Korelacijski mehanizem med zakonom o dušenju prednapetosti vzmetnih sponk in temperaturno ciklično obremenitvijo
Koliko bo prednapetost elastične sponke upadla, ko se temperatura spremeni za 30 stopinj, in zakaj kaže periodične spremembe?
Ko se temperatura spremeni za 30 stopinj, bo prednapetost elastične sponke upadla za 8 %-12 %, kar kaže periodična nihanja s temperaturnimi cikli. Pri visokih temperaturah toplotno raztezanje materiala elastične sponke poveča elastično deformacijo, notranja napetost se zmanjša in prednapetost pade; pri nizkih temperaturah se material ohlaja, elastična deformacija se zmanjša in notranja napetost se povrne, kar povzroči odboj prednapetosti. Vendar pa v vsakem ciklu pride do rahlega lezenja, kar povzroči sprostitev napetosti, prednapetost pa se ne more popolnoma vrniti na začetno vrednost. Pri dolgotrajnih temperaturnih ciklih se bo prednapetost elastične sponke še naprej zmanjševala in sčasoma padla pod projektno vrednost, kar bo povzročilo zrahljanje tirnice.
Zakaj linije v območjih z visoko{0}}temperaturo izberejo elastične sponke 60Si2CrA namesto elastičnih sponk 60Si2MnA?
Temperatura okolja v območjih z visoko{0}}temperaturo lahko doseže nad 50 stopinj. Modul elastičnosti elastičnih sponk 60Si2MnA pri visoki-temperaturi se hitro zmanjša, stopnja lezenja je visoka in stopnja upadanja prednapetosti doseže 15 % na leto. 60Elastični sponke Si2CrA dodajo elemente kroma z bolj-temperaturno stabilnostjo, manjšim zmanjšanjem modula elastičnosti, 40-odstotnim zmanjšanjem hitrosti lezenja in stopnja upada prednapetosti le 6 % na leto. Poleg tega je visokotemperaturna natezna trdnost elastičnih sponk 60Si2CrA 120 MPa višja kot pri elastičnih sponkah 60Si2MnA, ki so odporne na plastično deformacijo pri visokih temperaturah. Zato morajo visoko{20}}temperaturne cevi izbrati elastične sponke 60Si2CrA z boljšim-temperaturnim delovanjem.
Razmerje med upadanjem prednapetosti elastičnih sponk in hitrostjo spremembe temperature tirnice, zakaj je hitrejša stopnja, hujši je upad?
Hitrejša ko je stopnja spremembe temperature tirnice, bolj zaostaja odziv na toplotno raztezanje in krčenje materiala elastične sponke in večja je amplituda mutacije notranje napetosti. Med hitrim segrevanjem se elastična sponka ne more pravočasno razširiti, kar povzroči natezno napetost v notranjosti in pospeši lezenje; med hitrim ohlajanjem se elastična sponka ne more pravočasno skrčiti, kar ustvarja tlačno napetost v notranjosti in povzroča elastično utrujenost. Ko stopnja spremembe temperature tirnice preseže 5 stopinj / uro, se stopnja upada prednapetosti elastične sponke poveča za 30 %. Sprememba temperature tirnice pri običajnih-hitrostnih progah je nežna, običajno manj kot ali enaka 3 stopinjam /h, propadanje elastičnih sponk pa je počasno; pogosto zaviranje in pospeševanje vlakov na-hitrostnih progah povzroči hitre spremembe temperature tirnic, zaradi česar je propadanje elastičnih sponk pomembnejše.
Kakšen vpliv bo imelo zmanjšanje vpenjalne sile elastičnih sponk v nizko-temperaturnem okolju na geometrijske dimenzije proge?
Pri nizkih temperaturah se modul elastičnosti materiala elastične sponke poveča, vpenjalna sila pa se zmanjša, zaradi česar je nemogoče učinkovito zakleniti tirnico. Tirnica bo povzročila vzdolžni premik zaradi temperaturnega krčenja, kar bo povzročilo širjenje rež v tirnicah in povečanje odstopanja tirnice. Ko odstopanje širine preseže 2 mm, bo vlak povzročil bočni udarec, ko bo peljal skozi ukrivljeni odsek, kar bo poslabšalo obrabo koles-tirnice. Hkrati bo nezadostna vpenjalna sila elastične sponke povzročila neenakomerno obremenitev pod-tirne blazine, povečala lokalno kompresijsko deformacijo in zmanjšala gladkost tira. V dolgotrajnem -nizko{8}}temperaturnem okolju se bo odstopanje geometrijskih dimenzij tirnice nenehno kopičilo, kar bo povečalo stroške vzdrževanja proge in celo vplivalo na varnost vožnje.
Kako nadzorovati periodično upadanje prednapetosti elastične sponke s temperaturno kompenzacijo na mestu?
Na mestu se lahko uporabi metoda temperaturne kompenzacije za prilagoditev namestitvene prednapetosti elastične sponke glede na temperaturo tirnice. Ko je temperatura tirnice višja od 35 stopinj, povečajte prednapetost za 5%-8%, da izravnate upad visoke-temperature; ko je temperatura tirnice nižja od 0 stopinj, zmanjšajte prednapetost za 3 %-5 %, da se izognete krhkemu lomu pri nizki temperaturi. Hkrati je mogoče izbrati bimetalne elastične sponke, katerih razpon nihanja elastičnega modula s spremembo temperature je za 50 % manjši kot pri običajnih elastičnih sponkah, upadanje prednapetosti pa je bolj nežno. Poleg tega redno zaznavajte prednapetost elastičnih sponk in jih zategnite ali zamenjajte pravočasno, ko upad preseže 10 %, da zagotovite dolgoročno stabilnost tira.