Disseny d'optimització i tecnologia de combinació de materials per a l'estrès de la interfície entre els coixinets del carril i les travesses
Quines són les principals característiques de distribució de la tensió de la interfície entre els-coixinets sota el carril i les travesses de formigó?
La tensió de la interfície entre els-coixinets de sota del rail i les travesses de formigó mostra una distribució característica de "concentració central i atenuació de les vores", amb l'àrea de tensió central concentrada a l'àrea de contacte entre el centre del coixinet i directament a sota del rail. Aquesta característica ve determinada per les característiques rígides de les travesses de formigó i el mode de transmissió de les càrregues-de rodes. La càrrega del carril-de la roda del tren es transmet al centre de la part inferior del-rail a través del rail. Les travesses de formigó tenen una alta rigidesa i una petita deformació i no poden dispersar la càrrega mitjançant la seva pròpia deformació, cosa que fa que la càrrega es concentri a l'àrea de contacte entre la meitat del coixinet i la travessa. El valor de tensió a l'àrea central és 3-4 vegades el de l'àrea de la vora. També hi ha diferències en la distribució lateral de l'estrès de la interfície. La tensió directament a sota de la xarxa del carril és més gran que la de fora del capçal del carril, i la desviació de l'estrès lateral pot arribar al 20% perquè la xarxa del carril és el canal principal per a la transmissió de càrrega i l'estrès és més directe. Al mateix temps, l'estrès de la interfície canvia amb l'augment de la velocitat de funcionament del tren. Quan s'executa a gran velocitat, l'impacte de la càrrega es millora, l'amplitud de l'estrès a l'àrea de concentració d'estrès augmentarà entre un 15% i un 20% i la freqüència de fluctuació de l'estrès augmenta. A la secció de la pista de la corba, la tensió de la interfície es desplaçarà a l'exterior de la corba, i la tensió a l'exterior és aproximadament un 25% superior a la de l'interior a causa de la càrrega excèntrica de càrrega causada per la força lateral de la roda-rail a la secció de la corba. A més, la uniformitat de la tensió de la interfície està relacionada amb el grau d'ajust del coixinet. Les mutacions d'estrès es produiran a les parts amb un grau d'ajust deficient, agreujant encara més la concentració d'estrès local, que també és l'objectiu principal de l'optimització de l'estrès de la interfície.
Quin és l'efecte de millora de l'optimització del formulari de contacte dels-coixinets per sota del rail en la distribució de l'estrès de la interfície?
L'optimització de la forma de contacte dels-coixinets sota el rail és el mitjà bàsic per millorar la distribució de l'estrès de la interfície amb les travesses, i els seus efectes es reflecteixen principalment en tres aspectes: dispersió de l'estrès, debilitament de l'àrea de concentració i millora de la uniformitat de l'estrès, que pot eliminar eficaçment la concentració d'estrès local a la interfície. Optimitzar la forma de contacte plana tradicional del coixinet a una forma de contacte d'arc amb un mig lleugerament convex i una vora que s'aprima gradualment pot fer que la càrrega concentrada centralment al mig es transmeti lentament a la vora, reduir l'estrès de l'àrea central en un 25% -30% i reduir la diferència d'estrès entre l'àrea central i la zona de la vora. L'optimització de l'àrea de contacte del coixinet i l'adopció d'un disseny de coixinet ample per augmentar l'àrea de contacte en un 20% pot dispersar encara més la càrrega de la interfície, reduir el valor de tensió per unitat d'àrea i evitar que l'estrès local superi el límit de suport de la travessa. Mitjançant el disseny de ranures d'ajust de rigidesa locals al coixinet per optimitzar la distribució de la rigidesa, la rigidesa s'ajusta a la distribució de l'estrès, la part central amb tensió alta té una rigidesa alta i la vora amb una tensió baixa té una rigidesa baixa, aconseguint la transmissió uniforme de l'estrès i eliminant la concentració d'estrès causada pels canvis sobtats de rigidesa. Al mateix temps, dissenyar la vora de contacte entre el coixinet i la travessa com una transició d'arc amb un radi d'arc de R8-R10 pot eliminar la concentració d'estrès a la cantonada afilada de la vora i reduir el pic d'estrès de la vora en un 15%. Després de l'optimització del formulari de contacte, la uniformitat de l'estrès de la interfície es millora en més d'un 40%, el fenomen de concentració d'estrès local es millora significativament i la vida útil del coixinet i la travessa es perllonga.
