Способ разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути
Использование: разрядка температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового железнодорожного пути. Сущность изобретения: после ослабления рельсовых скреплений на рельсовой плети размещают симметрично относительно ее оси симметрии и середины заряды взрывчатых веществ (ВВ), затем последовательно воздействуют на рельсовую плеть в направлении разрядки напряжений импульсной нагрузкой, образованной направленным взрывом зарядов ВВ. При этом величина импульсной нагрузки определяется из выражения А Рим 2 аЫ /о С2 С„ , где аЫ объем заряда; Р - давление; рплотность материала рельса; С - скорость звука в металле рельса; Си - скорость звука в продуктах детонации,Ј
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ / а4 Яй}щ Щ ф (21) 4635022/11 (22) 09.01.89 (46) 07.07.92. Бюл. N. 25 (71) Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта
Cfjp . (72) К.Л,Комаров, И.И.Рогов; В.А.Грищенко, Л.А.Лукьянчиков, В.В.Муравьев, П.И.Зубков и К.А.Тен (53) 625.172(088.8) (56) Путь и путевое хозяйство, 1982, М 9, с.17. (54) СПОСОБ РАЗРЯДКИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЯХ БЕССТЪ|КОВОГО ПУТИ (57) Использование: разрядка температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового железнодорожного пути.
° Изобретение относится к способам разрядки температурных напряжений в рельсо. вых плетях бесстыкового пути.
Известен способ разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути, заключающийся в том, что ослабляют рельсовые скрепления и последовательно воздействуют на рельсовую плеть в направлении разрядки напряжений импульсной нагрузкой.
Однако указанный способ не обеспечивает эффективную разрядку температурных напряжений, так как создаваемый единичным ударным импульсом нестационарный фронт волны, проходя по рельсовой плети и имея ограниченную длину, способствует только локальному перераспределению температурных напряжений, не влияя на общее напряженное состояние рельсовой пле„„Я „„1745809 А1 (s>>s Е 01 В 29/20 1>09ф
Сущность изобретения: после ослабления рельсовых скреплений на рельсовой плети размещают симметрично относительно ее оси симметрии и середины заряды взрывчатых веществ (В В), затем последовательно воздействуют на рельсовую плеть в направлении разрядки напряжений импульсной нагрузкой, образованной направленным взрывом зарядов 8В. При этом величина импульсной нагрузки определяется из выРг . ражения Л Р - 2 аЫ, где аЫ— рС С. объем заряда; P — давление; p — плотность материала рельса; С вЂ” скорость звука в металле рельса; Cs — скорость звука в продуктах детонации. ти, При этом полный цикл ударного воздействия на рельсовую плеть эанимаетдлительное время, .что вызывает низкую производительность способа.
Целью изобретения является повышение эффективности способа путем более равномерного перераспределения напряжений и повышения производительности.
Цель достигается тем, что в способе разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути, заключающемся в том, что ослабляют рельсовые скрепления и последовательно воздействуют на рельсовую плеть в направлении разрядки напряжений импульсной нагрузкой, последнюю образуют направленным взрывом зарядов, расположенных .зеркально, симметрично относительно оси симметрии и середины
1745809,г
ЛРим = 2 abl рС С.
Л Рим (3) Рг
ЛРим =2 аЬ! оС С. рельсовой плети, а величину нагрузки определяют из выражения: где P — давление в детонационной волне;
С вЂ” скорость звука в металле; а — толщина заряда;
Ь вЂ” ширина заряда;
I — длина заряда; р — плотность материала рельса;
Cs — скорость звука в продуктах детонации.
Способ осуществляется следующим образом.
После ослабления гаек клеммных болтов на рельсовой плети размещают симметрично относительно оси симметрии рельса заряды взрывчатых веществ (ВВ), которые последовательно инициируют, при этом на рельс передается импульсное воздействие, определяемое из выражения:
При этом скорость детонационной волны, распространяющаяся по заряду ВВ, равна скорости звука в материале рельса, причем ударная волна формируется с плоским фронтом, который обеспечивает равномерный по сечению рельса эффективный массоперенос и соответственно равномерную разрядку напряжений, При распространении детонационной волны вдоль границы радела BB — среда со скоростью, превышающей скорость звука в среде, в последней возникает ударная волна, распространяющаяся под углом а к границе раздела сред. В этом случае ударная волна имеет нестационарный фронт, что не обеспечивает равномерного массопереноса по сечению и вдоль рельса.
