Conception de la classification de la rigidité élastique des rails et schéma d'adaptation pour différentes exigences de réduction des vibrations de la voie
Quels sont les points de conception de rigidité des bandes élastiques de type W-pour les lignes ferroviaires à grande-vitesse ?
La conception de la rigidité des bandes élastiques de type W-pour les lignes ferroviaires à grande-vitesse doit équilibrer la double exigence d'une précharge élevée et d'une faible rigidité. La valeur de rigidité est généralement contrôlée à 30-40 kN/mm pour répondre aux exigences de réduction des vibrations sous des vibrations à haute-fréquence. Lors de la conception, il est nécessaire d'optimiser la taille de la section transversale de la bande élastique. Le diamètre de la section médiane de l’arc est le facteur clé affectant la rigidité. Augmenter le diamètre de 1 mm peut augmenter la rigidité d'environ 10 kN/mm, ce qui doit être calculé avec précision pour correspondre à la rigidité cible. Dans le même temps, il est nécessaire de contrôler la différence entre la hauteur libre et la hauteur de travail de la bande élastique, et la différence est contrôlée à 8-10 mm pour garantir que la bande élastique peut fournir une précharge stable en état de fonctionnement. Il est également nécessaire d'analyser la répartition des contraintes de la bande élastique par simulation par éléments finis. La contrainte maximale doit être contrôlée dans les 70 % de la limite d'élasticité du matériau pour éviter la rupture par fatigue causée par les vibrations à long terme. Enfin, un essai de fatigue au banc est requis. Sous des charges vibratoires de 10⁷, le taux d'atténuation de la rigidité de la bande élastique est inférieur ou égal à 5 %, ce qui peut répondre aux exigences d'application des lignes ferroviaires à grande vitesse.
Quelles sont les mesures de renforcement de la rigidité des bandes élastiques pour les lignes de transport lourd- ?
La rigidité des bandes élastiques pour les lignes de transport lourdes-doit être augmentée à 50-60 kN/mm. La première mesure de renforcement consiste à utiliser des matériaux à plus haute résistance, tels que l'acier à ressort 60Si2MnA, dont la résistance à la traction supérieure ou égale à 1 860 MPa et la limite d'élasticité supérieure ou égale à 1 660 MPa fournissent une base matérielle pour le renforcement de la rigidité. Deuxièmement, augmentez le diamètre de la section transversale de la bande élastique de 14 mm conventionnel à 16 mm, la surface de la section transversale augmente de plus de 30 % et la rigidité peut être augmentée d'environ 40 %. En même temps, optimisez la forme structurelle de la bande élastique et augmentez la longueur du bras de support d'extrémité. Augmenter la longueur du bras de support de 15 % peut améliorer considérablement la résistance à la déformation de la bande élastique. Il est également nécessaire d'adopter le processus de traitement thermique de trempe + revenu à température moyenne - pour que la dureté de la bande élastique atteigne HRC45-50 et améliore la limite élastique du matériau. De plus, installez des joints résistants à l'usure au niveau de la partie de contact entre la bande élastique et le rail pour éviter l'atténuation de la rigidité de la bande élastique causée par l'usure et prolonger sa durée de vie.
Quel est le schéma d'optimisation économique de la rigidité des bandes élastiques pour les chemins de fer à grande vitesse ordinaires ?
Le cœur du schéma d'optimisation économique de la rigidité des bandes élastiques pour les chemins de fer à grande vitesse ordinaires-est de réduire les coûts en partant du principe de répondre aux exigences des applications. La valeur de rigidité contrôlée à 20-30kN/mm peut répondre aux exigences de charge des lignes de vitesse ordinaires-. La première mesure d'optimisation consiste à utiliser de l'acier Q235 au lieu de l'acier à ressorts -à prix élevé, et à garantir la rigidité en ajustant le processus de traitement thermique. Un traitement de normalisation suivi d'un revenu à basse température - permet aux propriétés élastiques du matériau de répondre aux exigences. Deuxièmement, simplifiez la conception structurelle de la bande élastique, annulez la section complexe de transition d'arc et adoptez un bras de support linéaire pour réduire la difficulté de traitement des moules et les coûts de production. Dans le même temps, contrôlez la surépaisseur d'usinage de la bande élastique, en réduisant la surépaisseur de 2 mm à 1 mm pour réduire le gaspillage de matière. Le processus de formage par emboutissage par lots peut également être utilisé à la place du processus de forgeage, ce qui améliore l'efficacité de la production de plus de 50 % et réduit le coût unitaire de 20 %. Enfin, grâce à une conception standardisée, unifiez les dimensions d'installation des bandes élastiques de différents modèles pour les chemins de fer à vitesse ordinaire, améliorez la polyvalence et réduisez davantage les coûts d'approvisionnement et de maintenance.
