Оптимизациони дизајн и технологија усклађивања материјала за напрезање интерфејса између шинских подметача и прагова
Које су главне карактеристике дистрибуције напрезања на интерфејсу између испод{0}}подметача и бетонских прагова?
Напрезање на интерфејсу између испод-подметача и бетонских прагова показује карактеристику дистрибуције „централне концентрације и слабљења ивица“, са површином напрезања у језгру концентрисаном у области контакта између средине подметача и директно испод шине. Ова карактеристика је одређена крутим карактеристикама бетонских прагова и начином преноса оптерећења на точкове{2}}шине. Оптерећење шине-точака воза се преноси на средину испод-подметача кроз шину. Бетонски прагови имају високу крутост и малу деформацију и не могу да распрше оптерећење кроз сопствену деформацију, што доводи до концентрисања оптерећења у контактној површини између средине подметача и прага. Вредност напрезања у области језгра је 3-4 пута већа од ивице. Такође постоје разлике у бочној дистрибуцији напона на интерфејсу. Напон директно испод шинске мреже је већи од оног изван главе шине, а одступање бочног напрезања може достићи 20% јер је шинска мрежа главни канал за пренос оптерећења и напон је директнији. Истовремено, напон на интерфејсу се мења са повећањем брзине рада воза. Приликом трчања великом брзином, утицај оптерећења је појачан, амплитуда напона у области концентрације напона ће се повећати за 15%-20%, а фреквенција флуктуације напона се повећава. У делу колосека кривине, напон интерфејса ће се померити на спољашњу страну кривине, а напон споља је око 25% већи од оног на унутрашњој страни због ексцентричног оптерећења изазваног бочном силом точка и шине у делу кривине. Поред тога, уједначеност напона на интерфејсу је повезана са степеном уклапања јастучића. Мутације напрезања ће се појавити у деловима са лошим степеном уклапања, што ће додатно погоршати локалну концентрацију напона, што је такође кључни циљ оптимизације напона на интерфејсу.
Какав је ефекат побољшања оптимизације обрасца за контакт испод{0}}подметача на дистрибуцију напрезања интерфејса?
Оптимизација контактног облика испод -шинских подметача је основно средство за побољшање дистрибуције напрезања на интерфејсу са праговима, а њени ефекти се углавном огледају у три аспекта: дисперзија напона, слабљење области концентрације и побољшање униформности напона, што може ефикасно елиминисати локалну концентрацију напона на интерфејсу. Оптимизација традиционалног равног контактног облика јастучића у лучни контактни облик са благо конвексном средином и постепено стањивом ивицом може довести до тога да се централно концентрисано оптерећење у средини полако преноси на ивицу, смањи напон у области језгра за 25%-30% и сузи разлику напона између области језгра и области ивице. Оптимизација контактне површине јастучића и усвајање широког дизајна јастучића за повећање контактне површине за 20% може додатно дисперговати оптерећење интерфејса, смањити вредност напрезања по јединици површине и избећи да локални напон премашује границу носивости прага. Дизајнирањем жлебова за подешавање локалне крутости на плочици ради оптимизације расподеле крутости, крутост се поклапа са расподелом напона, средина са високим напоном има високу крутост, а ивица са малим напоном има ниску крутост, остварујући равномеран пренос напона и елиминишући концентрацију напона узроковану изненадним променама крутости. У исто време, пројектовање контактне ивице између подметача и прага као прелаза лука са радијусом лука од Р8-Р10 може елиминисати концентрацију напона на оштром углу ивице и смањити врх напона на ивици за око 15%. Након оптимизације контактног облика, уједначеност напрезања интерфејса је побољшана за више од 40%, феномен концентрације локалног напрезања је значајно побољшан, а животни век подлоге и прага је продужен.
Које основне карактеристике треба да има формула материјала испод{0}}подметача за дрвене прагове?
Имајући за циљ карактеристике дрвених прагова као нпрмека текстура, лака апсорпција влаге и деформација и слаба отпорност на смицање, формула материјала испод-подметача за дрвене прагове мора бити дизајнирана са основним карактеристикама еластичног тампонирања, отпорности на-отпорност на хабање, корозију и влагу, узимајући у обзир пристајање и способност кооперативне деформације са дрвеним праговима. Дрвени прагови имају меку текстуру, тако да су јастучићима потребне одличне перформансе еластичног пуферовања са модулом еластичности контролисаним на 80-100МПа, који може да распрши оптерећење кроз сопствену деформацију, смањи локални стрес на интерфејсу дрвеног прага и избегне гњечење дрвених прагова. Пошто су дрвени прагови склони апсорпцији влаге и деформацијама, материјал јастучића мора имати ниску хигроскопност са стопом апсорпције воде мањом или једнаком 3% да би се спречило неуједначено напрезање интерфејса узроковано хигроскопским ширењем подлоге, а анти-корозиони и-корозијски материјали против -против плесни дрвених јастучића морају да се додају да би се спречило стварање коро да би се спречило стварање коро апсорпција, чиме се продужава век трајања дрвених прагова. Контактни интерфејс између јастучића и дрвеног прага је подложан клизању због вибрација, тако да формула материјала треба да побољша перформансе против клизања подлоге, са тврдоћом по Шору која се контролише на А55-А60, а линије против клизања су дизајниране на површини подметача како би се повећало трење интерфејса и спречило хабање дрвених прагова узроковано клизањем. Дрвени прагови имају слабу отпорност на смицање, тако да материјал јастучића мора имати добру отпорност на смицање већу од или једнаку 8МПа да би издржао бочну смичућу силу на интерфејсу и избегао ексцентрично оптерећење оптерећења узроковано смичном деформацијом јастучића. Поред тога, материјал подлоге мора имати добру отпорност на временске услове, способан да се прилагоди променама температуре од -30 степени до 50 степени без крхког лома или омекшавања, осигуравајући прилагодљивост дрвеним праговима у различитим окружењима.
