Центр инновационного развития ОАО «РЖД» Использование в ОАО «РЖД» композитных материалов. - презентация

1 Центр инновационного развития ОАО «РЖД» Использование в ОАО «РЖД» композитных материалов

2 ВАГОНЫШПАЛЫ СТРОИТЕЛЬСТВО ОПОРЫ И ПОДВЕСКИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ Повышенная механическая нагрузка Увеличенный ресурс Снижение стоимости жизненного цикла Устойчивость к климатическим условиям (влажность) Повышенная грузоподъемность Уменьшение массы тары Увеличение полезного объема перевозимого груза Снижение эксплуатационных расходов на техническое содержание Высокая прочность Применение более легкой техники для монтажа Ремонтопригодность Увеличение ресурса Высокая технологичность Применяется с целью: повышения скоростей движения повышения весовых норм поездов снижения затрат на техническое обслуживание 2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ОАО«РЖД»

3 ВАГОН-ХОППЕР ДЛЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ C КУЗОВОМ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Наименование характеристики Вагон-хоппер с кузовом из композитных материалов Существующий вагон-хоппер модели Преимущества вагона-хоппера из композитных материалов Грузоподъемность, т % Масса тары, т16,223,2- 30% Полезный объем, м % Сравнительные характеристики вагонов - хопперов Снижение массы тары вагона Увеличивается масса перевозимого груза Повышение коррозионной стойкости тары вагона Снижение издержек на нанесение защитных покрытий Ремонтопригодность Возможность ремонта в полевых условиях Увеличение оборачиваемости сыпучих грузов Снижение массы кристаллизации сыпучих грузов ПРЕИМУЩЕСТВА: 3

4 Страна Общее количество шпал (млн. шт.) США465 Россия173 Индия130 Сопротивляемость прогибу Отсутствие остаточной деформации под нагрузкой Устойчивое сцепление с элементами скрепления Отсутствие пористости СВОЙСТВА ШПАЛ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ: Высокая прочность Низкий износ Сопротивление ударной нагрузке Гарантированный срок службы до 50 лет Экологическая безопасность Повторная переработка Размер рынка шпал ШПАЛЫ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Низкий срок службы – 15 лет Подверженность к гниению Соблюдение экологических требований Утилизация ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ: ПРЕИМУЩЕСТВА: Требование: сохранение физико-механических свойств при высоких и низких температурах среды (от + 50 до -70 о С), при воздействии соли, бензина и масла 4

5 Консоли Поперечины Опоры контактной сети Разработана конструкция Изготовлена оснастка Изготовлены опытные образцы Успешно прошли статические испытания Планируется установить партию на референсные объекты ОАО «РЖД» Разработана конструкция консоли с применением композитов Изготовлена оснастка Использованы фиксаторы из алюминиевых сплавов Повышенная несущая способность Увеличение предельного значения статической и динамической нагрузки до 15 % Регулирование в широких пределах электропроводности и теплопроводности В конструкции опоры металлическая преднатяженная арматура заменена на базальтопластиковый аналог ЗАДАЧА: разработка отраслевых и строительных норм для проектирования с использованием полимерных композитных материалов Замена арматуры контактной сети повысит эффективность эксплуатации 5 ЭЛЕМЕНТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

6 Высокая прочность (на порядок прочнее стали). Возможность применения более легкой техники для монтажа и перевозки по сравнению с традиционными конструкциями. Устойчивость к воздействию агрессивных сред. Возможность регулирования в широких пределах тепло- и электропроводности, радио- и светопрозрачности в зависимости от типа применяемых армирующих волокон. Возможность ремонта в «полевых» условиях без применения специального оборудования. ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПЕРЕД ТРАДИЦИОННЫМИ СТРОИТЕЛЬНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ : ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Коэффициент температурного расширения ~ 0 Отсутствие коррозии Высокий предел выносливости Низкий вес Легкая укладка Линейно упругие свойства до разрушения ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО АРМИРОВАНИЯ – УГЛЕРОДНАЯ ТКАНЬ (ЛЕНТЫ): 6

7 Испытательная нагрузка из блоков ФБС составила 7,8 т против максимального веса расчетной пешеходной нагрузки 7,62 т. Расчет на испытательную нагрузку проводился с учетом реального количества блоков и их расположения. ГРАФИК ИЗМЕНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ СИЛ В ВЕРХНЕМ ПОЯСЕ В СЕРЕДИНЕ ПРОЛЕТА ПРОЛЕТНОЕ СТРОЕНИЕ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ Полный прогиб конструкции под максимальной нагрузкой - 6,5 мм. Расчетный прогиб конструкции под максимальной нагрузкой - 6,9 мм. Предельно допустимый прогиб для данного пролета - 22 мм. Остаточный прогиб после снятия нагрузки – 1,75 мм. 7

8 Спасибо за внимание!