A kapott lehajlásértékeket minden alkalmazott sínrendszerre és támaszközre figyelembe vettük. A fenti képlet segítségével, kétismeretlenes egyenletrendszerek megoldásával adtunk meg közelítő értékeket az (E×I) – azaz a hajlítómerevség – és a (G×A) – azaz a nyírási merevség – összetevőkre. Példaként a 3. táblázatban csak az 54 rendszerű kötésekre vonatkozó közelítő értékeket közöljük.
A jövőben még további mérések és számítások szükségesek az (E×I) és (G×A) merevségértékek pontosítására – például több különböző támaszköz vizsgálata.

2.3.2. Húzó-szakító vizsgálatok

Mind a 6 db próbakötés elkészítésekor lemunkálták a hevederek sín-hevederkamrához igazodó felületét, illetve felcsiszolták a sínek hevederkamráját. A csavarfuratok felmérése/kifúrása után (mind a heveder felszereléséhez, mind a húzóvizsgálatokhoz szükséges konzolok felszereléséhez nélkülözhetetlen csavarfuratok) összeállították a kötéseket. A szereléshez M27 méretű, 10.9 minőségű hevedercsavarokat alkalmaztak mindhárom sínrendszer esetén. Az axiális húzó-szakító vizsgálat eszközeinek elrendezését a 4. ábra mutatja.

A kötések hossza 2500 mm volt. A húzóerő-követelmény a WG18/DG11 szabvány követelményeit pontosítva Δt = 50 °C, ϒs = 1,5 biztonsági tényezővel:

• 60 E1 sínprofil esetén: Fs,min = 1450 kN,
• 54E1 sínprofil esetén Fs,min = 1319 kN,
• MÁV48 sínprofil esetén Fs,min = 1168 kN.

További 1,15-ös biztonsági tényezőt vettünk figyelembe annak érdekében, hogy amennyiben a húzószerkezetünkkel nem tudjuk tönkretenni a kötéseket, a 15%-kal növelt húzóerőt (pl.: 54-es sínrendszernél 1516,85 kN) min. 2 percig rajta tartjuk a ragasztott szigetelt illesztésen. Az 54 r. kötések húzó-szakító vizsgálata során kapott eredményeket a 4. táblázat tartalmazza.

3. További kutatási feladatok

A mérési-vizsgálati eredményeink alapján kísérleti jelleggel beépített polimer-kompozit szigetelt sínkötések és a kontrollvizsgálatra kijelölt szigetelt sínkötések beépítése megtörtént.
A beépítési helyszínek a következők:

• Tatabánya állomás, 54 r., jobb vágány 711+68,4 szelvényben (polimer-kompozit kötés),
• Tatabánya állomás, 54 r., jobb átmenő fővágány 702+18 szelvényben a 6–10. kitérők között (kontrollkötés),
• Biatorbágy állomás, 60 r., bal átmenő fővágány 296+40 szelvényben (polimer- kompozit kötés),
• Biatorbágy állomás, 60 r., bal vágány 4–8 kitérők között 295+36 szelvényben (kontroll GTI kötés),
• Győr állomás, 48 r., V. vágány végponti oldalán 1416+03 szelvényben, a kijárati jelző és a 33. sz. kitérő között (polimer- kompozit kötés),
• Győr állomás, 48 r., VI. vágány kezdőponti oldal kijárati jelzőnél (beépítés várható ideje 2016. vége, kontrollkötés),
• Lébény állomás, 60 r., jobb vágány 2–8. kitérők között 1598+55,80 szelvényben (polimer-kompozit kötés),
• Lébény állomás, 60 r., bal vágány 6–12. kitérők között, 1598+97 szelvényben (kontrollkötés).

