Tecnologia de design leve e solução de adaptação de conexão de alta-resistência para placas de pesca
Quais são os princípios e objetivos fundamentais do design leve para placas de pesca?
O princípio básico do design leve para placas de peixe éminimizar o consumo de material com a premissa de garantir resistência e rigidez da conexão. No processo de projeto, é necessário equilibrar as propriedades mecânicas estruturais e a processabilidade de fabricação para evitar resistência estrutural insuficiente devido ao peso leve excessivo. O principal objetivo do peso leve é reduzir o peso-próprio da placa de pesca. O peso-próprio dos fishplates usados em ferrovias de{5}}transporte pesado deve ser reduzido em 15%-20%, e o dos fishplates usados em ferrovias de alta velocidade deve ser reduzido em 20%-25%. Ao mesmo tempo, é necessário garantir que a resistência à tração longitudinal seja maior ou igual a 500MPa e a resistência à flexão transversal seja maior ou igual a 300MPa para atender aos requisitos de carga do trem. Além disso, o design leve também deve melhorar a resistência à corrosão e à fadiga da placa de peixe, prolongar a sua vida útil, reduzir os custos de manutenção da linha e concretizar a unidade de benefícios económicos e sociais.
Quais são as principais medidas de otimização estrutural para projetos leves de placas de pesca?
As principais medidas de otimização estrutural para projetos leves de placas de pesca incluemprojeto de estrutura oca, projeto de gradiente-de seção transversal e otimização de transição de filete. O projeto da estrutura oca visa abrir furos ocos elípticos nas-áreas não tensionadas da placa de fixação. A direção do eixo longo dos furos ocos é consistente com a direção de tração. O tamanho do diâmetro do furo é determinado de acordo com a análise de tensão, geralmente 20-30mm. A estrutura oca pode reduzir o consumo de material sem afetar a capacidade de carga da placa de peixe. O projeto-de gradiente da seção transversal visa reduzir gradualmente a-espessura da seção transversal da placa de fixação de ambas as extremidades até o meio. A espessura de ambas as extremidades é de 20 mm, a espessura do meio é de 12 mm e o comprimento da transição gradiente é de 50 mm. Este projeto pode tornar a distribuição de tensão mais uniforme, evitar a concentração de tensão e, ao mesmo tempo, reduzir o peso próprio. A otimização da transição do filete consiste em aumentar o raio do chanfro do orifício do parafuso da placa de fixação de 2 mm para 8 mm e o raio do filete da borda de 3 mm para 10 mm, reduzir o fator de concentração de tensão e melhorar a resistência à fadiga. As três medidas precisam ser usadas em combinação, e a resistência estrutural deve ser verificada por análise de elementos finitos para garantir que a placa de pesca leve atenda aos requisitos da aplicação.
Quais são as instruções de atualização de material e os requisitos de desempenho para projetos leves de placas de pesca?
A direção de atualização de material para design leve de placas de pesca ésubstituir o aço carbono comum por aço estrutural de alta-resistência e baixa{1}}liga. Os materiais recomendados são Q460C e Q550D. O aço Q460C tem resistência à tração maior ou igual a 460MPa, limite de escoamento maior ou igual a 345MPa, alongamento maior ou igual a 18% e bom desempenho de soldagem e plasticidade. O aço Q550D tem resistência à tração maior ou igual a 550MPa, limite de escoamento maior ou igual a 470MPa, alongamento maior ou igual a 16%, excelente resistência ao impacto em baixas-temperaturas e é adequado para uso em regiões alpinas. Os requisitos de desempenho do material incluem alta resistência, alta tenacidade e boa resistência à corrosão. Alta resistência pode reduzir a-espessura da seção transversal da placa de fixação para obter leveza; a alta tenacidade pode evitar que a placa de peixe frature sob carga de impacto; boa resistência à corrosão pode prolongar sua vida útil em ambientes agressivos. Além disso, o desempenho de soldagem do material deve atender aos requisitos de soldagem das juntas ferroviárias, e a resistência da junta soldada não deve ser inferior a 90% da resistência do metal base para garantir a confiabilidade da conexão.
Quais são os principais pontos de adaptação da conexão entre placas de fixação leves e diferentes tipos de trilhos?
Os principais pontos de adaptação da conexão entre placas de fixação leves e diferentes tipos de trilhos sãoajustando o tamanho do furo do parafuso e o torque de aperto. Ao conectar com trilhos de padrão nacional de 60 kg/m, o diâmetro do furo do parafuso é de 24 mm, o espaçamento do furo é de 140 mm e o torque de aperto é controlado a 300-350N·m para garantir que a placa de fixação e o trilho estejam firmemente presos sem folgas. Ao conectar com trilhos EU EN54E1, o diâmetro do furo do parafuso é de 22 mm, o espaçamento do furo é de 120 mm e o torque de aperto é controlado em 250-300N·m para se adaptar ao tamanho da junta dos trilhos padrão EN. Ao conectar com trilhos AAR136RE norte-americanos, o diâmetro do furo do parafuso é de 26 mm, o espaçamento do furo é de 150 mm e o torque de aperto é controlado em 350-400N·m para atender aos requisitos de conexão de ferrovias de-transporte pesado. Ao conectar com trilhos de bitola estreita do Sudeste Asiático, o diâmetro do furo do parafuso é de 20 mm, o espaçamento do furo é de 100 mm e o torque de aperto é controlado em 200-250 N·m para se adaptar ao pequeno tamanho da seção transversal dos trilhos de bitola estreita. Parafusos de alta resistência feitos de 40Cr devem ser usados para conexão, e a pré-carga deve corresponder ao torque de aperto para garantir que a resistência da conexão atenda ao padrão.
Quais são os métodos de detecção de resistência e padrões de aceitação para placas de pesca leves?
Os métodos de detecção de resistência para placas de pesca leves incluemteste de tração, teste de flexão e teste de fadiga. O teste de tração usa uma máquina de teste universal para esticar a amostra da placa de peixe até a fratura e registra a resistência à tração e o limite de escoamento. O comprimento de referência da amostra é de 50 mm e a velocidade de alongamento é de 2 mm/min. O teste de flexão usa uma máquina de teste de flexão de três pontos com um raio de flexão de 50 mm e um ângulo de flexão de 180 graus, e a amostra é qualificada se não houver rachadura. O teste de fadiga usa uma máquina de teste de fadiga de alta-frequência para aplicar carga alternada, com a carga máxima sendo 80% da resistência à tração nominal e o número de ciclos sendo 1×10⁷ vezes. A amostra é qualificada se não houver fratura. O padrão de aceitação é baseado em GB/T 11265-2017, com resistência à tração maior ou igual a 460MPa, resistência ao escoamento maior ou igual a 345MPa, sem trincas no teste de flexão e sem fratura no teste de fadiga. A inspeção de aparência não requer rachaduras, deformações, ferrugem e outros defeitos na superfície, e o desvio dimensional dos furos dos parafusos é menor ou igual a ± 0,5 mm. A taxa de amostragem para inspeção é de 10 amostras por lote. Se uma amostra não for qualificada, será realizada amostragem dupla. Caso a dupla amostragem ainda não seja qualificada, o lote de produtos será considerado não qualificado.