Tehnologija lahke zasnove in rešitev za-prilagoditev povezave visoke trdnosti za ribje plošče
Katera so temeljna načela in cilji lahke zasnove ribjih plošč?
Osnovno načelo lahke zasnove ribjih plošč jezmanjšati porabo materiala ob predpostavki zagotavljanja trdnosti in togosti povezave. V procesu načrtovanja je treba uravnotežiti strukturne mehanske lastnosti in predelovalnost izdelave, da se izognemo nezadostni strukturni trdnosti zaradi prevelike lahke teže. Glavni cilj lahkega je zmanjšati lastno-težo ribje plošče. Lastno-težo ribiških plošč, ki se uporabljajo v težkih-železnicah, je treba zmanjšati za 15 %-20 %, maso ribiških plošč, ki se uporabljajo v železnicah za visoke hitrosti, pa za 20 %-25 %. Hkrati je treba zagotoviti, da je vzdolžna natezna trdnost večja ali enaka 500MPa in prečna upogibna trdnost večja ali enaka 300MPa, da se izpolnijo zahteve obremenitve vlaka. Poleg tega bi morala lahka zasnova izboljšati odpornost proti koroziji in odpornost proti utrujenosti ribiške plošče, podaljšati njeno življenjsko dobo, zmanjšati stroške vzdrževanja linije in uresničiti enotnost gospodarskih in družbenih koristi.
Kateri so ključni ukrepi strukturne optimizacije za lahko zasnovo ribjih plošč?
Osrednji strukturni optimizacijski ukrepi za lahko zasnovo ribjih plošč vključujejozasnova votle strukture, zasnova-preliva prečnega prereza in optimizacija prehoda zaobljenih. Zasnova votle strukture odpre eliptične votle luknje na ne-obremenjenih območjih ribje plošče. Smer dolge osi votlih lukenj je skladna z natezno smerjo. Velikost premera luknje se določi glede na analizo napetosti, običajno 20-30 mm. Votla struktura lahko zmanjša porabo materiala brez vpliva na nosilnost ribje plošče. Zasnova preliva-prečnega prereza je postopno zmanjševanje debeline prečnega-prereza ribje plošče od obeh koncev do sredine. Debelina obeh koncev je 20 mm, debelina sredine je 12 mm, dolžina gradientnega prehoda pa 50 mm. Ta zasnova lahko naredi porazdelitev napetosti bolj enakomerno, prepreči koncentracijo napetosti in hkrati zmanjša lastno težo. Optimizacija zaokroženega prehoda je povečati polmer posnetja luknje za vijak ribiške plošče z 2 mm na 8 mm in polmer zaobljenega roba s 3 mm na 10 mm, zmanjšati faktor koncentracije napetosti in izboljšati odpornost proti utrujenosti. Vse tri ukrepe je treba uporabiti v kombinaciji, strukturno trdnost pa je treba preveriti z analizo končnih elementov, da se zagotovi, da lahka ribja plošča izpolnjuje zahteve uporabe.
Kakšne so smernice za nadgradnjo materiala in zahteve glede zmogljivosti za lahko obliko ribjih plošč?
Smer nadgradnje materiala za lahko obliko ribjih plošč jeza zamenjavo navadnega ogljikovega jekla z visoko{0}}trdnim nizko{1}}legiranim strukturnim jeklom. Priporočeni materiali so Q460C in Q550D. Jeklo Q460C ima natezno trdnost večjo ali enako 460 MPa, mejo tečenja večjo ali enako 345 MPa, raztezek večji ali enak 18 % ter dobro varilno zmogljivost in plastičnost. Jeklo Q550D ima natezno trdnost večjo ali enako 550 MPa, mejo tečenja večjo ali enako 470 MPa, raztezek večji ali enak 16 %, odlično nizko{13}}temperaturno udarno žilavost in je primerno za uporabo v alpskih regijah. Zahteve glede učinkovitosti materiala vključujejo visoko trdnost, visoko žilavost in dobro odpornost proti koroziji. Visoka trdnost lahko zmanjša-debelino preseka ribje plošče, da doseže majhno težo; visoka žilavost lahko prepreči krhek zlom ribje plošče pod udarno obremenitvijo; dobra odpornost proti koroziji lahko podaljša njegovo življenjsko dobo v težkih okoljih. Poleg tega mora varilna zmogljivost materiala izpolnjevati zahteve za varjenje tirnih spojev, trdnost zvarjenega spoja pa ne sme biti manjša od 90 % trdnosti osnovne kovine, da se zagotovi zanesljivost povezave.
