Sliežu paliktņu elastības modulis un vibrāciju slāpēšanas veiktspēja
Kā zemsliežu{0}}pamatplākšņu elastības modulis ietekmē vilciena kustības komfortu?
Zem{0}}sliežu pamatnes plākšņu elastības modulis ir triecienu absorbcijas veiktspējas galvenais rādītājs, kas tieši ietekmē vilciena kustības vienmērīgumu un komfortu. Kad elastības modulis ir pārāk zems (<80MPa), the base plate is prone to excessive compressive deformation, leading to excessive rail settlement and obvious jolting when trains pass. When the elastic modulus is too high (>150 MPa), pamatplāksne ir pārāk stingra, lai efektīvi absorbētu riteņa -sliežu trieciena vibrācijas, un vibrācija tiek tieši pārnesta uz ratiņiem, ietekmējot braukšanas pieredzi. Atbilstošs elastības modulis (80-120 MPa) ļauj pamatplāksnei radīt mērenu elastīgu deformāciju slodzes laikā, samazinot vibrācijas frekvenci līdz cilvēka komforta diapazonam (10-20 Hz). Ātrgaitas vilcieniem ir augstākas prasības komfortam, parasti izvēloties pamatplāksnes ar elastības moduli 90-110 MPa, kas var samazināt vibrācijas pārraidi par vairāk nekā 30% un uzlabot pasažieru pieredzi. Izšķiroša nozīme ir arī elastības moduļa viendabīgumam; novirze ir mazāka par vai vienāda ar ±10%, var izvairīties no nevienmērīgas vietējās sliežu ceļa stingrības un nodrošināt visa diapazona komfortu.
Kāpēc smagajām{0}}vilkšanas līnijām ir vajadzīgas zem-sliežu pamatnes plāksnes ar augstu elastības moduli?
Smagajām{0}}vilkšanas līnijām ir liela ass slodze (lielāka vai vienāda ar 25 t) un spēcīgi riteņu-sliežu trieciena spēki. Zem sliedes esošās pamatnes plāksnes ar augstu elastības moduli (120-150 MPa) var nodrošināt pietiekamu gultņu stingrību, lai izvairītos no pārmērīgas deformācijas. Augsta elastības moduļa pamatplāksnēm ir spiedes izturība, kas ir lielāka par vai vienāda ar 25 MPa, kas var izturēt ilgstošas lielas slodzes saspiešanu bez paliekošas deformācijas, nodrošinot sliežu ceļa ģeometriskā stāvokļa stabilitāti. Smago vilkšanas līniju balasta vai sliežu ceļa plātnes iztur milzīgas slodzes; augsta elastības moduļa pamatplāksnes var vienmērīgi pārnest slodzi uz pamatu, samazinot lokālo sprieguma koncentrāciju un aizsargājot sliežu ceļa konstrukciju. Ja tiek atlasītas zema elastības moduļa pamatplāksnes, tās ir pakļautas noguruma sabrukšanai, izraisot nevienmērīgu sliežu pacēlumu, palielinot riteņu{14}}sliežu nodilumu un līnijas uzturēšanas izmaksas. Augsta elastības moduļa pamatplāksnēm ir lielāka bīdes pretestība, kas var pretoties gareniskajam spēkam, kas rodas, startējot un bremzējot smagsvara vilcienus, izvairīties no pamatnes plāksnes slīdēšanas un nodrošināt līnijas drošību.
Kādas ir elastības moduļa konstrukcijas atšķirības starp ārvalstu standarta un valsts standarta zem-sliežu pamatplāksnēm?
Valsts standarta zem-sliežu pamatplākšņu elastības moduļa dizains ir vērsts uz pielāgošanos dažādām iekšzemes līniju vajadzībām: 80-100 MPa parastajām ātruma līnijām, 90-120 MPa ātrgaitas līnijām un 120{8}}151 MPa lielam diapazona līnijām. Ārvalstu standarti, piemēram, vācu Vossloh pamatplāksnes, koncentrējas uz ātrgaitas un smago pārvadājumu scenārijiem ar koncentrētāku elastības moduļa dizaina diapazonu (100–150 MPa) un stingrāku novirzes kontroli (mazāk par ±5%), lai nodrošinātu veiktspējas konsekvenci. Japānas JR standarta bāzes plāksnes ir paredzētas zemestrīcēm pakļautām zonām ar nedaudz zemāku elastības moduli (90-110 MPa), līdzsvarojot triecienu absorbciju un deformācijas pretestību, lai uzlabotu līnijas seismisko veiktspēju. Dažām Eiropas un Amerikas pamatplāksnēm ir izmantots gradienta elastības moduļa dizains: virsmas slānim ir zems elastības modulis (80–90 MPa) triecienu absorbcijai, un apakšējam slānim ir augsts elastības modulis (130–150 MPa), kas nodrošina funkcionālo zonējumu. Valsts standarta pamatplāksnēm lielāka uzmanība tiek pievērsta izmaksu un veiktspējas līdzsvaram, savukārt ārvalstu standarta pamatplāksnēm ir augstākas prasības attiecībā uz materiālu formulēšanu un apstrādes precizitāti, ar labāku elastības moduļa stabilitāti, pielāgojoties augstākās klases līniju vajadzībām.
