Расчёт и снижение шума качения поездов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат наук Матвеев, Пётр Владимирович

• Матвеев, Пётр Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Матвеев, Пётр Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

_Тос401034546

Введение

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Объекты исследования

1.2. Воздействие шума поездов на население и нормирование шума железнодорожного!

транспорта

1.3. Образование шума качения

1.4. Расчёт шума качения

1.5. Общие меры снижения шума

1.6. Снижение шума качения

1.7. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА ШУМА КАЧЕНИЯ

2.1. Физико-математическая модель и теоретическая концепция

2.2. Физико-математическая модель излучения рельса от прогиба рельса

2.3. Физико-математическая модель излучения рельса от ударного воздействия колеса и рельса

2.4.Решение задачи излучения звука колесом и рельсом численным методом конечных

элементов

2.5.0бсуждение элементов расчетной схемы

2.6. Формирование расчетной схемы численного эксперимента

2.8. Выводы по главе

ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

3.1 Методика проведения экспериментальных исследований процессов образования шума качения

3.1.1 Условия проведения испытаний

3.1.2 Обработка результатов измерения

3.1.4 Место проведения испытаний

3.1.5 Состояние, режим работы и тип подвижного состава

3.1.6 Измерительная аппаратура и расположение микрофонов и датчиков

3.2 Методика проведения экспериментальных исследований процессов эффективности

накладок в шейку рельса

3.2.1 Расположение микрофонов и датчиков

3.2.3 Условия проведения измерений

V

%

3.3. Методика проведения испытаний при шлифовании рельсов

3.3.1. Выбор участка для испытаний

3.3.2. Измерительная аппаратура

3.3.4. Условия измерений

3.4. Методика проведения испытаний ближнего средства звукоизоляции

3.4.1. Объекты и режимы испытаний

3.4.2. Условия измерений

3.5. Выводы по главе:

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ШУМООБРАЗОВАНИЯ И .

ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ СНИЖЕНИЯ ШУМА

4.1. Экспериментальные исследования вкладов различных источников шума поездов на различных скоростях движения

4.1.5. Обобщение характеристик шума качения поездов

4.2. Экспериментальное снижение шума применением вставок в рельсы

4.3. Исследования по снижению внешнего шума поездов путём шлифования рельсов

4.4. Выводы по главе

ГЛАВА 5. СНИЖЕНИЕ ШУМА КАЧЕНИЯ ПОЕЗДОВ

5.1 Расчет и испытания акустической эффективности средств ближней звукоизоляции

5.2 Определение акустической эффективности средства ближней звукоизоляции

5.3 Рекомендации по снижению шума качения поездов

5.4. Выводы по главе

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

ЛИТЕРАТУРА

Приложение 1 Технические характеристики для подстановки в численную модель

Приложение 2 Результаты измерения эффективности шлифования рельсов

П2.1. Результаты испытаний до прохода шлифовального поезда

Грузовые поезда составленные из смешанных вагонов (вагоны разного типа)

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов контейнеровозов

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов цистерн

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов дозаторов

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов автовозов

Уровни шума от грузового поезда, составленного из полувагонов

Уровни шума от пассажирского поезда

Пригородные электропоезда (моторвагонные поезда)

Сцепка из 4-х электровозов

П2.2. Результаты испытаний уровней шума после прохода шлифовального поезда

Грузовые поезда

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов разного типа

Уровни шума от пассажирского поезда

Пригородные электропоезда (моторвагонного поезда)

Сцепка из 4-х электровозов

Приложение 3 Акты внедрения

153

155

156

156

157

158 160 162 164 166 168 13,7

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Расчёт и снижение шума качения поездов»

ВВЕДЕНИЕ

Наряду с более высокой безопасностью, железнодорожный транспорт имеет очевидные преимущества перед другими видами с точки зрения воздействия на окружающую среду (ОС):

- высокая эффективность использования энергоресурсов;

- меньшая потребность в занимаемых площадях;

- меньший объем выбросов вредных веществ.

Тем не менее, железнодорожное сообщение заметно увеличивает акустическое загрязнение ОС и нередко вредно воздействует на население. По данным комиссии ЕС по железнодорожному транспорту примерно 10% населения ЕС подвержено вредному воздействию шума от железнодорожного транспорта, которое является угрозой здоровью (риск сердечно-сосудистых заболеваний, снижение работоспособности, нервно-психические заболевания и пр.), а также является причиной беспокойства и дискомфорта.

Общественность активно протестует против железнодорожного шума и требует ат политиков помощи. Борьба с шумом связана с серьезными затратами, только на установку акустических экранов вдоль железных дорог в Европе тратится от € 150 до 200 млн ежегодно. Расходы на замену металлических тормозных колодок на композитные для грузовых вагонов могут составить от € 2 до 2,5 млрд.

В нашей стране железнодорожный транспорт все чаще становится причиной жалоб населения на повышенный шум. Сегодня повышенный шум входит в «тройку» наиболее вредных экологических факторов. Особенно заметна эта проблема в городах. В Постановлении Правительства Москвы от 16 октября 2007 г. №896-ПП «О концепции снижения уровней шума и вибрации в городе Москве», отмечается, что «.. .в настоящее время почти на всем протяжении железнодорожных линий нарушена 100-метровая

I

ширина зоны санитарного разрыва. Проезд железнодорожного состава обуславливает возрастание уровня шума в среднем на 10-20 дБА над фоновыми значениями шума на прилегающей жилой территории, что вызывает большое количество обращений жителей с жалобами на повышенный шум. Российские поезда в среднем на 7-10 дБА более шумные, чем европейские модели».

