Re: P?kaj?ce szyny - si?a natury, czy niedbalstwo ?

Jan 08, 2009 Last reply: 17 years ago 4 Replies

First reply

WM

Szyn nie kładzie się w skrajnych temperaturach, dlatego naprężenia w zimie mają inny znak niż w lecie. Zamiast 230MPa można przyjąć +A MPa i -B MPa (gdzie A+B=230MPa). Nie wiem, czy obliczenia bez uwzględniania wyboczenia są wystarczające. Szyny odznaczają się dużą smukłością…

Read the full reply


Konrad Anikiel snipped-for-privacy@gmail.com napisał(a):


>
> > Skoro są nieskończenie długie, to rozszerzalność cieplna nie skutkuje
> > zmianą długości, tylko wewnętrznym naprężeniem. Kto na ochotnika
> > porachuje ile megapaskali się wygeneruje w szynie przy zmianie
> > temperatury z +50C do -35C? A może nawet więcej?
>
> Prosty rachunek.
>
> Przy zmianie temperatury o 50K, 1metr szyny ze stali wydłuży się o 0,65mm. >
> Wydłużenie względne dla tego przypadku wynosi e=0,65/1000=0,00065 >
> Znajdujemy moduł sprężystości dla stali  E = 2,1 * 10^5 MPa >
> Naprężenia Sigma wywołane tym wydłużeniem  wynoszą :
>
> Sigma = e*E= 0,00065*2,1*10^5 = 136,5 MPa

A przy 85K wyjdzie 230MPa. Niedużo. Żeby urwać nie wystarczy.



> Wytrzymałość zwykłej szyny wynosi 900MPa
> Ostatnio robią wzmocnione szyny o  wytrzymałości  1100 MPa,
> co daje nadwyżkę 200 MPa, jest więc zapas na naprężenia cieplne :-)
> Ponadto tory mają zakręty, na których może byc kompensacja wygięciem.

Musiałoby na łuku wyrwać tor z nasypu na zewnątrz latem i zmniejszyć jego promień. Mało tego, ponieważ długość zewnętrznej i wewnętrznej szyny się różnią, to musiałoby zmienić odległość między szynami. Nie spotkałem się. Konrad

Konrad Anikiel snipped-for-privacy@gmail.com napisał(a):

Szyn nie kładzie się w skrajnych temperaturach, dlatego naprężenia w zimie mają inny znak niż w lecie. Zamiast 230MPa można przyjąć +A MPa i -B MPa (gdzie A+B=230MPa).

Nie wiem, czy obliczenia bez uwzględniania wyboczenia są wystarczające. Szyny odznaczają się dużą smukłością, choć są stabilizowane podkładami. Podkłady zapewniają stałą odległość szyn, ale nie są przyklejane do gruntu i mogą pod wpływem drgań minimalnie pływać na boki, zwłaszcza na zakrętach. W czasach studenckich na tzw. praktykach robotniczych układałem tory. Podkład drewniany wystarczyło walnąć młotem, aby go lekko przesunąć.

WM

WM pisze:

Ja mam prywatną teorię spiskową że trochę to naprężenie w maksimach maleje z czasem przez pełzanie, przesuwając poziom średni w którąś tam stronę. Ale, jak wcześniej napisałem, przy takim dużym przekroju jak szyna kolejowa, to raczej pomijalne, o ile w ogóle zachodzi, bo nikt nie bada pełzania w niskich temperaturach (a fortepiany spokojnie się rozstrajają). Konrad

Użytkownik "Konrad Anikiel" snipped-for-privacy@b.c napisał w wiadomości news:gk5h92$inv$ snipped-for-privacy@inews.gazeta.pl

Pełzanie i wyboczenia (przesunięcie w bok na łukach) to są awarie najczęściej uniemożliwiające jazdę. W normalnych warunkach nic nie ma prawa się ruszyć, poza wzdłużnym przesuwaniem szyny w mocowaniach, a i to tylko tam, gdzie to jest specjalnie umożliwione (na mostach)

Polecam D1:

formatting link
śli chodzi o pęknięcia - zwróćcie uwagę, gdzie one występują, i jaki tam jest stan toru. Dalekobieżna część warszawskiej średnicy to przecież ruina...

Mateusz Nowaczyk snipped-for-privacy@pkp.pl napisał(a):

Załóżmy, że rozszerzająca się szyna ulegnie swobodnemu wygięciu. Oszacujmy bez dokładnych wyliczeń jak bardzo może wygiąć się odcinek 1m. Przyjmijmy dla uproszczenia, że wygięcie będzie max tzn. końce się nie przesuną.

Odcinek prosty 1m zostanie zastąpiony łukiem na nim opartym o długości

1,00065m.

Czyli mamy warunek (0,5)*x/sin(0,5*x)=1,00065

z tego wyliczamy kąt x :

x = 0,124 rad = 7,10 stopni

Promień tego łuku wyliczymy ze wzoru s/r=x:

r = 1/0,124 = 8m

Teraz obliczymy maksymalnie możliwą strzałkę ugięcia:

r*(1-cos(x/2)) = 0,0155m = 1,5cm

To rzeczywiście dużo, a dla dłuzszego odcinka będzie jeszcze więcej dlatego lepiej zabezpieczyć przed przesunięciem.

Pozdrawiam WM

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required