Technologie zur Bewertung des Elastizitätsmoduls von Gleisplatten und Anpassungsschemata für unterschiedliche Anforderungen an die Vibrationsreduzierung von Gleisen
Was sind die Kernbasis und die Einstufungsintervalleinteilung der E-Modul-Einstufung von Unterschienen-Unterlagen?
Die Hauptgrundlage für die Einstufung des Elastizitätsmoduls von -Schienenunterlagen sind zwei Dimensionen:Vibrationsreduzierungsbedarf und Belastungsgrad der Linie. Die beiden müssen koordiniert werden, um die Leitungsstabilität und den Vibrationsreduzierungseffekt sicherzustellen. Der Schwingungsminderungsbedarf wird durch die Betriebsgeschwindigkeit des Zuges bestimmt. Je höher die Geschwindigkeit, desto höher ist die Vibrationsfrequenz der Rad-{3}}Schiene und desto mehr Pads mit niedrigem-E-Modul werden benötigt, um Vibrationen zu dämpfen. Das Belastungsniveau wird durch die Achslast des Zuges bestimmt. Je größer die Achslast, desto größer der Druck auf das Polster und desto mehr Polster mit hohem Elastizitätsmodul sind erforderlich, um einer plastischen Verformung standzuhalten. Basierend auf diesen beiden Kriterien wird der Elastizitätsmodul in drei Kernintervalle unterteilt: dieSorte mit niedrigem Elastizitätsmodulbeträgt 200-300 MPa, geeignet für Hochgeschwindigkeitsstrecken mit einer Geschwindigkeit von 250–350 km/h; DieSorte mit mittlerem Elastizitätsmodulist 400-600 MPa, geeignet für Normalgeschwindigkeitsbahnen und städtische Schnellzüge mit einer Geschwindigkeit von 120–200 km/h; DieSorte mit hohem Elastizitätsmodulbeträgt 700-1000 MPa, geeignet für Schwerlastbahnen mit einer Achslast von mehr als 30 t. Die Einteilung der Notenintervalle ist nicht festgelegt. Es muss auch an die geologischen Bedingungen der Leitung angepasst werden. Beispielsweise kann bei Unterbaulinien für weichen Boden eine niedrigere Grenze des Elastizitätsmoduls innerhalb der entsprechenden Güteklasse gewählt werden, um die Vibrationsreduzierung und die Pufferkapazität zu verbessern. Diese Sortiermethode wird nicht nur den differenzierten Anforderungen verschiedener Linien gerecht, sondern bietet auch die Grundlage für die standardisierte Produktion von Pads.
Was sind die Optimierungspunkte der Materialformel für Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnunterlagen mit niedrigem Elastizitätsmodul?
Das Material basiert auf Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnbelägen mit niedrigem ElastizitätsmodulPolyurethan-Elastomer (PU). Der Kern der Formeloptimierung besteht darin, die Vibrationsreduzierungsleistung und die Druckverformungsrestleistung in Einklang zu bringen. Zunächst muss das Verhältnis der Hartsegmente zu den Weichsegmenten des Polyurethans angepasst werden. Der Soft-Segment-Inhalt wird auf 65 %-70 % erhöht. Die weichen Segmente bestehen aus Polyetherpolyol, das die Elastizität und Flexibilität des Polsters erhöhen und den Elastizitätsmodul verringern kann. Der Inhalt des harten Segments wird auf 30 %-35 % kontrolliert. Die harten Segmente bestehen aus Isocyanat, um die Zugfestigkeit und Reißfestigkeit des Pads zu gewährleisten. Zweitens wird Nano-Calciumcarbonat-Verstärkungsmittel mit einer Dosierung von 5 %-8 % des Matrixmaterials zugesetzt. Nano-Calciumcarbonat kann gleichmäßig in der Polyurethanmatrix verteilt werden, um die Druckleistung des Polsters zu verbessern und übermäßige Verformung unter Langzeitbelastung zu vermeiden. Gleichzeitig werden Anti--Wirkstoff und Anti--Hydrolyse-Wirkstoff in einer Dosierung von jeweils 1 %-2 % zugesetzt. Das Serviceumfeld von Hochgeschwindigkeitsstrecken ist komplex. Das Anti-Aging-Mittel kann die UV-Beständigkeit des Pads verbessern und das Anti-Hydrolyse-Mittel kann die hydrolytische Alterung des Pads in feuchten Umgebungen verhindern. Abschließend wird ein dynamischer Vulkanisationsprozess angewendet, damit das Material eine durchdringende Netzwerkstruktur bildet. Der Elastizitätsmodul des optimierten Polsters wird stabil bei etwa 250 MPa gehalten und die Druckverformungsrestrate beträgt weniger als oder gleich 5 %, was den Vibrationsreduzierungsanforderungen von Hochgeschwindigkeitsbahnstrecken vollständig entspricht.
