Tecnologia de classificação de módulo elástico de esteira e esquemas de adaptação para diferentes requisitos de redução de vibração da pista
Quais são a base central e a divisão do intervalo de classificação da classificação do módulo de elasticidade das almofadas sob os-trilhos?
A base principal para a classificação do módulo de elasticidade dos coxins inferiores-dos trilhos tem duas dimensões:demanda de redução de vibração e nível de carga da linha. Os dois precisam ser coordenados para garantir a estabilidade da linha e o efeito de redução de vibração. A exigência de redução de vibração é determinada pela velocidade de operação do trem. Quanto maior a velocidade, maior a frequência de vibração do trilho-da roda e mais pastilhas-de módulo elástico baixo serão necessárias para amortecer a vibração. O nível de carga é determinado pela carga por eixo do trem. Quanto maior a carga do eixo, maior a pressão na almofada e mais-almofadas de módulo elástico alto serão necessárias para resistir à deformação plástica. Com base nestes dois critérios, o módulo de elasticidade é dividido em três intervalos centrais: obaixo grau de módulo elásticoé 200-300MPa, adequado para linhas ferroviárias de alta velocidade com velocidade de 250-350km/h; ograu de módulo elástico médioé 400-600MPa, adequado para ferrovias de velocidade normal e trens expressos urbanos com velocidade de 120-200km/h; oalto grau de módulo elásticoé 700-1000MPa, adequado para ferrovias de transporte pesado com carga por eixo superior a 30t. A divisão dos intervalos de avaliação não é fixa. Também precisa ser ajustado de acordo com as condições geológicas da linha. Por exemplo, linhas de subleito de solo macio podem escolher um limite inferior de módulo de elasticidade dentro do grau correspondente para melhorar a redução de vibração e a capacidade de amortecimento. Este método de classificação não apenas atende às necessidades diferenciadas de diferentes linhas, mas também fornece uma base para a produção padronizada de almofadas.
Quais são os pontos de otimização da fórmula do material de plataformas ferroviárias de alta-velocidade e baixo módulo de elasticidade?
O material das almofadas ferroviárias-de alta velocidade e baixo módulo de elasticidade é baseado emelastômero de poliuretano (PU). O núcleo da otimização da fórmula é equilibrar o desempenho da redução de vibração e o desempenho do conjunto de compressão. Primeiro, é necessário ajustar a proporção entre segmentos duros e segmentos macios de poliuretano. O conteúdo do segmento leve aumentou para 65%-70%. Os segmentos macios são compostos de poliéter poliol, que pode aumentar a elasticidade e flexibilidade da almofada e reduzir o módulo de elasticidade. O conteúdo do segmento difícil é controlado em 30%-35%. Os segmentos duros são compostos de isocianato para garantir a resistência à tração e ao rasgo da almofada. Em segundo lugar, o agente de reforço de nano-carbonato de cálcio é adicionado com uma dosagem de 5%-8% do material da matriz. O nano-carbonato de cálcio pode ser uniformemente disperso na matriz de poliuretano para melhorar o desempenho de compressão da almofada e evitar deformação excessiva sob carga-de longo prazo. Ao mesmo tempo, são adicionados agente anti-envelhecimento e agente anti{26}}hidrólise, cada um com uma dosagem de 1%-2%. O ambiente de serviço das linhas ferroviárias de alta velocidade é complexo. O agente anti-envelhecimento pode melhorar a resistência UV da almofada, e o agente anti-hidrólise pode impedir o envelhecimento hidrolítico da almofada em ambientes úmidos. Finalmente, um processo de vulcanização dinâmica é adotado para fazer com que o material forme uma estrutura de rede interpenetrante. O módulo de elasticidade da almofada otimizada é mantido de forma estável em cerca de 250MPa, e a taxa de compressão é menor ou igual a 5%, o que atende totalmente aos requisitos de redução de vibração das linhas ferroviárias de alta velocidade.
Quais são os pontos de projeto estrutural de plataformas de transporte pesado-de alto módulo de elasticidade?
O projeto estrutural de plataformas de transporte pesado-de alto módulo elástico deve se concentrar em três objetivos:aumentando a capacidade-de carga, dispersando o estresse e melhorando a resistência ao desgaste. Primeiro, umestrutura de esqueleto de aço embutidaé adotado. Um esqueleto de aço inoxidável com espessura de 2 mm está embutido no meio da almofada. A forma do esqueleto de aço é consistente com a almofada e as bordas são chanfradas para evitar concentração de tensão. O esqueleto de aço pode distribuir uniformemente a carga por toda a almofada, melhorar a capacidade anti-deformação e permitir que a almofada resista a impactos repetidos de cargas por eixo acima de 30t. Segundo,linhas antiderrapantes-em forma de diamante-são projetados nas superfícies superior e inferior da almofada. A profundidade das linhas é de 1,5 mm e a largura é de 3 mm. As linhas antiderrapantes podem aumentar o atrito entre a almofada e o trilho, dormente, evitar que a almofada escorregue durante a operação do trem, e as linhas podem armazenar uma pequena quantidade de óleo lubrificante para reduzir o atrito e o desgaste entre a almofada e o trilho. Finalmente, a borda da almofada é projetada como umestrutura de transição de arcocom um raio de transição de 10mm. Em linhas-de transporte pesado, a borda da almofada está sujeita a rachaduras devido à concentração de tensão. A transição do arco pode reduzir o fator de concentração de tensão na borda e melhorar a resistência à fadiga da almofada. Após a conclusão do projeto estrutural, a análise de simulação de elementos finitos é necessária para simular as condições de carga de trens de transporte-pesados, garantindo que a tensão máxima da almofada seja menor ou igual à tensão admissível do material e a deformação menor ou igual a 0,5 mm.
