何关系曲线等直观展示结果
• 标准化数据输出：提供适用于动力学仿真的标准化数据格式

使用方法

输入数据准备

1. 轮对型面数据：准备包含轮缘、踏面等关键几何参数的二维坐标点集
2. 钢轨型面数据：准备包含轨头轮廓的二维坐标点集
3. 运动参数设置：设定横移量范围（-15~15mm）、摇头角范围（-0.05~0.05rad）
4. 计算参数配置：设置搜索步长、收敛精度、计算范围等数值参数

执行计算

运行主程序文件启动计算过程，系统将自动完成：

• 轮轨型面数据预处理
• 接触点迭代搜索计算
• 几何参数矩阵生成
• 结果可视化与数据输出

结果获取

系统生成以下输出结果：

• 左右轮轨接触点的三维空间坐标
• 不同横移量下的几何参数矩阵
• 横移量-接触角曲线、横移量-滚动圆半径差曲线等关系图
• 轮轨接触点在轮对型面上的分布轨迹可视化
• 标准化几何参数数据文件

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必要的工具箱：图像处理工具箱、优化工具箱

硬件建议

• 内存：8GB以上（推荐16GB）
• 处理器：Intel i5或同等性能以上
• 存储空间：1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，实现了轮轨型面数据的导入与预处理、基于迹线法的接触点迭代搜索算法、几何参数的高效计算与矩阵构建、多种可视化图形的自动生成以及标准化数据文件的输出功能。该文件通过协调各算法模块的工作流程，完成从原始数据输入到最终结果输出的完整计算分析过程。