Анализируя результаты измерений шума вблизи железных дорог можно утверждать, что при расположении в жилой застройке на расстояниях 50...100 м от железнодорожного пути уровни звука в квартирах могут достигать 60...70 дБА. Это означает, что превышение шума составляют от 20 до 30 дБА в дневное время и, соответственно от 30 до 40 дБА ночью. Уровни звука снижаются до санитарных норм на

I

больших расстояниях свыше 1000 м. По очень осторожным оценкам в нашей стране под воздействием повышенного шума железнодорожного транспорта проживают от 5 до 10 млн. человек.

Основная причина возникновения шума при движении поездов - явления, возникающие при взаимодействии колеса с рельсом. При контакте колеса с рельсом неровности поверхностях катания вызывает возникновение вибраций, этих элементов и подвижного состава. Вибрирующие поверхности излучают звук, который называется шумом качения. За рубежом это явление изучается, Ремингтоном (P.J. Remington) создана теория, описывающая физические процессы шумообразования при контакте колеса с рельсом. В нашей стране изучению этого явления не уделяется внимание, а специфика верхнего строения пути и подвижного состава требует проведения специальных исследований.

Целью работы является разработка научных основ образования и снижения шума качения поездов.

Научная новизна:

- разработана классификация средств и методов снижения шума качения поездов;

- разработана физическая модель шума качения, показывающая связь процессов шумообразования с характером вибрационных процессов

- установлена зависимость шума качения от скорости движения и типов поездов;

- предложена модель расчёта и разработан метод расчета акустической эффективности средств ближней звукоизоляции;

Практическая полезность:

- установлены предельные возможности снижения шума качения в источнике образования (путем шлифования рельсов и применения вибродемпфирующих накладок на рельс;

- доказана эффективность снижения шума качения путем применения ближней звукоизоляции;

- разработаны рекомендации по снижению шума качения; '

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и

обсуждались на IV Всероссийской научно-практической конференции с «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» 16-18 июня, 1999; Международном экологическом конгрессе «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» 14-16 июня, 2000; IV Всероссийской научно практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия» 26-28 марта, 2013;

Технических совещаниях на Октябрьской железной дороги - филиал ОАО «РЖД» в 2012, 2013, 2014 г. Заседаниях кафедры «Экология и БЖД» БГТУ «ВОЕНМЕХ»

На защиту выносятся:

- классификация средств и методов снижения шума качения поездов;

- физическая модель шума качения, уточняющая теорию Ремингтона (P.J. Remington) в части излучения рельса;

- математическая модель шума качения;

- Результаты численного эксперимента методом конечных элементов использованием программы «ANSIS»;

- методики выполнения экспериментов по исследованию шума качения; •

- методики выполнения экспериментов по исследованию средств и методов снижения шума качения в источнике образования и средств ближней звукоизоляции;

- результаты экспериментов, подтверждающих правильность основных допущений;

- результаты экспериментов по установлению связи между скоростью движения и типов поездов и интенсивностью шума качения;

- результаты экспериментов по снижению шума качения в источнике образования путем применения вибродемпфирующих накладок на рельс и шлифования рельсов;

- результаты экспериментов по определению эффективности ближней звукоизоляции;

- рекомендации по снижению шума качения.

Внедрение результатов работы. Основные результаты работы использованы при разработке ГОСТ Р 54933-2012 «Шум. Методы расчета уровней внешнего шума, излучаемого железнодорожным транспортом», Результаты исследований по снижению шума качения использованы Октябрьской железной дорогой для использования при разработке мероприятий по шумозащите. Опытные вибродемпфирующие накладки на рельс установлены на станции Саблино Московского хода, на станции Дибуны Финлядского хода.

Структура и объем работы. Данная работа состоит из введения, пяти глав: Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования. Глава 2. Решение задачи анализа шума качения. Глава 3. Методики проведения испытаний. Глава 4. Исследования процессов шумообразования и эффективности средств снижения шума. Глава 5. Снижение шума качения поездов. Выводы и рекомендации и двух приложений.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Объекты исследования

Из ГОСТ Р 54933-2012 Шум. Методы расчета уровней внешнего шума, излучаемого железнодорожным транспортом все поезда по назначению можно разделить на четыре категории (табл. 1.1):

- пассажирские;

- грузовые;

- моторвагонные электропоезда;

- скоростные поезда.

Таблица 1.1. Классификация поездов

Максимальная

Категория Тип поезда расчётная скорость,

км/ч;

1 2 3

1 Пассажирский поезд на локомотивной тяге 200

2 Грузовой поезд 90

3 Электропоезд 160

4 Высокоскоростной поезд 250

Шум качения исследуется отдельно для всех видов поездов. .

1.2. Воздействие шума поездов на население и нормирование шума железнодорожного транспорта

Изучение шума качения тесно связано с вопросом его воздействия на население. Вопросу о беспокоящем воздействии шума поездов посвящена обширная литература [1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Чем выше скорость поезда, тем выше уровень излучаемого им звука и выше степень его беспокойства. На рис. 1.1 показана количественная связь между шумом поездов и степенью его беспокойства, полученная в Италии [6]. Так при уровнях звука поезда равном 60 дБ А процент беспокойства населения составляет около 10%, при 75 дБ А - 40%, а при 85 дБА процент беспокойства превышает 70%.

