การออกแบบการกระจายความเค้นของแผ่นยึดรางและเทคโนโลยีการปรับโหลดแบบหลาย-

การออกแบบการกระจายความเค้นของแผ่นยึดรางและเทคโนโลยีการปรับโหลดแบบหลาย-

อะไรคือสาเหตุหลักของความเข้มข้นของความเค้นของแผ่นดันรางและอันตรายต่อราง

สาเหตุหลักของความเข้มข้นของความเค้นของแผ่นดันรางมีสามประเภท: ข้อบกพร่องในการออกแบบโครงสร้าง ความเบี่ยงเบนในการติดตั้ง และการกระจายน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอ ข้อบกพร่องทางโครงสร้างจะแสดงเป็นมุมแหลมคมและการเปลี่ยนมุม-ขวาของแผ่นดัน โดยมีปัจจัยความเข้มข้นของความเค้นสูงถึง 3.0 หรือมากกว่า ซึ่งเกินค่าที่อนุญาตไว้ที่ 1.5 มาก ความเบี่ยงเบนในการติดตั้ง เช่น ความเอียงของแผ่นดันและช่องว่างที่พอดีกับรางที่มากกว่าหรือเท่ากับ 2 มม. จะทำให้มีความเข้มข้นของโหลดที่ขอบของแผ่นดัน และความเค้นเฉพาะที่เกินความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ การกระจายน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเส้นลากจูง-หนักและทางโค้ง การซ้อนทับของแรงด้านข้างของรถไฟและแรงในแนวตั้งจะเพิ่มความเค้นคอมโพสิตบนแผ่นแรงดันมากกว่า 2 เท่า อันตรายต่อรางคือการกระแทกเฉพาะที่ ซึ่งแสดงออกมาเป็นการกดและการเสียรูปพลาสติกที่ด้านล่างของราง โดยมีความลึก 1-2 มม. ส่งผลต่อความพอดีระหว่างรางกับแผ่นฐาน และจากนั้นทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของรางเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของความเครียดในระยะยาวยังจะนำไปสู่การแตกหักของความเมื่อยล้าของแผ่นความดัน เศษแผ่นดันที่แตกหักจะทำให้ชุดล้อเป็นรอย และในกรณีร้ายแรง อาจส่งผลให้รถไฟตกรางได้ ดังนั้นการออกแบบการกระจายตัวของความเค้นจึงเป็นข้อกำหนดทางเทคนิคหลักของแผ่นแรงดัน

รูปแบบการออกแบบโครงสร้างสำหรับการกระจายความเค้นของแผ่นแรงดันในเส้นทางรถไฟความเร็วสูง-คืออะไร

แผ่นแรงดันในเส้นทางรถไฟความเร็วสูง-ใช้การออกแบบโครงสร้างของการกระจายความเค้นของกริด + การเปลี่ยนผ่านของเส้นโครง พื้นผิวของแผ่นแรงดันที่สัมผัสกับรางมีส่วนยื่นออกมาเป็นรูปตาราง- โดยมีความสูง 2 มม. และระยะห่าง 10 มม. ซึ่งสามารถกระจายโหลดที่มีความเข้มข้นไปยังจุดสัมผัสหลายจุด ช่วยลดปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดให้ต่ำกว่า 1.2 ขอบและมุมแหลมทั้งหมดของแผ่นดันใช้การเปลี่ยนเนื้อ R8 มม. เพื่อขจัดแหล่งความเข้มข้นของความเครียด ทำให้ความเครียดส่งผ่านอย่างสม่ำเสมอภายในแผ่นดัน และลดค่าความเค้นสูงสุดลง 40% แผ่นดันใช้การออกแบบแยก แบ่งออกเป็นแผ่นดันหลักและแผ่นดันเสริม แผ่นแรงดันหลักรับแรงในแนวตั้ง และแผ่นแรงดันเสริมรับแรงด้านข้าง รับรู้ถึงทิศทางการรับน้ำหนักและหลีกเลี่ยงการซ้อนทับความเค้นคอมโพสิต แผ่นดันทำจากเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ-Q355B ซึ่งถูกยิง-เพื่อทำการเจียรเพื่อสร้างความเค้นอัดที่ตกค้างบนพื้นผิว ชดเชยส่วนหนึ่งของความเค้นดึงในการทำงาน และปรับปรุงความต้านทานต่อความเมื่อยล้าของแผ่นดัน หลังจากการออกแบบโครงสร้างแล้ว จะต้องได้รับการตรวจสอบโดยการจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อจำลองสภาวะโหลดที่ความเร็ว 350 กม./ชม. เพื่อให้มั่นใจว่าความเค้นของแต่ละส่วนของแผ่นแรงดันอยู่ในช่วงที่อนุญาต และช่วงความผันผวนของความเค้นน้อยกว่าหรือเท่ากับ ±10%