Если детонационные волны с разных сторон среды распространяются вдоль границы, то в среде возникают сходящиеся волны, возбуждающие сложную нестационарную картину волн.
Развиваемое от взрыва заряда давление Р связано со скоростью движения материала соотношением P = p CU. Силы давления на рельс в течение времени детонации заряда Т = 1И определяются из выражения F = Рц r Ь, а переданный импульс—
ЛР = 2FT. В этом выражении r — — время
С, до прихода волны разрежения в продуктах детонации. Так кэк P M = 2Р t Ы/D, то при
С = О и P =-р UC.
5 ЖР..=-2Р} — Ь вЂ” =2 Ы (1)
Р à ) Рг
РС Св С Рсгс, Расстояние между зарядами ВВ вдоль рельсовой плети определяется иэ условия зат Вания импульса.
Известно, что, S
Л Рим - MV - Ртр Лт = " Р у (2) где M — масса участка плети, подвергаемая воздействию импульса;
V — скорость перемещения сечений; г.тр — силы трения;
S = величина перемещения сечений.
Учитывая, что М - L, где L — длина участка плети, rn — погонная масса рельса, 20. Пример, Осуществляют разрядку температурных напряжений в рельсовой плети длиной 600 м с рельсами типа Р65 при температуре рельса+20 С. Температура закрепления плети+10 С. Применяют заряды
ВВ объемом аЫ = 2х2х25 см и массой m =
=100 г, В таком заряде развиваемое от взрыва давления Р=10" fla, а скооость звука в продуктах детонации С - 5 10 м/с.
Для принятого ВВ при скорости звука в
35 рельсе С - 5 10 м/с пл ос ь ма ериала з рельса p = 7,8 10 кг/м величина импульса от одного заряда составила 70 н,с.
Расстояние между устанавливаемыми на плети зарядами 88 определяют по фор4 муле(3) при следующихданных: rn - 65 кгlм, g =9,81 м/с,p-0,3, $ = 0,1 см, тогда L= 20 м.
Необходимое количество зарядов определено из выражения
45 n - — + 1 = — + 1 - 31 заряд, 600 600
1 20
При разрядке растягивающих напряжений инициирование зарядов осуществляют последовательно с концов плети. Заряды
ВВ соединены детонационным шнуром, который обеспечивает инициирование каждого последующего заряда по направлению распространения упругой волньг. Длина детонационного шнура подбирается так, чтобы момент прихода детонационной волны по шнуру к заряду совпадал. с моментом
"прихода упругой волны в.плети. Так, при использовании детонационного шнура со скоростью детонации 7500 м/с и расстоянии между зарядами ВВ 20 м, длина шнура. 1745809, 6 лении разрядки напряжений импульсной нагрузкой, отли ча ющи йся тем,что, с целью повышения эффективности путем более равномерного перераспределения напряжений и повышения производительности, импульсную нагрузку образуют направленным взрывом зарядов, расположенных зеркально симметрично относительно оси симметрии и середины рельсовой плети, а величину импульсной нагрузки определяют из выражения: принята равной 30 м. При такой длине шнура время прохождения детонационной волны по шнуру между зарядами BB 4 10 с, что равно времени прохождения упругой волны по плети. При инициировании заряда 5
ВВ со стороны детонационного шнура в заряде возникает детонационная волна, распространяющаяся со скоростью сгорания вещества заряда и возбуждающая упругую волну в рельсе, которые имеют одинаковые 10 направления от концов к середине плети.
В случае разрядки сжимающих напряжений действия аналогичны описанным с тем отличием, что инициирование зарядов осуществляется от середины к концам пле- 15 ти. Первоначальное инициирование зарядов осуществляется мощным импульсом тока.
Формула изобретения.
Способ разрядки температурных на- 20 пряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути, заключающийся в том, что ослабляют рельсовые скрепления и последовательно воздействуют на рельсовую плеть в направ25 где P — давление в детонационной волне;
С вЂ” скорость звука в металле; а — толщина заряда;
Ь вЂ” ширина заряда;
I — длина заряда; р — плотность материала рельса;
Cs — скорость звука в продуктах детонации, Составитель Н. Прыткова
Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова
Редактор Н. Гунько
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2367 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
