鋪設(shè)在鐵軌下方的長(zhǎng)方形黑色板狀物是合成橡膠制成的“鐵軌墊板”,具有緩沖來(lái)自列車的沖擊的作用。跟著支撐鐵軌的枕木和碎石(道碴)逐步被混凝土板替代,近來(lái),這種墊板的重要性越來(lái)越高。鐵軌墊板面對(duì)的疑問是,在冰冷區(qū)域低溫環(huán)境下簡(jiǎn)單變硬。因而,為了使新干線能延伸到北海道,日本鐵道歸納技能研討所選用了乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)等低溫特性優(yōu)秀的資料來(lái)制作墊板,此外,還對(duì)橡膠自身做了一項(xiàng)改善。終究是什么改善呢?答案:使橡膠發(fā)泡
鐵軌鋪設(shè)在道碴上的時(shí)分,道碴發(fā)揚(yáng)緩沖的作用。但在近來(lái),為了進(jìn)步可維護(hù)性,直接在混凝土板上裝置鐵軌的板式軌跡越來(lái)越多。雖然在混凝土板的下方會(huì)鋪設(shè)彈性資料,但鐵軌墊板更簡(jiǎn)單發(fā)揚(yáng)緩沖功用,也對(duì)比簡(jiǎn)單進(jìn)行調(diào)整。
用繃簧常數(shù)(移動(dòng)單位位移需求的力)來(lái)說(shuō),曩昔的鐵軌墊板的硬度是60MN/m左右,近來(lái)需求的則是硬度30MN/m左右的愈加柔軟的墊板。尤其是新干線,由于行進(jìn)速度快,因而有必要要有杰出的緩沖功用。但在冰冷區(qū)域,冬天的酷寒會(huì)令鐵軌墊板的繃簧常數(shù)添加。直接運(yùn)用低溫特性優(yōu)秀(發(fā)作硬化的玻璃化溫度低)的EPDM和SBR也不能確保所需的繃簧常熟。處理辦法是使資料發(fā)泡。
從圖1的電子顯微鏡相片能看到發(fā)泡的景象。室溫環(huán)境下,發(fā)泡EPDM、發(fā)泡SBR的繃簧常數(shù)均為30MN/m左右,即便溫度降低到-20℃,也只會(huì)添加到45MN/m。在使平衡錘墜落到鐵軌上來(lái)檢測(cè)鐵軌墊板下方受力狀況的實(shí)驗(yàn)(沖擊呼應(yīng)實(shí)驗(yàn))中,通過發(fā)泡的開發(fā)品在-10℃時(shí),也能堅(jiān)持與現(xiàn)有無(wú)發(fā)泡商品在+10℃時(shí)同等的緩沖功用。
現(xiàn)有商品為了降低繃簧常數(shù),選用的是在正反兩面設(shè)置許多溝槽、使之簡(jiǎn)單變形的方法。但溝槽的作用有限,這是由于,當(dāng)溝槽的深度和寬度超出必定程度后,全體的強(qiáng)度會(huì)降低,為了補(bǔ)償這一點(diǎn),廠家反而會(huì)選用硬質(zhì)橡膠,起到反作用。
使資料發(fā)泡后,橡膠墊受力時(shí)各個(gè)氣泡會(huì)逐步減小,使整塊墊板變形的地步添加。從有限元分析的成果來(lái)看,帶溝槽的現(xiàn)有商品的應(yīng)力會(huì)集在溝槽處,而通過發(fā)泡的開發(fā)品的應(yīng)力散布均勻。