CC BY
45
УДК 625.14.3.482:658.011.22:536.5
В. В. РИБК1Н, М. А. АРБУЗОВ (ДНТ)
ПОРШНЯЛЬНИЙ AHAJII3 МЕТОД1В КОНТРОЛЮ ЗА ПОЗДОВЖНШИ НАПРУЖЕННЯМИ В РЕЙКОВИХ ПЛ1ТЯХ БЕЗСТИКОВОГ КОЛИ
Проведено пор1вняння метода контролю за поздовжтми ыапруженнями в рейкових шптях безстиковоГ коли. Визначено, що магштний метод являсться перспективним.
Проведено сравнение методов контроля продольных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути. Определено, что магнитный метод являтся перспективным.
Comparison of the longitudinal stresses monitoring methods in continuous welded rails is made. It is determined, that the magnetic method is perspective. ;
Одночасно з вкладанням перших дослщних дшити на дв1 основш групи: метода, що шзна-
далянок безстиковоГ колп температурно-напру- чають напруження по змш геометричних
женого типу виникла необхщшстъ у втмрювант po3Mipie рейково! mini, та метода, що визнача-
поздовжн напружень в рейкових пштях. Акту- ють напруження по змш1 фЬичних властив остей
альшсть контролю мехашчних напружень зали- матер1алу рейки (рис 1).
шилася досьогодш. До першоГ групи входять таю пщгрупи як тен-
Роботи, повязаш 3i створенням надшних ме- зометричний, силометричний та оптичний метода
тодав контролю напружень, ведуться в багатьох вишрювання мехашчних напружень. До друга -
крашах. По принципу до щ метода можна по- ультразвуковий, електрох1м1чний та магштний.
Контроль напруженого стану рейкових ппкпеО безстиковоГ копЯ
по энМ геометричних розифю
Тенмметричнио
Счпоивтричний
ОптичниО
Q Хобергера
К
Мехашчний
J
1НДУКП--НИЙ j
с
Маячн! шпали
Рвзисторний ) ( Лазерн! мггки
л змЫ фЬичних впастиеостеО
Ультразвуковий
ЕпекгпроюмШий
МагнЬпниО
(магклнз прмтенкть)^ ^ МагнНний шум
силэ>
Рис. 1. Класифкащя метод1в контролю напружень в рейкових гайтях
Тензометричш метода заснован1 на вимь рюванш деформацш, що в бшьшосп випадив дае можливкггь ощнити напружений стан. 3 усього спектру тензометры в безстиковш коли використовувався лише метод тензометр1в, i то частково: електричш тензометри идуктив-
Hocri, електричш тензометри опору (тензоре-зистори) та мехашчш тензометри (прилад МТ-200) [1].
Силометричний метод використовуе таю прилади для вшмрювання с или як динамо-метри та прилади, що складаються з датчиюв
сили та пщсилювачш вихщного сигналу. Си-лометричний метод безпосередньо вшмрюе зусилля та напруження.
Перев1ряти напружений стан irniri по 3MiHi геометричних розюр1в можна р1зними оп-тичними методами: оптичний деформометр Г. Хобергера, cnoci6 вЬирного променя О. Г. 1ванова i М. I. Смурова, поперечних CTBopie, cnoci6 «маячних» шпал [2] та cnoci6 нанесення лазерних мггок.
Принцип ультразвукових мето в контролю - змша швидкосп проходження звуку через матер1ал при зменшенш чи збтьшенш мехашчного навантаження.
Електрох1м1чний метод контролю ви-значае напруження по приросту електро-х1м1чних потенщашв шийки та пшвки рейки.
В основ1 магштних метода лежать таи магштш параметри як проникшсть матер1ашв, магштний шум (ефект Баркгаузена), величина коерцитивжм сили, що змшюютъся у залежносп вщ ступеня стискання чи розтягання [3].
Анашзуючи недолпеи та переваги Bcix методов контролю напруженого стану рейкових пштей можна скласти вимоги до необхщного на сьогодшшнш день методу контролю:
а) довпшчшсть та багаторазове вико-ристання обладнання;
б) стабшьна . на ' протяз1 експлуатацй TO4HicTb втирювання напружень ±5 МПа;
в)шформащя (результат втапрювання) -без додатковоТ розшифровки i розрахунюв (по стршочнш шкаш, цифровому дисплею т. д.);
г)апаратура повинна надшно працювати при будь-яких погодних умовах, перевезенш, в1бращях, в магштному пол!, при будь-якому стат поверхн1 рейок, при будь-якш внутрпп-нш структур! металу рейки i т. д.;
д) обслуговування (втшрювання, перенесения, зарядка, заправка i т. д.) зособу ство-реного для здшснення певного методу повинно забезпечуватися одшею людиною по квал1фшаци не вище технша;
е) повинна бути можливють втпрювання сумарних напружень;
ж) використане обладнання не повинно бути дорогим;
з) можлив1сть безперервного вшшрювання напружень;
и) простота у виготовленш i експлуатацй' засобу втпрювання;
к) метод повинен передбачати не обов'язков1сть попередшх початкових вщлшв.
