Ontwerp en toepassing van de elastische modulus van trackpads
Wat is het bereik van de elasticiteitsmodulus en de ontwerpbasis van onder-railpads voor conventionele spoorwegen?
De elastische modulus van onder-railpads voor conventionele spoorwegen is gewoonlijk 80-150 MPa, wat het schokabsorptie-effect en het draagvermogen van de pads in evenwicht kan brengen en zich kan aanpassen aan de bedrijfsomstandigheden van conventionele snelheidstreinen. De ontwerpbasis is voornamelijk de asbelasting en de bedrijfssnelheid van de lijn. De aslast van conventionele spoorwegen bedraagt meestal 21 ton, en de modulus van 80-150 MPa kan de impact van gemiddelde intensiteit tussen wielen en rails effectief bufferen. Het ontwerp moet ook verwijzen naar het type dwarsligger. De modulus van kussens voor houten dwarsliggers kan tot de ondergrens worden ingesteld om de schokabsorptie te verbeteren; de modulus van kussens voor betonnen dwarsliggers kan tot de bovengrens worden ingesteld om de structurele stabiliteit te verbeteren. Tegelijkertijd zijn de kosten van remblokken in dit modulusbereik gematigd, wat voldoet aan de economische behoeften van conventionele spoorwegen en de projectinvesteringen onder controle kan houden terwijl de prestaties worden gegarandeerd. Bovendien moet bij het ontwerp rekening worden gehouden met regionale klimaatverschillen. De modulus van pads in vochtige ruimtes moet met 5%-10% worden verhoogd om te voorkomen dat de modulus afneemt als gevolg van verzachting van de pads na wateropname.
Waarom hebben onder-railpads voor hoge-spoorwegen een ontwerp met lage elasticiteitsmodulus?
De elasticiteitsmodulus van onder-railpads voor hoge-snelheidsspoorwegen wordt doorgaans geregeld op 20-50 MPa. Het ontwerp met lage modulus kan het elastische vervormingsvermogen van de remblokken aanzienlijk verbeteren en effectief de hoog-trilling absorberen die wordt gegenereerd wanneer hoge-snelheidstreinen rijden. De snelheid van hoge-snelheidstreinen kan 350 km/u bereiken, en de botsfrequentie tussen wielen en rails is hoog en de duur is kort. Pads met een lage modulus kunnen trillingen snel bufferen door hun eigen vervorming en de overdracht van trillingen naar het spoorbed en de ondergrond verminderen. Het ontwerp met lage modulus kan ook de contactspanning tussen wielen en rails verminderen, vermoeidheidsschade aan rails veroorzaakt door langdurige hoogfrequente impact op de -termijn- hoge frequentie voorkomen en de levensduur van rails verlengen. Bovendien kunnen pads met een lage modulus de ritsoepelheid van treinen verbeteren, het geluid in de treinen verminderen en de rijervaring van passagiers verbeteren. Tegelijkertijd zijn remblokken met lage modulus beter compatibel met ballastloze sporen, passen ze beter bij de spoorstructuur en zorgen ze voor de stabiliteit op lange termijn van de geometrische uitlijning van het spoor.
Wat is de noodzaak van een ontwerp met hoge elasticiteitsmodulus voor onder-railpads van zware- spoorwegen?
De aslast van zware-spoortreinen kan oplopen tot meer dan 30 ton, en de verticale belasting tussen wielen en rails is extreem groot. Pads met een hoge elastische modulus (200-300 MPa) kunnen voldoende ondersteunende stijfheid bieden om overmatige drukvervorming van de pads te voorkomen. Pads met hoge modulus zijn beter bestand tegen permanente vervorming door druk. Bij zware belasting op lange- termijn kan hun vervorming binnen 3% worden beheerst, wat veel lager is dan de vervormingsnorm van remblokken met lage modulus, waardoor de stabiliteit van de rupsconstructie wordt gegarandeerd. De impactkracht van goederentreinen op zwaar-spoorwegen is groot bij het starten en remmen. Pads met hoge modulus zijn effectief bestand tegen onmiddellijke impactbelastingen en voorkomen lokale zettingen of vervorming van het spoor. Bovendien is de drukverdeling op het draagoppervlak van kussens met hoge modulus uniformer, wat de lokale spanningsconcentratie van dwarsliggers kan verminderen en de levensduur van dwarsliggers kan verlengen. Tegelijkertijd hebben remblokken met hoge modulus een betere slijtvastheid, kunnen ze zich aanpassen aan de transportomstandigheden met hoge-dichtheid van zware transportlijnen en verminderen ze de vervangingsfrequentie van remblokken.
Met welke factoren moet rekening worden gehouden bij de selectie van de elasticiteitsmodulus van onder-railpads voor stadsvervoer per spoor?
Bij de selectie van de elasticiteitsmodulus van onder-railpads voor stadsvervoer per spoor moet prioriteit worden gegeven aan vereisten voor trillings- en geluidsreductie. De modulus van de pads voor ondergrondse lijnen moet 30-60 MPa zijn, wat de impact van trillingen op omringende bewoners effectief kan verminderen. Stedelijke spoortreinen starten en stoppen regelmatig, en het effect van wisselende belasting is duidelijk. Bij het selecteren is het noodzakelijk om aandacht te besteden aan de weerstand tegen vermoeidheid van de remblokken om ervoor te zorgen dat de modulus niet significant afneemt onder langdurige wisselende belastingen. Het aandeel bochtstukken in stedelijke spoorlijnen is hoog en de zijdelingse belasting is groot. De modulus van de kussens moet met 20%-30% worden verhoogd in vergelijking met die van rechte stukken om het laterale bevestigingsvermogen te vergroten en zijdelingse verplaatsing van de rail te voorkomen. Bovendien zijn de meeste stedelijke spoorlijnen ondergrondse of verhoogde constructies met beperkte onderhoudsruimte. Bij het selecteren is het noodzakelijk om padproducten te kiezen met een stabiele modulus en een lange levensduur om de werklast van later onderhoud te verminderen. Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de isolatieprestaties van de pads om ervoor te zorgen dat het modulusontwerp niet in strijd is met de isolatievereisten en om de normale werking van het stedelijke spoorwegsignaalsysteem te garanderen.
Hoe voer ik ter plaatse- detectie uit van de elasticiteitsmodulus van onder-railpads?
Voor detectie ter plaatse van de elasticiteitsmodulus van onder-railpads is het gebruik van een draagbare drukmodulustester vereist. Tijdens de test moeten verticale belastingen worden toegepast om de werkelijke werkomstandigheden te simuleren, en de belastingsgrootte komt overeen met de ontwerpasbelasting van de lijn. Vóór de test is het noodzakelijk om het vuil en de vlekken op het oppervlak van het kussentje te verwijderen om ervoor te zorgen dat het contactoppervlak tussen het kussentje en het testinstrument vlak is, om te voorkomen dat de testresultaten door slecht contact worden beïnvloed. Tijdens de test moet de vervorming van het kussen onder verschillende belastingen worden geregistreerd en moet de waarde van de elasticiteitsmodulus worden berekend via de spannings-rekcurve, en vergeleken met de ontwerpnorm om te beoordelen of deze aan de norm voldoet. Voor gelegde pads kan niet-destructieve testtechnologie worden gebruikt om indirect te evalueren of de modulus is veranderd door de interne structuur van de pads te detecteren via ultrasone golven. Bovendien is het noodzakelijk om regelmatig elektroden uit verschillende secties te halen voor herinspectie in het laboratorium, en om de modulusstabiliteit en de servicestatus van de elektroden uitgebreid te beoordelen in combinatie met testgegevens ter plaatse-.