Напряженное состояние рельсовой плети и методы его определения

• Автор: Савин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1 Анализ методов и средств определения напряженного состояния

плетей бесстыкового пути

1.1 Анализ технических средств для контроля напряженного состояния рельсовых плетей. 1

1.1.1. Оптические способы

1.1.2. Механические способы

1.1.3. Магнитные способы.

1.1.4. Ультразвуковые способы

1.2. Анализ расчетных методов и программных средств

определения устойчивости бесстыкового пути и напряженного состояния плетей.

1.2.1. Энергетические методы.
1.2.2. Методы дифференциальных уравнений.
1.2.3. Метод конечных элементов
1.2.4. Моделирование отрезка пути как балки на опорах
1.2.5. Экспериментальнотеоретический метод.
1.2.6. Анализ программных средств определения
устойчивости бесстыкового пути.
Выводы
Глава 2 Исследование факторов, влияющих на формирование
продольных сил в плети.
2.1. Характеристики, определяющие напряженное состояние бесстыкового пути.
2.2. Причины неравномерного распределения продольных сил в плети. Состояние маячных шпал.
2.3. Возможные случаи нарушения расчетного температурного
режима бесстыкового пути.
2.3.1. Укладка рельсовых плетей
2.3.2. Разрядка напряжений в рельсовых плетях
2.3.3. Ремонтные работы с применением машин тяжелого типа
2.3.4. Восстановление или удлинение плетей сваркой с предварительным изгибом.
2.3.5. Угон бесстыкового пути
2.3.5.1. Угон рельсошпальной решетки в процессе
ремонта и в период стабилизации.
2.3.5.2. Угон рельсовых плетей.
2.4. Экспериментальное исследование продольных сил в плетях путем измерения подвижек
2.4.1. Методика экспериментов по определению подвижек плети относительно неподвижных точек.
2.4.2. Источники погрешности измерения подвижек плети
2.4.3. Расчет дополнительной продольной силы в плети при смешении ее относительно контрольных створов
2.5. Перспективные направления исследований в области
диагностики бесстыкового пути.
Выводы
Глава 3 Метод определения напряженного состояния плети.
3.1. Взаимосвязь продольных, и поперечных подвижек
3.2. Оценка безопасности эксплуатации бесстыкового пути по
условию его выброса с учетом фактического состояния
3.2.1. Определение результирующего значения продольного
напряжения для конкретного участка
3.2.2. Взаимосвязь критического значения продольного напряжения в плети с амплитудой и длиной
неровности.
3.3. Обоснование предлагаемой методики определения
напряженного состояния плетей
3.3.1. Основные положения предлагаемой методики определения напряженного состояния плетей
3.3.2. Обоснование выбора расстояния между реперами
Выводы
Глава 4 Автоматизированная система контроля напряженного
состояния плетей бесстыкового пути.
4.1. Принцип действия, устройство, конструкция.
4.2. Общая блоксхема сбора и обработки данных.
4.3. Алгоритм ввода исходной информации, структура базы данных исходной информации.
4.4. Алгоритм ввода результатов измерения, структура базы данных результатов измерения.
4.5. Алгоритм программы обработки информации о подвижках, температуре и границах плети.
4.6. Результаты испытаний автоматизированной системы контроля напряженного состояния плетей бесстыкового пути на вагоне ЦНИИ4М.
4.7. Техникоэкономическое обоснование автоматизированной системы контроля напряженного состояния плетей.
Выводы.
Заключение.
Список использованных источников


Следует отметить, что в действующих технических указаниях по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути ТУ 6 заложены достаточные коэффициенты запаса по устойчивости против выброса при соблюдении установленных норм и требований. Однако далеко не всегда эти нормы и требования соблюдаются. Поэтому для диагностики бесстыкового пути предлагается контролировать не только текущее продольнонапряженное состояние, но и проверять соблюдение норм и требований действующих ТУ. Для этого необходимо создание электронной базы данных по бесстыковому пути, а так же механизма ее заполнения и проверки. Целью работы является разработка методики и создание надежных диагностических средств для мониторинга бесстыкового пути, позволяющих повысить безопасность движения и сократить эксплуатационные расходы на содержание пути. Рис. Протяжонноси. Рис. Работы по созданию средств диагностики напряженного состояния бесстыковых рельсовых плетей проводятся несколько десятилетий и продолжаются. Сложность проблемы объясняется тем, что бесстыковая рельсовая плеть несущая конструкция, работающая в непосредственном контакте с другими элементами верхнего с троения пути и подвижного состава. В процессе эксплуатации она меняет свои параметры под воздействием подвижного состава, окружающей среды, и других факторов. Эти и другие причины вызывают значительные трудности при разработке средств диагностики продольнонапряженного состояния бесстыкового пути. Многолетняя практика и исследования выделили, как единственно целесообразный, температурнонапряженный вариант бесстыкового пути, в котором четко определена зависимость между действующими продольными силами и колебаниями температуры. Для этого температурнонапряженный бесстыковой путь должен быть надежно закреплен на основании. Такое требование предусматривается действующими Техническими указаниями по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути ТУ 6. В этом случае все продольные усилия в рельсовых плетях заранее прогнозируются расчетами и определяются перепадами температур по сравнению с температурой закрепления плетей. Поэтому, для оценки фактических продольных сил напряжений в нормально содержащемся пути достаточно измерять фактические температуры рельсов, что не представляет технических трудностей. Перед этими упорами продольные силы, возникающие при равномерном движении иили торможении поездов, создают сжимающие напряжения в плетях, а за упорами растягивающие. В режиме набора тяги происходит обратное явление. Величины продольных сил, а также длины, местонахождение и степень закрепления свободных и упорных участков неизвестны и непостоянны. Напряженное состояние плетей в этих условиях определяется уже не только температурными изменениями, а некоторой суммой силовых воздействий, прогнозировать которую практически невозможно. А соответственно и нельзя с высокой степенью точности говорить о фактическом напряженном состоянии плетей бесстыкового пути. В работе описано устройство, использующее прогиб части плети, закрепленной в двух точках и нагруженной сосредоточенной вертикальной силой как меру продольной силы в плети. При этом требуется полное раскрепление исследуемого участка плети, что неприемлемо для диагностики действующего пути. Известны методы контроля напряженного состояния плетей по качеству нанесенных на ее поверхностей лаков, по частоте колебания вибрационных датчиков в виде струны и другие. Но далеко не зее методы можно применить для диагностики напряженного состояния плетей действующего пути. Для того чтобы знать напряженное состояние плетей, вне зависимости от качества содержания пути, необходимы надежные и простые средства специального контроля непосредственно в пути за накоплением эксплуатационных остаточных продольных сил напряжений в рельсовых плетях. Обзор некоторых способов контроля продольных напряжений в плетях выполнен Н. Б. Зверевым . Эти способы по принципу действия можно разделить на несколько групп см. Динамометры, Датчики силы МТ Прибор Зубова, Маячные шпалы. Резистивные и Видео наблюдение шум Баркгау. Приборы надежны. Рис.