Mengapa landasan kereta api berpusing dan berpusing dalam keadaan panas
Jun 30, 2023| Apabila rel bebas, ia akan mengembang dan mengecut apabila suhu berubah. Pada musim panas ia memanjang apabila panas, pada musim sejuk ia memendek apabila sejuk, iaitu "pengembangan dan pengecutan terma". Apabila berbilang rel dicantumkan untuk membentuk trek, jelas akan ada sambungan setiap 12.5m atau 25m. Jurang antara sambungan adalah kira-kira 8 mm dan direka untuk mengelakkan rel daripada rosak oleh daya suhu yang berlaku semasa pengembangan dan pengecutan haba. Secara amnya, bagi setiap 1 darjah perubahan suhu rel, setiap rel tertakluk kepada tekanan atau ketegangan sebanyak 1.645 tan. Untuk perubahan 50 darjah suhu rel, rel tertakluk kepada tekanan atau ketegangan sehingga 82.25 tan. Daya suhu yang begitu besar sudah cukup untuk mengganggu keadaan biasa laluan kereta api yang keluar mengundi. Oleh itu, pengembangan dan pengecutan yang besar pada garisan lancar tidak dibenarkan dan peralatan anti pendakian mesti digunakan untuk mengunci kedua-dua hujung, atau rintangan garisan yang kuat disediakan dalam trek garisan untuk mengunci trek untuk mengehadkan percuma. pengembangan dan pengecutan rel.
Jika julat panjang tertentu rel berakhir tetap, had pengembangan bebas rel, perubahan suhu rel, rel talian akan muncul tekanan dalaman, daya ini disebabkan oleh perubahan suhu rel, yang dipanggil daya suhu. Khususnya yang lancar talian dengan kunci, kenaikan suhu musim panas, rel oleh pemanjangan haba, tetapi oleh sekatan tidak boleh memanjang, tekanan mampatan dalaman; penurunan suhu musim sejuk, rel dengan sejuk memendekkan, tetapi dengan sekatan juga tidak boleh memendekkan, ketegangan dalaman. Oleh kerana rel dikunci dengan kuat di dalam rel tidur, rel boleh tertakluk kepada daya suhu yang begitu besar tanpa ubah bentuk, yang merupakan prinsip asas garis lancar.
Apabila suhu rel lebih tinggi daripada suhu rel terkunci, bahagian rel garisan lancar tertakluk kepada tekanan suhu. Tekanan suhu adalah berkadar dengan bilangan darjah perubahan positif dalam suhu rel. Apabila suhu rel meningkat kepada maksimum nilai maksimum, tekanan suhu mencapai nilai maksimum maxPt.
Sebaliknya, kerana rintangan sendi dan rintangan membujur katil rel, majoriti tekanan suhu terhad kepada bahagian rel dan hanya sebahagian kecil yang dilepaskan dalam zon pengembangan. Tekanan suhu ini, yang terhad kepada bahagian rel, perlu dilepaskan mengikut undang-undang alam untuk mencapai keseimbangan yang lengkap. Apabila ia mencapai nilai tertentu, masih tidak dapat mencari jalan keluar dalam arah membujur, ia akan pergi ke arah melintang untuk mencari jalan keluar, dan lengkung garisan lancar memberikannya peluang ini, iaitu, membujur. tekanan suhu sintesis daya jejari Pr hanya menunjuk ke arah luar lengkung, supaya lengkung mengikuti arah aliran lengkung ke atas dropsy. Dan garis lurus tidak boleh benar-benar lurus, apabila beberapa bengkok di suatu tempat, tekanan suhu membujur juga akan bengkok ke arah sintesis daya komponen jejarian Pr, mengakibatkan arah ubah bentuk lenturan trek lurus.
Dengan cara ini, selagi tekanan suhu mencapai nilai tertentu, trek garisan lancar kelihatan ubah bentuk melintang tidak dapat dielakkan.
Sebilangan besar ujian menunjukkan bahawa ubah bentuk kejadian dan proses pembangunan ini adalah undang-undang tertentu, pada asasnya boleh dibahagikan kepada tiga peringkat: memegang peringkat stabil, pengembangan peringkat trek dan peringkat landasan.