มาตรการเสริมความลาดชันของวัสดุสำหรับการกระจายความเค้นของแผ่นแรงดันในสายลากจูงหนัก-มีอะไรบ้าง

แผ่นดันในสายลาก-หนักใช้การออกแบบวัสดุเสริมความลาดเอียงของชั้น-เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ + ชั้นต้านทานการสึกหรอ-ความแข็งสูง- เมทริกซ์นี้ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-Q235 เพื่อให้มั่นใจถึงความเหนียวและทนต่อแรงกระแทกของแผ่นรับแรงกด หลีกเลี่ยงการแตกหักแบบเปราะที่เกิดจากการกระแทกที่หนัก- ชั้นต้านทานการสึกหรอ-ใช้เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยสเปรย์พลาสมาเพื่อพ่นโลหะผสม-ที่เป็นเหล็กบนพื้นผิวสัมผัสระหว่างแผ่นดันและราง โดยมีชั้นเชื่อมแบบพ่นสเปรย์หนา 3 มม. และความแข็ง HRC60 ขึ้นไป และความต้านทานการสึกหรอสูงกว่าแผ่นดันทั่วไปถึง 5 เท่า ชั้นเปลี่ยนผ่านที่มีการเสริมความลาดเอียงทำจากโลหะผสมนิกเกิล-ที่มีความหนา 1 มม. ทำให้เกิดพันธะทางโลหะวิทยาระหว่างเมทริกซ์และชั้นที่ต้านทานการสึกหรอ- โดยมีความแข็งแรงในการยึดเกาะมากกว่าหรือเท่ากับ 40MPa ป้องกันไม่ให้ชั้นที่ต้านทานการสึกหรอ-หลุดออก ชิ้นส่วนที่ไม่สัมผัส-ของแผ่นดันได้รับการบำบัดด้วยการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน-เพื่อป้องกัน-การกัดกร่อน โดยมีความหนาของการเคลือบมากกว่าหรือเท่ากับ 80μm เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยฝุ่นและชื้นของ-สายลากหนัก และยืดอายุ-การป้องกันการกัดกร่อนของแผ่นดัน แผ่นกดเสริมความแข็งแกร่งแบบไล่ระดับของวัสดุมีการสูญเสียการสึกหรอของพื้นผิวน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มม./ปี ภายใต้การรีดความถี่สูง-ของรถไฟลากจูงหนัก 10,000-ตัน การกระจายความเค้นสม่ำเสมอ ไม่มีความเข้มข้นของความเค้นที่ชัดเจน และอายุการใช้งานขยายออกไปมากกว่า 15 ปี

อะไรคือบทบาทสำคัญของการวางตำแหน่งการติดตั้งแผ่นแรงดันที่แม่นยำในการกระจายความเค้น?