Степень раздражительности, %

Рис. 1.1. Зависимость между степенью беспокойства и уровнем звука

По данным [3] 3 млн. жителей Германии страдали от железнодорожного шума, интенсивность которого превышала 70 дБА. Отметим при этом, что шум поездов оказывает меньшее беспокоящее воздействие, чем, например, автодорожный шум или авиационный шум [2, 11]. На рис. 1.2 показана, что при уровне звука равном, например, 70 дБА процент беспокойства от железнодорожного шума равен 15%, а авиационного - 50 %.

*

Выполненные в Европе исследования установили важные особенности воздействия железнодорожного шума на население, в отличие, например, от автодорожного [2, 5, 12]:

- Шум автодорожный непрерывный, а железнодорожный - прерывисто регулярный, что позволяет слуховым рецепторам частично восстанавливаться от акустической нагрузки;

- шумовая нагрузка от железнодорожного транспорта распределена так, что способствует привыканию, в результате чего этот шум воспринимается легче;

- шум железнодорожного транспорта медленно возрастает и убывает, что такж'е легче воспринимается населением;

- психологически железнодорожный шум с пониманием воспринимается жителями.

Это позволяет устанавливать для железнодорожного транспорта более мягкие нормы. В странах Европейского Союза для железнодорожного транспорта установлен «бонус» [2, 13, 5, 14, 15] величина которого от 5 до 10 дБА (табл. 1.2)

Таблица 1.2. Нормы шума для железнодорожного транспорта в странах ЕС [14]

Страны Швейцария Германия Нидерланды Франиция (проект Италия Австрия 1

1 2 3 4 5 6 1

Норма

(^Ажв)*

-день 55 до 60 59 57 60 65 60

-ночь 45 до 50 49 47 55 55 50

Норма

С^Амах)**

-день 63 до 68 67 60 60 — 68

-ночь 53 до 58 57 50 55 — 58

Бонус 5 5 7 5 7 5

* £Аэкв - норма эквивалентного уровня звука, дБА

** ¿дмах - норма максимального уровня звука, дБ А

Этот опыт был бы полезен и в нашей стране. Напомним, что принятые в нашер стране санитарно-гигиенические нормы шума [15, 16] не привязаны к источникам шума, который нормируется, например, для помещений жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки в зависимости от назначения помещения и времени суток.

Нормируемыми характеристиками на территории жилой застройки являются уровни звукового давления, дБ в октавных полосах частот, Гц, эквивалентные уровни звука и максимальные уровни звука, дБА. Допустимые уровни для различных видов среды обитания приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Норма шума в помещениях и на территории жилой застройки (день) [15]

Место измерения шума Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегометрическими частотами, Гц Уровни звука дБА Макс. УЗ, ДБА

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Палаты больниц и санаториев, операционные больницы 76 59 48 40 34 30 27 25 23 35 50

Кабинеты врачей поликлиник, амбулаторий, диспансеров, больниц, санаториев 76 59 48 40 34 30 27 25 23 35 50

Классные помещения, учебные кабинеты, учительские комнаты, аудитории школ и других учебных заведений, конференц-залы, читальные залы библиотек 79 63 52 45 39 35 32 30 28 40 55

Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах 79 63 52 45 39 35 32 30 28 40 * 55

Номера гостиниц и жилые комнаты общежитий 83 67 57 49 44 40 37 35 33 45 60

Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, зданиям поликлиник, детских дошкольных учреждений, школ и др. 90 75 66 59 54 50 47 45 44 55 1 70

В отличие от Российской Федерации в странах Европейского Союза уже много лет девствуют нормы внешнего шума подвижного состава железнодорожного транспорта [17]. Следует отметить, что нормы шума подвижного состава железнодорожного транспорта принимаются для расстояния 7,5 м от оси пути; нормируемая характеристика -уровень звука, дБА. Отдельные нормативные значения уровней звука приняты для стационарного режима и движения с фиксированными скоростями. Действующие нормы шума железнодорожного транспорта для нескольких стран показаны на рис. 1.3. [17].

Рис. 1.3. Нормы шума железнодорожного транспорта в странах Европейского Союза (зависимости предельно допустимых уровней шума, дБА, от скорости, км/ч)

Показанные на рис. 1.3. нормы шума можно назвать техническими, так как они привязаны к подвижному составу и скоростному режиму. Принятые в Германии нормы шума для скоростных поездов так же связаны с состоянием подвижного состава табл. 1.4.

Таблица 1.4. Сравнительный анализ данных, предписываемых технической спецификацией совместимости (Т51) в Германии, предельные и фактические уровни звука для высокоскоростного подвижного состава [18]

№ п/п Скорость, км/ч Предельные значения уровней звука, дБ А, на расстоянии 25 м Фактические значения уровней звука, дБА ,

1 2 3 4

1 200 88* -

2 250 89 (88**) 87...94

3 300 92 (91**) 91...95

4 320 94 (92**) 92...96

* Новый подвижной состав

** Модернизированный подвижной состав

Анализируя имеющиеся данные по нормам шума подвижного состава принятым в Германии, необходимо отметить, что наличие этих норм, безусловно, имеет положительный фактор для железных дорог Германии. Нетрудно подсчитать, что, например, для грузовых поездов, норма шума в жилой застройке - 59 дБА выполняется только начиная с расстояния нескольких сотен метров. Наличие специальных норм -84...85 дБА позволяет эксплуатировать подвижной состав без нареканий со стороны контролирующих органов.

