Công nghệ phân loại mô đun đàn hồi của Track Pad và các sơ đồ thích ứng cho các yêu cầu giảm rung của đường ray khác nhau
Cơ sở cốt lõi và cách phân chia khoảng cách phân loại của việc phân loại mô đun đàn hồi của các tấm lót dưới{0}}đường ray là gì?
Cơ sở cốt lõi để phân loại mô đun đàn hồi của tấm lót dưới{0} ray là hai chiều:nhu cầu giảm rung và mức tải của đường dây. Cả hai cần phải được phối hợp để đảm bảo độ ổn định của đường dây và hiệu quả giảm rung. Nhu cầu giảm độ rung được xác định bởi tốc độ chạy tàu. Tốc độ càng cao thì tần số rung động của ray bánh xe- càng cao và càng cần nhiều-các miếng đệm mô-đun đàn hồi thấp để giảm rung động. Mức tải trọng được xác định bởi tải trọng trục tàu. Tải trọng trục càng lớn thì áp lực lên tấm đệm càng lớn và cần có-các tấm đệm có mô đun đàn hồi cao hơn để chống biến dạng dẻo. Dựa trên hai tiêu chí này, mô đun đàn hồi được chia thành ba khoảng lõi:cấp mô đun đàn hồi thấplà 200-300MPa, phù hợp với các tuyến đường sắt cao tốc có tốc độ 250-350km/h; cáicấp mô đun đàn hồi trung bìnhlà 400{1}}600MPa, phù hợp với đường sắt tốc độ thông thường và đường sắt cao tốc đô thị với tốc độ 120-200km/h; cáicấp mô đun đàn hồi caolà 700-1000MPa, phù hợp với đường sắt hạng nặng có tải trọng trục trên 30 tấn. Việc phân chia khoảng cách chấm điểm không cố định. Nó cũng cần được điều chỉnh theo điều kiện địa chất của tuyến. Ví dụ, các đường nền đất yếu có thể chọn giới hạn mô đun đàn hồi thấp hơn trong cấp tương ứng để cải thiện khả năng giảm rung và khả năng đệm. Phương pháp phân loại này không chỉ đáp ứng nhu cầu khác nhau của các dòng khác nhau mà còn tạo cơ sở cho việc sản xuất miếng đệm theo tiêu chuẩn.
Điểm tối ưu hóa công thức vật liệu của tấm lót đường sắt tốc độ cao có mô đun đàn hồi thấp{0}}là gì?
Chất liệu của tấm lót đường sắt tốc độ cao-có mô-đun đàn hồi thấp được dựa trênchất đàn hồi polyurethane (PU). Cốt lõi của việc tối ưu hóa công thức là cân bằng giữa hiệu suất giảm rung và hiệu suất của bộ nén. Đầu tiên, cần điều chỉnh tỷ lệ giữa các đoạn cứng và các đoạn mềm của polyurethane. Nội dung phân đoạn mềm được tăng lên 65%{11}}70%. Các đoạn mềm bao gồm polyether polyol, có thể làm tăng độ đàn hồi và tính linh hoạt của miếng đệm và giảm mô đun đàn hồi. Nội dung phân đoạn cứng được kiểm soát ở mức 30%{15}}35%. Các đoạn cứng được cấu tạo từ isocyanate để đảm bảo độ bền kéo và khả năng chống rách của miếng đệm. Thứ hai, chất tăng cường canxi cacbonat nano-được thêm vào với liều lượng 5%-8% vật liệu nền. Nano{19}}canxi cacbonat có thể được phân tán đồng đều trong ma trận polyurethane để cải thiện hiệu suất nén của miếng đệm và tránh biến dạng quá mức dưới tải trọng dài hạn. Đồng thời, chất chống{25}}lão hóa và chất chống{26}}thủy phân được thêm vào, mỗi loại có liều lượng 1%-2%. Môi trường dịch vụ của các tuyến đường sắt cao tốc rất phức tạp. Chất chống lão hóa có thể cải thiện khả năng chống tia cực tím của miếng đệm và chất chống thủy phân có thể ngăn chặn miếng đệm bị lão hóa thủy phân trong môi trường ẩm ướt. Cuối cùng, một quy trình lưu hóa động được áp dụng để làm cho vật liệu tạo thành một cấu trúc mạng xuyên thấu. Mô-đun đàn hồi của tấm đệm được tối ưu hóa được duy trì ổn định ở khoảng 250MPa và tốc độ cài đặt nén Nhỏ hơn hoặc bằng 5%, đáp ứng đầy đủ yêu cầu giảm rung của đường sắt tốc độ cao.
