Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »Rugalmas ágyazású kiöntött csatornás vasúti felépítmény (4. rész) – Függőleges síkú stabilitás vizsgálata
A számítás kiinduló feltételei a következők:
- a sín hajlítással szembeni EIx merevsége a sín hossztengelye mentén állandó,
- a kihajlás során létrejövő görbület sehol nem okoz képlékeny deformációt a sínben,
- az ágyazás jelleggörbéje analitikus függvénnyel leírható. Az általam vizsgált esetben az ágyazási ellenállás lineáris az (1) és a (3) képlet alapján számítható:
ahol:
x: a függőleges elmozdulás [m],
Kup: a kiszakítással szembeni rugóállandó a sín – kiöntőanyag tapadás figyelembevétele nélkül [kN/m/m]. [1]
• az ágyazási jelleggörbe a sín hossztengelye mentén állandó,
• a kihajlás során a sín keresztmetszetei a hossztengely mentén, szabadon elmozdulhatnak. (Nincsen tapadás a sín felülete és a kiöntőanyag között.)
A megoldás alapelve az energiamódszer felhasználásával úgy foglalható össze, hogy a vizsgált rendszer úgynevezett π „rugalmas potenciálja” bármely egyensúlyi helyzetben állandó:
ahol:
Ea: a rendszer alakváltozási energiája,
Eh: a P erőrendszer helyzeti energiája.
Ennek értelmében két lehetséges egyensúlyi helyzet feltételezésével a két helyzethez tartozó π rugalmas potenciál változásának értékére az alábbi összefüggés írható fel:
Stabil egyensúlyi helyzet esetén pedig a Δπ minimális.
Ez utóbbi feltétel úgy teljesíthető, hogy a π rugalmas potenciál kihajlási alakot meghatározó paraméterek szerinti parciális deriváltjainak nullával egyenlőnek kell lenniük.
A π rugalmas potenciál változása a kiindulási feltételeket figyelembe véve az alábbi általános alakban írható fel:
ahol:
x: a függőleges elmozdulás [m],
z: a sín tengelye mentén értelmezett távolság [m],
Δa: hosszváltozás [m].
A fenti képletben:
• : az EIx hajlító merevségű rúdmunkája
az a kihajlási félhullámhosszon,
•
: a p(x) rugókarakterisztikájú ágyazás
munkája az a hosszon,
• : a P terhelő erő helyzeti energiájának
csökkenése az a hosszon.
Mivel x(z) kihajlási függvény ismeretlen, így a feladat zárt formában nem oldható meg. A megoldás a Ritz–Timosenko-módszerrel előállítható, előre ismertnek tekintett alakú x(z) függvény. A megoldás során az x(z) függvény két paraméterének értékét határozzuk meg:
- f: húrmagasság [m],
- a: kihajlási félhullámhossz [m]
Számításaimban tökéletesen szimmetrikus rugókarakterisztikát tételeztem fel:
Így a felfelé és lefelé irányuló elmozdulások egyforma mértékűek, a kialakuló szinuszos kihajlási alak az alábbi képlet alapján számítható:
Ez a közelítés a kis elmozdulások tartományában jól igazodik a valósághoz, a nagy elmozdulások tartományában pedig a biztonság javára közelít a [3] alapján.
Irodalomjegyzék
- [1] Coenraad Esveld: Modern Railway Track. Second Edition, MRT-Productions, 2001, Zaltbommel.
- [2] M. A. Van: Stability of continuous welded rail track, Delft, 1997.
- [3] Dr. Horváth, dr. Kerkápoly, dr. Megyeri: Különleges vasutak. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1978, 96–124. o.
- [4] Dr. Horváth Attila, dr. Kerkápoly Endre: Földalatti vasutak pályaszerkezetei. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974, 177–178. o.
- [5] Stefan Lehner: Kontinuierlich eingegossene Schiene. Temperaturverteilung-Verbundwirkung_Brücken, 2006, München.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.