Очень важно, что специальные нормы были введены для высокоскоростного движения. По данным таблицы 1.4. фактические уровни звука на расстоянии 25 м при скоростях 300 км/ч достигают 91 дБА. Если представить движение этого подвижного состава по отечественным магистралям, то нетрудно подсчитать, что отечественные нормы для дневного времени - 55 дБА, будут соблюдаться только на расстояниях свыше километра. Из этого следует два вывода: одновременно с введением в эксплуатацию сверхскоростных поездов необходимо разработать и принять соответствующие нормы шума, а также необходимо разработать и осуществить специальную шумозащиту населения, проживающего вблизи железной дороги. При этом обязательно, что бы все меры принимались совместно. Даже при введении норм на 10... 15 дБА менее жёстких, чем действующие в России сегодня, санитарно-защитная зона по приведённому выше примеру будет оставаться несколько сотен метров.

Отсутствие в Российской Федерации норм шума в зависимости от источника воздействия сдерживает в определённой степени борьбу с шумом.

*

1.3. Образование шума качения

К основным источникам шума поездов относятся (рис. 1.5.):

• оборудование поездов (компрессоры, электродвигатели и т.п.) которые генерируют механический шум, в том числе шум пантографа и контактного провода;

• стык системы «колесо-рельс», которые генерируют шум качения;

• подвижной состав обтекаемый набегающим воздухом, здесь генерируется аэродинамический шум.

Рис. 1.5. Основные группы и источники шума поездов

Аэродинамический шум при обтекании корпуса подвижного состава, пантографа

300 400

50 100

Скорость, км/ч

Рис. 1.6. Зависимость эквивалентных уровней шума различных категорий поездов от скорости Весь набор возможных скоростей может быть разбит на три диапазона, в котором

превалирует один из описанных групп шума. На скоростях до 50 км/ч - превалирует

механический шум оборудования; на скоростях от 60 км/ч до 200 км/ч - шум качения, а на

Шум поездов зависит от скорости движения (рис. 1.6.) [19].

Шум оборудования О Шум качения

Аэродинамический Суммарный

скоростях свыше 200 км/ч проявляется аэродинамический шум, который превалирует на скоростях свыше 300 км/ч [20, 21, 22].

Образованию шума качения посвящена обширная литература [23, 24, 25, 22, 26, 27, 28, 29, 12, 20, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60]. Процесс динамического взаимодействия колеса с рельсом вызывает не только воздушный шум, который называется шумом качения, но также является и причиной возникновения структурного звука, возникающего в близлежащих строениях от вибрации, передаваемой от верхнего строения пути на здания (рис. 1.7). В силу единой причины образования между этими двумя явлениями существует определённая корреляция.

Рис. 1.7. Распространение первичного и вторичного шума

Рассмотрим явления, которые происходят при контакте колеса и рельса. При контакте неровности на поверхностях катания на колесе и на рельсе, которые взаимодействуют и вызывают вибрации в конструкционных элементах пути и подвижного состава. Вибрирующие поверхности элементов вызывают излучение звука, интенсивность которого зависит от амплитуды колебаний, динамических характеристик, конфигурации элементов, материала, из которого они изготовлены [24]. Процесс образования шума качения описывают моделью созданной Ремингтоном (P.J. Remington) [22, 61, 46], которая в упрощённом виде показана на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Модель качения

Обратим внимание на некоторые особенности рассматриваемой модели. Излучение шума происходит не только контактирующими но и присоединёнными поверхностями, например, шпалами (рис. 1.9.)

Рис. 1.9. Звукоизлучение входящих элементов верхнего строения пути и колеса

В модели принято понятие контактного фильтра. Это важная составляющая модели. В месте контакта образуется контактное пятно, где, помимо двух основных тел колеса и рельса, можно выделить третье тело - промежуточный слой, состоящий из смеси оксида железа, и других продуктов износа колес и рельсов [156]. Эта смесь выполняет роль своего рода прокладки, или фильтра, снижающего возникающие напряжения.

В реальных условиях наблюдается некоторое линейное перемещение колеса относительно рельса то есть движение колеса фактически представляет собой сочетание качения и скольжения по поверхности рельса (рис. 1.10)

слои

Рис. 1.10. Схема взаимодействия колеса с рельсом

В контактном пятне имеют место чрезвычайно высокие давления, соответствующие усилиям сдвига, и это приводит к значительным затратам энергии. Вследствие этого в зоне пятна контакта действуют значительные контактные силы и излучается высокоинтенсивный шум [156].

Из-за ударного характера взаимодействия в контактирующих телах возбуждается весь спектр собственных частот, на которых излучается шум.

В зоне контакта колеса с рельсом возникает контактное давление, которое состоит

из статической нагрузки вызванной массой приходящейся на колёсную пару, и

!

динамических сил, связанных со скоростным режимом поезда. Эти силы возникают из-за неровностей поверхностей катания в точке контакта. Контактное давление зависит, главным образом, от амплитуды неровностей в точке контакта [23].

