Ocena możliwości wykorzystania materiałów z pamięcią kształtu w wibroizolacji przejazdów kolejowo-drogowych

Stopy materiałów charakteryzującym tzw. się efektem pamięci kształtu, do których należy np. stop NiTi, wykazują się w stanie martenzytycznym bardzo dobrymi własnościami tłumienia drgań. Jednak w celu określenia ich rzeczywistej przydatności do zastosowania w maszynach i urządzeniach wibracyjnych oraz złożonych układach wibroizolacji należy przeprowadzić badania statyczno-dynamiczne ich własności fizyko-mechanicznych takich jak: modułu sprężystości podłużnej E, miary sztywności oraz miary tłumienia. W artykule przedstawiono badania własności fizyko - mechanicznych drutu NiTi o średnicy d=1 mm w zakresie temperatur od 20 do 60° C i w zakresie obciążeń od 0,15 do 0,65 kN. Przeprowadzone badania obejmowały między innymi: wyznaczenie modułu Young'a, współczynnika sprężystości (statycznego i dynamicznego), współczynnika tłumienia (statycznego i dynamicznego). Następnie opracowano koncepcję techniczną wibroizolowanego przejazdu z wykorzystaniem stopu NiTi jako elementu zmieniającego sztywność wibroizolatorów i przeprowadzono symulację oddziaływań dynamicznych pojazdów samochodowych w ich trakcie przejazdu przez przejazd na otoczenie. Celem tych symulacji było określenie wpływu naciągu drutów z NiTi na własności systemu układu wibroizolacji przejazdów kolejowo samochodowych oraz możliwości regulacji parametrami wibroizolacji takimi jak sztywność i tłumienie.

Memory shape alloys i.e. NiTi alloy have very good damping properties. However, in order to determine their suitability in vibration isolation systems of mechanical equipment one should carry out static and dynamic testing of physical and mechanical properties such as elastic modulus E, measures of stiffness and damping measures of these alloys. The quantitative physic - mechanical NiTi wire having a diameter d = 1 mm in the temperature range from 20 to 60° C and a load range from 0.15 to 0.65 kN. The study included calculation of: Young's modulus, modulus of elasticity (static and dynamic), attenuation coefficient (static and dynamic). Then, the technical concept of the vibration isolation system of railway crossing with application of NiTi alloy as part of the dampeners with changing stiffness and the numerical simulation of dynamic interactions between vehicles and the railway crossing were done. The purpose of these simulations was to determine the effect of NiTi wire tension on the properties of vibration isolation system and the possibility of adjusting parameters such as vibration isolation and damping stiffness of dampers.