Was sind die strukturellen Konstruktionspunkte von Schwertransportpolstern mit hohem Elastizitätsmodul?
Das strukturelle Design von Schwertransportpolstern mit hohem Elastizitätsmodul sollte sich auf drei Ziele konzentrieren:Verbesserung der Tragfähigkeit, Verteilung von Spannungen und Verbesserung der Verschleißfestigkeit. Erstens, eineingebettete Stahlskelettstrukturwird übernommen. In der Mitte des Pads ist ein Edelstahlskelett mit einer Dicke von 2 mm eingelassen. Die Form des Stahlskeletts stimmt mit der des Polsters überein und die Kanten sind abgeschrägt, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden. Das Stahlskelett kann die Last gleichmäßig auf die gesamte Unterlage verteilen, die Verformungsfähigkeit verbessern und es der Unterlage ermöglichen, wiederholten Stößen von Achslasten über 30 t standzuhalten. Zweite,rautenförmige-rutschhemmende-Liniensind auf der Ober- und Unterseite des Pads gestaltet. Die Tiefe der Linien beträgt 1,5 mm und die Breite 3 mm. Die Anti-Rutsch-Leitungen können die Reibung zwischen der Unterlage und der Schiene bzw. der Schwelle erhöhen, verhindern, dass die Unterlage während des Zugbetriebs verrutscht, und die Leitungen können eine kleine Menge Schmieröl speichern, um die Reibung und den Verschleiß zwischen der Unterlage und der Schiene zu verringern. Schließlich ist der Rand des Polsters als Rand ausgebildetBogenübergangsstrukturmit einem Übergangsradius von 10mm. Bei Schwertransportleinen ist der Rand des Polsters aufgrund der Spannungskonzentration anfällig für Risse. Der Bogenübergang kann den Randspannungskonzentrationsfaktor reduzieren und die Ermüdungsbeständigkeit des Pads verbessern. Nach Abschluss des Strukturentwurfs ist eine Finite-Elemente-Simulationsanalyse erforderlich, um die Lastbedingungen von Schwerlastzügen zu simulieren und sicherzustellen, dass die maximale Spannung des Polsters kleiner oder gleich der zulässigen Spannung des Materials und die Verformung kleiner oder gleich 0,5 mm ist.
Welche Testmethoden und Präzisionskontrollpunkte gibt es für den Elastizitätsmodul von Unterschienenpolstern?