Katere so ključne točke prilagajanja povezave med lahkimi ribjimi ploščami in različnimi vrstami tirnic?
Ključne točke prilagajanja povezave med lahkimi ribjimi ploščami in različnimi vrstami letvic sonastavitev velikosti luknje za vijake in navora privijanja. Pri povezovanju s tirnicami po nacionalnem standardu 60 kg/m je premer luknje za vijake 24 mm, razmik med luknjami je 140 mm, navor zategovanja pa je nadzorovan pri 300-350 N·m, da se zagotovi, da sta ribiška plošča in tirnica tesno pritrjena brez rež. Pri povezovanju s tirnicami EU EN54E1 je premer luknje za vijake 22 mm, razmik med luknjami je 120 mm, navor zategovanja pa je nadzorovan pri 250-300N·m, da se prilagodi velikosti spojev standardnih tirnic EN. Pri povezovanju s severnoameriškimi tirnicami AAR136RE je premer luknje za vijake 26 mm, razmik med luknjami je 150 mm, navor zategovanja pa je nadzorovan pri 350-400N·m, da se izpolnijo zahteve za povezavo težkih-železnic. Pri povezovanju z ozko-tirnicami jugovzhodne Azije je premer luknje za vijake 20 mm, razmik med luknjami je 100 mm, navor zategovanja pa je nadzorovan pri 200–250 N·m, da se prilagodi majhni velikosti prečnega prereza ozkotirnih tirnic. Za povezavo je treba uporabiti visoko trdne vijake iz 40Cr, prednapetost pa se mora ujemati z zateznim momentom, da zagotovite, da trdnost povezave ustreza standardu.
Kakšne so metode zaznavanja trdnosti in sprejemljivi standardi za lahke ribje plošče?
Metode odkrivanja trdnosti za lahke ribje plošče vključujejonatezni preskus, upogibni preskus in preskus utrujenosti. Natezni preskus uporablja univerzalni preskusni stroj za raztezanje vzorca ribje plošče do zloma in beleži natezno trdnost in mejo tečenja. Merilna dolžina vzorca je 50 mm, hitrost raztezanja pa 2 mm/min. Preskus upogibanja uporablja tri{5}}točkovni preskusni stroj za upogibanje s polmerom upogibanja 50 mm in kotom upogibanja 180 stopinj, vzorec pa je kvalificiran, če ni razpok. Pri preskusu utrujenosti se uporablja visoko{9}}stroj za preskušanje utrujenosti za uporabo izmenične obremenitve, pri čemer je največja obremenitev 80 % nazivne natezne trdnosti in število ciklov 1×10⁷-krat. Vzorec je kvalificiran, če ni zloma. Standard sprejemljivosti temelji na GB/T 11265-2017, z natezno trdnostjo večjo ali enako 460MPa, mejo tečenja večjo ali enako 345MPa, brez razpok pri upogibnem preskusu in brez zloma pri preskusu utrujenosti. Pregled videza zahteva odsotnost razpok, deformacij, rje in drugih napak na površini ter dimenzijsko odstopanje lukenj za vijake Manjše ali enako ±0,5 mm. Razmerje vzorčenja za pregled je 10 vzorcev na serijo. Če je en vzorec nekvalificiran, se izvede dvojno vzorčenje. Če je dvojno vzorčenje še vedno neustrezno, se serija izdelkov oceni kot neustrezna.