铁路上的钢轨为什么要做成工字形

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。

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。