軌道計算

前言 第1章 懸掛運輸設(shè)備；第2章 材料；第3章 軌道設(shè)計、計算、安裝及涂裝的要求基本要求；第4章 軌道計算；第5章 連接計算；第6章 軌道連接節(jié)點圖與相關(guān)相關(guān)構(gòu)件圖；第7章 國家建筑標準設(shè)計圖集中屋面梁和屋架上懸掛荷載設(shè)計值的確定。參考文獻。

2100433B

板式無碴軌道由60kg/m鋼軌、彈性分開式扣件、軌道板、乳化瀝青水泥砂漿（CA砂漿）、混凝土凸形擋臺及混凝土底座等部分組成，軌下設(shè)置充填式墊板。對無碴軌道的研究尚處于起步階段，沒有形成規(guī)范的無碴軌道計算理論，在本線板式無碴軌道設(shè)計過程中，我們在對中國內(nèi)的三重疊合梁模型、德國的當量疊合梁模型深入研究基礎(chǔ)上，采用更為接近實際的有限元梁—板模型。

石太客運專線作為中國國內(nèi)一條集高速客運與重載貨運于一體的客運專線，將首次大規(guī)模鋪設(shè)板式無碴軌道，而當前國內(nèi)尚沒有形成規(guī)范的無碴軌道計算理論，因此需深入研究板式無碴軌道受力規(guī)律，以保證設(shè)計經(jīng)濟、合理。采用有限元理論，建立了板式無碴軌道的梁—板模型，應用大型有限元工具軟件A9BCB對模型進行求解。

應用有限單元理論建立板式無碴軌道結(jié)構(gòu)的整體模型：鋼軌采用彈性點支承梁模擬；扣件采用線性離散彈簧模擬；軌道板采用板單元進行模擬；CA砂漿調(diào)整層采用實體單元模擬；底座采用彈性地基板模擬，以反映下部基礎(chǔ)對軌道結(jié)構(gòu)的支承作用；地基系數(shù)采用k30進行計算。

C₆₀在室溫下為紫紅色固態(tài)分子晶體，有微弱熒光。C₆₀分子的直徑約為7.1埃（1埃= 10^-10米，即一百億分之一米），C₆₀的密度為1.68g/cm³。分子軌道計算表明，足球烯具有較大的離域能。C₆₀具有金屬光澤，有許多優(yōu)異性能，如超導、強磁性、耐高壓、抗化學腐蝕、在光、電、磁等領(lǐng)域有潛在的應用前景。

溶解性

富勒烯在大部分溶劑中溶得很差，通常用芳香性溶劑，如甲苯、氯苯，或非芳香性溶劑二硫化碳溶解。純富勒烯的溶液通常是紫色，濃度大則是紫紅色，C₇₀的溶液比C60的稍微紅一些，因為他在500nm處有吸收；其他的富勒烯，如C₇₆、C₈₀等則有不同的紫色。富勒烯是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一在室溫下溶于常規(guī)溶劑的碳的同素異性體。

有些富勒烯是不可溶的，因為他們的基態(tài)與激發(fā)態(tài)的帶寬很窄，如C₂₈，C₃₆和C₅₀。C₇₂也是幾乎不溶的，但是C₇₂的內(nèi)嵌富勒烯，如La₂·C₇₂是可溶的，這是因為金屬元素與富勒烯的相互作用。早期的科學科學家對于沒有發(fā)現(xiàn)C₇₂很是疑惑，但是卻有C₇₂的內(nèi)嵌富勒烯。窄帶寬的富勒烯活性很高，經(jīng)常與其他富勒烯結(jié)合?；瘜W修飾后的富勒烯衍生物的溶解性增強很多，如PC61BM室溫下在氯苯中的溶解度是50mg/mL。C₆₀和C₇₀在一些溶劑的溶解度列于左表，這里的溶解度通常是飽和濃度的估算值。

導電性

C₆₀常態(tài)下不導電。因為C60大得可以將其他原子放進它內(nèi)部，并影響其物理性質(zhì)，因而不可導電。另外，由于C₆₀有大量游離電子，所以若把可作β衰變的放射性元素困在其內(nèi)部，其半衰期可能會因此受到影響。

