[发明专利]一种改良钢轨的吸振系统及改良吸振性能的方法

权利要求书

1.一种改良的钢轨吸振系统，其中，所述系统包括钢轨以及在钢轨上设置的多个扣件，其特征在于：在扣件之间的钢轨上设置有共振单元，各相邻共振单元之间的间距随机失谐;

所述各相邻共振单元的间距在扣件间距基础上随机偏差一定距离，所述偏差的距离在一预定失谐范围内;

不同的扣件间距对应的最佳失谐度如下:

当扣件间距为0.6m时，最佳失谐度为32%；

当扣件间距为0.61m时，最佳失谐度为27%；

当扣件间距为0.615m时，最佳失谐度为19%；

当扣件间距为0.625m时，最佳失谐度为20%；

当扣件间距为0.63m时，最佳失谐度为16%；

不同的扣件间距对应的预定失谐范围为，其中，表示失谐范围，表示扣件间距，表示共振单元的宽度，表示最佳失谐度；其中，最佳失谐度为将失谐梁频域内的能量定义为适应度函数，通过遗传算法结合有限元COMSOL软件计算出；具体过程如下：

1）设定种群规模，编码染色体，产生初始种群，将初始种群规模设定为4，用5位二进制数编码染色体；

2）定义适应度函数，将适应度函数定义为，其中为激励的频率范围；为响应点在激励频率为时的响应幅值，通过COMSOL有限元与Matlab联合仿真的功能，利用COMSOL有限元程序直接计算在确定频率范围的幅值直接生成计算代码，加载到matlab中，作为适应度函数的计算代码；

3）利用上述的代码分别计算第一代种群中的各个体的适应度，再计算第一代个体中的每个个体被选择的概率，利用赌轮选择法，并结合交叉算子，让第一代种群的染色体进行交叉运算，得到第二代种群，依次类推，直到适应度最低的个体，即五位二进制编码00001出现为止，而这个适应度最低的个体对应的失谐度即最佳失谐度。

2.根据权利要求1所述的改良的钢轨吸振系统，其特征在于：每个共振单元最佳的失谐量取值为：，

其中、分别表示允许失谐范围的最小值与最大值，即失谐范围左右两个端值。

3.一种改良钢轨吸振系统性能的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1）安装钢轨动力共振单元之前，测出钢轨相邻两扣件中心之间的距离；

2）根据测出的扣件间距，根据如下方式找到对应的最佳失谐度，

当扣件间距为0.6m时，最佳失谐度为32%；

当扣件间距为0.61m时，最佳失谐度为27%；

当扣件间距为0.615m时，最佳失谐度为19%；

当扣件间距为0.625m时，最佳失谐度为20%；

当扣件间距为0.63m时，最佳失谐度为16%；

然后利用式确定失谐范围，其中，表示允许的失谐范围，表示扣件间距，表示共振单元的宽度，表示最佳失谐度；其中，最佳失谐度为将失谐梁频域内的能量定义为适应度函数，通过遗传算法结合有限元COMSOL软件计算出；具体过程如下：

a.设定种群规模，编码染色体，产生初始种群，将初始种群规模设定为4，用5位二进制数编码染色体；

b.定义适应度函数，将适应度函数定义为，其中为激励的频率范围；为响应点在激励频率为时的响应幅值，通过COMSOL有限元与Matlab联合仿真的功能，利用COMSOL有限元程序直接计算在确定频率范围的幅值直接生成计算代码，加载到matlab中，作为适应度函数的计算代码；

c.利用上述的代码分别计算第一代种群中的各个体的适应度，再计算第一代个体中的每个个体被选择的概率，利用赌轮选择法，并结合交叉算子，让第一代种群的染色体进行交叉运算，得到第二代种群，依次类推，直到适应度最低的个体，即五位二进制编码00001出现为止，而这个适应度最低的个体对应的失谐度即最佳失谐度;

3）然后根据需要确定需要安装动力共振单元钢轨的长度，确定共振单元的安装个数，从所述失谐范围内随机选取一组失谐量；

4）相邻扣件之间的钢轨跨中位置为安装标准参考位置，然后根据选取的失谐量，进行左右平移，负值往左，正值往右，从而确定动力共振单元的安装位置，一一对应安装; 所述每个共振单元的间距偏差量在所述失谐范围内随机选择。

4.根据权利要求3所述的一种改良钢轨吸振系统性能的方法，其特征在于：所述每个共振单元最佳的间距偏差量取值为：，

其中、分别表示允许失谐范围的最小值与最大值，即失谐范围左右两个端值。