Điểm thiết kế cấu trúc của miếng đệm nặng có mô đun đàn hồi cao{0}}là gì?
Thiết kế cấu trúc của miếng đệm nặng có mô đun đàn hồi cao{0}}nên tập trung vào ba mục tiêu:nâng cao khả năng chịu tải-, phân tán ứng suất và cải thiện khả năng chống mài mòn. Đầu tiên, mộtkết cấu khung thép nhúngđược thông qua. Một khung thép không gỉ có độ dày 2mm được gắn vào giữa tấm đệm. Hình dạng của khung thép phù hợp với tấm đệm và các cạnh được vát để tránh tập trung ứng suất. Khung thép có thể phân bổ tải trọng đều lên toàn bộ tấm đệm, cải thiện khả năng-biến dạng và cho phép tấm đệm chịu được tác động lặp đi lặp lại của tải trọng trục trên 30 tấn. Thứ hai,đường chống trượt-hình kim cươngđược thiết kế trên bề mặt trên và dưới của miếng đệm. Độ sâu của các đường là 1,5 mm và chiều rộng là 3 mm. Các đường-chống trượt có thể làm tăng ma sát giữa tấm đệm và ray, tà vẹt, ngăn tấm đệm bị trượt trong quá trình chạy tàu và các đường này có thể tích trữ một lượng nhỏ dầu bôi trơn để giảm ma sát và mài mòn giữa tấm đệm và ray. Cuối cùng, cạnh của miếng đệm được thiết kế như mộtcấu trúc chuyển tiếp vòng cungvới bán kính chuyển tiếp là 10 mm. Trên đường vận chuyển{2}}nặng, mép của tấm đệm dễ bị nứt do tập trung ứng suất. Quá trình chuyển đổi vòng cung có thể làm giảm hệ số tập trung ứng suất cạnh và cải thiện khả năng chống mỏi của miếng đệm. Sau khi thiết kế kết cấu hoàn tất, cần phải phân tích mô phỏng phần tử hữu hạn để mô phỏng các điều kiện tải trọng của đoàn tàu chở hàng nặng-, đảm bảo rằng ứng suất tối đa của tấm đệm Nhỏ hơn hoặc bằng ứng suất cho phép của vật liệu và độ biến dạng Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5 mm.
Đâu là các phương pháp thử nghiệm và điểm kiểm soát độ chính xác của mô đun đàn hồi của tấm lót dưới{0}}đường ray?
