Nguyên lý về độ cứng uốn ngang của tấm cá và đảm bảo độ êm của đường ray trong khu vực nối đường ray
Tại sao độ cứng uốn ngang của tấm cá là chỉ số cốt lõi để đảm bảo độ mịn của khớp chứ không phải độ bền kéo?
Độ bền kéo chủ yếu chống lại lực căng dọc của ray để ngăn chặn sự tách rời của khớp, trong khi độ cứng uốn ngang chống lại lực uốn của ray ngang để ngăn chặn khớp "xoắn". Khi đoàn tàu đi qua mối nối, tác động của bánh xe không chỉ tạo ra lực dọc mà còn tạo ra mômen uốn gây ra dao động theo phương thẳng đứng và phương ngang của các đầu đường ray. Độ cứng uốn ngang không đủ cho phép tấm cá bị uốn ngang đàn hồi hoặc dẻo, dẫn đến "bậc thang" hoặc "gấp khúc" ở mối nối ray-nguyên nhân cốt lõi khiến mối nối không đồng đều. Vì vậy, chỉ đảm bảo độ bền kéo không thể giải quyết được vấn đề về độ mịn; việc kiểm soát chặt chẽ độ cứng uốn ngang là bắt buộc.
Những thông số thiết kế kết cấu nào có mối tương quan thuận với độ cứng uốn ngang của tấm cá?
Độ cứng uốn ngang có mối tương quan thuận với ba thông số chính: 1)độ dày tấm-độ cứng tỷ lệ thuận với khối lập phương có độ dày, với mức tăng 1mm sẽ tăng độ cứng lên hơn 30%; 2)mô men quán tính phần-mở rộng chiều dài bao phủ đầu/đế ray hoặc sử dụng mặt cắt hình chữ "I"-làm tăng quán tính đáng kể; 3)mô đun đàn hồi của vật liệu-sử dụng thép hợp kim cường độ cao- (ví dụ: 42CrMo) thay vì thép cacbon thông thường sẽ nâng cao khả năng chống biến dạng của vật liệu. Thiết kế yêu cầu cân bằng các thông số này để tránh trọng lượng quá lớn từ các tấm quá dày.
Những bệnh đặc biệt nào mà các tấm cá không đủ độ cứng uốn ngang gây ra ở các mối nối ray hàn liên tục (CWR)?
Các mối nối CWR (ví dụ, các khe co giãn) chịu được ứng suất nhiệt rất lớn; các tấm cá có độ cứng uốn ngang không đủ không thể hạn chế biến dạng nhiệt của đường ray một cách hiệu quả. Đầu tiên, nó gây rauốn cứng bên vĩnh viễncủa đường ray trong vùng khớp dưới tác dụng của nhiệt độ. Thứ hai, uốn cứng dẫn đến sự dao động định kỳ về hình dạng rãnh của vùng khớp, gây ranếp gấp đường sắt. Quan trọng nhất, các điểm uốn cứng trở thành khu vực tập trung ứng suất nhiệt, dễ bị gãy đường ray trong quá trình làm mát và phá vỡ sự cân bằng ứng suất tổng thể của CWR.
Sự khác biệt cốt lõi trong các phương pháp thử nghiệm độ cứng uốn ngang của tấm cá giữa các tiêu chuẩn Trung Quốc và quốc tế là gì?
Tiêu chuẩn Trung Quốc áp dụngthử nghiệm uốn ba điểm--cố định tấm cá trên thanh ray-mô phỏng giá đỡ, tác dụng tải trọng ngang ở tâm tấm và đo tải trọng ở độ võng xác định để xác định tiêu chuẩn độ cứng. Các tiêu chuẩn quốc tế như EN 13674-1 sử dụngthử nghiệm uốn bốn điểm-, với tải trọng tác dụng vào giữa hai lỗ bu lông, mô phỏng chặt chẽ hơn-ứng suất làm việc. Ngoài ra, các tiêu chuẩn quốc tế yêu cầukiểm tra tải theo chu kỳ-sau 1 triệu chu kỳ tải xen kẽ, tốc độ suy giảm độ cứng uốn ngang không được vượt quá 5%, một yêu cầu không được quy định rõ ràng trong các tiêu chuẩn của Trung Quốc đối với sự suy giảm độ cứng sau mỏi.
Làm cách nào để đánh giá ngược lại độ cứng uốn ngang không đủ của tấm cá thông qua-dữ liệu kiểm tra hình học đường ray tại chỗ?
Phương pháp cốt lõi là phân tíchdữ liệu căn chỉnh đường ray và độ lệch cao độ theo chiều dọc in the joint zone. Using a track inspection car, if "sharp-angled" sudden changes in rail alignment deviation (peak >2 mm) được phát hiện trong vòng 3 m trước và sau mối nối, và những thay đổi này tồn tại qua nhiều lần kiểm tra mà không biến mất khi tàu lăn, có thể xác định được độ cứng uốn ngang của tấm cá không đủ. Ngoài ra, quan sátbiến dạng lỗ bu lôngtrong vùng khớp-sự mở rộng theo chiều ngang hình elip của các lỗ bu lông cho thấy sự uốn cong theo phương ngang lặp đi lặp lại của tấm cá dưới tác dụng của lực ngang, gây ra biến dạng cắt của các lỗ và là bằng chứng trực tiếp cho thấy độ cứng uốn ngang không đủ.