Это влияние можно проследить из анализа рис. 1.11, приведённого в работе [27]. Здесь показано, насколько увеличивается шум качения при увеличении высоты неровности. Так увеличение неровности с 30 до 50 мкм приводит к росту шума на 5 дБ. АЬ, дБА

10 8 6 4 2 0 -2 -4

• • • •

•

у У

у

0

10

20

30

40

50 к, мкм

Рис. 1.11. Зависимость изменения уровня звука, излучаемого пассажирским поездом с дисковыми тормозами, от высоты неровностей поверхности катания рельсов: АЬ — уровень звука; к — высота неровностей рельса

Колесо Переход Промежуточный Переход Рельс

J

Возникает важный для решения шумозащиты вопрос: какой элемент системы взаимодействия оказывает наибольшее влияние на шумообразование в процессе качения колеса по рельсу. Ответ на этот вопрос содержится в ряде литературных источников. В основном данные базируются на результатах с использованием модели Ремингтона (P.J.

Remington). В работе [27] приведены Уз октавные спектры шума основных источников рис.

*

110

дБ

90 80 70 60

50 1

63 250 1000 4000

Частота, Гц

Рис. 1.12. Спектры шума основных источников от колес (1) - 94 дБА; рельсов (2) -98 дБА; шпал (3) - 87 дБА и суммарного (4)

Спектр шума, излучаемого элементами носит низко-среднечастотньгй характер, основные составляющие в диапазоне 250...630 Гц. Спектр шума колеса средне-высокочастотный - 630.. .3150 Гц, а спектр шума рельса высокочастотный 1250.. .5000 Гц. По уровню звука вклады источников распределяются:

• рельс - 98,3 дБА;

• колесо - 94,4 дБА;

• шпалы - 87,2 дБА.

Вклад рельс на 4 дБА выше, чем колеса и на 7 дБА выше, чем шпал. В работе [28] приведены расчётные спектры шума колеса и рельса (рис. 1.13.). Эти спектры имеют отличительный от вышеописанного характер, разница вкладов, например, в диапазоне частот 250... 1000 Гц достигает 8... 15 дБ.

I ______'-------- ^----- ~----

100 160 2 50 400 630 1000 1600 2500 4000

Рис. 1.13. Расчётные спектры шума колеса и рельса. Рис. 1 [28]

*

Ещё большее отличие от вышеприведённых данных содержится в работе [30]. Из рис. 1.14 видно, что разница вкладов колеса и рельса заметна в диапазоне частот 100... 1250 Гц.

Частота, Гц

Рис. 1.14. Распределение шума качения грузового вагона с композиционными тормозными колодками, измеренного на высоте 1,2 м и на расстоянии от источника шума 7,5 м при скорости движения 80 км/ч: 1 - общий уровень шума, 2 - шум от рельс и шпал, 3 - колесо

На рис. 1.15 приведены спектры шума рельсов, колёс и шпал. Здесь обращено внимание, что колесо представляет в высокой степени резонирующую структуру, напоминающую колокол, и интенсивно вибрирует на различных резонансных частотах. В работе [28] приведено несколько примеров расчётов вклада источников в процессы шумообразования. Результаты расчётов сведены в табл. 1.4 -

дБ

90 80 70 60

50 '

63 250 1000 4000

Частота, Гц

Рис. 7. Пример спектра шума от колес (7), рельсов (2), шпал (3) и суммарного (4)

Таблица 1.4. Примеры расчётов шума качения

Источник Вклады шума в примерах расчётов

шума Пример 1 Пример 2 Пример 3

1 2 3 4

Колесо 104,9 дБА 110,9 дБ А 108,2 дБА

Рельс 108,6 дБА 108,6 дБА 108,6 дБА

Отметим различие соотношения вкладов колеса и рельса в процессе образования шума качения. Объясняется это различным конструктивным исполнением колеса в приведённых примерах.

Общим для всех приведённых примеров является то, что вклад шума излучаемого рельсом больше вклада шума излучаемым колесом или, в крайнем случае, эти вклады равны [24, 28]. Вклад присоединённых конструкций заметно меньше вклада каждого из элементов пары «колесо-рельс». Противоречивость проанализированных данных позволяет утверждать, что целесообразно уточнить существующую модель шума качения.

1.4. Расчёт шума качения

Основную роль в процессах образования шума качения играет вибрация. Действие вибрации связано со скоростью поезда (v, км/ч) и длиной состава (L, м). Длительность воздействия определяется по формуле 1.1 [1]:

Т = (1.1)

V

На рис. 1.15 показана длительность вибрационных воздействий от скорости для поездов различной длины; разница для различных поездов существенна.

максимальной длины при различных скоростях движения

Динамическая модель движения колеса по рельсу приведена на рис. 1.16 [23].

Уравнение динамического равновесия имеет вид:

3

тх + сх + к(рс — у)2 = F(x), (1.2)

где F(x) = к'(Х -х)- с'х\ х - перемещение точки приложения массы; у - суммарная неровность обоих дисков; к - жёсткость пружины; с' - коэффициент демпфирования;

Х- перемещение рамы, которая опирается на несущую нагрузку пружину.

