У залізничній транспортній системі рейки схожі на сталеві артерії, що несуть дроблення та вплив поїздів день у день. По мірі того, як залізничний транспорт розвивається до високої швидкості та великого навантаження, чергування напружень, що виникають рейками, стають все більш складними, а пошкодження втоми стало важливою прихованою небезпекою, що загрожує безпеці рейок. Випробування на втому залізничної втоми є ключовим засобом для зламання "коду витривалості" рейок. Завдяки науковому та суворому процесі випробувань, для забезпечення безпечних залізничних операцій оцінюється здатність рейок протистояти пошкодженню втоми.
1. Передумови та значення тестування на втому залізничного періоду
Під час обслуговування рейок повторне подрібнення поїздів може спричинити чергування напруги всередині рейок. Коли кількість таких стресових циклів досягає певного рівня, крихітні дефекти або слабкі деталі всередині рейок можуть ініціювати тріщини та поступово розширюватися, врешті -решт призводить до поломки залізниць і спричиняє серйозні аварії на безпеці залізниць. Особливо на високошвидкісних залізничних лініях потяг проходить з високою швидкістю і вага вісь зосереджена. У залізничних залізницях навантаження на поїзді велике, а частота експлуатації висока, тому навантаження на втому на рейках є більш сильним. Тому проведення випробування на втому залізниць, точно оцінюючи втому продуктивності рейок, і прогнозувати термін служби рейок заздалегідь має велике значення для забезпечення безпеки залізничного транспорту та зменшення витрат на обслуговування.
Ii. Принцип та метод випробування на втому залізничного періоду
(I) Принцип тесту
Випробування на втому залізничного періоду заснований на теорії втоми матеріалу, тобто під дією чергування напруги, навіть якщо рівень напруги нижчий, ніж його статична міцність на врожайність, пошкодження втоми відбудеться після певної кількості циклічного навантаження. Тест імітує стан напруги рейки в фактичному обслуговуванні, застосовує періодичні навантаження на зразок рейки, і записує кількість циклів від початку навантаження на появу тріщин втоми, а потім завершити перелом зразка, щоб оцінити термін втоми рейки. У той же час, за допомогою методів мікроскопічного аналізу, таких як скануюча електронна мікроскопія (SEM), спостерігаються зміни в мікроструктурі рейки під час втоми, і механізм ініціації та розширення тріщин втоми.
(Ii) Основні методи випробувань
Лабораторний тест моделювання:Стандартні зразки вирізають з рейок і випробовують на тестувальних машинах втому. Поширені машини для випробувань втоми включають електрогідравлічні машини для тестування на втому сервоприводу, тестування резонансних втоми тощо під час випробування, тип навантаження (наприклад, втома згинання, втома стимуляції та ін.
Тест моніторингу на місці:На фактичній залізничній лінії встановлюються датчики для моніторингу рейок у режимі реального часу. Через датчики деформації, датчики переміщення та інше обладнання, дані про напругу та деформацію рейок, коли потяг проходить для аналізу фактичного стресового стану та пошкодження втоми рейок. У той же час, у поєднанні з регулярними неруйнівними тестуваннями (наприклад, ультразвуковим виявленням недоліків та виявленням нещасного струму), розвиток тріщин всередині рейок відстежується для надання реальної підтримки даних для лабораторних тестів на моделювання, так що результати тестів наближаються до фактичної ситуації з обслуговування.
Iii. Застосування сценаріїв випробування на втому залізниць
(I) Лінк залізничного виробництва та досліджень та розробок
У виробничих підприємствах залізничного виробництва тест на втому є ключовим посиланням на розробку нового продукту та контроль якості. Проводячи випробування на втому на зразках залізниць, виготовлених з різних композицій та різних виробничих процесів, порівнюються та аналізуються відмінності у втомі втоми, а також оптимізовано хімічний склад та процес виробництва рейок.
(Ii) Лінк прийняття залізничного проекту
Після завершення нового залізничного проекту випробування на втому закладених рейок є важливою частиною прийняття якості. Випробування лабораторних втоми проводяться на зразках залізничних зразків у поєднанні з моніторингом залізничних сил на місці, щоб оцінити надійність втоми рейок протягом розробленого терміну служби. Якщо результати випробувань не відповідають стандартам, будівельну партію може знадобитися вчасно замінити рейки або вжити заходів щодо виправлення, щоб уникнути впливу на безпеку залізниці після відкриття через недостатню втому продуктивності рейок.
(Iii) Лінк експлуатації та обслуговування залізниць
Під час щоденної роботи залізниці регулярно проводиться оцінка продуктивності втоми, що працюють на порції. Відповідно до результатів випробувань, рейки з сильною пошкодженням втоми контролюються або замінюються заздалегідь, а плани технічного обслуговування влаштовуються розумно.
Iv. Тенденція розвитку технології випробування на втому залізниць
Завдяки постійному розвитку матеріалознавства, інформаційних технологій та технологій штучного інтелекту технологія тестування втоми рухається до інтелекту та точності. З одного боку, нове тестове обладнання інтегрує аналіз великих даних та алгоритми машинного навчання, які можуть швидко обробляти та глибоко шахти масивні дані випробувань, автоматично визначити характеристики тріщини втоми та більш точно прогнозувати втому терміну втоми рейок. З іншого боку, застосування тривимірної технології цифрового моделювання та моделювання може імітувати процес втоми рейок в складних умовах праці в комп'ютерах, зменшити кількість фізичних тестів та прискорити розробку нових продуктів. Крім того, очікується, що застосування нанотехнологій у обробці поверхневої обробки матеріалів покращить поверхневі показники рейок та підвищить резистентність до втоми, що також створює нові проблеми та можливості для відповідних методів випробувань на стійкість до втоми.