แกนหลักของการวางตำแหน่งการติดตั้งแผ่นแรงดันที่แม่นยำคือเพื่อให้แน่ใจว่าติดตั้งได้พอดีและไม่มีช่องว่างระหว่างแผ่นดันและราง ก่อนการติดตั้ง จะใช้เครื่องระบุตำแหน่งแบบเลเซอร์เพื่อปรับเทียบตำแหน่งแผ่นแรงดัน โดยมีค่าเบี่ยงเบนตำแหน่งน้อยกว่าหรือเท่ากับ ±1 มม. การเบี่ยงเบนที่มากเกินไปจะลดพื้นที่สัมผัสระหว่างแผ่นดันและรางลงมากกว่า 30% ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเครียด อุปกรณ์ติดตั้งตำแหน่งพิเศษถูกนำมาใช้ในระหว่างการติดตั้งเพื่อกำหนดระดับและแนวตั้งของแผ่นแรงดัน โดยมีค่าเบี่ยงเบนแนวนอนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 องศา และค่าเบี่ยงเบนแนวตั้งน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 องศา เพื่อให้มั่นใจถึงความเค้นสม่ำเสมอบนแผ่นแรงดัน และหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดในท้องถิ่น สลักเกลียวยึดของแผ่นดันจะใช้กระบวนการกระชับแบบสมมาตรและเป็นขั้นตอน-ต่อ- ขั้นแรก ขันโบลต์แนวทแยงให้แน่นถึง 50% ของแรงบิดการออกแบบ จากนั้นขันโบลต์ที่เหลือให้แน่นด้วยแรงบิดสุดท้าย 800N·m เพื่อให้แผ่นดันบีบอัดรางให้เท่ากันและขจัดช่องว่างที่พอดี หลังการติดตั้ง จะใช้ฟีลเลอร์เกจเพื่อตรวจจับช่องว่างระหว่างแผ่นดันและราง ชิ้นส่วนที่มีช่องว่างมากกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มม. จะต้องได้รับการปรับใหม่เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่สัมผัสทั้งหมดมากกว่าหรือเท่ากับ 95% แผ่นแรงดันที่อยู่ในตำแหน่งที่แม่นยำมีการกระจายความเค้นสม่ำเสมอ และจุดสูงสุดของความเค้นในพื้นที่ลดลงมากกว่า 50% หลีกเลี่ยงความเสียหายจากการกระแทกที่ด้านล่างรางได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงเสถียรภาพของโครงสร้างรางรถไฟ

วิธีการทดสอบและมาตรฐานการปรับปรุงการปรับให้เหมาะสมสำหรับการกระจายความเค้นของแผ่นดันรางมีอะไรบ้าง

การทดสอบการกระจายความเค้นของแผ่นดันรางใช้วิธีการวัดความเครียดความต้านทาน สเตรนเกจจะถูกติดไว้บนส่วนความเข้มข้นของความเค้น (ขอบ มุมแหลม) ของแผ่นแรงดัน และข้อมูลความเค้นภายใต้สภาวะโหลดจะถูกรวบรวมโดยสเตรนเกจแบบไดนามิกเพื่อวาดแผนที่เมฆความเครียด ในระหว่างการทดสอบ จำเป็นต้องจำลองสภาพการรับน้ำหนักของเส้นทางต่างๆ ได้แก่ เส้นทางรถไฟความเร็วสูง-จำลองการสั่นความถี่สูง-ที่ 350 กม./ชม. สายลากจูงหนัก-จำลองการรับน้ำหนักในแนวตั้ง 100kN และสายการบรรทุกเบา-จำลองการรับน้ำหนักในแนวตั้ง 50kN เพื่อรับข้อมูลการกระจายความเครียดภายใต้สภาพการทำงานเต็มรูปแบบ มาตรฐานการปรับปรุงการปรับให้เหมาะสมได้แก่: ความเค้นสูงสุดของแผ่นดัน น้อยกว่าหรือเท่ากับ 80% ของความเค้นที่อนุญาตของวัสดุ ปัจจัยความเข้มข้นของความเค้น น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.5 และความแตกต่างของความเค้นของแต่ละส่วน น้อยกว่าหรือเท่ากับ 20MPa หากผลการทดสอบเกินมาตรฐาน จำเป็นต้องมีการปรับให้เหมาะสมจากสามด้าน ได้แก่ การออกแบบโครงสร้าง การเลือกวัสดุ และกระบวนการติดตั้ง เช่น การเพิ่มรัศมีของเนื้อ การทำให้ชั้นต้านทานการสึกหรอ-หนาขึ้น และการปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งการติดตั้ง แผ่นแรงดันที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพจะต้องได้รับการทดสอบความเค้นอีกครั้งจนกว่าจะเป็นไปตามมาตรฐาน เพื่อให้มั่นใจว่าความสามารถในการกระจายความเค้นของแผ่นแรงดันนั้นตรงตามข้อกำหนดในการรับน้ำหนักของสาย และตระหนักถึงการบริการที่ประสานกันของรางและแผ่นแรงดัน