Предполагается, что ускорение действует в зоне контакта, упругая сила в точке контакта соответствует деформации колеса. Уравнение колебательной системы:

д2и __ Е(1—<т) ra2u 1 д2и и] п

Р se ~~ (1+<т)(1—2(т) [зг2 + г дг2 гА + К ' '

где р - плотность колеса; с - коэффициент Пуассона;

t - время; ,

г - расстояние от центра; и - радиальное смещение; q - контактное давление.

Контактное давление - внешняя сила. Предполагается, что контактное давление действует по периодическому закону Ро sin (2nt/T), где Т - период; Ро - максимальное значение; t - время. Тогда

U= Е Ф

где

Ф = (1 - a)hj0(ha) - ^—~h(ha) - ¿ hj0(há); (l.á)

n - частота.

Зависимость между Ли п выражается формулой

-2»). j, (16) 1—a En¿

Теоретический анализ позволяет уточнить модель взаимодействия колеса с неровностями рельса. Основной фактор, влияющий на вибрационные взаимодействия -величина неровностей; при их больших амплитудах возникают высокие контактные давления. Полученные зависимости позволяют выявить вибрацию, но не позволяют определить характеристики шумоизлучения.

Подобная модель образования звука в системе колесо-рельс описана в работе [62]. Японские авторы предлагают расчётную модель рельса, как на рис. 1.17 и 1.18.

Приложение силы

Изгибная вертикальная вибрация

Изгибная горизонтальная вибрация

Сила реакции в закреплении

Рис. 1.17 Вибрационная модель рельса

Кузов вагона

Рис. 1.18 Динамическая модель колеса и кузова вагона

Колебания этой системы в вертикальном и горизонтальном направлениях описываются следующими 5-ю уравнениями:

д г ^ , ч, Л Ои №

—[-AGk^C 1 + - Фх)} + Р + РА11~о1 " + =

.Л „ д а* ^грг/,*, вд г аУх

I + ,_)<- - фх) + ^№/,(1 + = р/х-^2".

fl, , ^Ч/^ Ч, ^ . л t

-\-AGk,(\ + - Фу)} + + ~ рАх>Ш = /у>

ЛСкуЦ + ,-)<- - + -[Е/у(1 + г,-)—} =

, ж л t А дЧ' П

&(<7J(1 + чл + + "pI°W -phl*di -рАу'эё + pAx'W = 0

Представление рельса в виде балки и использования метода Тимошенко представляется плодотворным.

Теория шума качения была разработана Ремингтоном (Р./. Remington) [63] , а затем развита Томпсоном (D.J. Thomphson) [65, 66, 67, 78, 69]. Ремингтон разработал расчётную модель, рассматривая взаимодействие колеса с рельсом в вертикальном направлении прк наличии нерегулярных неровностей. Это вибрационное взаимодействие являлось

причиной возникновения шума. Модель Ремингтона, усовершенствованная Томпсоном, была основой для разработки пакета программ расчёта шума качения TWINS (Track-Wheel Interaction Noise Software) с помощью которой определялся шум качения [31, 36,70, 39,14,49,57].

Многочисленные измерения в сравнении с полученными расчётными данными показали, что отклонение может достигать ±5 дБ и более (расчёт ведётся в Уз октавных полосах частот) [31], эти отклонения связаны, как с некоторыми строгими допущениями в модели (вертикальная нагрузка), так и влиянием величины неровностей на точность расчётов. При увеличении неровностей точность расчётов падает. Нетрудно убедиться, что для отечественных железных дорог, необходимо уточнить подход для разработки моделей шума качения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Матвеев, Пётр Владимирович, 2014 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Брауне В. (Braune) Оценка воздействия вибраций от железнодорожного транспорта // Железные дороги мира №8 - 1985 с.70-74

2. Гирнау Г. Проблемы борьбы с шумом на железных дорогах // Железные дороги мира№1,1979 г., с.43-48

3. Гесснер Р. Снижение уровня шума на железнодорожном транспорте Европы // Железные дороги мира №3,2008 г. с. 62-66

4. Tetsumi Sato The effect of vibration on railway noise annoyance // Proceedings of Third international congress on air- and structure-borne sound and vibration, June 13-15, 1994 Montreal, Canada p. 627-632

5. B. de Coensel, D. Botteldooren, B. Berglund, M. E. Nilsson, T. De Muer, P. Lercher Experimental investigation of noise annoyance caused by high-speed trains // Acta acustica united with acustica vol. 93 (2007) p. 589-601

6. Barbaro S. Caracausi R. Chaix B. Chinesi R. City-railway noise: assessment of the noise climate along a railway network in the urban area of Palermo (Italy) // The 9th International Congress on Sound and Vibration (ICSV9) 2002-07-08 - 2002-07-11, Orlando, USA

7. Preis A., Sobucki A., Gjestland Т., Griefahn B. The annoyance scale of different rail noises // August 28-31, Inter-noise 2007. Turkey, Istambul p.7

8. Kudrna M., Kalivoda M. Methodology to predict loundnessimpact of rail noise //5-th International Symposium Transport noise and vibration 6-8 June, 2000. St. Petersburg, Russia 4 p.