超導性

在可以大量生產(chǎn)C60后其很多性質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，很快Haddon等人 發(fā)現(xiàn)堿金屬摻雜的C₆₀有金屬行為，1991年發(fā)現(xiàn)鉀摻雜的C₆₀在18K時有超導行為，這是迄今最高的分子超導溫度，之后大量的金屬摻雜富勒烯的超導性質(zhì)被發(fā)現(xiàn)。研究表明超導轉(zhuǎn)化溫度隨著堿金屬摻雜富勒烯的晶胞體積而升高。銫可以形成最大的堿金屬離子，因此銫摻雜的富勒烯材料被廣泛研究，Cs₃C₆₀As在38K時有超導性質(zhì)， 不過是在高壓下。常壓下33K時具有最高超導轉(zhuǎn)化溫度的是 Cs₂RbC₆₀。C₆₀固體超導性的BCS理論認為，超導轉(zhuǎn)變溫度隨著晶胞體積的增加而升高，因為C₆₀分子間的間隔與費米能級N（εF）的態(tài)密度的升高相關(guān)，因此科學家們做了大量的工作試圖增加富勒烯分子間的距離，尤其是將中性分子插入A3C₆₀晶格中來增加間距同時保持C₆₀的價態(tài)不變。不過，這種氨化技術(shù)意外地得到了新奇的富勒烯插入復合物的特別的性質(zhì)：Mott-Hubbard轉(zhuǎn)變以及C₆₀分子的取向/軌道有序和磁結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 C₆₀固體是由弱相互作用力組成的，因此是分子固體，并且保留了分子的性質(zhì)。一個自由的C₆₀分子的分立能級在固體中只是很弱的彌散，導致固體中非重疊的帶間隙很窄，只有0.5eV。未摻雜的 C₆₀固體，5倍hu帶是其HOMO能級，3倍的t1u帶是其空的LUMO能級，這個系統(tǒng)是帶禁阻的。但是當C₆₀固體被金屬原子摻雜時，金屬原子會給t1u帶電子或是3倍的t1g帶的部分電子占據(jù)有時會呈現(xiàn)金屬性質(zhì)。雖然它的t1u帶是部分占據(jù)的，按照BCS理論A4C₆₀ 的t1u帶是部分占據(jù)的應該有金屬性質(zhì)，但是它是一個絕緣體，這個矛盾可能用Jahn-Teller效應來解釋，高對稱分子的自發(fā)變形導致了它的兼并軌道的分裂從而得到了電子能量。這種Jahn-Teller型的電子-聲子作用在C60固體中非常強以致于可以破壞了特定價態(tài)的價帶圖案。窄帶隙或強電子相互作用以及簡并的基態(tài)對于理解并解釋富勒烯固體的超導性非常重要。電子相互斥力比帶寬大時，簡單的Mott-Hubbard模型會產(chǎn)生絕緣的局域電子基態(tài)，這就解釋了常壓時銫摻雜的C₆₀固體是沒有超導性的。電子相互作用驅(qū)動的t1u電子的局域超過了臨界點會生成Mott絕緣體，而使用高壓能減小富勒烯相互間的間距，此時銫摻雜的C60固體呈現(xiàn)出金屬性和超導性。

關(guān)于C₆₀固體的超導性還沒有完備的理論，但是BCS理論是一個被廣泛接受的理論，因為強電子相互作用和Jahn-Teller電子-聲子偶合能產(chǎn)生電子對，從而得到較高的絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變溫度。

磁性

阿勒曼（Allemand）等人在C₆₀的甲苯溶液中加入過量的強供電子有機物四(二甲氨基)乙烯（TDAE），得到了C₆₀(TDAE)C_0.86的黑色微晶沉淀，經(jīng)磁性研究后表明是一種不含金屬的軟鐵磁性材料。居里溫度為16.1K，高于迄今報道的其它有機分子鐵磁體的居里溫度。由于有機鐵磁體在磁性記憶材料中有重要應用價值，因此研究和開發(fā)C₆₀有機鐵磁體，特別是以廉價的碳材料制成磁鐵替代價格昂貴的金屬磁鐵具有非常重要的意義。