Việc thử nghiệm mô đun đàn hồi của tấm lót dưới{0}}thanh ray được thực hiện theoCao su, lưu hóa hoặc nhựa nhiệt dẻo - Xác định đặc tính biến dạng ứng suất nén-(GB/T 7757). Các bước kiểm tra cốt lõi được chia thành ba liên kết: chuẩn bị mẫu, kiểm tra nén và tính toán dữ liệu. Để chuẩn bị mẫu, mẫu phải được lấy từ các phần khác nhau của miếng đệm, 5 mẫu mỗi mẻ. Kích thước mẫu là một hình trụ có đường kính 29 mm và chiều cao 12 mm. Khi lấy mẫu, nên tránh các kết cấu gia cố như khung thép để đảm bảo tính đồng nhất của mẫu. Việc kiểm tra nén sử dụng máy kiểm tra phổ quát điện tử. Mẫu được đặt giữa các tấm áp suất trên và dưới của máy thử và đặt tải trọng nén ở tốc độ 5 mm/phút. Giá trị ứng suất khi mức nén là 10% được ghi lại. Mô đun đàn hồi được tính theo công thức E=εσ, trong đó σ là ứng suất nén và ε là biến dạng nén. Có ba điểm kiểm soát độ chính xác chính: thứ nhất, nhiệt độ môi trường thử nghiệm phải được kiểm soát ở mức 23±2 độ. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến tính chất đàn hồi của vật liệu và dẫn đến sai lệch trong kết quả thử nghiệm; thứ hai, độ lệch song song của mẫu Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05mm. Việc không đáp ứng các yêu cầu về độ song song sẽ gây ra ứng suất không đồng đều trên mẫu và ảnh hưởng đến độ chính xác của giá trị ứng suất; thứ ba, độ lệch chuẩn của kết quả thử nghiệm của 5 mẫu mỗi lô Nhỏ hơn hoặc bằng 10MPa. Nếu độ lệch chuẩn quá lớn thì cần phải lấy mẫu lại và thử nghiệm để đảm bảo độ tin cậy của kết quả thử nghiệm.
Sơ đồ điều chỉnh và thích ứng mô-đun đàn hồi của tấm lót dưới{0}}đường ray trong các môi trường khí hậu khác nhau là gì?
Việc điều chỉnh và thích ứng mô-đun đàn hồi của các tấm lót dưới{0}}đường ray trong các môi trường khí hậu khác nhau phải được kết hợp với các quy luật ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời phải tối ưu hóa công thức và cấu trúc vật liệu theo cách có mục tiêu. TRONGvùng núi cao(nhiệt độ trung bình hàng năm Nhỏ hơn hoặc bằng -10 độ), mô đun đàn hồi của vật liệu sẽ tăng khi nhiệt độ giảm. Do đó, nên chọn giới hạn dưới của khoảng mô đun đàn hồi của cấp đường tương ứng. Ví dụ: mô đun đàn hồi của tấm đệm đường sắt tốc độ cao-được điều chỉnh thành 200-220MPa. Đồng thời, chất làm dẻo chống lạnh{10}}được thêm vào vật liệu với liều lượng 3%-5% để cải thiện độ bền ở nhiệt độ thấp của miếng đệm và ngăn ngừa hiện tượng gãy giòn ở nhiệt độ thấp. TRONGvùng-nhiệt độ cao và độ-độ ẩm cao(nhiệt độ trung bình hàng năm Lớn hơn hoặc bằng 25 độ, độ ẩm tương đối Lớn hơn hoặc bằng 80%), vật liệu dễ bị mềm và thủy phân. Cần phải chọn giới hạn trên của mô đun đàn hồi. Ví dụ: mô đun đàn hồi của tấm lót đường sắt tốc độ-thông thường được điều chỉnh thành 550-600MPa. Đồng thời, chất ổn định chịu nhiệt-và chất chống{9}}thủy phân được thêm vào để cải thiện khả năng chịu nhiệt độ cao và khả năng chống thủy phân của miếng đệm, đồng thời tránh sự suy giảm nhanh chóng của mô đun đàn hồi. TRONGvùng nhiễm mặn-kiềm, các ion kiềm-mặn trong đất dễ bị ăn mòn tấm đệm. Nên phun một lớp phủ fluorocarbon có độ dày 0,5 mm lên bề mặt của tấm đệm. Lớp phủ có thể cách ly sự ăn mòn của các ion-nước muối và lớp phủ có độ cứng cao, có thể cải thiện khả năng chống mài mòn của miếng đệm. Mô đun đàn hồi không cần điều chỉnh đáng kể và có thể duy trì giá trị tiêu chuẩn của đường tương ứng. Tấm đệm được điều chỉnh cần phải trải qua bài kiểm tra mô phỏng môi trường. Sau khi lão hóa 1000 giờ trong môi trường khí hậu tương ứng, tốc độ thay đổi mô đun đàn hồi Nhỏ hơn hoặc bằng 8% trước khi có thể đưa vào sử dụng.