تاثیر و تنوع عملکرد ترمز قطارهای باری بر عمر مفید خطوط ریلی

در صنایع حمل و نقل راه آهن، دیسک های ترمز نماینده ای از قطعات ایمنی ضروری هستند، به خصوص برای قطارهای با سرعت بالا که در سرعت 200 کیلومتر بر ساعت یا بالاتر حرکت می کنند. در هنگام ترمز، لنت های ترمز در سطح دیسک های ترمز با فشار اصطکاک تولید کرده و انرژی جنبشی وسایل نقلیه راه آهن را به گرما تبدیل می کنند. در یک وسیله نقلیه ریلی معمولی، حداکثر دما نزدیک به سطح دیسک ترمز، بلافاصله تقریبا می تواند به بیش از c 600 برسد. پس از آنکه دیسک های ترمز تحت تکرار ترمز بگیرند، به نظر می رسد ترک خستگی حرارتی در سطح اصطکاکی مورد استفاده دیسک ها در وسایل نقلیه راه آهن رخ می دهد و نیز همین پدیده در تعدادی از دیسک های ترمز مورد استفاده در راه آهن چین با سرعت بالا (crh) و واحدهای مختلف برقی (emu) رخ داده است. این دیسک های ترمز که با استفاده از ریختگی فولاد تولید شده اند، از تغییرات درجه حرارت شدید با توجه به ترمز های مکرر رنج می برند. برای وسایل نقلیه در حال حرکت با سرعت متوسط 300 کیلومتر بر ساعت، ترک نقاط داغ و حرارتی در سطح اصطکاک دیسک های ترمز پس از دوره های ترمز های مکرر رخ خواهد داد. نقاط داغ، که نشان دهنده مناطق بیش از حد گرم در سطح اصطکاک است، توسط بسیاری از محققان بررسی شده اند. این مناطق موضعی اغلب بیش از حد گرم می شوند و خواص مکانیکی ساختار مواد مادر به طور قابل ملاحظه ای تحت تاثیر قرار می گیرد و اعوجاح حرارتی که در نزدیکی نقاط داغ رخ می دهد منجر به تنش های کششی و فشاری حلقوی می شود. ترک خستگی در سطوح اصطکاکی آغاز می شود و می تواند به این سه نوع شامل شکستگی، شعاعی، و ترک محیطی تقسیم شود. لذا بررسی خرابی در دیسک های ترمز وسایل نقلیه ریلی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.