Steifigkeitsentwicklung von Polyurethan-Schienenpolstern unter Langzeitkriechen
F1: Was ist der wesentliche Unterschied zwischen dem Kriechen von Polyurethan-Pads und Gummi-Pads?
A1: Das Kriechen von Gummipads entsteht hauptsächlich durch irreversibles Verrutschen der Polymerketten unter Belastung, die äußerst temperaturempfindlich sind und bei hohen Temperaturen eine starke Kriechverformung und eine schlechte Erholung aufweisen. Das Kriechen von Polyurethan-Pads wird durch die Mikro-Phasentrennungsstruktur und das Vernetzungsnetzwerk gesteuert. Im normalen Temperaturbereich wird sein Kriechen durch eine wiederherstellbare viskoelastische Verformung mit geringer irreversibler Verformung dominiert. Unter langfristigem hohem Druck und hochfrequenten Vibrationen führt die Schädigung des Vernetzungsnetzwerks jedoch zu einer nicht wiederherstellbaren plastischen Verformung, die eine kontinuierliche Zunahme der Steifigkeit und einen Rückgang der Elastizität zur Folge hat.
F2: Wie wirkt sich das Belagkriechen auf das Befestigungssystem im Langzeitbetrieb aus?
A2: Kriechen verringert die Polsterdicke und die elastische Verformung des Clips, wodurch die effektive Klemmkraft verringert wird. Unterdessen verändert Kriechen das dynamische-statische Steifigkeitsverhältnis, erhöht die dynamische Steifigkeit, verringert den Schwingungsdämpfungseffekt und verstärkt den Rad-Schienenaufprall. Eine höhere Steifigkeit überträgt mehr Vibrationen auf Schrauben und Clips, was Ermüdungsschäden verschlimmert. Bei schotterlosen Gleisen kann das Kriechen der Unterlage zu lokalen Lücken in den Befestigungselementen führen, was die Glätte der Gleise verschlechtert.
F3: Wie wirken sich Zugbelastung, Temperatur und Betriebszeit gemeinsam auf die Kriechgeschwindigkeit aus?
A3: Eine höhere Zuglast erhöht die innere Spannung und beschleunigt den Schlupf der Molekülkette, wodurch die Kriechgeschwindigkeit erhöht wird. Höhere Temperaturen beschleunigen die Bewegung des Polymers, wodurch sich die Kriechverformung in kurzer Zeit konzentriert und sich im Sommer schneller entwickelt. Längere Betriebszeiten führen zu akkumulierten inneren Schäden und einem langsamen kontinuierlichen Kriechen. Unter dem kombinierten Effekt ist das Kriechen in Abschnitten mit hohem{3}Transport, hohen-Temperaturen und langem{5}}Betrieb am stärksten ausgeprägt.
F4: Wann muss das Polster aufgrund der Steifigkeitsentwicklung unbedingt ausgetauscht werden?
A4: Wenn die permanente Kompressionsverformung den Standardgrenzwert überschreitet (normalerweise 5 % bis 10 %) oder die dynamische Steifigkeit um mehr als 30 % gegenüber dem Anfangswert ansteigt, wird die Vibrationsreduzierungsleistung stark gedämpft. Wenn Oberflächenrisse, Kreidung oder Delaminierung auftreten, ist ein sofortiger Austausch erforderlich, auch wenn die Verformung innerhalb der zulässigen Grenzen liegt, um eine Verunreinigung der Fragmente und eine ungleichmäßige Beanspruchung zu vermeiden.
F5: Wie kann die Kriechfestigkeit von Polyurethan-Pads durch Optimierung der Formel und Struktur verbessert werden?
A5: Erhöhen Sie in der Formel die Vernetzungsdichte, wählen Sie Polyol- und Isocyanatsysteme mit hohem-Modul und fügen Sie Anti-- und Anti--Kriechzusätze hinzu, um den Molekularschlupf zu verringern. Verwenden Sie in der Struktur ein Gitter-, Well- oder Gradientendesign, um die Spannungsverteilung zu optimieren und lokales Kriechen zu reduzieren. Kontrollieren Sie die Härte innerhalb eines angemessenen Bereichs, um Sprödigkeit oder übermäßiges Kriechen zu vermeiden. Darüber hinaus reduziert die verschleißfeste Oberflächenbehandlung zusätzliche Verformungen und verbessert die allgemeine Kriechfestigkeit.