分析影響鋼軌產(chǎn)生缺陷的原因

鋼軌螺孔受力的影響

在鋼軌接頭至接頭兩側(cè)各延伸3m范圍內(nèi)，列車(chē)會(huì)對(duì)接觸面形成正應(yīng)力及剪應(yīng)力，正應(yīng)力沿橫斷面?zhèn)鬟f，剪應(yīng)力沿縱斷面?zhèn)鬟f，兩股應(yīng)力傳遞至軌腰處，在螺孔位置形成應(yīng)力集中。在兩股應(yīng)力長(zhǎng)期反復(fù)作用下，螺孔附近極易產(chǎn)生疲勞傷損，且細(xì)微裂紋發(fā)展較快，根據(jù)力的傳遞規(guī)律，第一螺孔受影響最大，第二孔較小。當(dāng)內(nèi)部細(xì)微裂紋發(fā)展至鋼軌表面時(shí)成為表面裂紋，在螺孔所在的幾何面中，人為添加一條正線一條法線，將幾何面沿逆時(shí)針?lè)较蚍指顬榈冖裣笙?、第Ⅱ象限、第Ⅲ象限及第Ⅳ象限，裂紋沿橫斷面不斷發(fā)展，會(huì)成為第Ⅰ、Ⅲ象限螺孔裂紋；沿縱斷面不斷發(fā)展，會(huì)形成第Ⅱ、Ⅳ象限螺孔裂紋。螺孔裂紋繼續(xù)發(fā)展會(huì)直接造成鋼軌折斷。線路曲線的影響為平衡鐵路線路對(duì)生活、生產(chǎn)的需要，不僅存在直線線路，還需鋪設(shè)曲線線路。在曲線線路上，接觸面承受的縱向沖擊力遠(yuǎn)高于直線線路。而且為滿(mǎn)足列車(chē)通過(guò)時(shí)的平衡、減少傾斜，專(zhuān)門(mén)為線路設(shè)計(jì)了超高，以保障列車(chē)平穩(wěn)通過(guò)。但是曲線超高的存在會(huì)在列車(chē)通過(guò)時(shí)形成轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，對(duì)鋼軌形成彎曲應(yīng)力，彎曲應(yīng)力容易使鋼軌軌頭內(nèi)部形成核狀傷損，我們稱(chēng)之為核傷，彎曲應(yīng)力與鋼軌型號(hào)成反比，但形成的核傷與鋼軌型號(hào)不成比例，整體上呈無(wú)規(guī)律分布。

鋼軌幾何尺寸的影響

無(wú)縫線路鋼軌狀態(tài)受軌道結(jié)構(gòu)、線路幾何尺寸影響較大，列車(chē)通過(guò)時(shí)對(duì)鋼軌的沖擊會(huì)造成鋼軌微小形變，同時(shí)應(yīng)力會(huì)傳遞至鋼軌內(nèi)部，影響程度與不同尺寸下鋼軌斷面的受力點(diǎn)位置與受力大小有關(guān)。列車(chē)通過(guò)時(shí)對(duì)鋼軌的沖擊力傳遞至鋼軌內(nèi)部后，可根據(jù)物理要素分為接觸應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力、附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力等受力方式，同時(shí)，線路鋼軌根據(jù)鋪設(shè)環(huán)境的不同還會(huì)受到溫度應(yīng)力的影響。

鋼軌溫度應(yīng)力的影響

線路鋼軌因鋪設(shè)環(huán)境的不同而受到不同程度溫度應(yīng)力的影響，因鋼軌材質(zhì)特性表現(xiàn)為受高溫、低溫及溫度驟然變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼軌傷損的快速發(fā)展。根據(jù)規(guī)律總結(jié)出在我國(guó)北方冬季季節(jié)是鋼軌傷損的高發(fā)期，入冬、上凍及春融期的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是探傷工作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。