Quelles sont les méthodes standard et les points de contrôle de précision pour les tests de rigidité des bandes élastiques ?
La méthode standard pour tester la rigidité des bandes élastiques est le test de compression statique. Une machine d'essai de matériaux universelle est utilisée pour charger la bande élastique étape par étape, enregistrer les valeurs de charge correspondant à différentes valeurs de compression et obtenir la valeur de rigidité en calculant le rapport charge/déformation. Pendant les tests, il est nécessaire de contrôler la vitesse de chargement, qui est réglée à 1 mm/min pour éviter une vitesse de chargement excessive conduisant à une valeur de test de rigidité plus élevée. Le premier point de contrôle de précision est la sélection des échantillons . 10 des bandes élastiques sont sélectionnées au hasard dans chaque lot pour être testées afin de garantir la représentativité des échantillons. Deuxièmement, contrôlez la température de l'environnement de test, en maintenant la température à 20 ± 2 degrés. Une température excessivement élevée ou basse affectera les propriétés élastiques de la bande élastique, entraînant des erreurs de test. Dans le même temps, assurez-vous de la précision du capteur de la machine d'essai, avec une précision du capteur de force inférieure ou égale à ± 0,5 % et une précision du capteur de déplacement inférieure ou égale à ± 0,01 mm pour garantir l'exactitude des données de test. Enfin, il est nécessaire de corriger les données de test, de supprimer les valeurs anormales et de prendre la valeur moyenne, et l'écart de la valeur de rigidité doit être contrôlé à ± 3 kN/mm.
Quel est le mécanisme coopératif de réduction des vibrations entre des bandes élastiques de rigidité différente et des patins sous-rail ?
Le cœur de la réduction coopérative des vibrations entre des bandes élastiques de rigidité différente et des patins sous-rails est une "combinaison de rigidité et de flexibilité", qui absorbe l'énergie vibratoire générée par l'exploitation du train grâce à la coordination des déformations des deux. Les bandes élastiques à haute -rigidité doivent être associées à des coussinets à haute -élasticité sous-rail, tels que des coussinets en polyuréthane. Les bandes élastiques assurent des contraintes de rail stables et les patins absorbent les vibrations à haute fréquence-. La coopération des deux peut augmenter le taux d'atténuation des vibrations à plus de 60 %. Les bandes élastiques à faible -rigidité sont associées à des coussinets à élasticité moyenne-, tels que des coussinets en caoutchouc. Les bandes élastiques elles-mêmes peuvent produire une certaine déformation élastique et partager la tâche de réduction des vibrations avec les coussinets, ce qui convient aux lignes rapides - ordinaires avec un volume de trafic moyen. Lorsque la charge du train est appliquée, la bande élastique subit d'abord une déformation élastique pour compenser une partie de la charge verticale, et la charge restante est transmise au patin sous le rail -, qui se déforme davantage pour absorber l'énergie de vibration. Dans le même temps, la rigidité de la bande élastique doit correspondre au module élastique du coussin. Si la raideur de la bande élastique est très supérieure au module élastique du patin, cela entraînera une déformation excessive du patin ; si la rigidité de la bande élastique est trop faible, elle ne peut pas contraindre efficacement le déplacement du rail. De plus, la durée de vie des deux doit être synchronisée pour éviter la défaillance prématurée d'un certain composant affectant l'effet global de réduction des vibrations.