В основі розрахунку безстикової колії на міцність за таким підходом лежить формула
, (7.2)
де: – максимальні розтягуючі температурні напруження, МПа;
– залишкові напруження металургійного походження в головці рейок;
Км – коефіцієнт запасу міцності;
– максимально ймовірні нормальні розтягуючі напруження в головці рейки від коліс рухомого складу, МПа;
– допустимі напруження для рейки з тріщиною, МПа.
Нормальні розтягуючі напруження в головці рейки від коліс рухомого складу, коли вона працює в зоні від'ємного прогину, в умовах рівнопружної основи колії можуть досягати до 25% стискуючих напружень, а при нерівнопружній основі колії та наявності нерівностей на рейці або колесі - до повної величини стискуючих напружень. Сполучення розтягуючих напружень від згину рейки з залишковими напруженнями того ж знаку при наявності в поверхневих шарах головки концентратів в вигляді тріщин суттєво знижують міцність рейок (табл. 7.1)
Таблиця 7.1 Залежність руйнуючого навантаження від напрацьованого тоннажу
Напрацьований тоннаж, млн.т. брутто | 0 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
Зниження руйнуючого навантаження для рейок Р65,% | 100 | 97 | 94 | 90 | 85 | 82 | 75 |
Виходячи із нерівностей (7.2), допустиме зниження температури рейкових плітей за умовою гарантії відсутності крихкого зламу рейки з дефектом, тобто коли ще не відбувається крихкий злам рейки з дефектом заданого розміру, визначається таким чином
, (7.3)
або
, (7.4)
де: – зниження температури рейкових плітей, еквівалентне дії поїзного навантаження по відношенню до головки рейки.
Значення розтягуючих напружень в головці рейки типу Р65 в зоні оберненого прогину для колії з залізобетонними шпалами взимку можуть складати від 20 до 40 МПа від дії рухомого складу. Проте при проходженні колеса з повзуном, а також в місцях просідань колії до 40 мм в головці рейки можуть з'явитися розтягуючі напруження біля 160 – 200 МПа.
В нових рейках стандартного виробництва в поверхневих шарах, що межують з поверхнею кочення головки, мають місце розтягуючі залишкові напруження, які складають в середньому 80 МПа для нетермозміцнених рейок і 120 МПа – для термозміцнених. Максимальна величина таких напружень може доходити на глибині 4-5 мм до 200 МПа.
Під дією зовнішніх сил відбувається інтенсивне змінювання залишкових напружень. В нетермозміцнених рейках залишкові напруження на поверхні головки зменшуються більше, ніж вдвічі в початковий період експлуатації, в термозміцнених рейках залишкові напруження змінюються в процесі експлуатації протягом більш тривалою періоду. В зв’язку з певною невизначенністю, в розрахунках прийнято, що залишкові напруження в нетермозміцнених рейках в глибині головки складають 20 МПа, а в термозміцнених – 60 МПа.
Значення приймається із умови недопущення при мінімальній температурі крихкого зламу рейки з дефектом, який ще не може бути виявленим дефектоскопними засобами. Зі зниженням температури знижується і критичний розмір тріщин, які приводять до крихкого руйнування рейки. Але в кожному конкретному випадку при одній і тій же температурі рейки ламаються від тріщин різного розміру і навпаки – рейки з однаковими тріщинами ламаються при різних температурах. Іншими словами, рейка з малою тріщиною може зламатися і при малих поїзних навантаженнях, якщо велика різниця між температурою закріплення пліті і температурою, при якій відбувся злам.
Спостереження та статистична обробка фактичного матеріалу по зламу рейок показала, що значення температурних розтягуючих напружень при зламі рейкових плітей не перевищує 80 – 100 МПа при величині площі поперечної тріщини в головці за 21-м малюнком від 20 до 90% перерізу головки для незміцнених рейок. Тому з позиції забезпечення безпеки руху допустимий рівень розтягуючих напружень в головці з дефектами контактно-втомленого походження необхідно пов'язувати з чутливістю дефектоскопних пристроїв та періодичності контролю рейок в колії. Зараз сучасними дсфектоскопними засобами може бути виявлений мінімальний розмір внутрішньої тріщини втомленого походження, який складає 12 мм.
Аналіз температурних умов роботи безстикової колії на залізницях України [1] показує, що мінімальні температури рейок tminmin знаходяться в межах від - 26°С до - 40°С (крім Севастополя - 22°С та Феодосії - 25°С). Тому для температурних умов залізниць України допустимі величини розтягуючих напружень в головці рейки типу Р65 складають [28]:
= 390 МПа для термічнозміцнених;
= 270 МПа для незміцнених.
З урахуванням залишкових напружень в головці рейки і прийнятого запасу міцності.Км = 1,3, згідно з (7.3), допустиме зниження температури рейки по відношенню до температури закріплення можна визначити за формулами
- для термозміцнених рейок
, (7.5)
- для незміцнених рейок
, (7.6)
Виходячи із величини реально можливих максимальних розтягуючих напружень в головці рейки значення допустимих знижень температур рейкових плітей за вказаними вище умовами будуть складати:
- для термозміцнених рейок від 111°С до 122°С;
- для незміцнених рейок від 79°С до 90°С.
Аналізуючи ці значення [Δtp] та порівнюючи їх зі значеннями, приведеними в технічних вказівках [1], видно, що різниця між ними (в першу чергу для термічно незміцнених рейок) практично не суттєва. Тому оцінка міцності рейкових плітей і температурні умови їх закріплення за існуючою методикою формально не протирічить реальним умовам роботи безстикової колії. А допустимі напруження у підошві [σ] = 350 МПа та [σ] = 400 МПа відповідно для незміцнених та термозміцнених рейок можуть розглядатися вже як допустимий рівень деякого узагальненого показника, що характеризує роботу плітей безстикової колії на витривалість в зоні підошви рейок.
... і споруди Штучні споруди, які знаходяться на ділянці модернізації, залізобетонні мости і труби не перевлаштовуються. 1.6 Безстикова колія Укладання рейкових плітей безстикової колії на ділянці ремонту виконується під час модернізації колії з укладкою інвентарних рейок типу P65 довжиною 12,5 м на роздільному скріпленні марки КБ, залізобетонних шпал з епюрою 1840-2000 шт/км на щебеневому ...
... (0,15 – 0,18) dr 4 (4,14 – 4,97) ∙10-3 8 Довжина клапана, мм l (2,3 – 3,5) dr 94 (63,5 – 96,7) ∙10-3 2.5 Проектування або модернізація вузла деталі складальної одиниці, систем. 2.5.1 Конструктивний опис вузла деталі складальної, одиниці, системи Шатун піддається впливу перемінного навантаження від тиску газів і сил інерції. Шатун складає ...
... для осіб, у контактах з якими підприємець зацікавлений. Зважаючи на актуальність питання, була обрана тема курсової роботи. Резюме Суть проекту: Модернізація ВАТ “Сумська макаронна фабрика” та організація виробництва якісних короткорізаних макаронних виробів для кращого забезпечення потреб населення Сумської області та Східної України. Мета проекту: Захопити існуючу на регіональному ринку ...
... не легітимізована конституційними засобами, а конституційні органи влади не є такими, що повною мірою відповідають уявленням людей щодо повноцінної влади. Подальша політична модернізація залишається актуальною і гострою проблемою суспільства. Таким чином, Україна з одного боку є частиною загальних світових модернізаційних процесів, тому ми можемо спостерігати наявність світових тенденцій в її полі ...
0 комментариев