Стальной рельс для железных дорог имеет сложный профиль, похожий на двутавровую балку в сечении. Такое техническое решение позволяет эффективно сопротивляться большим вертикальным нагрузкам и не деформироваться при изгибе.
Главные элементы стандартного железнодорожного рельса железнодорожный рельс р50:
Верхняя часть рельса Это верхний сегмент рельса с выпуклой поверхностью. Именно эта часть соприкасается с ободами колёсных пар. Её основная функция — гарантировать прочное сцепление, удерживать колесо в колее и передавать нагрузку на шейку. Поверхность катания головки подвергается самой сильной нагрузке и износу.
Соединительная перемычка рельса Элемент, связывающий верхнюю и нижнюю части рельса. Шейка воспринимает усилия, вызывающие изгиб и смещение. Чем выше нагрузка на путь и скорость движения, тем толще и мощнее должна быть шейка, чтобы предотвратить деформацию или излом рельса под поездом.
Нижняя часть рельса Нижняя горизонтальная часть рельса. Она является опорой рельса на шпалах. Подошва имеет широкую плоскую поверхность, которая плотно прилегает к металлическим подкладкам. Это гарантирует стабильность пути, предотвращает боковое опрокидывание рельса и распределяет вес состава на шпалы.
Дополнительные элементы:
Верхние и нижние закругления (галтели) — переходные зоны между головкой и шейкой, а также между шейкой и подошвой. Они нужны, чтобы уменьшить локальные напряжения в металле и не допустить растрескивания при ударах колёс.
За счёт такой конфигурации профиль рельса обладает значительной прочностью: большая часть металла вынесена от центральной оси в головку и подошву, увеличивая момент инерции и повышая сопротивление прогибу по сравнению с бруском квадратного сечения.