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钢轨伸缩调节器(REJ)平面线型的选择是REJ设计中的主要工作之一,它不仅影响尖轨刨切长度、基本轨纵向阻力等静态指标,与车辆通过REJ的动力学响应也密切相关。本文在总结国内外REJ平面线型发展历程的基础上,结合静动力学分析方法,在综合考虑REJ服役过程的静动态性能条件下实现直线及曲线用REJ平面线型的多目标优化设计。本文主要研究内容及结论为:1. REJ尖轨刨切线型静态指标选取及其计算方法的建立依据REJ尖轨刨切线型选择原则,确定尖轨刨切长度、REJ范围内构造轨距扩大值、尖轨纵向移动引起的轨距变化量及基本轨纵向伸缩阻力四个指标为REJ静态服役性能评价指标;推导了直线及曲线用REJ采用不同刨切线型时前三个指标的计算公式,对基本轨阻力指标依据直线及曲线用REJ基本轨受力状态建立了接触变形分析的力学模型。针对各种尖轨刨切线型分析结果表明:曲线用REJ受到线路条件影响与直线用REJ的主要差异表现在基本轨受力指标,其它三个指标无差异;构造轨距及尖轨纵向位移引起的轨距变化主要受尖轨降低值影响;为减小尖轨刨切长度,应尽可能减小刨切线型的曲率半径;为减小曲线用REJ内外侧基本轨受力的差异,应尽可能铺设于线路曲线半径较大的地段。2. REJ范围轮轨空间接触几何关系分析利用尖轨标准断面离散点数据、REJ平面线型及尖轨降低值建立了确定任意尖轨断面离散点坐标的迭代方法,在此基础上将区间线路轮轨空间接触几何算法应用于REJ范围,编制能考虑尖轨纵向位移条件下REJ范围内轮轨接触计算子程序,并采用Klingel公式的等效线性化法进行踏面等效锥度的计算。分析结果表明:从增加REJ尖轨接触点范围建议REJ范围内采用1:40的轨底/顶坡,与区间线路保持相同;若尖轨纵向位移引起轨距增加,有利于减小REJ范围内踏面等效锥度的最大值;REJ范围内踏面等效锥度受尖轨刨切线型的影响较小。3.建立了车辆-REJ-桥梁空间耦合振动模型基于区间、岔区的轮轨耦合动力学理论,建立了由车辆、REJ和桥梁三大子系统及车辆与REJ、REJ与桥梁两大相互作用组成的耦合振动模型;每节车辆为7刚体31个自由度,REJ及桥梁均采用两节点4自由度的空间梁描述,车辆与REJ间垂向采用赫兹非线性弹性接触、横向采用Kalker线性蠕滑理论并结合Shen-Hedrick-Elkins理论实现;REJ与桥梁通过线路垂横向阻力弹簧实现;利用哈密尔顿原理组建振动方程,采用Newmark法起步,Park直接积分法求解;该模型为探究REJ尖轨非工作边刨切线型与REJ服役的动态性能指标间的关系奠定了基础。4. REJ尖轨非工作边动力学评价针对四种典型刨切线型(单圆曲线、复圆曲线、缓圆曲线及既有线型)下的直线及曲线用REJ,基于车辆-REJ-桥梁耦合振动模型,分析了理想条件和尖轨纵向位移条件下系统的振动响应规律;基于振动响应采用改进层次分析法的模糊综合评价模型(AHP-FEC)对四种典型尖轨刨切线型进行综合评价。分析结果表明:无论是直线用还是曲线用REJ,综合考虑理想条件和尖轨纵向位移条件下的系统振动响应,REJ尖轨非工作边刨切线型宜采用缓圆曲线线型。5. REJ平面线型多目标优化针对缓圆曲线刨切线型,利用响应面方法建立了直线及曲线用REJ服役静动态性能与线型参数间的近似显式函数关系;以此建立了以线型参数为优化变量,REJ服役性能静动态指标为目标函数的多目标优化模型;采用快速非支配快速遗传算法求解Pareto最优解集,并结合AHP-FEC方法从最优解集中获得综合最优的刨切线型参数,提出了直线线路以及不同曲线线路用REJ尖轨非工作边刨切线型参数的建议值。