การจำลองการกระจายโหลดและการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพของแผ่นความดัน
- กฎสำหรับการกระจายโหลดของแผ่นความดันคืออะไร?
โหลดแนวตั้งกระจายอยู่ใน "สูงตรงกลางและต่ำที่ขอบ" . โหลดที่ใหญ่ที่สุด (ประมาณ 200 ~ 300mpa) ที่จุดสัมผัสระหว่างกลางแผ่นความดันและรางลงไปที่ขอบ . เพลต . โหลดด้านข้างมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในส่วนโค้ง . โหลดบนแผ่นความดันด้านนอกคือ 20% ~ 30% สูงกว่าที่ด้านใน . ความแตกต่างสามารถเข้าถึงได้ 40% สำหรับเส้นโค้งรัศมีขนาดเล็ก ความผันผวนเมื่อเวลาผ่านไป . โหลดสูงสุดเมื่อรถไฟผ่านคือ 1 . 5 ~ 2 เท่าของโหลดคงที่และระยะเวลาคือ 0 . 1 ~ 0 . 3 วินาที . เพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกนี้ . มีความเข้มข้นของความเครียดรอบ ๆ รูสลักและโหลดสูงกว่าส่วนอื่น ๆ 30% ~ 50% มันเป็นพื้นที่ที่มีอุบัติการณ์สูงสำหรับรอยแตกของความเหนื่อยล้าในแผ่นความดัน แผ่นความดันรถไฟหนักต้องเสริมสร้างการออกแบบส่วนนี้
- อะไรคือปัจจัยที่มีผลต่อการกระจายโหลดของแผ่นความดัน?
รูปร่างของแผ่นความดันคือคีย์ . โหลดของแผ่นความดันแบนจะเข้มข้นตรงกลาง (ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียด 1 . 5 ~ 2 . 0) . แผ่นความดันโค้งเข้ากับรางที่ดีขึ้น รางความเร็วสูงส่วนใหญ่ใช้การออกแบบอาร์ค ความหนาที่ไม่สม่ำเสมอจะนำไปสู่การกระจายโหลดที่ไม่สมดุล ผอมเกินไปตรงกลาง (<10mm) will increase the load concentration factor by 20%~30%. It is necessary to adopt a variable thickness design (12~15mm thick in the middle and 8~10mm at the edge) to balance strength and weight. Material stiffness affects load transfer. The load distribution range of steel pressure plates (elastic modulus 200GPa) is 30%~40% larger than that of composite materials (20~30GPa), but composite materials can buffer local high loads and are suitable for high-speed rail. Insufficient installation preload will reduce the load distribution range by 20%~30%, increase local pressure, and the preload deviation exceeding 10% will lead to uneven load distribution. The preload needs to be controlled within the specified range.
- วิธีเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายโหลดของแผ่นความดันผ่านการวิเคราะห์การจำลอง?
การจำลององค์ประกอบไฟไนต์เป็นวิธีหลัก . แบบจำลองสามมิติของแผ่นความดัน - ราง - เครื่องนอนถูกนำมาใช้ในแนวตั้งและโหลดด้านข้างจะถูกนำไปใช้ 20%~ 30%. การออกแบบพารามิเตอร์ปรับพารามิเตอร์เช่นความหนาของแผ่นความดันและรัศมีฟิลด์เปรียบเทียบการกระจายโหลดของแผนการที่แตกต่างกันและเลือกการรวมกันที่ดีที่สุด . รัศมีเนื้อของแผ่นความดัน 13 มม. ~ อัลกอริทึมในการจำลองโหลดชั่วคราวเมื่อรถไฟผ่านไปและปรับการกระจายโหลดของแผ่นความดันภายใต้แรงกระแทก . หลังจากการปรับให้เหมาะสมนี้จุดสูงสุดของความเครียดแบบไดนามิกของแผ่นความดันรางความเร็วสูงจะลดลง 10%~ 15%{{18} 10%~ 15%ทำให้การกระจายโหลดมีความสม่ำเสมอมากขึ้นซึ่งเหมาะสำหรับแผ่นความดันรถไฟใต้ดินที่มีความต้องการน้ำหนักเบาสูง .}
- มาตรการการออกแบบเฉพาะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายโหลดของแผ่นความดัน?
เพิ่มความหนารอบ ๆ รูโบลต์จาก 10 มม. ถึง 12 ~ 15 มม. และเพิ่มรัศมีเนื้อ (r มากกว่าหรือเท่ากับ 8 มม.) เพื่อลดปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดลง 30%~ 40%. การวัดนี้จะต้องใช้การเพิ่มขึ้น ลดแรงดันในท้องถิ่นลง 10%~ 15%. รัศมีอาร์คของแผ่นความดันรางความเร็วสูงมักจะเป็น 150 ~ 200 มม. . ตั้งค่าการเสริมซี่โครงเพิ่มแผ่นซี่โครง (ความสูง 5 ~ 8 มม.) การกระจาย . ใช้การออกแบบชั้นวัสดุคอมโพสิตด้วยวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง (เช่นคาร์บอนไฟเบอร์) บนพื้นผิวเพื่อรับภาระและวัสดุยืดหยุ่น (เช่นยาง) บนชั้นด้านในเพื่อบัฟเฟอร์ . การกระจายตัว
- อะไรคือความแตกต่างในการโฟกัสการเพิ่มประสิทธิภาพของการกระจายโหลดของแผ่นความดันของประเภทสายที่แตกต่างกัน?
รถไฟความเร็วสูงมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพการโหลดแบบไดนามิก . ผ่านการออกแบบส่วนโค้งและการบัฟเฟอร์วัสดุคอมโพสิตจุดสูงสุดของความเครียดแบบไดนามิกจะลดลง 15%~ 20%ทำให้มั่นใจได้ว่าการกระจายโหลดที่มั่นคง หลุมและการออกแบบกลางและการควบคุมปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดภายใน 1 . 2 ซึ่งสามารถทนต่อโหลดสูงอย่างต่อเนื่องที่เกิดจากน้ำหนักเพลาขนาดใหญ่ . หลังจากการปรับให้เหมาะสมนี้ความสามารถในการแบริ่งของแผ่นความดันเหล็ก 45 ขอบ . ความสม่ำเสมอของการกระจายโหลดดีขึ้น 20% เมื่อเทียบกับการออกแบบความหนาเท่ากันและการเพิ่มขึ้นของต้นทุนไม่เกิน 10% การขนส่งทางรถไฟในเมืองจำเป็นต้องคำนึงถึงการโหลดทั้งแบบไดนามิกและแบบคงที่และใช้การออกแบบ "ARC + เสริมแรงซี่โครง" ซึ่งจะช่วยลดความเครียดสูงสุดแบบไดนามิก 10%และปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดคงที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.3 ซึ่งปรับให้เข้ากับลักษณะการโหลดบ่อยครั้งและหยุด