Bulthålsarrangemang för fiskplattor och metoder för att lindra spänningskoncentration vid rälsförband
Varför kommer spänningskoncentrationen vid rälsleden att förvärras när bulthålsavståndet på fiskplattan överstiger 150 mm?
För stort bulthålsavstånd på fiskplattan kommer att leda till dålig vidhäftning mellan skenan och fiskplattan vid skarven och diskontinuerlig spänningsöverföring. Under inverkan av tågbelastning kommer stressen att koncentreras på rälsområdet utan bulthålsstöd, vilket bildar en hög-spänningszon. Spänningsamplituden för detta område kan nå 2,5 gånger den för mittdelen av skenan, och mikro-sprickor är lätta att generera. Under långa-omväxlande belastningar kommer mikro-sprickor att fortplanta sig snabbt, vilket leder till sprickor och brott i rälsleden. Dessutom kommer överdrivet hålavstånd att orsaka ojämn belastning på bultar, och vissa bultar kommer att utsättas för överdriven skjuvkraft, vilket påskyndar bultlossningen och ytterligare förvärrar spänningskoncentrationen.
Varför använder GB rälsfogade fiskplattor 4-hålsarrangemang, medan yttre standard rälsfogade fiskplattor för det mesta antar 6-hålsarrangemang?
Belastningsnivån för GB-skenanslutningar är låg och 4-hålsarrangemanget kan möta behovet av spänningsöverföring och minska bearbetningskostnaderna och vikten. De 4 bulthålen är jämnt fördelade, vilket effektivt kan sprida fogspänningen och kontrollera spänningsamplituden inom 60 % av skenans sträckgräns. Yttre standardskenor används mest för hög-hastighets- eller tunga linjer med höga belastningsnivåer, så 6-hålsarrangemang behövs för att öka antalet bultar och förbättra fogens hållfasthet. De 6 bulthålen kan sprida spänningsöverföringsvägen i 5 sektioner, minska spänningsamplituden med 30 % och öka kontaktytan mellan bultar och fiskplattor, vilket minskar bultskjuvspänningen. Därför är skillnaden i antal hål nyckeln till anpassning till olika linjebelastningsnivåer.
Varför kommer arrangemanget av bulthål vid kanten av fiskplattan att öka risken för brott på fiskplattan?
Arrangemanget av bulthål vid kanten av fiskplattan kommer att minska fiskplattans effektiva lagersektion och bilda en spänningskoncentrationspunkt. Under inverkan av tågbelastning kommer spänningen vid kantbulthålet att överföras till kanten av fiskplattan, vilket leder till spänningskoncentration i kantområdet. Spänningsamplituden för detta område kan nå 2 gånger den för det centrala området, och utmattningssprickor är lätta att generera. Dessutom är installationsnoggrannheten för kantbultshål hög, och hålpositionsavvikelser kommer att orsaka offset bultspänning, vilket ytterligare förvärrar spänningskoncentrationen. Under långa-omväxlande belastningar kommer sprickor att fortplanta sig snabbt, vilket leder till brott på fiskplattan och påverkar den totala fogstyrkan.
Hur minskar man spänningskoncentrationen vid rälskarven genom bulthålsfasning och polering?
Fasa kanten på fiskplattans bulthål, med en rekommenderad fasradie på 3-5 mm, vilket kan eliminera den vassa hörnstrukturen vid hålkanten och sprida spänningskoncentrationen. Polera samtidigt bulthålets innervägg för att minska ytjämnheten och spänningskoefficienten. Efter avfasning och polering kan spänningsamplituden vid bulthålet minskas med 25 %-30 % och sannolikheten för att mikrosprickor genereras är avsevärt reducerad. Dessutom kan det polerade bulthålet minska friktionsskadorna mellan gängan och bulten, vilket förlänger bultens livslängd. Denna metod är enkel att använda och låg i kostnad, lämplig för marknadsföring och tillämpning på plats.
Vilken inverkan kommer spänningskoncentrationen vid rälsleden att ha på livslängden för under-rälsplattan?
Spänningskoncentrationen vid skenskarven kommer att leda till ojämn sättning av skenan vid skarven och överdriven lokal belastning på under-skenplattan. Under hög belastning accelererar dynans kompressionsinställningshastighet och livslängden förkortas med 30 %-40 %. Samtidigt kommer spänningskoncentrationen att minska spårets jämnhet vid leden, och stötbelastningen som genereras av tåget vid passerande kommer att förvärra slitaget och åldrandet av dynan. Dessutom kommer spänningsfluktuationerna vid fogen att överföras till slipern, vilket orsakar ojämn belastning på slipern, accelererar sliperskada och påverkar indirekt servicecykeln för under-rälsplattan. Därför kan en minskning av spänningskoncentrationen vid fogen effektivt förlänga livslängden för underrälsdynan.