Die Prüfung des Elastizitätsmoduls von Unter-Schienenunterlagen erfolgt gemäßGummi, vulkanisiert oder thermoplastisch -Bestimmung der Druckspannungs--Dehnungseigenschaften(GB/T 7757). Die Kerntestschritte sind in drei Links unterteilt: Probenvorbereitung, Kompressionstest und Datenberechnung. Zur Probenvorbereitung sollten Proben aus verschiedenen Teilen des Pads entnommen werden, 5 Proben pro Charge. Die Probengröße ist ein Zylinder mit einem Durchmesser von 29 mm und einer Höhe von 12 mm. Bei der Probenahme sollten verstärkte Strukturen wie Stahlskelette vermieden werden, um die Gleichmäßigkeit der Proben sicherzustellen. Bei der Kompressionsprüfung kommt eine elektronische Universalprüfmaschine zum Einsatz. Die Probe wird zwischen die obere und untere Druckplatte der Prüfmaschine gelegt und eine Drucklast mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min ausgeübt. Der Spannungswert bei einem Kompressionsbetrag von 10 % wird aufgezeichnet. Der Elastizitätsmodul wird nach der Formel E=εσ berechnet, wobei σ die Druckspannung und ε die Druckspannung ist. Es gibt drei Hauptpunkte für die Präzisionskontrolle: Erstens sollte die Temperatur der Testumgebung auf 23 ± 2 Grad kontrolliert werden. Zu hohe oder zu niedrige Temperaturen beeinträchtigen die elastischen Eigenschaften des Materials und führen zu Abweichungen in den Testergebnissen; Zweitens ist die Parallelitätsabweichung der Probe kleiner oder gleich 0,05 mm. Wenn die Parallelitätsanforderungen nicht erfüllt werden, führt dies zu einer ungleichmäßigen Belastung der Probe und beeinträchtigt die Genauigkeit des Spannungswerts. Drittens beträgt die Standardabweichung der Testergebnisse von 5 Proben pro Charge weniger als oder gleich 10 MPa. Wenn die Standardabweichung zu groß ist, sind erneute Stichproben und Tests erforderlich, um die Zuverlässigkeit der Testergebnisse sicherzustellen.
Was sind die Anpassungs- und Anpassungsschemata des Elastizitätsmoduls von Unter-schienenpolstern in unterschiedlichen klimatischen Umgebungen?
Die Anpassung des Elastizitätsmoduls und die Anpassung von Schienenunterlagen an unterschiedliche klimatische Umgebungen sollten mit den Einflussgesetzen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit kombiniert und die Materialformel und -struktur gezielt optimiert werden. InAlpenregionen(Jahresdurchschnittstemperatur kleiner oder gleich -10 Grad), der Elastizitätsmodul des Materials nimmt mit sinkender Temperatur zu. Daher sollte die untere Grenze des Elastizitätsmodulintervalls der entsprechenden Liniengüte gewählt werden. Beispielsweise ist der Elastizitätsmodul von Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnunterlagen auf 200-220 MPa eingestellt. Gleichzeitig werden dem Material kältebeständige Weichmacher in einer Dosierung von 3–5 % zugesetzt, um die Kältezähigkeit des Pads zu verbessern und Kältesprödbrüche zu verhindern. InRegionen mit hoher-Temperatur und hoher-Luftfeuchtigkeit(Jahresdurchschnittstemperatur größer oder gleich 25 Grad, relative Luftfeuchtigkeit größer oder gleich 80 %), das Material neigt zur Erweichung und Hydrolyse. Es ist notwendig, die Obergrenze des Elastizitätsmoduls zu wählen. Beispielsweise ist der Elastizitätsmodul gewöhnlicher -Hochgeschwindigkeitsbahnplatten auf 550-600 MPa eingestellt. Gleichzeitig werden hitzebeständige Stabilisatoren und Antihydrolysemittel zugesetzt, um die Hochtemperaturbeständigkeit und Hydrolysebeständigkeit des Polsters zu verbessern und einen schnellen Abfall des Elastizitätsmoduls zu verhindern. Insalzhaltige -alkalische RegionenSalzhaltige -Alkaliionen im Boden neigen dazu, die Unterlage zu korrodieren. Auf die Oberfläche des Pads sollte eine Fluorkohlenstoffbeschichtung mit einer Dicke von 0,5 mm aufgesprüht werden. Die Beschichtung kann die Erosion von Salz--Alkaliionen isolieren und weist eine hohe Härte auf, was die Verschleißfestigkeit des Pads verbessern kann. Der Elastizitätsmodul muss nicht wesentlich angepasst werden und der Standardwert der entsprechenden Linie kann beibehalten werden. Das angepasste Pad muss einem Umweltsimulationstest unterzogen werden. Nach einer Alterung von 1000 Stunden in der entsprechenden klimatischen Umgebung beträgt die Änderungsrate des Elastizitätsmoduls weniger als oder gleich 8 %, bevor es in Gebrauch genommen werden kann.