一种基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法
专利汇可以提供一种基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 铁 路捣固参数优化设计方法，特别是涉及一种基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法。本发明包括：创建铁路捣固的离散元分析模型；确定捣固指标及其优化目标和捣固参数及其设计空间；选取试验样本点；进行分析计算，提取捣固指标响应值；建立多项式响应面模型；寻找捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；对捣固参数优化值进行验证分析。本发明针对不同状况的 铁路轨道 ，选择少量的几个试验样本点进行数值模拟和分析计算，就可以得到最优的捣固参数，提高了捣固参数的优化效率和优化 精度 。，下面是一种基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法专利的具体信息内容。
1.一种基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
Step1、根据铁路轨道的实际状况，运用离散元分析软件创建铁路捣固的分析模型；
Step2、确定体现铁路捣固效果的捣固指标及其优化目标，并确定对捣固效果有明显影响的捣固参数及其设计空间；
Step3、根据步骤Step2确定的设计空间，运用试验设计方法，选取铁路捣固的试验样本点；
Step4、根据步骤Step3选取的试验样本点，对步骤Step1创建的分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取体现铁路捣固效果的捣固指标响应值；
Step5、根据步骤Step4得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映捣固指标与捣固参数之间关系的多项式响应面模型；
Step6、根据步骤Step5创建的多项式响应面模型和步骤Step2确定的优化目标，运用遗传算法，寻找捣固指标最优时的捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；
Step7、根据步骤Step6得到的捣固参数优化值，对步骤Step1创建的分析模型进行分析计算，提取捣固指标响应值，如果提取的捣固指标响应值与步骤Step6得到的捣固指标优化值比较吻合，则满足要求，优化过程结束，输出优化结果，否则，回到步骤Step5重新构建多项式响应面模型，继续进行优化，直到满足要求为止。
2.根据权利要求1所述的基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法，其特征在于：所述的铁路轨道的实际状况，包括钢轨和轨枕的规格，轨枕间距，道砟颗粒的材质、大小和级配，捣固作业前的道床密实度。
3.根据权利要求1所述的基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法，其特征在于：所述的捣固指标是捣固区域轨枕下方的道床密实度，所述的优化目标是道床密实度越大越好，所述的捣固参数是捣镐的振幅和捣镐的振动频率，所述的设计空间是捣镐的振幅在1~13mm范围内变动，捣镐的振动频率在5~65Hz范围内变动。
一种基于响应面模型的铁路捣固参数优化设计方法
技术领域
背景技术
发明内容
Step2、确定体现铁路捣固效果的捣固指标及其优化目标，并确定对捣固效果有明显影响的捣固参数及其设计空间；
Step3、根据步骤Step2确定的设计空间，运用试验设计方法，选取铁路捣固的试验样本点；
Step4、根据步骤Step3选取的试验样本点，对步骤Step1创建的分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取体现铁路捣固效果的捣固指标响应值；
Step5、根据步骤Step4得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映捣固指标与捣固参数之间关系的多项式响应面模型；
Step6、根据步骤Step5创建的多项式响应面模型和步骤Step2确定的优化目标，运用遗传算法，寻找捣固指标最优时的捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；
Step7、根据步骤Step6得到的捣固参数优化值，对步骤Step1创建的分析模型进行分析计算，提取捣固指标响应值，如果提取的捣固指标响应值与步骤Step6得到的捣固指标优化值比较吻合，则满足要求，优化过程结束，输出优化结果，否则，回到步骤Step5重新构建多项式响应面模型，继续进行优化，直到满足要求为止。
具体实施方式
Step2、确定体现铁路捣固效果的捣固指标及其优化目标，并确定对捣固效果有明显影响的捣固参数及其设计空间；
Step3、根据步骤Step2确定的设计空间，运用试验设计方法，选取铁路捣固的试验样本点；
Step4、根据步骤Step3选取的试验样本点，对步骤Step1创建的分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取体现铁路捣固效果的捣固指标响应值；
Step5、根据步骤Step4得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映捣固指标与捣固参数之间关系的多项式响应面模型；
Step6、根据步骤Step5创建的多项式响应面模型和步骤Step2确定的优化目标，运用遗传算法，寻找捣固指标最优时的捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；
Step7、根据步骤Step6得到的捣固参数优化值，对步骤Step1创建的分析模型进行分析计算，提取捣固指标响应值，如果提取的捣固指标响应值与步骤Step6得到的捣固指标优化值比较吻合，则满足要求，优化过程结束，输出优化结果，否则，回到步骤Step5重新构建多项式响应面模型，继续进行优化，直到满足要求为止。
Step2、确定体现铁路捣固效果的捣固指标及其优化目标，并确定对捣固效果有明显影响的捣固参数及其设计空间；