Quines característiques bàsiques ha de tenir la fórmula del material dels-coixinets per sota del rail per a travesses de fusta?
Apuntant a les característiques de les travesses de fusta com aratextura suau, fàcil absorció i deformació d'humitat i poca resistència al cisallament, la fórmula del material dels-coixinets per sota del carril per a travesses de fusta s'ha de dissenyar amb les característiques bàsiques d'amortiment elàstic, anti-resistència al desgast i antilliscant, resistència a la corrosió i a la humitat, tot tenint en compte l'ajust i la capacitat de deformació cooperativa amb les travesses de fusta. Les travesses de fusta tenen una textura suau, de manera que els coixinets necessiten un excel·lent rendiment d'amortiment elàstic amb un mòdul elàstic controlat a 80-100MPa, que pot dispersar les càrregues mitjançant la seva pròpia deformació, reduir l'estrès local a la interfície de la travessa de fusta i evitar l'aixafament de les travesses de fusta. Atès que les travesses de fusta són propenses a l'absorció i la deformació d'humitat, el material del coixinet ha de tenir una higroscopicitat baixa amb una taxa d'absorció d'aigua inferior o igual al 3% per evitar l'estrès desigual de la interfície causat per l'expansió higroscòpica del coixinet, i s'han d'afegir components anti-corrosió i anti-motlle i, per tant, s'han d'afegir components anti-corrosió i anti-motlle i, per tant, per evitar la corrosió de l'absorció d'humitat. allargant la vida útil de les travesses de fusta. La interfície de contacte entre el coixinet i la travessa de fusta és propensa a lliscar-se a causa de la vibració, de manera que la fórmula del material ha de millorar el rendiment antilliscant del coixinet, amb una duresa Shore controlada a A55-A60, i les línies antilliscants estan dissenyades a la superfície del coixinet per augmentar la fricció de la interfície i evitar el desgast de les travesses de fusta causat pels llavis. Les travesses de fusta tenen poca resistència al cisallament, de manera que el material del coixinet ha de tenir una bona resistència al tall superior o igual a 8MPa per suportar la força de tall lateral a la interfície i evitar la càrrega excèntrica de càrrega causada per la deformació del coixinet. A més, el material del coixinet ha de tenir una bona resistència a la intempèrie, capaç d'adaptar-se als canvis de temperatura de -30 graus a 50 graus sense fractura fràgil o suavització, assegurant l'adaptabilitat amb travesses de fusta en diferents entorns.
Quins són els requisits bàsics per a la concordança del material entre les travesses de plàstic i els-coixinets de sota del rail?