9. Northwood T.D., Quirt J.D., Halliwell R.E. Residential planning with respect to road ancl rail noise // Noise control engineering journal 1979 Vol. 13 #2 p. 63-75

10. Moehler U., Liepert M. Differences between railway and road traffic noise // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 853-864

11. ГОСТ 31296.1-2005 (ИСО 1996-1:2003) Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности

12. Парен де Юорзон Шумы железнодорожного транспорта // Железные дороги мира -№8,1988 с.38-43

13. Инновационные методы снижения уровня шума // Железные дороги мира - №10, 2011 с.66-71

14. Gautier Р-Е., Guccia L. Designing high-speed railway systems: noise challenges // Proceedings of Inter-noise 96.25th Anniversary congress - Liverpool, p.289-293

15. Юдин Е.Я., Котова И.Д. Защита от шума прилегающей застройки // Железнодорожный транспорт №12 -1987

15. Vasques С. Dias Rodrigues J. Viscoelastic damping technologies for vibroacoustic control of railway wheels: influence of the rotation speed // June 15-16, Inter-noise 2010 Usbon, Portugal. 17 p.

#

16. CH 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки

17. Озава С. Снижение шума при выходе скоростного поезда из тоннелей // Железные дороги мира № 8,1985

18. Дайшель Ф. Защита от шума и вибрации на подземных участках железной дороги и метрополитена // Железные дороги мира № 1 1985

19. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: учебник. -М.: Логос, 2010.-424 с.

20. Хёльц Г. Снижение уровня излучаемого колесом шума // Железные дороги мира -№12,1993 с.34-37

21. Томпсон Д. Джонс Ц. Малошумный путь // Железные дороги мира №9,2002 г. '

22. Хехт М., Веймерс М. Исследования шума качения колёс // Железные дороги мира №2,2001 г.

23. Кабаяси М., Наито Т. Исследование вибрации и шума из-за неровностей на поверхности катания модели колеса // Железные дороги мира № 7 1984 г.

24. Способ уменьшения шума от железных дорог // Железные дороги мира №4,1996 г., с.57-60

25. Исследование эффективности шумозащиты на железнодорожном транспорте // Железные дороги мира №9,1996 г. с.55-60

26. Брандау И. Практическое применение оптимизированной системы колесо-рельс // Железные дороги мира №3, 2001 г. ,

27. Климпель Т., Шум качения и методы борьбы с ним // Железные дороги мира №12, 2003 г.

28. Кзольбе К. Акустический аспект шероховатости рельсов и колёс // Железные дороги мира - №12,2010 с.71-74

29. Бюхлер С. Таллемер Б. Снижение уровня шума в кривых // Железные дороги мира - №6,2009 с.70-76

30. Шум качения подвижного состава // Железные дороги мира - №10,2011 с.47-49

31. Thompson DJ. Validation of a model for railway rolling noise using field measurements with sinusoidally profiled wheels // Journal sound and Vibration (1999) 223(4) p. 587-609

<

32. María A. Heckl, I.D. Abrahams Curve squeal of train wheels, part 1: mathematical model for its generation // Journal sound and vibration 229 (2000) p. 669-693

33. Maria A. Heckl Curve squeal of train wheels, part 2: which wheel modes are prone to squeal? // Journal sound and vibration 229 (2000) p. 695-707

34. Ahmed A. Shabana, Khaled E. Zaazaa, Jose L. Escalona, Jalil R. Sany Development of elastic force model for wheel/rail contact problems // Journal sound and vibration 269 (2004) p. 295-325

35. Wu T.X., Thompson D.J. Theoretical Investigations of wheel/rail non-linear interaction due to roughness excitation // ISVR Technical memorandum No. 852. August 2000,39 p.

36. Thompson D.J., Jones C.J.C. Recent developments in rail noise reduction technology // Proceedings of the 6th International Congress on Sound and Vibration 5-8 July 1999, Copenhagen, Denmark, p. 2613-2628

37. Wu T.X., Thompson D.J. Effect of multiple wheels on a rail on the rail vibration // Proceedings of the 6th International Congress on Sound and Vibration 5-8 July 1999, Copenhagen, Denmark, p. 2629-2636

38. Stijn van Lier, Elly Waterman A study on the brake noise of tread-braked // The 7th International Congress on Sound and Vibration 4-7 July 2000, Garmisch-Partenkirchen, Germany, p. 2655-2662

39. Heckl M. Curve squeal of trains // The 7th International Congress on Sound and Vibration 4-7 July 2000, Garmisch-Partenkirchen, Germany, p. 2647-2654

39. Wu T.X., Thompson D.J. A model for impact forces and noise generation due to wheel and rail discontinues // The 8th International Congress on Sound and Vibration 2-6 July 2001, Hong Kong, China, p. 2905-2912

40. Thompson D., Armstrong T., Wu T. Wheel/rail rolling noise - the effects of non linearities in the contact zone H The 10-th International Congress on Sound and Vibration (ICSV10) 2003,7-10 July, Stockholm, Sweden

41. Carl-Fredrik Hartung, Anders Frid, Jens C O Nielsen Railway rolling noise emission from wheel and track - simulations and full-scale test rig measurements // The 10-th International Congress on Sound and Vibration (ICSV10) 2003, 7-10 July, Stockholm, Sweden p. 1673-1680

42. Brunei J.F., Dufrenoy P., Charley J., Demilly F. Attenuation of the squeal noise of railway wheels using metallics rings // The 10-th International Congress on Sound and Vibration (ICSV10) 2003,7-10 July, Stockholm, Sweden p. 1681-1688

43. Iadevaia M., Viscardi M., Ferraiuolo S. Structural vibration and sound power radiation modeling for a light train wheel // The 9-th International Congress on Sound and Vibration (ICSV9) 2002-07-08 - 2002-07-11, Orlando, USA, p. 1743-1748

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

55

56

57

58

Thompson D. But are the trains getting and Quieter // The 14th International Congress on Sound and Vibration (ICSV14) 2007,9-12 July, Cairns, Australia

Maxim Spiryagin, Kwan Soo Lee, Hong Hee Yoo Study on using noise for adhesion control system of railway vehicle // Proceedings of the 14th International congress on sound and vibration. Cairns-Australia, 9-12 July, 2007. 8 p.

