Desplaçament de l'eix neutre de la secció del carril i optimització de la distribució d'esforços sota la càrrega dinàmica del carril{0}de rodes
Per què l'eix neutre de la-secció transversal del carril està dissenyat per desplaçar-se cap al cap del carril en lloc d'estar al centre geomètric?
Durant el funcionament del tren, la força de contacte de la -roda del rail provoca una deformació de flexió cap avall del rail: el cap del rail està sotmès a esforços de compressió i la base del rail a esforços de tracció. El límit de fatiga de tracció de l'acer és molt inferior al seu límit de fatiga per compressió. Si l'eix neutre es troba al centre geomètric, la tensió màxima de tracció a la base del rail superarà amb escreix la tensió de compressió al capçal del rail, provocant que les esquerdes de fatiga s'iniciïn primer a la base del rail. El desplaçament cap al capçal del carril (un 5%-10% de l'alçada del carril) augmenta el mòdul de la secció de flexió de la base del carril, redueix la tensió màxima de tracció i manté l'esforç de compressió del capçal del carril dins d'un rang raonable, aconseguint el "equilibri de fatiga de tracció-compressió"-el principi de disseny de secció transversal del carril.
Quins són els requisits de compensació diferenciats per a l'eix neutre del carril en línies amb diferents càrregues per eixos?
Per a línies convencionals (càrrega per eix inferior o igual a 23 t) amb càrregues petites, una compensació del 5%-7% de l'alçada del carril compleix els requisits d'equilibri de tensió. Per a línies de transport pesats (-càrrega per eix superior o igual a 30 t) amb una tensió de tracció de la base del carril extremadament elevada, la compensació s'augmenta al 8%-10% per millorar encara més el mòdul de la secció de la base del carril i suprimir el creixement de l'esforç de tracció. Per a línies d'alta-velocitat (velocitat superior o igual a 350 km/h), malgrat les càrregues reduïdes per eixos, l'alta freqüència de càrrega dinàmica requereix una compensació de l'esforç d'equilibri del 6% al 8% alhora que garanteix la rigidesa general del rail, evitant una rigidesa insuficient del cap del rail i la compromesa estabilitat del contacte roda-rail causada per l'excés d'estabilitat del contacte entre la roda i el rail.
Quines malalties típiques de fatiga del ferrocarril són causades per un disseny de compensació d'eix neutre irracional?
Un desplaçament insuficient condueix a un esforç de tracció excessiu de la base del carril, que s'iniciaesquerdes a la base del carrilque comencen a la vora de la base del rail i es propaguen cap a la xarxa del rail, provocant finalment la fractura del rail. L'excés de compensació concentra una tensió de compressió excessiva al capçal del rail, provocantflux de plàstica la superfície de rodament (formant protuberàncies i ondulacions) i concentració de tensió de tracció a la xarxa del carril superior, provocantesquerdes horitzontals de la xarxa del carril. Tots dos escenaris trenquen l'equilibri de fatiga del rail, escurçant dràsticament la vida útil i augmentant els costos de manteniment.
En què es diferencien els dissenys de compensació d'eix neutre dels rails estàndard internacionals (per exemple, UIC 60, AREMA 136RE) dels rails estàndard xinesos?
El carril UIC 60 té un desplaçament d'eix neutre del 42% de l'alçada del carril, lleugerament inferior al carril estàndard xinès de 60 kg/m (45%), ja que s'adapta als trens europeus amb càrregues baixes per eixos i grans diàmetres de rodes, que requereixen una menor tensió de tracció de la base del carril. El ferrocarril AREMA 136RE, dissenyat per a transport pesat, té una compensació del 48% de l'alçada del carril-superant amb escreix el ferrocarril estàndard xinès de 75 kg/m-adaptant-se als trens de transport pesat-nord-americans amb càrregues per eixos ultra-grans (superior o igual al rendiment del ferrocarril 35). Aquestes diferències es deriven dels paràmetres del tren i de les condicions de la línia en diferents regions, que requereixen una concordança estricta amb els estàndards de càrrega del mercat objectiu durant el disseny.
Com garantir la precisió de la compensació de l'eix neutre durant la producció de ferrocarril?
El nucli rau endisseny de passada i control de la bretxa de rodatge. Un sistema de pas de ferrocarril dedicat està dissenyat per controlar amb precisió les dimensions de cada part de la-secció transversal ajustant la relació de conformació de rodatge del capçal, la banda i la base del rail. En l'etapa de laminació d'acabat, s'utilitza un dispositiu d'ajustament de la bretxa del rotlle CNC per controlar-en temps real les dimensions de la secció transversal-del carril; si la desviació del gruix de la base del rail supera ± 0,3 mm, la bretxa del rotllo s'ajusta immediatament per assegurar-se que el desplaçament de l'eix neutre estigui dins del ± 1% del valor de disseny. Després de la producció, cada lot de rails es sotmet a una exploració transversal-per traçar la corba de posició de l'eix neutre-Els productes no conformes-queden estrictament prohibits sortir de la fàbrica.