Tant les travesses de plàstic com les-coixinets per sota del rail són materials elàstics, i els requisits bàsics per a la seva combinació de materials se centren encoordinació de rigidesa, deformació síncrona i unió d'interfícieper garantir que els dos formen un sistema de coordinació elàstica i evitar la fallada de tensió de la interfície causada per diferències en les característiques del material. La coordinació de la rigidesa és el requisit principal: el mòdul elàstic de les travesses de plàstic és d'uns 200-300MPa, i el mòdul elàstic de les-coixinets de sota del rail s'ha de controlar a 100-150MPa, que és 1/2-2/3 del de les travesses de plàstic, formant una transmissió raonable de la càrrega rígida a la càrrega rígida per garantir la rigidesa de la càrrega a un nivell raonable. canvis sobtats de rigidesa. La deformació síncrona és el requisit bàsic: la deformació nominal del coixinet i la travessa de plàstic ha de ser coherent, ambdós controlats a 10-15 mm, i els dos es deformen de forma sincrònica sota la càrrega del tren per evitar el despreniment de la interfície causat per la diferència de deformació i garantir la continuïtat de l'estrès de la interfície. La unió de la interfície és un requisit important: el material del coixinet ha de tenir una bona unió amb el material de travessa de plàstic amb una força d'unió superior o igual a 2MPa per evitar el lliscament relatiu entre el coixinet i el travessa sota càrrega de vibració, i la capa d'unió ha de tenir una certa elasticitat sense afectar la deformació sincrònica dels dos. A més, els dos materials han de tenir el mateix rendiment antienvelliment amb una desviació de la taxa d'envelliment inferior o igual al 5% per garantir que la coordinació de la rigidesa i la deformació encara es pugui mantenir després d'un ús a llarg termini sense desconnexió del rendiment. Al mateix temps, la resistència a la temperatura dels materials ha de ser igualada, capaç de mantenir un rendiment estable dins del mateix rang de temperatura, evitant la concentració d'estrès de la interfície causada per diferències en la deformació de temperatura.
Com fa que el disseny del gradient de rigidesa dels-coixinets de sota del carril aconsegueix la coordinació de l'estrès de la interfície amb les travesses?
El disseny del gradient de rigidesa dels-coixinets sota el carril fa que la coordinació de l'estrès de la interfície amb les travesses mitjançantconcordança precisa de la rigidesa i la distribució de l'estrès de la interfície i canvi gradual de rigidesa al llarg de la direcció de transmissió de càrrega, fent que el coixinet i la travessa formin un sistema d'estrès integrat i millorant el rendiment global del coixinet. Segons la característica de distribució detensió alta al mig i tensió baixa a la vorade la interfície de la travessa, el coixinet està dissenyat com una estructura de gradient amb una alta rigidesa al mig i una rigidesa baixa a la vora, i el mòdul elàstic al mig és un 30% -40% superior al de la vora, de manera que l'àrea d'alta rigidesa assumeix càrregues concentrades i la zona de baixa rigidesa dispersa les càrregues de vora per aconseguir una distribució uniforme de l'esforç. Al llarg de la direcció de transmissió de la càrrega, el coixinet està dissenyat com una estructura de gradient amb una rigidesa que disminueix gradualment des de la superfície superior en contacte amb el rail fins a la superfície inferior en contacte amb el travessant: la superfície superior té una alta rigidesa per suportar la càrrega concentrada del rail, i la superfície inferior té una rigidesa baixa per adaptar-se a les característiques d'estrès del travessiu, de manera que la càrrega sense estrès es transmeti de manera mutable a la travessa. A la secció de la pista de la corba, d'acord amb les característiques de la càrrega excèntrica d'estrès de la interfície, la rigidesa del costat exterior de la corba del coixinet augmenta en un 20% -25% mentre que la rigidesa del costat interior es manté inalterada, compensant la desigualtat de tensió causada per la càrrega excèntrica lateral i realitzant la coordinació de l'estrès de la interfície de la secció de la corba. Al mateix temps, es dissenya una àrea local d'alta rigidesa al voltant del forat del cargol del coixinet, amb una rigidesa un 50% superior a la de l'àrea circumdant, per suportar la càrrega local causada per la força de pre-estrenyit del cargol i evitar la concentració d'estrès al voltant del forat. A través de l'efecte cooperatiu de diferents àrees de rigidesa, el disseny del gradient de rigidesa manté l'estrès de la interfície entre el coixinet i la travessa uniforme en tot moment, elimina la concentració d'estrès local, realitza l'estrès cooperatiu de les dues i millora l'estabilitat de l'estructura de la via.