Tehnologija laganog dizajna i rješenje za prilagođavanje{0}}konekcije visoke čvrstoće za riblje ploče
Koji su osnovni principi i ciljevi laganog dizajna ribljih ploča?
Osnovni princip laganog dizajna za riblje ploče jekako bi se smanjila potrošnja materijala pod pretpostavkom da se osigura čvrstoća i krutost spoja. U procesu projektiranja potrebno je uravnotežiti strukturna mehanička svojstva i obradivost proizvodnje kako bi se izbjegla nedovoljna čvrstoća konstrukcije zbog prevelike male težine. Osnovni cilj lagane težine je smanjiti vlastitu-težinu ribljeg tanjura. Vlastita-težina ribljih ploča koje se koriste u teškim-željeznicama trebalo bi da se smanji za 15%-20%, a težina ribljih ploča koje se koriste u brzim željeznicama trebala bi se smanjiti za 20%-25%. Istovremeno, potrebno je osigurati da je uzdužna vlačna čvrstoća veća ili jednaka 500MPa, a poprečna čvrstoća na savijanje veća ili jednaka 300MPa kako bi se zadovoljili zahtjevi opterećenja vlaka. Osim toga, lagani dizajn bi također trebao poboljšati otpornost na koroziju i zamor riblje ploče, produžiti njezin vijek trajanja, smanjiti troškove održavanja linije i ostvariti jedinstvo ekonomskih i društvenih koristi.
Koje su osnovne mjere strukturalne optimizacije za lagani dizajn ribljih ploča?
Osnovne mjere strukturalne optimizacije za lagani dizajn ribljih ploča uključujudizajn šuplje strukture,-dizajn gradijenta poprečnog presjeka i optimizacija prijelaza fileta. Dizajn šuplje strukture je otvaranje eliptičnih šupljih rupa u ne-napregnutim područjima riblje ploče. Smjer duge ose šupljih rupa je u skladu sa smjerom zatezanja. Veličina promjera rupe se određuje prema analizi naprezanja, općenito 20-30mm. Šuplja struktura može smanjiti potrošnju materijala bez utjecaja na nosivost riblje ploče. Dizajn poprečnog{8}}poprečnog presjeka ima za cilj postepeno smanjenje-debljine poprečnog presjeka riblje ploče od oba kraja do sredine. Debljina oba kraja je 20 mm, debljina sredine je 12 mm, a dužina prelaza nagiba je 50 mm. Ovaj dizajn može učiniti raspodjelu naprezanja ravnomjernijom, izbjeći koncentraciju naprezanja i istovremeno smanjiti vlastitu težinu. Optimizacija prijelaza uvlaka je da se poveća radijus skošenja otvora za vijke riblje ploče sa 2 mm na 8 mm, i radijus rubnog ugla sa 3 mm na 10 mm, smanji faktor koncentracije naprezanja i poboljša otpornost na zamor. Tri mjere treba koristiti u kombinaciji, a strukturnu čvrstoću treba provjeriti analizom konačnih elemenata kako bi se osiguralo da lagana riblja ploča ispunjava zahtjeve primjene.
Koji su pravci nadogradnje materijala i zahtjevi za performanse za lagani dizajn ribljih ploča?
Pravac nadogradnje materijala za lagani dizajn ribljih ploča jezamijeniti obični ugljični čelik sa visoko-niskolegiranim-čelikom visoke čvrstoće. Preporučeni materijali su Q460C i Q550D. Q460C čelik ima vlačnu čvrstoću veću ili jednaku 460MPa, granicu tečenja veću ili jednaku 345MPa, izduženje veće ili jednako 18%, te dobre performanse zavarivanja i plastičnost. Q550D čelik ima vlačnu čvrstoću veću ili jednaku 550MPa, granicu tečenja veću ili jednaku 470MPa, istezanje veće od ili jednako 16%, odličnu otpornost na udare pri niskim{13}}temperaturama i pogodan je za upotrebu u alpskim regijama. Zahtjevi za performanse materijala uključuju visoku čvrstoću, visoku žilavost i dobru otpornost na koroziju. Visoka čvrstoća može smanjiti debljinu poprečnog-poprečnog presjeka riblje ploče kako bi se postigla lagana težina; visoka žilavost može spriječiti krhko lomljenje riblje ploče pod udarnim opterećenjem; dobra otpornost na koroziju može produžiti vijek trajanja u teškim okruženjima. Osim toga, performanse zavarivanja materijala moraju zadovoljiti zahtjeve za zavarivanje šinskih spojeva, a čvrstoća zavarenog spoja ne smije biti manja od 90% čvrstoće osnovnog metala kako bi se osigurala pouzdanost veze.