További feladataink:

• a pályába épített kísérleti és kontrollkötéseken egyenességmérés az illesztések futó- és vezetőfelületein (a MÁV-Thermit Kft. végzi);
• a mérővonati eredmények kikérése, grafikonok elemzése;
• átgördült elegytonnaadatok kikérése, azok felhasználása az elemzésekhez;
• az (E×I) és (G×A) értékek pontosítása;
• K+F munka keretein kívüli további mérések, anyagvizsgálatok;
• végeselemes modellezések, a laboratóriumi és pályás mérési/vizsgálati eredményekkel történő összehasonlítása.

4. Összefoglalás

Megállapítható, hogy mind a 9 db kísérleti kötés megfelelt a fárasztóvizsgálatnak [3], mivel:

• sikeresen, tönkremenetel nélkül viselték a 3,5 milliós fárasztási ciklusú dinamikus hajlítóvizsgálatot a meghatározott paraméterekkel;
• a sínvégbetét a fárasztás utánra sem károsodott, csak a tényleges törésvizsgálatoknál váltak ki (törtek ki) belőlük darabok a felső övben (a nagy nyomóerő miatt);
• a törési nyomatékok szignifikánsan a biztonsági tényezővel korrigált kalkulált értékek felett voltak;
• a biztonsági tényezővel korrigált haj­lí­tó­­­nyomaték pl. az 54-es sínrendszernél: 40,85 kNm × 1,5 = 61,275 kNm;
• a mért törőnyomatékok pl. 54 r. kötések esetén:
  − az 54A1 jelű kötésnél: 294,6 kN × × 1,490 m × 0,25 = 109,739 kNm,
  − az 54B1 jelű kötésnél: 240,84 kN × × 1,490 m × 0,25 = 89,713 kNm,
  − az 54A2 jelű kötésnél: 304,92 kN × × 1,490 m × 0,25 = 113,582 kNm.
• a lehajlásértékek mind a fárasztóvizsgálat előtt, alatt, valamint azt követően (pl. 1,490 mm-es támaszközön 3–7,5 mm), illetve a törésnél jelentős mértékűek (~15-20 mm) voltak, viszont az tapasztalatként látható (és hallható) volt, hogy a tönkremenetel nem hirtelen következik be, és közel sem az előírt nyomatékok közelében;
• amennyiben első közelítésben eltekintünk a lehajlásnál a nyírások hatásától (ez főleg műanyag és műanyag-kompozit termékeknél nem igaz), és csak a nyomatéki tagot vesszük figyelembe, akkor egy ugyanakkora hajlítónyomatékkal terhelt 60 cm-es támaszközű (kéttámaszú) gerenda lehajlása kb. 16%-a (!!!) az 1,490 m támaszközű gerendáénak. A valóságban a sínszál sem kéttámaszú, és a PK hevederes ragasztott szigetelt illesztések lehajlásába sem csak a nyomatéki tag befolyásolja.

Megállapítható, hogy az alábbi kísérleti kötések viselték el a húzóvizsgálatra előírt erőt: 60A11 és 60A12 jelű, 54A11 és 54A12 jelű, a 48A11, 48B11 jelű. A további három kötés (60B11, 54B11 és 48A12) esetében hevedercsavar-nyíródások és az előírt teher­értéket megelőző tönkremenetel mutatkozott. A sínvégeknél a hézagmegnyílások jelentős értékűek voltak (3–12 mm).
Az (E×I) merevségértékek kiértékelései azt mutatják az 54 r. kötéseknél, hogy a ragasztott kötések merevségei 2,06…3,42-szer nagyobbak fárasztás előtt, valamint 1,79…4,56-szor nagyobbak fárasztás után, mint a ragasztás nélküli esetben.
A (G×A) merevségértékek esetén ezek az értékek rendre 2,60…3,28, illetve 1,32…2,77.
Megállapítható, hogy a merevségértékek a fárasztással számottevően csökkenhetnek, viszont a ragasztás jelentősen növelheti azokat. Ennek részletes elemzéséhez további vizsgálatokra lesz szükség.

5. Köszönetnyilvánítás

Köszönjük a MÁV-Thermit Kft., illetve a MÁV Zrt. munkatársainak a K+F munkánk során nyújtott segítségüket.