Који су основни захтеви за подударање материјала између пластичних прагова и испод{0}}подметача?
Пластични прагови и испод{0}}шински јастучићи су еластични материјали, а основни захтеви за њихово подударање усредсређени су накоординација крутости, синхрона деформација и везивање интерфејсакако би се осигурало да ова два формирају еластичан координациони систем и да се избегне прекид напрезања интерфејса узрокован разликама у карактеристикама материјала. Координација крутости је примарни захтев: модул еластичности пластичних прагова је око 200-300МПа, а модул еластичности испод-шинских подметача мора да се контролише на 100-150МПа, што је 1/2-2/3 од модула еластичности пластичних прагова, чиме се обезбеђује степен преноса чврстоће на оптерећење без крутог оптерећења. нагле промене укочености. Синхрона деформација је основни захтев: номинална деформација јастучића и пластичног прага мора бити конзистентна, оба контролисана на 10-15 мм, а оба се деформишу синхроно под оптерећењем воза како би се избегло љуштење интерфејса узроковано разликом у деформацији и обезбедило континуитет напрезања интерфејса. Везивање на интерфејсу је важан захтев: материјал јастучића мора да има добру способност везивања са пластичним материјалом прага са јачином везивања већом или једнаком 2МПа да би се спречило релативно клизање између подлоге и прага под оптерећењем вибрацијама, а слој за везивање мора имати одређену еластичност без утицаја на синхрону деформацију ова два. Поред тога, два материјала морају имати исте перформансе против старења са одступањем у стопи старења мањим или једнаким 5% како би се осигурало да се координација крутости и деформације и даље може одржати након дуготрајне употребе без прекида перформанси. У исто време, температурна отпорност материјала мора бити усклађена, способна да одржи стабилне перформансе у истом температурном опсегу, избегавајући концентрацију напона на интерфејсу узроковану разликама у температурној деформацији.
Како дизајн градијента крутости испод-подметача остварује координацију напрезања интерфејса са праговима?
Дизајн градијента крутости испод -шинских подметача остварује координацију напрезања интерфејса са праговима прекопрецизно усклађивање крутости и дистрибуције напрезања на интерфејсу, и постепена промена крутости дуж правца преноса оптерећења, чинећи подлогу и праг формирања интегрисаног система напрезања и побољшавајући укупне перформансе лежаја. Према карактеристици дистрибуције навелики напон у средини и мали напон на ивицина интерфејсу прага, подлога је дизајнирана као градијентна структура са високом крутошћу у средини и малом крутошћу на ивици, а модул еластичности у средини је 30%-40% већи од оног на ивици, тако да област високе крутости преузима концентрисана оптерећења, а област ниске крутости распршује ивична оптерећења како би се остварила уједначена расподела напона. Дуж правца преноса оптерећења, подлога је дизајнирана као градијентна структура са постепено опадајућом крутошћу од горње површине која је у контакту са шином до доње површине у контакту са прагом: горња површина има високу крутост да поднесе концентрисано оптерећење шине, а доња површина има ниску крутост да се прилагоди карактеристикама напона прага, тако да се оптерећење преноси са прага на спавање без напрезања. У пресеку кривуље, према карактеристикама ексцентричног оптерећења напрезања на интерфејсу, крутост спољашње стране криве подметача се повећава за 20%-25%, док крутост унутрашње стране остаје непромењена, надокнађујући неравномерност напона узроковану бочним ексцентричним оптерећењем и остварујући координацију напона интерфејса на делу кривине. Истовремено, око отвора за вијке на плочици је пројектована локална област високе крутости, са крутошћу 50% вишом од оне околног подручја, како би издржала локално оптерећење узроковано силом претходног затезања вијака и избегла концентрацију напрезања око рупе. Кроз кооперативни ефекат различитих области крутости, дизајн градијента крутости одржава напрезање на интерфејсу између подметача и прага уједначеним у сваком тренутку, елиминише локалну концентрацију напрезања, остварује кооперативни напон ова два и побољшава стабилност структуре стазе.