Koje su ključne točke prilagođavanja veze između laganih ribljih ploča i različitih tipova šina?
Ključne točke prilagođavanja veze između laganih ribljih ploča i različitih tipova šina supodešavanje veličine otvora za vijke i momenta zatezanja. Prilikom povezivanja sa nacionalnim standardnim šinama od 60 kg/m, promjer rupe za vijke je 24 mm, razmak rupa je 140 mm, a moment zatezanja je kontroliran na 300-350 N·m kako bi se osiguralo da su riblja ploča i šina čvrsto pričvršćeni bez praznina. Prilikom povezivanja sa EU EN54E1 šinama, promjer rupe za vijke je 22 mm, razmak rupa je 120 mm, a moment zatezanja je kontroliran na 250-300N·m kako bi se prilagodio veličini spoja EN standardnih šina. Prilikom povezivanja sa sjevernoameričkim AAR136RE šinama, promjer rupe za vijke je 26 mm, razmak rupa je 150 mm, a moment zatezanja je kontroliran na 350-400N·m kako bi se zadovoljili zahtjevi za povezivanje teških-željeznica. Prilikom povezivanja sa šinama uskog kolosijeka u jugoistočnoj Aziji, promjer rupe za vijke je 20 mm, razmak rupa je 100 mm, a moment zatezanja je kontroliran na 200-250 N·m kako bi se prilagodio maloj veličini poprečnog presjeka šina uskog kolosijeka. Za spajanje treba koristiti vijke visoke čvrstoće napravljene od 40Cr, a prednaprezanje treba odgovarati momentu zatezanja kako bi se osiguralo da čvrstoća spoja zadovoljava standard.
Koje su metode detekcije čvrstoće i standardi prihvatljivosti za lagane riblje ploče?
Metode detekcije čvrstoće za lagane riblje ploče uključujuispitivanje zatezanja, ispitivanje savijanja i ispitivanje zamora. Test zatezanja koristi univerzalnu mašinu za ispitivanje za istezanje uzorka riblje ploče do loma i bilježi vlačnu čvrstoću i granicu tečenja. Dužina uzorka je 50 mm, a brzina istezanja 2 mm/min. Test savijanja koristi mašinu za ispitivanje savijanja u tri-tačke sa radijusom savijanja od 50 mm i uglom savijanja od 180 stepeni, a uzorak je kvalifikovan ako nema pukotine. Ispitivanje zamora koristi visokofrekventnu mašinu za ispitivanje zamora za primjenu naizmjeničnog opterećenja, pri čemu je maksimalno opterećenje 80% nominalne vlačne čvrstoće i broj ciklusa 1×10⁷ puta. Uzorak je kvalificiran ako nema prijeloma. Standard prihvatanja je zasnovan na GB/T 11265-2017, sa zateznom čvrstoćom većom od ili jednakom 460MPa, naponom tečenja većom od ili jednakom 345MPa, bez pukotina u testu savijanja i bez loma u testu na zamor. Provjera izgleda ne zahtijeva pukotine, deformacije, hrđu i druge nedostatke na površini, a odstupanje dimenzija rupa za vijke manje od ili jednako ±0,5 mm. Omjer uzorkovanja za inspekciju je 10 uzoraka po seriji. Ako je jedan uzorak nekvalifikovan, vrši se dvostruko uzorkovanje. Ako je dvostruko uzorkovanje i dalje nekvalifikovano, serija proizvoda će se ocijeniti kao nekvalifikovana.