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Vía férreaEl diseño de la sección de la cabeza también es una de las formas de mejorar la rigidez y la resistencia al desgaste.

En la sección de la cabeza del riel de los primeros rieles, la superficie de la banda de rodadura es relativamente suave y se utilizan arcos de menor radio en ambos lados. Hasta las décadas de 1950 y 1960, se observó que, independientemente de la forma de la cabeza del riel diseñada originalmente, tras el desgaste de las ruedas del tren, la forma de la banda de rodadura en la parte superior del riel era casi completamente circular, y el radio del arco en ambos lados era relativamente grande. La simulación experimental reveló que el desprendimiento de la cabeza del riel se relaciona con la excesiva tensión de contacto rueda-riel en el filete interior de la cabeza del riel. Para reducir el daño causado por el desprendimiento del riel, todos los países han modificado el diseño del arco de la cabeza del riel para minimizar la deformación plástica.

Primero, los países han seguido tal principio en el diseño de la banda de rodadura de la cabeza del riel: el arco de la banda de rodadura superior del riel se ajusta al tamaño de la banda de rodadura de la rueda tanto como sea posible, es decir, el tamaño del arco de la banda de rodadura, como el riel de 59,9 kg/m en los Estados Unidos, el arco de la cabeza del riel se adopta R254-R31,75-R9,52; el riel de 65 kg/m de la antigua Unión Soviética, el arco de la cabeza del riel adopta R300-R80-R15; el riel UIC de 60 kg/m, el arco de la cabeza del riel adopta R300-R80-R13. De lo anterior se puede ver que la característica principal del diseño de la sección de la cabeza del riel moderna es el uso de curvas complejas y tres radios. En el lado de la cabeza del riel, se adopta una línea recta con una parte superior estrecha y una parte inferior ancha, y la pendiente de la línea recta es generalmente de 1:20~1:40. A menudo se utiliza una línea recta con una gran pendiente en la mandíbula inferior de la cabeza del riel, y la pendiente generalmente es de 1:3 a 1:4.

En segundo lugar, en la zona de transición entre la cabeza del riel y la cintura del mismo, para reducir las grietas causadas por la concentración de tensiones y aumentar la resistencia a la fricción entre la eclisa y el riel, se utiliza una curva compleja en dicha zona, y se adopta un diseño de radio amplio en la cintura. Por ejemplo, el riel de 60 kg/m de UIC utiliza R7-R35-R120 en la zona de transición entre la cabeza del riel y la cintura. El riel de 60 kg/m de Japón utiliza R19-R19-R500 en la misma zona.