Дизајн дисперзије напона за стезну плочу на стази и технологија прилагођавања оптерећења на више линија
Који су основни узроци концентрације напрезања на шинској потисној плочи и њихове опасности по шине?
Основни узроци концентрације напрезања на потисној плочи колосека обухватају три категорије: дефекти конструкције, одступања у инсталацији и неравномерна расподела оптерећења. Структурни дефекти се манифестују као оштри углови и прави-углови прелаза потисне плоче, са фактором концентрације напона до 3,0 или више, који далеко премашује дозвољену вредност од 1,5. Одступања при уградњи као што су нагиб потисне плоче и зазор приањања са шином већи од или једнак 2 мм довешће до концентрације оптерећења на ивици потисне плоче, а локални напон прелази границу течења материјала. Неравномерна дистрибуција оптерећења се углавном јавља у тешким-путевима и кривинама. Суперпозиција бочне силе и вертикалне силе повећава композитни напон на потисној плочи за више од 2 пута. Опасност за шине је локално пригњечење, које се манифестује као удубљења и пластичне деформације на дну шине, са дубином од 1-2мм, које утичу на приањање између шине и основне плоче, а затим изазивају повећане вибрације шине. Дуготрајна концентрација напрезања ће такође довести до заморног лома потисне плоче. Сломљени фрагменти потисне плоче ће изгребати гарнитуру точкова, ау тешким случајевима изазвати несреће при искакању воза из шина. Стога је дизајн дисперзије напона основни технички захтев за потисну плочу.
Која је шема структуралног дизајна за дисперзију напона потисних плоча на -железничким пругама за велике брзине?
Потисне плоче у брзим железничким пругама{0}}имају структурални дизајн дисперзије напона у мрежи + прелазак увоја. Површина потисне плоче која је у контакту са шином има избочине у облику мреже-, висине 2 мм и размака од 10 мм, које могу да распрше концентрисано оптерећење на више додирних тачака, смањујући фактор концентрације напона на испод 1,2. Све ивице и оштри углови потисне плоче прихватају прелаз Р8мм за елиминисање извора концентрације напона, чине да се напон равномерно преноси унутар потисне плоче и смањује максималну вредност напона за 40%. Притисна плоча има подељени дизајн, подељен на главну притисну плочу и помоћну притисну плочу. Главна потисна плоча носи вертикална оптерећења, а помоћна потисна плоча носи бочна оптерећења, остварујући усмерено оптерећење и избегавајући композитну суперпозицију напона. Притисна плоча је направљена од нисколегираног челика К355Б-који је пуштен-печен да би се формирао заостали напон притиска на површини, поништавајући део радног затезног напона и побољшавајући отпорност тлачне плоче на замор. Након пројектовања конструкције, мора се верификовати симулацијом коначних елемената да се симулира стање оптерећења при брзини од 350 км/х, осигуравајући да је напон сваког дела потисне плоче унутар дозвољеног опсега, а опсег флуктуације напона мањи од или једнак ±10%.
Које су мере ојачања градијентом материјала за дисперзију напона потисних плоча у тешким-водовима за вучу?
Потисне плоче на линијама за тешке-превозе имају дизајн материјала ојачаног градијентом од ниско-матрице од угљеничног челика + слоја отпорног на хабање високе-тврдоће-. Матрица је направљена од К235 ниско-угљеничног челика како би се обезбедила жилавост и отпорност на ударце потисне плоче, избегавајући крто ломљење изазвано тешким-ударом. Слој{10}}отпоран на хабање усваја технологију заваривања плазма распршивањем за прскање легуре на бази гвожђа-на контактну површину између потисне плоче и шине, са дебљином слоја за заваривање распршивањем од 3 мм и тврдоћом ХРЦ60 или више, а отпорност на хабање је 5 пута већа од отпорности обичних потисних плоча. Прелазни слој ојачан градијентом је направљен од легуре на бази никла-дебљине 1 мм, чиме се остварује металуршко везивање између матрице и слоја отпорног на хабање, са чврстоћом везивања већом од или једнаком 40МПа, спречавајући да слој отпоран на хабање-опадне. Бе-неконтактни делови потисне плоче су третирани врућим-поцинкованим потапањем за заштиту од-корозије, са дебљином слоја већом од или једнаком 80 μм, погодним за прашњаво и влажно окружење тешких-водова за вучу и продужавајући век анти{{27} плоче под притиском. Притисна плоча ојачана градијентом материјала има површински губитак од хабања мањи од или једнак 0,5 мм/годишње при високофреквентном -ваљању од 10.000- тона тешких возова, равномерну дисперзију напона, нема очигледне концентрације напона и животни век продужен на више од 15 година.
