В железопътната транспортна система релсите са като стоманени артерии, носещи раздробяването и въздействието на влаковете ден след ден. Тъй като железопътният транспорт се развива към висока скорост и силно натоварване, редуващите се напрежения, носени от релсите, стават все по -сложни, а щетите от умора се превърнаха в важна скрита опасност, заплашваща безопасността на релсите. Тестването на железопътната умора е ключовото средство за пробиване на „кода за издръжливост“ на релсите. Чрез научен и строг процес на тестване способността на релсите да се противопоставят на щетите от умора се оценява, за да се осигурят безопасни железопътни операции.
1. Предистория и значимост на тестването на железопътната умора
По време на обслужването на релсите многократното смачкване от влаковите колела ще доведе до променливо напрежение вътре в релсите. Когато броят на такива цикли на стрес достигне определено ниво, мънички дефекти или слаби части вътре в релсите могат да инициират пукнатини и постепенно да се разширяват, в крайна сметка да доведат до счупване на железопътния транспорт и да причинят сериозни инциденти за безопасност на железопътния транспорт. Особено на високоскоростните железопътни линии влакът работи с висока скорост и теглото на оста се концентрира. В железниците с тежко натоварване натоварването на влака е голям и честотата на работа е висока, така че натоварването на умора на релсите е по-тежко. Следователно, провеждането на тест за железопътна умора, точно оценяването на характеристиките на умората на релсите и прогнозиране на експлоатационния живот на релсите предварително е от голямо значение, за да се гарантира безопасността на железопътния транспорт и да се намалят разходите за поддръжка.
II. Принцип и метод на тест за умора
(I) Принцип на тест
Тестът на железопътната умора се основава на теорията на умората на материала, тоест под действието на променливо напрежение, дори ако нивото на напрежение е по -ниско от статичната му якост на добив, ще се случи увреждане на умората след определен брой циклично натоварване. Тестът симулира състоянието на напрежението на релсата в действително обслужване, прилага периодични натоварвания към релсовия образец и записва броя на циклите от началото на зареждането до появата на пукнатини от умора и след това за завършване на счупване на образеца, така че да се оцени живота на умора на релсата. В същото време, с помощта на методи за микроскопски анализ, като сканираща електронна микроскопия (SEM), се наблюдават промените в микроструктурата на релсата по време на процеса на умора и се изследват дълбокото и разширяване на механизма на удължаване на пукнатините на умора.
(Ii) Основни методи за изпитване
Тест за лабораторна симулация:Стандартните екземпляри се отрязват от релсите и се тестват на машини за изпитване на умора. Обикновените машини за изпитване на умора включват електрохидравлични машини за тестване на умора на сервото, машини за тестване на умора и др. По време на теста типът на натоварването (като умора на огъване, умора на компресия на опън и т.н.), амплитуда на натоварването, честотата на натоварване и други параметри се определят според действителното напрежение на релсите.
Тест за мониторинг на място:На действителната железопътна линия са инсталирани сензори, за да наблюдават релсите в реално време. Чрез сензори за напрежение, сензори за изместване и друго оборудване, данните за напрежението и напрежението на релсите, когато влакът се събира, за да се анализира действителното състояние на напрежение и увреждане на умората на релсите. В същото време, комбинирано с редовно неразрушително тестване (като ултразвуково откриване на недостатъци и откриване на недостатъци на вихровия ток), разработването на пукнатини вътре в релсите се проследява, за да осигури реална поддръжка на данни за лабораторни симулационни тестове, така че резултатите от теста да са по-близки до действителната ситуация на обслужване.
Iii. Сценарии на приложение на теста за железопътна умора
(I) връзка за производство и изследване и разработки на железопътния транспорт
В железопътните предприятия тестът за умора е ключова връзка в разработването на нови продукти и контрола на качеството. Чрез провеждане на тестове за умора върху железопътни образци, изработени от различни състави и различни производствени процеси, разликите в характеристиките на умората се сравняват и анализират, а химическият състав и производствения процес на релсите са оптимизирани.
(Ii) връзка за приемане на железопътния проект
След приключване на нов железопътен проект, изпитването на умора на положените релси е важна част от приемането на качеството. Тестовете за лабораторни умори се провеждат върху проби от железопътни образци, комбинирани с мониторинг на железопътната сила на място, за да се оцени надеждността на умората на релсите в рамките на проектирания експлоатационен живот. Ако резултатите от теста не отговарят на стандартите, може да се изисква строителната партия да замени релсите или да предприеме своевременно коригиращи мерки, за да се избегне да повлияе на оперативната безопасност на железопътната линия след отваряне поради недостатъчна работа на умората на релсите.
(Iii) Железопътна работа и връзка за поддръжка
В ежедневната работа на железопътната линия се извършва редовно оценката на производителността на умората на сервиращите релси. Според резултатите от теста, релсите с тежки увреждания на умората се наблюдават или заменят предварително, а плановете за поддръжка се подреждат разумно.
IV. Тенденция за развитие на технологията за тестване на железопътната умора
С непрекъснатото развитие на материалите, информационните технологии и технологиите за изкуствен интелект, технологията за тестване на железопътната умора се движи към интелигентност и прецизност. От една страна, новото тестово оборудване интегрира анализ на големи данни и алгоритми за машинно обучение, които могат бързо да обработват и дълбоко добиват масивни данни за тестове, автоматично идентифицират характеристиките на пукнатината на умора и по -точно предсказват живота на умората на релсите. От друга страна, прилагането на триизмерна технология за цифрово моделиране и симулация може да симулира процеса на умора на релсите при сложни условия на труд в компютрите, да намали броя на физическите тестове и да ускори развитието на нови продукти. В допълнение, прилагането на нанотехнологиите при обработката на повърхността на материала се очаква да подобри повърхностните характеристики на релсите и да подобри устойчивостта на умора, което също представлява нови предизвикателства и възможности за съответните методи за изпитване на устойчивост на умора.