Új hozzászólás Aktív témák

• #10 föccer nagyúr Raucher #4

  Új Válasz 2013-07-15 23:30:13 #10

  Új hozzászólás

  Összes hozzászólása itt Válaszok az összes hozzászólására itt Válaszok erre a hozzászólásra

  Privát üzenet küldése

  

  föccer

  nagyúr

  válasz Raucher #4 üzenetére

  Van egy lényegesebben egyszerűbb megoldás. Egész egyszerűen a fizikára bízzák a sín hőtágulásának a "kompenzálását".

  Arról van szó, hogy van az anyagok rugalmas alakváltozását leíró tudomány, amit (nem túl nehéz kitalálni) rugalmasságtannak neveznek. Namármost ennek a rugalmasságtannak az egyik alaptétele, hogy minden alakváltozás az anyag elemi kicsi részében (ami elvileg 9, gyakorlatilag 6 féle lehet), egy pontosan meghatározható feszültségváltozást eredményez. (természetesen nem elektromos feszültségről van szó, hanem mechanikai feszültségről, ha úgy tetszik elvégzett munkáról). Az alakváltozás és a fellépő feszültségváltozás között Hook törvénye szerint megállapítható állandó az anyagra jellemző rugalmassági modulus (most maradjunk a tisztán rugalmas alakváltozásnál, ami a példánál elég j közelítés)

  Namármost ezen tézis felhasználva hamar kilogikázható, hogy ha egy vonalas létesítményben (pl sínszálban, aminek a keresztmetszeti jellemzője elhanyagolható a hossza mellett) létezik egy olyan egyensúlyi állapot, hogy a hőtágulás (vagy hőzsugorodás, csak előjel kérdése) okozta hosszváltozást a szerkezet a valóságban nem szenvedi el, hanem az ezen alakváltozás hatásával ellentétes irányultsággal (a rugalmassági modulussal kiszámolható) fellépő belső feszültség jön létre.

  Namármost ha ezt kiokosítjuk és felírjuk egy szép normált egyenletbe (belső feszültség * rugalmassági modulus + hőtágulási együttható * hőmérséklet változás = 0 ) akkor láthatjuk, hogy az a sok kilométer hosszú sínszál bizony egy millimétert sem fog se megnyúlni, sem nem zsugorodni (hiszen az egyenlet vége = 0 val). Most már csak arra kell vigyázni, hogy valami úton módon megfogjuk azt a fránya sínt, hogy ő márpedig ne akarjon hőtágulni, hanem akármennyire is ellenkezik bizony ébredjen benne az az alattomos belső feszültség. Nem véletlen van az a rengeteg taplfa meg talpcsavar meg leszorító rugó meg vezetőtok meg minden féle kütyü felhasználva a vasútépítésnél... Mind-mind azt szolgálja, hogy a sínszál hosszirányba ne mozdulhasson el. Az altalajra történő erőelosztás mondhatni másodlagos ebből a szempontból. (hozzáteszem, hogy ezek tényleg a vonalas létesítményeknél előforduló tervezési és építési technológiák)

  Namármost azért nem ilyen egyszerű a helyzet, hiszen a fent leírt példálózás egy igen erősen idealizált helyzet. Amolyan lusta építőmérnöki munka. Viszont ezt az idealizált helyzetet használják fel az összes út és vasút tervezésnél és építésnél.

  A valóságban a sínszál keresztmetszete nagyon nem szimmetrikus, valamint a benne fellépő hőmérséklet eloszlás sem lesz tökéletesen egyenletes. Ezért a sínszál keresztmetszetében sem lesz egyenletes a feszültség változás, ezért megeshet, hogy az egyébként tisztán normál erők (hossztengellyel párhuzamos) megjelennek tangenciális (hossztengelyre merőleges) valamint hajlító és csavaró feszültségek is. Ennek következménye, hogy ha nem rögzítik megfelelően az adott sínszálat az alépítményhez, akkor az engedve az energiaminimumra való kényszerű törekvésének egész egyszerűen felpúposodik a sín (a'la a fellépő tangenciális erők nagyobbak voltak, mint amit a sínszál rögzítése elbírt volna).

  Mi is történne akkor, hogy ha ez nem így működne? Vegyünk egy példát: a budapesti 1-es villamos cirka 16 kilométer hosszú vonala egy zord téli hideg (-25 °C) és egy tikkasztó nyári kánikula között (42 °C lég, 65°C sín hőmérséklet) között elszenved ~90 °C hőmérséklet ingadozást. Ha jól számolok, akkor ez valamivel több mint 17 m-es hosszváltozást jelentene valamelyik oldalon, ami valljuk meg az őszintét eléggé érdekes lenne...

  üdv, föccer

  Építésztechnikus. Építőmérnök.

Új hozzászólás Aktív témák