더운 날씨에 철로가 꼬이고 도는 이유

특정 길이 범위의 레일 끝이 고정되면 레일의 자유 확장, 레일 온도 변화를 제한하면 라인 레일이 내부 응력으로 나타나며, 이 힘은 레일 온도 변화, 소위 온도 힘으로 인해 발생합니다. 특히 잠금, 여름 온도 상승, 열 신장에 의한 레일에 의한 이음매 없는 라인이지만 구속에 의해 내부 압축 응력이 신장될 수 없습니다. 겨울 온도 감소, 추위로 인해 레일이 짧아지지만 구속으로 인해 내부 장력도 줄어들 수 없습니다. 레일이 레일 침목에 단단히 고정되어 있기 때문에 레일은 변형 없이 이렇게 큰 온도의 힘을 받을 수 있으며, 이것이 심리스 라인의 기본 원리입니다.
레일 온도가 잠긴 레일 온도보다 높으면 심리스 라인의 레일 섹션에 온도 압력이 가해집니다. 온도 압력은 레일 온도의 양의 변화 정도에 비례합니다. 레일 온도가 최대값 maxt까지 상승하면 온도 압력은 최대값 maxPt에 도달합니다.

한편, 레일 베드의 접합 저항과 세로 저항으로 인해 대부분의 온도 압력은 레일 섹션에 국한되고 매우 작은 부분만 확장 영역에서 해제됩니다. 레일 부분에 국한된 이 온도 압력은 완전한 균형을 이루기 위해 자연의 법칙에 따라 해제되어야 합니다. 특정 값에 도달하면 여전히 세로 방향으로 탈출구를 찾을 수 없으며 탈출구를 찾기 위해 가로 방향으로 이동하며 심리스 라인의 곡선이 이러한 기회, 즉 세로 방향을 제공합니다. 반경 방향 힘 Pr의 온도 압력 합성은 곡선의 바깥쪽 방향을 가리키므로 곡선이 위쪽 스트랜드 방향 dropsy의 추세를 따릅니다. 그리고 직선은 절대적으로 직선일 수 없으며, 일단 어딘가에 구부러지면 종방향 온도 압력도 방사형 구성 요소 힘 Pr의 합성 방향으로 구부러져 직선 트랙 굽힘 변형 방향으로 이어집니다.
이러한 방식으로 온도 압력이 특정 값에 도달하는 한 이음매 없는 라인 트랙이 가로 변형이 불가피하게 나타납니다.
많은 테스트 결과 이러한 발생 및 개발 과정의 변형은 일정한 법칙이며 기본적으로 안정 단계 유지, 트랙 단계 확장 및 활주로 단계의 세 단계로 나눌 수 있습니다.
(A) 안정적인 단계 유지
안정 단계는 온도 압력을 견디기 위한 심리스 라인의 초기 단계입니다. 이 단계에서 레일온도 상승으로 인한 온도압력은 상승하지만 트랙은 변형되지 않고 여전히 초기상태를 유지하며 온도력은 레일구간에 완전히 탄성상태로 "저장"된다. 레일의 초기 굽힘이 작을수록 이 상태에 해당하는 온도압력의 값은 높아진다. 레일이 이상적으로 기하학적으로 직선인 경우 이 상태는 외력의 교란으로 인해 급격한 낙하가 발생하기 전에 온도 압력이 상당한 값에 도달할 때까지 계속될 수 있습니다. 그러나 여러 가지 이유로 레일은 이상적으로 기하학적으로 직선일 수 없으며 항상 약간의 구부러짐이 있습니다. 따라서 안정화 단계에서 레일의 온도 압력은 앞서 언급한 "상당한 값"에 도달할 수 없습니다. 반대로 라인의 저항이 낮고 트랙 형상이 나쁠수록 특히 방향 측면에서 온도 압력이 낮아져 트랙의 물방울 변형.
심리스 라인의 트랙이 "안정"인지 여부는 온도 압력이 임계 값에 도달했는지 여부, 즉 트랙 온도가 임계 트랙 온도에 도달했는지 여부에 따라 달라집니다. 임계 온도 압력 또는 임계 레일 온도는 라인 상태에 따라 다르며 높거나 낮을 수 있습니다. 동일한 심리스 라인의 경우 온도가 임계값을 초과하는 한 트랙은 안정 상태에서 확장 상태로 이동합니다.
심리스 라인이 안정 상태에서 확장된 레일 상태로 들어가는 온도 압력을 1차 임계 온도 압력이라고 합니다. 홀딩 단계에서 심리스 라인은 상대적으로 안전합니다.
(ii) 철도 단계의 확장
레일 온도가 계속 상승하고 온도 압력이 첫 번째 임계값을 넘으면 확장 단계가 시작됩니다. 이 단계에서 증가하는 온도 압력은 트랙의 작거나 큰 측면 변형을 일으키며 때로는 육안으로 명확하게 인지할 수 있습니다. 벤딩 라인이 점점 더 뚜렷해지고 변형 벡터가 더 커지고 트랙 방향이 크게 나타납니다. 더 나쁜.
그러나 트랙 온도는 무한정 올라갈 수 없습니다. 일정 수준(트랙의 허용오차 이내인 한)에 도달한 후 떨어지기 시작하면 온도 압력이 점차 높아지면서 트랙의 변형과 휨이 줄어들 때까지 감소하는 것을 볼 수 있다. 초기 상태로 돌아갑니다. 즉, 확장 단계에서 트랙의 변형은 탄성 변형입니다.
온도 압력 하에서 심리스 라인 트랙의 탄성 변형을 트랙의 확장이라고 합니다.
확장 단계에서 온도 압력이 해제된 후 트랙의 탄성 변형은 2mm에 불과한 초기 상태로 복원될 수 있습니다. 이론적으로 2mm 이상의 트랙의 탄성 변형은 온도 압력이 상승한 후에 완전히 복원될 수 없으며 약간의 잔류 변형이 남아 있어야 합니다. 트랙 온도가 반복적으로 변하면 이 잔류 변형이 누적되어 심각한 방향 불량을 유발합니다. 따라서 트랙 확장의 양은 시간적으로 제한되어야 합니다.
(C) 활주로 무대
트랙 확장 단계에서 온도 압력은 심리스 라인의 용량을 초과하지 않지만 용량 한계에 도달할 수 있습니다. 이 시점에서 심리스 라인의 상대적 안정성은 거의 유지되지 않으며 안전이 위험합니다.
트랙 온도가 다시 약간 상승하면 온도 압력이 계속 증가합니다. 트랙이 외부 힘(예: 열차 제동, 건설 영향, 망치질 레일 등)에 의해 약간 방해받는 경우 레일 섹션에 축적된 과도한 온도 압력이 갑자기 악성 변화를 겪게 됩니다. 확장 단계의 변형 벡터가 갑자기 때로는 수백 밀리미터까지 크게 증가하고, 순간적으로 큰 소리를 내는 트랙은 심각한 방울 소리를 내고, 레일이 썩은 침대에서 빠져나와 당겨지거나, 레일과 레일 침목 분리로 인해 주행 조건이 완전히 손실됩니다. 레일의 심각한 왜곡 변형을 통해 볼 수 있으며 변형이 탄성 한계를 초과하여 소성 변형이 됩니다. 온도 힘에 대한 레일 섹션이 모두 해제되었습니다. "응력 제로" 상태의 자연 상태에 있는 레일은 라인이 심각하게 손상되었을 때 온도 압력과 라인 저항을 동시에 제거합니다.
활주로라는 파괴적인 변형의 역할에 따라 온도 압력에서 원활한 라인 레일.