Vai zem-sliedes pamatnes plākšņu elastības modulis samazināsies līdz ar kalpošanas laiku? Kādi ir iemesli?
Zem{0}}sliedes pamatnes plākšņu elastības modulis pakāpeniski samazināsies, palielinoties kalpošanas laikam, kas ir materiāla novecošanas, noguruma bojājumu un citu faktoru kopējās ietekmes rezultāts. Ilgstošas slodzes gadījumā gumijas pamatplākšņu iekšējās gumijas molekulārās ķēdes pārtrūks, elastības atjaunošanas spēja samazināsies, izraisot elastības moduļa samazināšanos par gadu-par-gadiem ar vājinājuma pakāpi aptuveni 15-20% pēc 5 gadiem. Poliuretāna pamatplāksnēm ir labāka novecošanās izturība, taču ilgstoša saules gaismas un skābekļa iedarbība arī izraisīs materiāla sacietēšanu, un elastības modulis nedaudz palielināsies (mazāk par 10%). Vides faktori paātrina vājināšanos: gumijas pamatnes plāksnes augstas temperatūras un augsta mitruma zonās ir pakļautas mitruma absorbcijai un novecošanai, un elastības moduļa vājināšanās līmenis ir par 5–8% lielāks nekā sausās vietās; ķīmiskās vielas sāļu-sārmu zonās korodēs pamatplāksnes materiālu un sabojās elastīgo struktūru. Ja līnijas apkope netiek veikta savlaicīgi, pamatplāksnes virsmas nodilums un gružu uzkrāšanās izraisīs nevienmērīgu lokālu spriegumu, paātrinot elastības moduļa vājināšanos. Regulāra nomaiņa (gumijas pamatplāksnes ik pēc 5-8 gadiem, poliuretāna pamatplāksnes ik pēc 10-15 gadiem) var izvairīties no elastības moduļa vājināšanās ietekmes uz līnijas veiktspēju.
Kā noteikt, vai zem-sliedes pamatnes plātņu elastības modulis atbilst standartam?
Lai noteiktu zem-sliedes pamatnes plākšņu elastības moduli, ir nepieciešama īpaša spiediena pārbaudes iekārta, lai veiktu kompresijas testus saskaņā ar GB/T 18173.3-2019 vai EN 13146 standartiem. Sagatavojiet 3 paraugu grupas (100 mm × 100 mm × 10 mm) un 24 stundas turiet tos nemainīgā temperatūrā 23 grādi ±2 grādos, lai novērstu temperatūras efektus. Novietojiet paraugu uz testēšanas iekārtas, veiciet 0,5 MPa priekšslodzi, pēc tam ielādējiet to līdz 5 MPa ar ātrumu 1 mm/min, reģistrējiet saspiešanas apjomu un aprēķiniet elastības moduli (E=spriegums/deformācija). Ja testa rezultāts ir projektētajā diapazonā un 3 paraugu grupu novirze ir mazāka vai vienāda ar ±10%, tas tiek uzskatīts par kvalificētu. Uz vietas sliežu ceļa stingrību var noteikt ar sliežu ceļa pārbaudes transportlīdzekli, lai netieši secinātu pamatplāksnes elastības moduli; ja sliežu ceļa stinguma novirze pārsniedz 15%, ir nepieciešama paraugu ņemšana un demontāžas pārbaude. Ekspluatācijas līnijām ultraskaņas testēšanu var izmantot, lai novērtētu pamatplāksnes iekšējās struktūras stāvokli, izmantojot skaņas viļņu izplatīšanās ātrumu un novērtētu elastības moduļa vājināšanās pakāpi. Nekvalificētas pamatplāksnes ir jānomaina savlaicīgi, lai neietekmētu līnijas drošību un komfortu.