Step3、根据步骤Step2确定的设计空间，运用试验设计方法，选取铁路捣固的试验样本点；
Step4、根据步骤Step3选取的试验样本点，对步骤Step1创建的分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取体现铁路捣固效果的捣固指标响应值；
Step5、根据步骤Step4得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映捣固指标与捣固参数之间关系的多项式响应面模型；
Step6、根据步骤Step5创建的多项式响应面模型和步骤Step2确定的优化目标，运用遗传算法，寻找捣固指标最优时的捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；
Step7、根据步骤Step6得到的捣固参数优化值，对步骤Step1创建的分析模型进行分析计算，提取捣固指标响应值，如果提取的捣固指标响应值与步骤Step6得到的捣固指标优化值比较吻合，则满足要求，优化过程结束，输出优化结果，否则，回到步骤Step5重新构建多项式响应面模型，继续进行优化，直到满足要求为止。
Step2、确定体现铁路捣固效果的捣固指标及其优化目标，并确定对捣固效果有明显影响的捣固参数及其设计空间；
Step3、根据步骤Step2确定的设计空间，运用试验设计方法，选取铁路捣固的试验样本点；
Step4、根据步骤Step3选取的试验样本点，对步骤Step1创建的分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取体现铁路捣固效果的捣固指标响应值；
Step5、根据步骤Step4得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映捣固指标与捣固参数之间关系的多项式响应面模型；
Step6、根据步骤Step5创建的多项式响应面模型和步骤Step2确定的优化目标，运用遗传算法，寻找捣固指标最优时的捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；
Step7、根据步骤Step6得到的捣固参数优化值，对步骤Step1创建的分析模型进行分析计算，提取捣固指标响应值，如果提取的捣固指标响应值与步骤Step6得到的捣固指标优化值比较吻合，则满足要求，优化过程结束，输出优化结果，否则，回到步骤Step5重新构建多项式响应面模型，继续进行优化，直到满足要求为止。
Step2、确定体现铁路捣固效果的捣固指标及其优化目标，并确定对捣固效果有明显影响的捣固参数及其设计空间；
Step3、根据步骤Step2确定的设计空间，运用试验设计方法，选取铁路捣固的试验样本点；
Step4、根据步骤Step3选取的试验样本点，对步骤Step1创建的分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取体现铁路捣固效果的捣固指标响应值；
Step5、根据步骤Step4得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映捣固指标与捣固参数之间关系的多项式响应面模型；
Step6、根据步骤Step5创建的多项式响应面模型和步骤Step2确定的优化目标，运用遗传算法，寻找捣固指标最优时的捣固指标优化值和与其相对应的捣固参数优化值；
Step7、根据步骤Step6得到的捣固参数优化值，对步骤Step1创建的分析模型进行分析计算，提取捣固指标响应值，如果提取的捣固指标响应值与步骤Step6得到的捣固指标优化值比较吻合，则满足要求，优化过程结束，输出优化结果，否则，回到步骤Step5重新构建多项式响应面模型，继续进行优化，直到满足要求为止。
3
轨枕，轨枕的间距为570mm，道砟的材质为花岗岩，道砟的密度为2600kg/m，道砟的颗粒直径大小分别为35mm、45mm、55mm，其中35mm的占30%、45mm的占50%、55mm的占20%，捣固作业前的道床密实度为0.595，运用离散元分析软件创建铁路捣固的分析模型；
（2）确定体现铁路捣固效果的捣固指标为捣固区域轨枕下方的道床密实度，捣固参数的优化目标是道床密实度越大越好，确定对捣固效果有较大影响的捣固参数为捣镐的振幅和捣镐的振动频率，确定捣固参数的设计空间为捣镐的振幅在1~13mm范围内变动，捣镐的振动频率在5~65Hz范围内变动。
表1
（5）根据表1得到的响应值，运用回归分析方法，建立反映道床密实度与捣固参数之间关系的多项式响应面模型的二阶回归方程，如式1所示；
(1)
根据所得的多项式响应面模型的二阶回归方程，可以绘制反映道床密实度与捣固参数之间关系的道床密实度响应曲面图，如图2所示；
（6）根据二阶多项式回归方程和优化目标，运用遗传算法，求得道床密实度最优值为
0.643，与其相对应的捣镐的振幅为8.9mm和捣镐的振动频率为42Hz；
（7）按照捣镐的振幅为8.9mm和捣镐的振动频率为42Hz，对分析模型运用离散元分析方法进行分析计算，提取的道床密实度为0.6428，它与道床密实度最优值为0.643比较吻合，因此满足要求，优化过程结束，输出优化结果，捣镐的振幅为8.9mm和捣镐的振动频率为42Hz是本实施例的最优捣固参数。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种具有表面胶结层的有砟道床结构 | 2020-05-11 | 663 |
| 一种有砟道床横向约束装置 | 2020-05-14 | 599 |
| 群枕式长钢轨铺轨机组铺设无缝线路有砟道床施工方法 | 2020-05-17 | 78 |
| 一种大坡道有砟道床稳定性评价方法 | 2020-05-12 | 671 |
| 铁路有砟轨道枕下道床支撑刚度测试设备 | 2020-05-15 | 786 |
| 有砟轨道道床及其施工方法 | 2020-05-11 | 492 |
| 铁路有砟轨道枕下道床支撑刚度测试设备 | 2020-05-15 | 274 |
| 带有反压装置的板式无砟道床 | 2020-05-17 | 22 |
| 有砟道床除湿调温设备 | 2020-05-16 | 733 |
| 一种道岔融雪系统有砟道床加热装置 | 2020-05-17 | 892 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