Која је кључна улога прецизног уградног позиционирања потисних плоча у дисперзији напона?
Суштина прецизног постављања потисних плоча је да се обезбеди потпуно пријањање и да нема зазора између потисне плоче и шине. Пре инсталације, ласерски локатор се користи за калибрацију положаја потисне плоче, са одступањем позиционирања мањим или једнаким ±1 мм. Прекомерно одступање ће смањити контактну површину између потисне плоче и шине за више од 30%, узрокујући концентрацију напрезања. Специјални фиксатори за позиционирање се користе током уградње за фиксирање равности и вертикалности потисне плоче, са хоризонталним одступањем мањим или једнаким 0,5 степени и вертикалним одступањем мањим или једнаким 0,5 степени, обезбеђујући равномерни напон на потисној плочи и избегавајући локално преоптерећење. Завртњи за причвршћивање потисне плоче усвајају симетричан и корак по{9} процес затезања. Прво затегните дијагоналне завртње на 50% пројектованог обртног момента, а затим затегните преостале вијке до крајњег момента од 800 Н·м, тако да притисна плоча равномерно сабије шину и елиминише зазор за пристајање. Након уградње, мерач се користи за откривање зазора између потисне плоче и шине. Делове са зазором већим или једнаким 0,5 мм потребно је поново подесити да би се обезбедило да је пуна контактна површина већа или једнака 95%. Прецизно постављена потисна плоча има уједначену дистрибуцију напрезања, а локални врх напрезања је смањен за више од 50%, ефикасно избегавајући оштећење дна шине од гњечења и побољшавајући стабилност структуре колосека.
Које су методе испитивања и стандарди побољшања оптимизације за расподелу напрезања на потисној плочи шине?
Испитивање расподеле напрезања плоче притиска на колосеку усваја методу мерења отпорности. Мерач напрезања се залепи на делове концентрације напона (ивице, оштри углови) потисне плоче, а подаци о напону у условима оптерећења се прикупљају помоћу динамичког мерача напрезања да би се нацртала мапа облака напона. Током тестирања потребно је симулирати услове оптерећења различитих пруга: брзе железничке пруге симулирају високе-вибрације на 350км/х, тешке-пруге симулирају вертикална оптерећења од 100кН, а лаке-пруге за расподелу оптерећењаН симулирају радне услове пуне напрезања од 50 вертикалних услова оптерећења. Стандарди за побољшање оптимизације су: максимални напон потисне плоче мањи или једнак 80% дозвољеног напона материјала, фактор концентрације напона мањи или једнак 1,5 и разлика напона сваког дела мања или једнака 20МПа. Ако резултати испитивања премашују стандарде, потребна је оптимизација са три аспекта: конструкцијског дизајна, одабира материјала и процеса уградње, као што је повећање полупречника, дебљање слоја отпорног на хабање{14}}и побољшање тачности позиционирања инсталације. Оптимизована потисна плоча мора се поново тестирати на напрезање све док не испуни стандард, обезбеђујући да капацитет дисперзије напона потисне плоче испуњава захтеве за оптерећење линије и остварује координисану услугу шине и потисне плоче.