Mehanizam korelacije između zakona slabljenja predopterećenja opružnih obujmica i temperaturnog cikličkog opterećenja
Koliko će se predopterećenje elastične kopče smanjiti kada se temperatura promijeni za 30 stepeni i zašto pokazuje periodične promjene?
Kada se temperatura promijeni za 30 stepeni, prednaprezanje elastične kopče će se smanjiti za 8%-12%, pokazujući periodične fluktuacije s temperaturnim ciklusima. Pri visokim temperaturama, toplinsko širenje elastičnog materijala kopče povećava elastičnu deformaciju, unutrašnje naprezanje se smanjuje, a prednaprezanje opada; pri niskim temperaturama, materijal se hladi, elastična deformacija se smanjuje, a unutrašnje naprezanje se oporavlja, što dovodi do povrata prednaprezanja. Međutim, u svakom ciklusu dolazi do blagog puzanja, što uzrokuje opuštanje naprezanja, a prednaprezanje se ne može u potpunosti vratiti na početnu vrijednost. U dugotrajnim temperaturnim ciklusima, predopterećenje elastične obujmice će nastaviti da se smanjuje i na kraju će pasti ispod projektovane vrednosti, uzrokujući otpuštanje šine.
Zašto linije u područjima visoke{0}temperature biraju elastične kopče od 60Si2CrA umjesto elastičnih kopči od 60Si2MnA?
Temperatura okoline u područjima sa visoko-temperaturom može doseći i iznad 50 stepeni. Visok-modul elastičnosti 60Si2MnA elastičnih štipaljki brzo se smanjuje, brzina puzanja je visoka, a stopa opadanja predopterećenja dostiže 15% godišnje. 60Si2CrA elastične kopče dodaju elemente hroma, sa boljom visoko-temperaturnom stabilnošću modula elastičnosti, manjim stepenom predopterećenja, smanjenjem predopterećenja za 4% stopa propadanja od samo 6% godišnje. Osim toga, vlačna čvrstoća na visoko{{13}temperaturu elastičnih obujmica od 60Si2CrA je 120MPa viša od elastične kopče od 60Si2MnA, koje mogu izdržati plastičnu deformaciju na visokim temperaturama. Stoga visoko{20}vodovi moraju odabrati elastične kopče od 60Si2CrA s boljim{23}performansama pri visokim temperaturama.
Odnos između opadanja prednaprezanja elastičnih kopči i brzine promjene temperature šine, zašto što je brzina veća, to je propadanje teže?
Što je brža brzina promjene temperature šine, to je više zaostajala termička ekspanzija i kontrakcija materijala elastične kopče i veća je amplituda mutacije unutrašnjeg naprezanja. Tokom brzog zagrijavanja, elastična kopča se ne može proširiti na vrijeme, stvarajući zatezni napon unutar i ubrzavajući puzanje; tokom brzog hlađenja, elastična obujmica se ne može stegnuti na vrijeme, stvarajući tlačni napon iznutra i uzrokujući elastični zamor. Kada brzina promjene temperature šine prijeđe 5 stupnjeva/h, stopa opadanja prednaprezanja elastične kopče će se povećati za 30%. Promjena temperature šine kod običnih-brzina je blaga, obično manja ili jednaka 3 stepena/h, a propadanje elastičnih kopči je sporo; često kočenje i ubrzavanje vozova na prugama velikih brzina dovode do brzih promjena temperature tračnica, čineći propadanje elastičnih kopči značajnijim.
Kakav će utjecaj na geometrijske dimenzije staze imati smanjenje sile stezanja elastičnih obujmica pod niskim-okruženjem?
Pri niskim temperaturama raste modul elastičnosti materijala elastične obujmice, a sila stezanja se smanjuje, što onemogućuje efikasno zaključavanje šine. Tračnica će proizvesti uzdužni pomak zbog kontrakcije temperature, što će dovesti do proširenja šinskih zazora i povećanja odstupanja kolosijeka. Kada odstupanje kolosijeka prijeđe 2 mm, voz će stvoriti bočni udar prilikom prolaska kroz zakrivljeni dio, pogoršavajući trošenje šine -točka. Istovremeno, nedovoljna sila stezanja elastične obujmice će uzrokovati neravnomjerno naprezanje ispod -konstrukcije šine, povećati lokalnu kompresijsku deformaciju i smanjiti glatkoću kolosijeka. Pod dugotrajnim-niskim-okruženjem, odstupanje geometrijskih dimenzija kolosijeka će se kontinuirano akumulirati, povećavajući troškove održavanja linije, pa čak i uticati na sigurnost vožnje.
Kako kontrolisati periodično opadanje predopterećenja elastične obujmice kroz temperaturnu kompenzaciju na licu mjesta?
Na licu mjesta, metoda temperaturne kompenzacije može se koristiti za podešavanje prednaprezanja elastične obujmice prema temperaturi šine. Kada je temperatura šine viša od 35 stepeni, povećajte predopterećenje za 5%-8% da nadoknadite opadanje visoke-temperature; kada je temperatura šine niža od 0 stepeni, smanjite predopterećenje za 3%-5% kako biste izbjegli lom pri niskoj temperaturi. Istovremeno, mogu se odabrati bimetalne elastične kopče, čiji je raspon fluktuacije modula elastičnosti s promjenom temperature 50% manji od onog kod običnih elastičnih obujmica, a opadanje prednaprezanja je nježnije. Osim toga, redovito otkrivajte predopterećenje elastičnih kopči i zategnite ih ili zamijenite na vrijeme kada propadanje prijeđe 10% kako biste osigurali dugoročnu stabilnost staze.