Quais são os métodos de teste e os pontos de controle de precisão do módulo de elasticidade dos coxins-sob os trilhos?
O teste do módulo de elasticidade dos coxins-sob o trilho é realizado de acordo comBorracha, vulcanizada ou termoplástica - Determinação da tensão de compressão-propriedades de deformação(GB/T 7757). As etapas principais do teste são divididas em três links: preparação da amostra, teste de compressão e cálculo de dados. Para a preparação da amostra, devem ser retiradas amostras de diferentes partes da almofada, 5 amostras por lote. O tamanho da amostra é um cilindro com diâmetro de 29 mm e altura de 12 mm. Durante a amostragem, devem ser evitadas estruturas reforçadas, como esqueletos de aço, para garantir a uniformidade da amostra. O teste de compressão utiliza uma máquina de teste eletrônica universal. A amostra é colocada entre as placas de pressão superior e inferior da máquina de teste e uma carga de compressão é aplicada a uma velocidade de 5 mm/min. O valor da tensão quando a quantidade de compressão é de 10% é registrado. O módulo de elasticidade é calculado pela fórmula E=εσ, onde σ é a tensão de compressão e ε é a deformação compressiva. Existem três pontos principais de controle de precisão: primeiro, a temperatura do ambiente de teste deve ser controlada em 23±2 graus. Temperatura excessivamente alta ou baixa afetará as propriedades elásticas do material e levará a desvios nos resultados dos testes; segundo, o desvio de paralelismo da amostra menor ou igual a 0,05 mm. O não cumprimento dos requisitos de paralelismo causará tensão desigual na amostra e afetará a precisão do valor da tensão; terceiro, o desvio padrão dos resultados do teste de 5 amostras por lote menor ou igual a 10MPa. Se o desvio padrão for muito grande, será necessária uma nova-amostragem e testes para garantir a confiabilidade dos resultados do teste.
Quais são os esquemas de adaptação e ajuste do módulo de elasticidade das almofadas sob{0}}trilhos em diferentes ambientes climáticos?
A adaptação do módulo de elasticidade e o ajuste dos coxins sob{0}}os trilhos em diferentes ambientes climáticos devem ser combinados com as leis de influência da temperatura e da umidade, e a fórmula e a estrutura do material devem ser otimizadas de maneira direcionada. Emregiões alpinas(temperatura média anual menor ou igual a -10 graus), o módulo de elasticidade do material aumentará com a diminuição da temperatura. Portanto, o limite inferior do intervalo do módulo de elasticidade do grau de linha correspondente deve ser selecionado. Por exemplo, o módulo de elasticidade de plataformas ferroviárias de alta-velocidade é ajustado para 200-220MPa. Ao mesmo tempo, plastificantes resistentes-ao frio são adicionados ao material com uma dosagem de 3% a 5% para melhorar a resistência da almofada em baixas temperaturas e evitar fraturas frágeis em baixas temperaturas. Emregiões de alta-temperatura e alta{1}}umidade(temperatura média anual maior ou igual a 25 graus, umidade relativa maior ou igual a 80%), o material é propenso a amolecimento e hidrólise. É necessário selecionar o limite superior do módulo elástico. Por exemplo, o módulo de elasticidade de plataformas ferroviárias de velocidade-comuns é ajustado para 550-600MPa. Ao mesmo tempo, estabilizadores-resistentes ao calor e agentes anti{9}}hidrólise são adicionados para melhorar a resistência a altas temperaturas e à hidrólise da almofada e evitar a rápida atenuação do módulo de elasticidade. Emregiões salinas-alcalinas, íons salinos-alcalinos no solo são propensos a corroer a almofada. Um revestimento de fluorocarbono com espessura de 0,5 mm deve ser pulverizado na superfície da almofada. O revestimento pode isolar a erosão de íons alcalinos- salinos e tem alta dureza, o que pode melhorar a resistência ao desgaste da pastilha. O módulo elástico não precisa ser ajustado significativamente e o valor padrão da linha correspondente pode ser mantido. A almofada ajustada precisa passar por um teste de simulação ambiental. Após envelhecimento por 1000 horas no ambiente climático correspondente, a taxa de alteração do módulo de elasticidade é menor ou igual a 8% antes de poder ser colocado em uso.