Контактные напряжения в рельсах
КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В РЕЛЬСАХ — напряжения, возникающие в головке рельса при взаимодействии с колесом подвижного состава. Колесо опирается иа рельс на пл. ок. 1,5 см2. На эту площадку действует статич. нагрузка, составляющая у совр. вагона до 115—120 кН и увеличивающаяся при движении поезда из-за неровностей колёс и рельсов. Помимо норм, напряжений возникают касательные, значительно возрастающие при макс, использовании сил тяги (у локомотива) и торможения (у вагонов). К. н. в р. достигают 2300 МПа, что превышает предел текучести рельсовой стали, однако в связи с тем, что контактная площадка зажата со всех сторон рельсовым металлом, разрушения рельса в этой зоне при однократном нагружении не происходит.
На криволинейных участках пути, осо-бенно в кривых малого радиуса, и там, где возвышение наружного рельса не соответствует скорости подвижного состава, площадка приложения сил перемещается к внутр. кромке наружного рельса. В этих местах начинается сплыв металла с образованием выщербин. В головке рельса на глуб. 4—7 мм от площадки контакта возникают знакопеременные напряжения, превышающие 60% контактных. При многократном нагружении это может вызвать контактно-усталостиые дефекты. Концентрация таких напряжений происходит в тех зонах головки, где имеются неметаллич. включения.
Появлению контактно-усталостных дефектов способствуют также неправильная подуклонка рельсов, недостаточное возвышение наружного рельса в кривых, неровности на головке рельса и колёсах подвижного состава. С увеличением поперечного сечения рельса, т. е. с повышением его жёсткости, возрастает доля выхода рельсов по контактно-усталостиым дефектам (рельсов Р50 — 75%; Р65 — 80%; Р75 — 94%). В совр. условиях, когда увеличивается протяжённость участков с рельсами тяжёлых типов, предотвращение повреждений приобретает важное значение. Гл. путями снижения дефектов являются применение для раскисления рельсовой стали спец. лигатур, которые не образуют неметаллич. включений; устранение неровностей головки рельса путём шлифования; улучшение содержания пути; своеврем. удаление неровностей на колёсах локомотивов и вагонов.
Рекомендуем почитать