Способ определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2064993
Дата публикации: 
Суббота, Август 10, 1996


Использование: при определении величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути при воздействии на нее температуры, поездной нагрузки. Сущность изобретения: выравнивают температуру закрепленного и незакрепленного одинаковых участков рельсов, находят величину абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети. Возбуждают одинаковые ультразвуковые импульсы в закрепленном и незакрепленном участках рельсов, принимают импульсы, прошедшие через закрепленный и незакрепленный участки рельсов, измеряют время прохождения импульсов через соответствующие участки и определяют разность скорости прохождения ультразвука в закрепленном участке рельса по отношению к незакрепленному участку рельса. 1 ил.


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к способам определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути при воздействии на нее температуры, поездной нагрузки и т.д. т.е. для измерения величины механических напряжений в данном участке рельсовой плети бесстыкового пути.

Известен способ определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что выравнивают температуру закрепленного участка рельсовой плети и незакрепленного одинакового с ним участка рельса, определяют величину абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети и исходя из этого величину возможного изменения длины этого участка (авт. св. СССР N 1710640, кл. Е 01 В 35/00, 07.02.1992 ).

Недостатком данного способа является недостаточная точность измерений из-за наличия большого количества контактов, так как неплотное прилегание любого из этих контактов вызовет дополнительное электрическое сопротивление и отразится на точности измерений.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения абсолютных значений механических напряжений, следовательно, определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути.

Этот результат достигается тем, что в способе определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути, заключающемся в том, что выравнивают температуру закрепленного участка рельсовой плети и незакрепленного одинакового с ним участка рельса, определяют величину абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети и исходя из этого величину возможного изменения длины этого участка, после указанного выравнивания температуры возбуждают одинаковые ультразвуковые импульсы в указанных закрепленном и незакрепленном участках, определяют скорость прохождения импульсов через эти участки, а величину абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети определяют по разности скоростей прохождения ультразвуковых импульсов в указанных закрепленном и незакрепленном участках.

На чертеже показана схема возможного устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из преобразователей 2, подключенных к генератору 1, и приемных преобразователей 3, установленных на раскрепленном 4 и закрепленном 5 участках рельсов, причем приемные преобразователи 3 подключены к интерферометрам 6 и 7 и регистраторам 8 и 9, с помощью которых определяют время распространения ультразвуковой волны и, следовательно, скорость прохождения ультразвука через фиксированные расстояния в рельсах. Данные о полученных скоростях прохождения ультразвука поступают в блок сравнения результатов 10, а конечный результат выдается фиксирующим блоком 11, причем этот блок может выдавать любое из требуемых значений: абсолютную величину механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети; величину возможного изменения длины закрепленного участка рельсовой плети.

Способ определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути осуществляется следующим образом.

Требуется определить величину возможного изменения длины конкретного участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути, например, на протяжении 300 мм. Для сравнения берется такой же по протяжению рельс, имеющий возможность изменять свои линейные размеры под воздействием внешних факторов. Выравнивается температура незакрепленного и закрепленного участков рельсов. На закрепленных и незакрепленных участках рельсов устанавливаются преобразователи 2 и 3, причем расстояния между преобразователями на закрепленном и незакрепленном участках рельсов равны между собой. Генератором 1 через преобразователи 2 возбуждаются одинаковые ультразвуковые импульсы, которые принимаются преобразователем 3 и в случае наличия в закрепленном участке рельсовой плети механических напряжений, эти импульсы преобразователями 3 будут приняты неодновременно, что и будет зафиксировано блоком сравнения результатов 10 после обработки данных интерферометрами 6 и 7 и регистраторами 8 и 9. Определив по разности скорости прохождения ультразвука конкретную величину механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети бесстыкового пути и используя известную зависимость:


где Δl величина возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути, мм;
L длина закpепленного участка pельса, чеpез котоpый пpопускается ультpазвуковой импульс,мм;
σ величина механических напряжений в закрепленном участке рельса, МПа;
Е модуль упругости рельсовой стали, МПА (Е=210000 МПа), можно определить величину возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути, которую и выдаст блок конечного результата.

Предлагаемый способ определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути позволит повысить точность измерения абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети и, следовательно, определить величину возможного изменения его длины.

Возможность незакрепленного участка рельса свободно изменять свои линейные размеры при выравнивании его температуры с температурой закрепленного участка рельсовой плети приводит к тому, что величина механических напряжений в раскрепленном рельсе, при отсутствии воздействия на него других внешних факторов, при любой температуре равна нулю и, следовательно, соответствует определенной скорости прохождения ультразвука. Так как температура раскрепленного и закрепленного участков рельсов и расстояния, на протяжении которых определяют скорости прохождения ультразвука, равны между собой в момент производства измерений, то это позволит определить абсолютные значения механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети и, следовательно, определить точное значение величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути.

При осуществлении изобретения абсолютные значения механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети бесстыкового пути определяют по скорости прохождения ультразвука, а не по электрическому сопротивлению.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения величины возможного изменения длины участка закрепленной рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что выравнивают температуру закрепленного участка рельсовой плети и незакрепленного одинакового с ним участка рельса, определяют величину абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети и исходя из этого величину возможного изменения длины этого участка, отличающийся тем, что после указанного выравнивания температуры возбуждают одинаковые ультразвуковые импульсы в указанных закрепленном и незакрепленном участках, определяют скорость прохождения импульсов через эти участки, а величину абсолютных значений механических напряжений в закрепленном участке рельсовой плети определяют по разности скоростей прохождения ультразвуковых импульсов в указанных закрепленном и незакрепленном участках.