为什么铁路的钢轨是工字型的?

王朝干货·作者佚名  2011-11-26
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钢轨断面为何采用工字型 答:直线轨道钢轨主要随竖直力,钢轨竖直方向挠曲,钢轨被视为弹性基础上连续长梁,梁抵抗挠曲的最佳断面开头为工字形.简单点说就是工字型的设计能够承受重压

众所周知,袜子很容易损坏的部分是袜底,一双袜子通常袜底破烂不堪了,但袜面还是相当好的。尼龙织物出现以后人们广泛使用,尼龙袜尽管比麻纱袜牢固得多,但由于整双料子都是尼龙的,所以价格相当高。于是又生产了一种麻纱身、尼龙(或称锦纶)底的袜子,真是价廉物美,它只是在最吃力的地方,大大加强了材料,算是把材料用在“刀口”上,像这样因地制宜,以及因材施料的科学方法,在一般工程上的例子是很多的。

这里我们就来谈谈火车的钢轨吧,那它要做成工字形的原因是什么呢?就是为了把这些材料用在“刀口”上。

现代的火车载重量都相当大,为了可以经得起载重相当大的车辆施加的压力,钢轨的顶面必须有一定的宽度及厚度来承受这些压力。为了提高钢轨的稳定性,钢轨的底面也必须有一定的宽度;并且为了适应带有轮缘的车轮,钢轨也要有相当的高度。工字形的钢轨刚好可以满足这三方面的要求。并且从材料力学的观点来看,这种形式的钢轨的强度相当高,恰好充分合理地利用了钢材,所以工字形断面,就被选定为最好的钢轨断面。

工字形的钢轨,在铁路上已持续使用了100多年,它除了为适应机车载重量的增大以及车速的提高,还增大钢轨的断面以及改进各部分细节的设计,钢轨的形状大多没有任何改变。但是这也并不是说钢轨的形状就永远不会改变了,长久以来一直有人在从事这方面的研究,希望可以找出更合理更经济的钢轨形状。

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