一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，包括垫板本体，该垫板本体是由若干个相同的单元连接而成的，每个单元是正六边形网孔式凸台结构，正六边形的边为载荷支撑面，正六边形网孔式凸台内部为空腔，其载荷支撑面两侧由圆角包裹，相邻两排所述正六边形网孔式凸台结构单元交错分布，所述正六边形网孔式凸台结构单元在所述垫板本体上呈正交阵列分布。所述垫板本体兼具提高弹性和减少应力集中的功能，当所述垫板本体受压时，由于有效支撑面积的减小，从而降低了垫板的刚度，提高了轨道的弹性；垫板载荷支撑面的周围由圆角包裹，能有效的分散支撑面上的应力，避免因应力集中导致载荷支撑面被压溃。

An Elastic Cushion Plate for Railway to Reduce Structural Stiffness and Stress

【技术实现步骤摘要】
一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板
本技术涉及轨道交通领域，特别涉及一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，主要应用于无砟轨道结构。
技术介绍
为了给轨道结构提供必要的弹性，用以减小列车运行过程中的振动，弹性垫板在轨道交通中被广泛采用。目前国内外弹性垫板的结构主要为沟槽形和棱台形，材料大多采用橡胶、聚氨酯等高分子弹性材料，由于这些材料具有较高的回弹性和柔曲型，能适合于各种运动，所以现有轨道交通的弹性垫板一般运用这些材料制成。对于沟槽结构的弹性垫板，在列车运行时，由于弹性垫板上表面用于支撑载荷的面积过大，从而导致该结构的外形系数过大，使该弹性垫板的结构刚度过大，并且受压时在沟槽的连接处会产生较大的应力集中和应力分布不均等现象；对于棱台结构的弹性垫板，虽然能有效的降低刚度值，但在凸台四周会出现应力集中。所以对于弹性垫板来说降低结构刚度的同时如何避免应力集中成为一个关键性的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有垫板在结构刚度和应力集中方面的不足，进而提供一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板。为了实现上述技术目的，本技术提供了以下技术方案：一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，包括垫板本体，所述垫板本体是由若干个大小结构相同且上下贯通的正六边形网孔式凸台结构单元组成，正六边形网孔式凸台结构单元内部为空腔，正六边形的边为载荷支撑面，所述正六边形网孔式凸台结构单元在所述垫板本体上呈正交阵列分布，相邻两排正六边形网孔式凸台结构单元交错分布。采用这种结构设置，由于减小了载荷的支撑面积，在相同所述垫板本体面积和相同受压工况下，便于降低该结构的结构刚度，同时空腔的存在可以有效的节约材料的使用。每个所述正六边形网孔式凸台结构单元的每个边两侧都是采用圆角结构进行过度。采用这种结构设置，可以将该处的应力进行疏散，避免应力集中，不至于产生裂纹而导致弹性垫板失效。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、运用本技术所述的一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，所述弹性垫板兼具弹性功能和骨架功能。由于影响弹性垫板结构刚度的参数为支承面积（凸台与被支承物的接触面积）、自由侧面积（凸台侧面未与被支承物接触的自由面的大小）以及两者的比值—外形系数，基本变化规律如下：减小支承面积，降低结构的刚度；增大自由侧面积，降低结构的刚度；减小外形系数，降低结构的刚度。当所述弹性垫板本体受压时，由于所述正六边形网孔式凸台结构的支撑面积较小，其外形系数降低，从而显著地降低了垫板的刚度值，提高了轨道结构的弹性性能。2、运用本技术所述的一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，所述垫板本体上的每个单元都含有空腔，这样可以极大的节约橡胶材料的使用，降低生产成本。3、运用本技术所述的一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，所述每个正六边形网孔式凸台结构单元的横截面形状都为正六边形，在受横向载荷作用的情况下，由于正六边形结构具有稳定性，从而使整个橡胶垫板的结构不容易破损，保证了垫板本体的稳定性。4、运用本技术所述的一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，所述每个正六边形网孔式凸台结构单元的每个边的两侧都是采用圆角结构进行过度，当所述弹性垫板本体受压时，采用这个结构设置，可以有效的分散应力，避免了因应力集中而发生弹性垫板本体被压溃的现象。附图说明图1是本技术整体结构示意图；图2是本技术的俯视图；图3是本技术局部结构示意图；图4是本技术正六边形网孔式凸台结构单元示意图；图中：1-垫板本体，2-正六边形网孔式凸台结构单元，3-载荷支撑面，4-内侧圆角，5-外侧圆角，6-空腔。具体实施方式如图1和图2所示，该本技术所述的一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，包括垫板本体1。该垫板本体1是由若干形状和大小相同的正六边形网孔式凸台结构单元2构成的，每个单元之间是连接成一体，不可分割的。如图3和图4所示，该正六边形网孔式凸台结构单元2内部是上下贯通的，轮廓为正六边形，包括载荷支撑面3，内侧圆角4，外侧圆角5，空腔6。当弹性垫板的载荷支撑面3受压时，由于受载荷的支撑面积是正六边形的六个边，载荷支撑面3的减小使得垫板本体1的结构刚度值显著下降，从而提高了垫板的弹性性能；正六边形网孔式凸台结构单元2内的空腔6可以节约橡胶材料的使用，降低了生产成本；当弹性垫板载荷支撑面3受压时，支撑面两侧的内侧圆角4和外侧圆角5能够有效地分散支撑面上的应力，从而避免了应力集中，防止弹性垫板的载荷支撑面3被压溃，而且能够有效的吸收振动能量，达到减振降噪的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，包括垫板本体（1），其特征在于，所述垫板本体(1)是由若干个相同的正六边形网孔式凸台结构单元（2）构成的，每个单元相互连接、不可分割，单元（2）的轮廓为正六边形，包括载荷支撑面（3）以及两侧的内侧圆角（4）和外侧圆角（5），空腔（6）。

【技术特征摘要】
1.一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，包括垫板本体（1），其特征在于，所述垫板本体(1)是由若干个相同的正六边形网孔式凸台结构单元（2）构成的，每个单元相互连接、不可分割，单元（2）的轮廓为正六边形，包括载荷支撑面（3）以及两侧的内侧圆角（4）和外侧圆角（5），空腔（6）。2.按照权利要求1所述一种用于降低结构刚度和应力的铁路用弹性垫板，其特征在于：每个单元（2）包括六个载荷支撑面...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峰，陈学，王斌仓，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62