Thomson D.J., Janssens M.H.A., Dittrich M.G. An assessment of potential measures for reducting the noise emitted by railway traffic // Proceedings of ISMA21, Noise and vibration Engineering 1996. p. 809-821

Wu T.X. Vibration analysis of railway track with multiple wheels on the rail // Journal sound and vibration (2001) 239(1), p. 69-97

Thompson D.J., Jones C.J.C. A review of the modelling of wheel/rail noise generation // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 519-536

Thompson D.J., Remington P.J. The effects of transverse profile on the excitation of wheel/rail noise // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 537-548 Dittrich M.G., Janssens M.H.A. Improved measurement methods for railway rolling noise //Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 595-609

Frid A. A quick and practical experimental method for separating wheel and track contributions to rolling noise // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 619-629 Cordier J.-F., Fodiman P. Experimental characterization of wheel and rail surface roughness // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 667-672 Jones C.J.C., Thompson D.J. Rolling noise generated by railway wheels with visco-elastic layers // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 779-790

Vincent N. Rolling noise control at source: state-of-the-art survey // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 865-876

Wu T.X., Thompson D.J. On the impact noise generation due to a wheel passing over rail joints // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 485-496

de Beer F.G., Janssens M.H.A., Kooijman P.P. Squeal noise of rail-bound vehicles influenced by lateral contact position // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 497507

Kurze U.J., Nurnberg H. Variation of contact stiffness as a parametric source of wheel/rail noise and vibration // Proceedings of Inter-noise 97 August 25-27, Budapest-Hungary. P. 115-118

59. Hartung C.F., Vernersson T. A full-scale test rig railway rolling noise: simulation and measurement of dynamic wheelset-track interaction // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 549-563

60. Andreas Nordborg Parametric excitations of wheel rolling on a corrugated sleeper-supported track // Proceedings of Inter-noise 97 August 25-27, Budapest-Hungary. P.l 19122

61. Remington P. The Estimation and control of rolling noise from tranins // Proceedings the 16 Congress of acoustics. 1998. p. 1221-1222

62. Ogata Seigo, Sato Yasuhiro, Tsuru Hideo. Numerical consideration on structure-borne sound for railway-noise reduction // August 23-26, Inter-noise 2009 Ottawa, Canada

63. Remington P.J. Wheel/Rail rolling noise, I: theoretical analysis // 1987 Journal of the Acoustical Society of America 81,1805-1823

65. Thomphson D.J. Wheel-rail noise generation, part I: introduction and interaction model // 1993 Journal sound and vibration 161,387-400.

66. Thomphson D.J. Wheel-rail noise generation, part II: wheel vibration // 1993 Journal sound and vibration 161,401-419

67. Thomphson D.J. Wheel-rail noise generation, part III: rail vibration // 1993 Journal sound and vibration 161,421-446

69. Thomphson D.J. Wheel-rail noise generation, part V: inclusion of wheel rotation // 1993 Journal sound and vibration 161,467-482

70. Marcel Janssens Low noise slab-track design: acoustic development and final tests // Proceedings of the 6th International Congress on Sound and Vibration 5-8 July 1999, Copenhagen, Denmark, p. 2643-2652

71. Batstone M., Huybregts C., Samuels S, West P. Evaluting the United States FHWA Traffic noise model (TNM) - experiences in Australia // The 8th International Congress on Sound and Vibration 2-6 July 2001, Hong Kong, China, p. 2913-2920

72. Gautier P.-E. A review of railway noise research and results since the 5th iwrn in voss (Norway) //Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 477-489

73. Van Leeuwen H.J.A. Railway noise prediction models: a comparison // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 975-987

74. Jean P., Villot M. Study of the vibrational power injected to a wall excited by a ground surface wave // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 721-726

75. Andres Frid, Siv Leth Track quality extrapolation for railway vehicle pass-by noise // Proceedings of The sixteenth International congress on sound and vibration. Krakow, 5-9 July 2009. 8 p.

76. Gautier P-E., Vincent N., Thompson D.J., Holtz G. Railway wheel acoustic optimization // Proceedings of Inter-noise 93. Leuven-Belgium. August 24-26 p.1455-1470

77. Штуке А., Юдж Т. Проблемы взаимодействия в системе колесо-рельс И Железные дороги мира - №8,2010 с.71-74

78. Thomphson D.J. Wheel-rail noise generation, part IV: contact zone and results // 1993

>

Journal sound and vibration 161,447-466

78. Dings P.C. Rail corrugation: consequences for railway noise // Proceedings of Inter-noise 96.25th Anniversary congress - Liverpool, p.215-218

79. Wil van Roij, Jasper Peen Whispering train projects; Noise Reduction of freight wagons wheelabsorbers, K- and LL-bloks // Proceedings of Inter-noise 2007, August 28-31, Turkey, