1.一种基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建车轮坐标系，在车轮坐标系中作平面x'＝0切割车轮，并将平面x'＝0与车轮周边的交线作为主轮廓线；

S2、将主轮廓线两侧法向角度 范围内的车轮法向均分切割为n份，得到n条子轮廓线；

S3、通过平面x'＝0切割钢轨，获取基本轨侧和道岔区的廓形数据集；

S4、根据车轮的主轮廓线、车轮的子轮廓线、基本轨侧和道岔区的轮廓数据集对轮轨几何接触点进行计算，得到轮轨几何接触点计算结果；

所述步骤S4包括以下分步骤：

S4.1、判断轮对是否产生摇头，若是，则进入步骤S4.12，否则进入步骤S4.2；

S4.2、根据先验经验值判断车轮在最大横移和最大轮对摇头的情况下与基本轨侧接触时的初始侧滚角范围为(θc,θd)，且令S4.3、通过先验经验设定轮对横移yw的值、侧滚角θ＝θm和摇头角δ＝0，并令p＝1、θcp＝θc、θp＝θm和θdp＝θd；

k

S4.4、通过侧滚角θ和摇头角δ构建坐标变化矩阵B ，并通过轮对横移yw、主轮廓线上的k点集 和坐标变化矩阵B获取侧滚横移后主轮廓上的点集 为：S4.5、根据点集 的z轴坐标 在点集 构成的踏面曲线上插值得到与z轴坐标 对应的点，得到点集

L

S4.6、根据点集 和点集 的y轴坐标 通过基本轨侧钢轨廓形数据集R获取y轴坐标为 的钢轨对应的z轴坐标值，得到钢轨z轴坐标值S4.7、根据侧滚横移后主轮廓上点对应的z轴坐标 以及钢轨z轴坐标值 获取左右轮轨最小间隙 并通过左右轮轨最小间隙 获取左右轮轨最小间隙差f(θm)；

S4.8、判断左右轮轨最小间隙差f(θm)是否等于0，若是，则与最小间隙 对应轮轨上的点为轮轨几何接触点，否则进入步骤S4.9；

‑3

S4.9、判断|θcp‑θdp|<10 是否成立，若是，则与侧滚角θ和左右轮轨最小距离 对应的车轮和钢轨上的点为轮轨几何接触点，否则进入步骤S4.10；

S4.10、判断f(θcp)·f(θp)>0是否成立，若是，则 且令p的计数值加1，且侧滚角θ＝θp，并返回步骤S4.4，否则，进入步骤S4.11；

S4.11、判断f(θdp)·f(θp)<0是否成立，若是，则 令p的计数值加1，且侧滚角θ＝θp，并返回步骤S4.4；

R

S4.12、根据道岔廓形数据集R，通过左右最小间隙差最小原则获取轮轨几何接触点；

其中， 表示x坐标为零时k侧对应的钢轨点集，θcp表示第一迭代参数，θp表示侧滚角迭代参数，θdp表示第二迭代参数，f(·)表示最小间隙差计算函数；

所述步骤S4.12具体为：

S4.121、确定轮对摇头角δ为q，将摇头角δ均匀的分为n份，并将摇头角δ为零时的侧滚角θm作为初始侧滚角；

R

S4.122、根据道岔廓形数据集R ，确定接触点搜索范围为摇头角为零时尖轨侧的轮轨几何接触点在x、y、z轴向距离±5mm范围内的道岔曲面；

S4.123、令摇头角δ＝q/n，w＝1，在接触点搜索范围中，根据无摇头时的轮对横移yw并通过步骤S4.4‑步骤S4.11的方法获取摇头角δ＝qw/n时尖轨侧的轮轨几何接触点；

S4.124、令w的计数值加一，将摇头角δ＝q(w‑1)/n时的侧滚角作为摇头角δ＝qw/n时的初始侧滚角；

R

S4.125、根据道岔廓形数据集R ，确定接触点搜索范围为摇头角δ＝q(w‑1)/n时尖轨侧的轮轨几何接触点在x、y、z轴向距离±5mm范围内的道岔曲面；

S4.126、接触点搜索范围中，通过步骤S4.4‑步骤S4.11的方法获取摇头角δ＝qw/n时尖轨侧的轮轨几何接触点；

S4.127、判断w是否等于n，若是，则将w＝n时得到的轮轨几何接触点作为最终结果，否则返回步骤S4.94；

其中，q/n≤0.5°，w＝1,2,...,n。

2.根据权利要求1所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，所述步骤S1中主轮廓线上的点集 为：其中， 表示主轮廓线上k侧的第j个点，j＝1,2,…,I，I表示主轮廓线上k侧点的总数，k为L或R，L表示左侧车轮，R表示右侧车轮， 表示主轮廓线上k侧的第j个点在车轮坐标系中y轴上的值， 表示主轮廓线上k侧的第j个点在车轮坐标系中z轴上的值。

3.根据权利要求2所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，所述步骤S2中n条子轮廓线中第i条子轮廓线上的离散点集合 为：其中， 表示第i条子轮廓线与主轮廓线对应的坐标转换矩阵，i＝1,2,…,N，N表示子轮廓线的总数， 表示第i条子轮廓线对应于主轮廓线的切割角， 表示车轮第k侧切割角的最小值， 表示车轮第k侧切割角的最大值。

4.根据权利要求1所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下分步骤：S3.1、通过平面x'＝0切割基本轨侧，得到一组基本轨侧的主廓形数据；

L

S3.2、根据主廓形数据，离散得到基本轨侧的钢轨廓形数据集R；

S3.3、根据尖轨侧的组合廓形和变截面钢轨的特点，采用三次样条曲线模拟控制断面；

S3.4、在控制断面之间进行两两线性插值，得到非控制断面坐标，获取道岔区的廓形数R据集R。

5.根据权利要求1所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在k于，所述步骤S4.4中坐标变化矩阵B为：

6.根据权利要求5所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，所述步骤S4.6中钢轨z轴坐标值 的计算公式为：其中， 表示k侧的钢轨点集 中第c点的y轴坐标值， 表示k侧的钢轨点集 中第c点的z轴坐标值。

7.根据权利要求6所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，所述步骤S4.7中左右轮轨最小间隙 的计算公式为：其中，k为L时， 表示左侧的轮轨最小距离；k为R时， 表示右侧的轮轨最小距离。

8.根据权利要求7所述的基于道岔钢轨变截面的轮轨几何接触点计算方法，其特征在于，所述步骤S4.7中最小间隙差f(θm)的计算公式为：其中，f(θm)表示侧滚角为θm时的左右侧的轮轨最小间隙差。