2.3. Kísérleti kötések vizsgálata

2.3.1. Hajlítóvizsgálatok

A vizsgálatokat három sínrendszer esetén (MÁV 48 – jelen esetben 48,5 kg/m –, 54 E1 és 60 E1), sínrendszerenként három próbatesten végeztük. A szabványban [2] előírt:

• statikus hajlítás törés nélkül három különböző támaszközön, fárasztás előtt (1490 mm, 1200 mm és 1000 mm);
• fárasztás 3,5 milliós terhelési ciklussal (a 60A1 és 60B1 próbakötés fárasztási támaszköze 1490 mm, egyébként a többi kísérleti kötésnél 1200 mm);
• statikus hajlítás törés nélkül három különböző támaszközön, fárasztás után;
• hevederes kapcsolat tönkremenetelig (hajlított-nyírt tartóként törés) való terhelése (1490 mm támaszközön).

A MÁV-Thermit Kft. munkatársai a vizsgálatok elvégzéséhez elkészítették a 9 db kísérleti kötést. A sínszálakat egyenként közel 85 cm hosszúságúakra vágták le a vizsgálati körülményekhez igazodva (a kötés teljes hossza 1700 mm volt). Összehasonlításképpen megvizsgáltunk sínrendszerenként 1-1 db próbatestet ragasztóanyag alkalmazása nélkül mind a három támaszközön.
Az alábbi képlet és a [2] szabvány segítségével meghatároztuk a különböző sínrendszerekkel készült kísérleti kötések vizsgálati támaszközeihez tartozó maximális terhelőerő nagyságát. Az eredményeket az 1. táblázatban foglaltuk össze.

M =  F . L / 4
ahol:
M – hajlítónyomaték [kNm],
F – maximális terhelőerő nagysága a támaszköz függvényében [kN],
L – támaszköz [m].
A fárasztás előtti (FE), a 3,5 millió ciklusig tartó fárasztás utáni (FU) és maximális tönkremeneteli erőhöz tartozó lehajlásértékeket mutatja a 2. táblázat, 54 rendszerű kísérleti kötések, három vizsgálati támaszköz esetén. Az A1 és B1 jelölések a próbadarabok elkészítéséhez felhasznált két különböző ragasztóanyagot jelölik. Egy darab kötést megvizsgáltunk fárasztás előtt, ragasztóanyag felhasználása nélkül, az az RN jelölést kapta. Az 54B1 jelű kísérleti kötés lehajlásvizsgálati elrendezését szemlélteti a 2. ábra 1000 mm-es támaszközön történő 3,5 millió fárasztási ciklust megelőzően.

A vizsgálatok során kapott eredményekből ábrázoltuk a lehajlásértékeket a terhelőerő függvényében a 3,5 millió ciklusú fárasztás előtt és után, külön sínrendszerenként és külön támaszközönként. A 3. ábrán látható a lehajlásértékek alakulása a függőleges terhelőerő függvényében a 3,5 millió ciklusú fárasztás előtt és után, 54 r. esetén, 1490 mm-es támaszközön. Az adatok kiértékeléséhez közelítésként 90 kN-os terhelőerőig lineáris regressziós egyenest fektettünk az adatsorokra, ami a felterhelő ágakra illeszkedik. Az eredmények kiértékelése során az 1. táblázatban feltüntetett maximális terhelőerőkből látható, hogy jó közelítés lehet a 90 kN-os terhelőerő figyelembevétele minden alkalmazott sínrendszer és támaszköz esetében. A lineáris regressziós egyenesek figyelembevétele során számítható egy meredekségérték, ha azt elosztjuk a 90 kN-os terhelőerővel, egy közelítő lehajlásértéket kapunk. A számításainkhoz felhasználtuk az alábbi képletet [5]:

 

ahol:
e: a hevederes sínillesztés lehajlása [m],
F – terhelőerő [kN],
L – támaszköz (esetünkben 1,49 m, 1,2 m, 1,0 m)
E – hajlítási rugalmassági modulus
[kN/m²],
I – a kötés inerciája, vízszintes tengelyre [m⁴],
G – hajlítási/nyírási rugalmassági modulus [kN/m²],
A = keresztmetszeti terület [m²].