Bei ni вимоги р1зноман1тн1 i важливь Для
з ясування ступеш важливосп кожно1 13 ви-мог використано метод анализу iepapxiii (MAI), який за допомогою юлыасноУ ощнки може встановити стввщношення м1ж данимн вимогами. Складемо матрицю А сп1ввщно-шення важливосп висунутих вимог, кожен елемент яко\" а„ являеться чисельною ощнкою важливосп ы вимоги над У-ю. Р1внозначтсть оцшюеться 1 балом. Незначна перевага - 3 бали, середня перевага - 5 бал1в, сильна перевага - 7 б&тв, i повна перевага i-ï вимоги над j-ю - 9 6anie. Зворотне стввщношення вимог по ступет важливосп виражаеться оберне-ним числом, тобто
1
-и
(1)
Для збшыпення р1вня об'ективносп в оцшщ складених вимог необхщна участь декшькох незалежних експерпв.
Таким чином, матрица А стввщношення важливосп висунутих вимог приймае вигляд:
я б в г д е ж з и к
А =
1 >3 ^ 1 /9
7 1 5 3 7
3 X 1 Уз з у,
* Уз 1 5 >5
» К Уз Уб 1 %
9 3 7 5 9 1
5 К 3 15 У5
7 1 5 3 7 Уъ
5 X 3 1 5 X
7 1 5 3 7 ^
% У 7s yi
3 13 1
К у5 Уз У*
■ Уз 1 Уз
УьУУУ
5 3 5 3
• Уз ' Уз
3 13 1
1 Уз 1 Уз
3 13 1
(2)
Матриця earoMOCTi X кшьюсною ощнкою показуе розподшення ступеня важливосп по вимогам. Елементи матрищ вагомосп X ви-значаються за формулою
2А/
(3)
де П - кшыасть фактор1в пор1вняння;
btJ - елементи нормагпзовашм матрищ, що визначаються за формулою
L _ °i.i kj~--
(4)
¡=1
Таким чином, матриця вагомосп приймае вигляд
а 0,018
б 0,145
в 0,034
г 0,066
д 0,018
е 0,296
О/С 0,066
3 0,145
и 0,066
к 0,145
Як видно з матрищ X найбшын вагомим по ступеш важливосп фактором являеться вимога е), що складае 29,6 %, найменш ваго-мими - вимоги а) та д), що складають по 1,8 %. Вагом1сть ¡шлих вимог займае про-м1жш значения.
Отже, маемо 10 складених вимог до необидного на сьогодюпшш день методу контролю, маемо юльюсну оцшку вагомосп кожно'1 вимоги, та маемо 6 метода контролю: тензометрич-ний, силометричний, оптичний, ультразвуко-вий, електрох1м1чний, магштний, яю для зручносп вцщовщно позначимо по перших лггерах латинського алфавпу t, s, о, u, е, т.
Складемо матрицю вщповщносп V пев-ного методу певшй вимозь Лицо метод вщповщае вимоз1, позначаемо 1, не вщповщае - 0, частково вщповщае - 0,5.
а б в г д е ж 3 и к
/ 0,5 0 0,5 1 1 0 1 0 1 0
s 1 1 1 0,5 0 0 0 0 0 0
о 1 0,5 0 1 1 0,5 0,5 0 0,5 0
и 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0
е 1 0 0 0 1 0,5 1 0 1 0
m 1 1 1 0 1 1 0,5 1 1 0,5
Для того, щоб остаточно прийняти ршення про те, який метод найбшып вщповщае поставленим вимогам, шдрахуемо матрицю R за формулою
R = VX. (7)
Матрица прийнятгя рппення приймае вигляд
t 0,242
S 0,230
о 0,389
и 0,638
е 0,316
m 0,828
Таким чином, з матрищ прийнятгя ршення стае видно, що магштний метод найбшып вщповщае поставленим вимогам. Магштний метод отримав найвшцу оцшку 0,828 i зайняв перше мюце. На другому мющ знаходиться ультразвуковий метод з оцшкою 0,638. Трете мюце при оцшц1 0,389 займае юнуючий сьогодш на зал1зницях оптичний метод вим1рювання напружень.
Отже, використання методу MAI при по-р1вняльному aHani3oei методав контролю дае змогу зробити висновок про те, що саме магштний метод вшмрювання напружень в рейкових пштях безстиково*1 коли являеться найбшьш необхщним, доцшьним, перспек-тивним i повинен отримати бшьш досконалий та глибокий розвиток як в теоретичному, так i в практичному аспект!
Б1БШОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
Макаров Р. А. Тензометрия в машиностроении. - М.: «Машиностроение», 1975. -406 с.
Техшчш вказ1вки по улаштуванню, укла-данню, ремонту i утриманню безстиково\' колп на зашзницях Украани (ЦП/0081) К.: Транспорт Украши, 2002. - 106 с.
Рибюн В. В., Арбузов M. A. Cnoci6 визна-чення мехашчних напружень статичного характеру в рейщ. 01 10.2004 № 6123. Де-кларацшний патент на корисну модель.
Поступила в редколепю 29.05.2007