(A) memegang peringkat stabil
Peringkat stabil ialah peringkat awal garisan lancar untuk menahan tekanan suhu. Pada peringkat ini, walaupun tekanan suhu kerana suhu rel meningkat, tetapi trek tidak ubah bentuk, masih mengekalkan keadaan awal, daya suhu sepenuhnya kepada keadaan elastik "penyimpanan" di bahagian rel. Semakin kecil lenturan awal rel, semakin tinggi nilai tekanan suhu yang sepadan dengan keadaan ini. Jika rel secara idealnya lurus secara geometri, keadaan ini mungkin berterusan sehingga tekanan suhu mencapai nilai yang besar sebelum dropsy secara tiba-tiba berlaku di bawah gangguan daya luar; bagaimanapun, atas pelbagai sebab, rel tidak boleh lurus secara geometri secara ideal, akan sentiasa ada beberapa tahap lenturan; oleh itu, tekanan suhu rel semasa fasa penstabilan tidak dapat mencapai "nilai yang agak besar" yang disebutkan di atas, sebaliknya, semakin rendah rintangan garisan dan semakin teruk geometri trek, terutamanya dari segi arah, semakin rendah tekanan suhu menyebabkan ubah bentuk titisan trek.
Sama ada trek garisan lancar adalah "stabil" bergantung pada sama ada tekanan suhu telah mencapai nilai kritikal, iaitu sama ada suhu trek telah mencapai suhu trek kritikal. Tekanan suhu kritikal atau suhu rel kritikal berbeza mengikut keadaan talian dan boleh tinggi atau rendah. Untuk garis lancar yang sama, selagi suhu melebihi nilai kritikal, trek berubah daripada keadaan stabil kepada keadaan dikembangkan.
Tekanan suhu di mana garis lancar memasuki keadaan rel yang diperluas dari keadaan stabil dipanggil tekanan suhu kritikal pertama. Semasa fasa pegangan, garisan lancar adalah agak selamat.
(ii) Perluasan fasa rel
Apabila suhu rel terus meningkat dan tekanan suhu melepasi nilai kritikal pertama, fasa pengembangan bermula. Semasa fasa ini, tekanan suhu yang semakin meningkat menyebabkan ubah bentuk sisi trek yang kecil ke besar, kecil ke besar, kadangkala boleh dilihat dengan jelas dengan mata kasar - garis lentur menjadi lebih jelas, vektor ubah bentuk menjadi lebih besar dan orientasi trek dengan ketara. lebih teruk.
Tetapi suhu trek tidak boleh meningkat selama-lamanya. Apabila ia mencapai tahap tertentu (selagi ia berada dalam toleransi trek) dan kemudian mula jatuh, apabila tekanan suhu dinaikkan secara beransur-ansur, adalah mungkin untuk melihat bahawa ubah bentuk dan lenturan trek dikurangkan sehingga ia kembali kepada keadaan asalnya. Dalam erti kata lain, semasa fasa pengembangan, ubah bentuk landasan adalah ubah bentuk anjal.
Ubah bentuk keanjalan trek garisan lancar di bawah tekanan suhu dipanggil pengembangan trek.
Dalam fasa pengembangan, selepas tekanan suhu dinaikkan, ubah bentuk elastik landasan boleh dipulihkan kepada keadaan awalnya hanya 2 mm. secara teorinya, ubah bentuk keanjalan landasan melebihi 2 mm tidak dapat dipulihkan sepenuhnya selepas tekanan suhu dinaikkan, dan beberapa ubah bentuk sisa mesti ditinggalkan. Suhu trek berubah berulang kali, ubah bentuk sisa ini akan terkumpul untuk menyebabkan arah buruk yang serius. Oleh itu, jumlah pengembangan trek mesti dihadkan dalam masa.
(C) peringkat landasan
Dalam fasa pengembangan trek, tekanan suhu tidak melebihi kapasiti garisan lancar, tetapi adalah mungkin untuk mencapai had kapasiti. Pada ketika ini, kestabilan relatif garisan lancar hampir tidak dapat dikekalkan dan keselamatan berada dalam risiko.
Apabila suhu trek naik sedikit semula, tekanan suhu terus meningkat; jika trek terganggu sedikit oleh daya luaran (seperti brek kereta api, pengaruh pembinaan, rel penukul, dll.), tekanan suhu yang berlebihan terkumpul pada bahagian rel akan menjejaki geometri secara tiba-tiba mengalami perubahan malignan - vektor ubah bentuk peringkat pengembangan secara tiba-tiba meningkat dengan ketara, kadang-kadang sehingga ratusan milimeter, trek dalam Seketika untuk membuat bunyi besar yang teruk teruk, barisan kereta api keluar dan tarik katil busuk, atau detasmen tidur rel dan rel membawa kepada kehilangan sepenuhnya keadaan pemanduan. Melalui ubah bentuk herotan serius rel boleh dilihat, ubah bentuknya telah melebihi had keanjalannya, menjadi ubah bentuk plastik; bahagian rel pada daya suhu semuanya telah dilepaskan; rel dalam keadaan semula jadi dalam keadaan "tegasan sifar", tekanan suhu dan rintangan talian dihapuskan pada masa yang sama, apabila talian telah rosak teruk.
Rel talian lancar dalam tekanan suhu di bawah peranan ubah bentuk yang merosakkan dipanggil landasan.