Как превратить в мгновение ока твёрдую валюту в блинчик ? Правильно - расплющить! А если нет под рукой мощного пресса или молота - большой сосредоточенной нагрузки на ограниченной площади и нам поможет достижение человеческого прогресса в виде железнодорожного транспорта.
Сам грешен ... лет в 10-12 плющил на вокзале старые советские рубли. в качестве пресса выступали пустые полувагоны серии 12-1000 массой 22т. Учитывая такую массу монеты плющились ооочень неохотно - надписи читались но сама монета была словно отполированная слегка процентов на 30 увеличившись в диаметре.
Но все равно не рекомендую данное баловство всё таки - времена нынче другие.
Насколько сильно расплющит монетку состав из тепловоза и 40ка гружёных полувагонов массой по 90т каждый и насколько сильно она нагреется?
Тепловоз 2ТЭ-10М
Осевая формула: 2×(30—30) (каждая секция имеет две трёхосные тележки) = 24 колеса
Служебная масса: 2 × 138 тонн (общая масса — 276 тонн).
Нагрузка на колесо - 276т / 24шт - 11,5т=11500кг=115кН
Полувагон типа 12-1000 - гружёный вес 92т, количество колёс - 8,
Нагрузка на колесо - 92т / 8шт = 11,5т=11500кг=115кН
Железнодорожный рельс - тип Р65 ГОСТ 51685-2022
Ширина прямой площадки -20мм.
Диаметр колеса тепловоза -D=1050мм. радиус R=525мм
Образец для испытаний - монета 5 рублей ЦБ РФ диаметром 25мм и толщиной 1,8мм, из стали с никелевым гальванопокрытием , масса 6гр - https://cbr.ru/cash_circulation/coins/5rub/
E=200 000 Мпа, μ=0,25 G=80 000 Мпа
Находим вертикальное давление в месте контакта - 610МПа.
Нагрузка на монету прийдёт от 12 колёс локомотива и 80 колёс гружёных полувагонов.
уменьшение толщины монеты от проезда колеса локомотива
x = 610мпа * 1,8мм/ 200 000Мпа = 0,0055мм,
от 12 колёс тепловоза и 40 колёс полувагонов= 0,0055*(12+40)=0,286мм
Площадь монеты будет - V/H = 25мм*25мм*0.785*1.8 мм / (1,8мм-0,286мм)=583,6мм2
а новый диаметр монеты- d= √ 4* 583.6мм2 / 3,14592 = 27,25мм
диаметр увеличился на 27,25/25- 1,09раза или на 9%, а площадь на 1,09*1,09=1,1881 раза почти на 19%
Е= (1*883мм3 *(610Мпа)"2 ) / (2*200 000Мпа) = 0,82 дж за 1 касание монеты колесом.
Монета нагреется за 1 проезд колесом на t = 0,82дж / ( 460дж/кг*С* 0,006кг) = 0,3 градуса.
Итого проехавший состав из локомотива и 40 полувагонов с 52мя колёсами - нагреет монету на 0,3*52=15,6 градуса. Но это очень в идеальных условиях - при температуре окружающего воздуха 20 градусов, отсутствии осадков и ветра, а также потерь тепла на рельс.