Ontwerp van raildwars-sectie en optimalisering van spoor-wielcontact
Wat zijn de adaptieve optimalisaties voor zwaar{0}} transport in het dwars- ontwerp van de nationale standaardrail van 75 kg/m?
Om zich aan te passen aan de zware -vereiste van een aslast groter dan of gelijk aan 30 ton, heeft de nationale standaardrail van 75 kg/m een railkopbreedte van 73 mm, 3 mm breder dan de rail van 60 kg/m, waardoor het contactoppervlak van de wiel-rail groter wordt. De dikte van de railbasis bedraagt 15 mm, waardoor de longitudinale stijfheid wordt verbeterd en de vervorming onder zware belastingen wordt verminderd. De railwebdikte is 13 mm, waarbij een geleidelijk overgangsontwerp wordt aangenomen om de spanningsconcentratie te verspreiden. Het dwars-traagheidsmoment is ruim 25% hoger dan dat van de rail van 60 kg/m, waardoor de buigweerstand aanzienlijk wordt verbeterd. De totale dwarsdoorsnede voldoet aan de GB/T 2585-2017-standaard voor zwaar-transport, die de contactspanning tussen wiel en rail binnen 800 MPa kan regelen en de levensduur van de rail kan verlengen.
Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen de dwars-doorsnede van de buitenlandse standaard AREMA 136RE-rail en de nationale standaard 75kg/m-rail?
De AREMA 136RE-rail heeft een railkopbreedte van 76 mm, 3 mm breder dan de nationale standaardrail van 75 kg/m, die beter geschikt is voor de vorm van het wielloopvlak van Noord-Amerikaanse zware--treinen. De breedte van de railbasis is 171 mm, groter dan de 150 mm van de nationale standaardrail van 75 kg/m, wat een groter aardingsoppervlak en een sterkere stabiliteit oplevert. De railwebdikte bedraagt 14,3 mm, waarbij een ontwerp met gelijke-dikte en een eenvoudigere verwerkingstechnologie wordt toegepast. Het dwars-zwaartepunt van de dwarsdoorsnede is 68 mm hoog, iets lager dan de nationale standaardrail, waardoor het zwaartepunt van de lijn kleiner wordt. Het verschil in dwars-traagheidsmoment tussen de twee is ongeveer 10%. AREMA 136RE richt zich meer op laterale stabiliteit, terwijl de nationale norm 75 kg/m zich richt op draagvermogen in de lengterichting.
Hoe optimaliseert het transversale-ontwerp van hoge-snelheidsrails de vermoeidheid van het wiel-railcontact?
De railkop van hoge-snelheidsrails (zoals de nationale standaard van 60 kg/m hoge-snelheidsrails) heeft een boogovergangsontwerp en de kromtestraal komt overeen met het wielloopvlak van de hoge-snelheidsrails om de contactspanningsconcentratie te verminderen. De oppervlakteruwheid van de railkop wordt geregeld op Ra van minder dan of gelijk aan 0,8 μm, waardoor de wielwrijvingscoëfficiënt en vermoeidheidsslijtage worden verminderd. De diepte van de afgeschrikte laag van de railkop bedraagt 8-10 mm, met een hardheid van HRC38-42, waardoor de weerstand tegen vermoeidheid wordt verbeterd. De doorsnede heeft een symmetrisch ontwerp om een uniform wiel-railcontact te garanderen en overmatige eenzijdige slijtage te voorkomen. De overgangsstrook tussen het railweb en de railkop/railbasis is vergroot tot 12 mm, waardoor de spanning onder dynamische belastingen wordt verspreid en het ontstaan van vermoeiingsscheuren wordt vertraagd.
Welke speciale ontwerpen zijn vereist voor de dwars-doorsnede van de rail in gebogen lijnen?
De dwarsdoorsnede-van de rail in gebogen lijnen moet worden aangepast aan de hand van de bochtradius. Voor bochten met een kleine- straal (R kleiner dan of gelijk aan 600 m) wordt de binnenkant van de railkop met 2-3 mm verdikt om zijdelingse slijtage te voorkomen. De buitenzijde van de railbasis is 1-2 mm dik geworden om de laterale stijfheid te vergroten en omvallen van de rail te voorkomen. De dikte van de afgeschrikte laag aan de binnenkant van de railkop is 1-1,5 mm dikker dan die aan de buitenkant, aangepast aan de hogere slijtage-intensiteit aan de binnenkant. Het zwaartepunt in de dwarsdoorsnede verschuift 1-2 mm naar de binnenkant van de bocht om de zijdelingse belasting veroorzaakt door de middelpuntvliedende kracht in evenwicht te brengen. Het railweb heeft een asymmetrisch ontwerp en de dikte van het binnenrailweb is iets groter dan de buitenzijde om de weerstand tegen laterale vervorming te verbeteren.
Welke invloed hebben dwarsdoorsnedeparameters- op de selectie van onder-railbasisplaten?
De breedte van de railbasis bepaalt de steunbreedte van de basisplaat. De nationale standaardrail van 60 kg/m heeft bijvoorbeeld een railbasisbreedte van 132 mm en de steunbreedte van de basisplaat moet groter dan of gelijk zijn aan 140 mm om volledige dekking te garanderen. Het dwars-traagheidsmoment van de rail beïnvloedt de stijfheidskeuze van de basisplaat. Hoe groter het traagheidsmoment, des te lager kan de stijfheid van de basisplaat zijn om rigide conflicten te voorkomen. De gewichtsverdeling van de railkop beïnvloedt de spanningsuniformiteit van de basisplaat, die volledig contact moet garanderen tussen de basisplaat en de railbasis zonder hangende delen. De afschuining van de raildwars-sectie moet overeenkomen met het sleufontwerp van de basisplaat om te voorkomen dat ongelijkmatige spanning op de basisplaat leidt tot schade. Rails met verschillende dwars-doorsneden hebben verschillende druksterkte-eisen voor de basisplaat, en de druksterkte van de basisplaat die overeenkomt met zware-trekrails moet groter zijn dan of gelijk zijn aan 50 MPa.