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铁路上的钢轨为什么要做成工字形?

十万个为什么 物理 2020-10-11 66 0 | 作者:为什么

  谁都知道,袜子最容易损坏的部分是袜底,一双袜子往往袜底已破烂不堪了,而袜面还是好好的。

  尼龙织物出现并为人们广泛使用以后,尼龙袜虽然比麻纱袜牢得多,但因整双料子都是尼龙的,价格较高。后来生产了一种麻纱身、尼龙(或称锦纶)底的袜子,真是价廉物美,它只在最吃力的地方,加强了材料,可以算是把材料用在“刀口”上了。

铁路上的钢轨为什么要做成工字形?

  象这样因地制宜、因材施料的科学办法,在工程上的例子是很多的。

  这里我们就来说说火车的钢轨吧,它为什么要做成工字形呢?这就是为了把材料用在“刀口”上。

  现代的火车载重量都很大,为了能经得起载重很大的车辆施加的压力,钢轨的顶面要有一定的宽度和厚度来承受这些压力:为了提高钢轨的稳定性,钢轨的底面也要有一定的宽度:为了适应带有轮缘的车轮,钢轨又要有一定的高度。工字形的钢轨正能满足这三方面的要求。而且从材料力学的观点来看,这种形式的钢轨的强度最高,正好充分合理地利用了钢材,因此工字形断面,就被选为最好的钢轨断面。

  工字形的钢轨,在铁路上已使用了一百多年,除了为适应机车载重量的增大和车速的提高,而增大钢轨的断面和改进各部分细节的设计以外,钢轨的形状几乎没有什么改变。但是这也不是说钢轨的形状永远不会改变了。多年来一直有人在从事这方面的研究,希望能找出更合理更经济的钢轨形状。