Машиностроение
русский
Динамика и прочность машин
ГЛАВНАЯО КОМПАНИИСОБЫТИЯГАЛЕРЕЯ РАБОТНАШИ КЛИЕНТЫВАКАНСИИКОНТАКТЫ
Презентации Статический анализ

Динамика и кинематика

Проектирование Гидрогазодинамика Биомеханика
  Динамический расчет. Нелинейный анализ. Расчет конструкций.
Презентации

Анализ причин образования трещин в железобетонных шпалах

Фотография трещины в шпале ШС-АРС

Для анализа возможных причин образования трещин в железобетонных шпалах выполнены расчетные исследования напряженно-деформированного состояния шпал при различных условиях работы и внешних воздействиях.
Верификация модели проводилась на базе эксперимента «статическое нагружение узла скрепления АРС-4 под углом α = 27°».

Построена расчетная модель для проведения виртуальных испытаний шпал.


Схема нагружения и фотография испытательного стенда 


Расчетная конечноэлементная модель  для выполнения виртуальных испытаний шпалы ШС-АРС
Конечноэлементная модель шпалы ШС-АРС со скреплением АРС-4 


Рассмотрен вопрос о распределении сил на шпалы при нагружении рельса. Для решения задачи создана модель рельсошпальной решетки, уложенной на балластную призму. Определены силы на шпалы при действии заданной нагрузки на рельс в одной точке. Исследовано, как изменяются  силы на шпалы, если на рельсы дополнительно действуют силы от других колес тележки, при этом рассмотрены 5 вариантов жесткости постели.

Конечноэлементная модель рельсошпальной решетки ШС-АРС на балластной призме. Эпюра шпал 1800 шт/км



При несовершенствах балластной призмы – изменениях жесткости постели под соседними шпалами – определены силы, приходящие на одно скрепление. Определено влияние неравномерности жесткости постели на распределение сил на шпалы.
Исследовано перераспределение сил на шпалы при изменении жесткости подрельсовых прокладок.
Рассмотрено, как влияют различные внешние условия на напряженно-деформированное состояния шпал при статическом и динамическом нагружении.

Результаты расчетов конструкции. Распределения главных максимальных напряжений в бетоне


Фотография расколотой шпалы ШС-АРС, анкер отсутствует, ржавчина на бетоне под головкой анкера

В работе определено:
  • влияние неравномерности податливости основания на НДС торцевой части шпал;
  • НДС шпал при изменении точки приложения нагрузки к головке рельса;
  • влияние жесткости упругой подрельсовой прокладки на НДС шпал;
  • значение сил на скрепления отдельных шпал, напряжения в клеммах и шпалах, уширение колеи.

Так как при статических нагрузках не выявлено образования существенных трещин, рассмотрено ударное воздействие от ползуна на колесе глубиной 0,5 - 1 мм и скорости движения 80 км/час. Выявлено увеличение объёма накопленных повреждений в бетоне шпалы после каждого удара при ползуне колеса глубиной 1 мм. При этом повреждения накапливаются в зонах узлов скреплений и торцов шпал. При ползуне глубиной 0,6 мм рост интенсивности поврежденности резко замедляется после нескольких первых ударов.

  Расчетная модель рельсошпальной решетки


Каждая модель нагружена 30-ю ударами. До ударов проведено натяжение арматуры и затяжка клемм.

Результаты расчетов конструкции. Трещины в шпале ШС-АРС шириной более 0,1 мм после 30-ти ударов (цветом выделены образовавшиеся трещин)


Результаты расчетов конструкции шпалы ШС-АРС. Сопоставление результатов расчетов с фотографией разрушенной шпалы 


Результаты расчетов конструкции шпалы ШС-АРС. Трещины шириной более 0,1 мм после 30-ти ударов


Фотография шпалы ШС-АРС с трещиной

Одна из возможных причин появления продольных трещин – динамические нагрузки. При проектировании шпал и скреплений необходимо уделять особое внимание динамическим нагрузкам на путь, а так же рассматривать вопросы виброгашения.

ООО «Хекса» по заказу ОАО «РЖД»
Rambler's Top100Rambler's Top100Рейтинг@Mail.ru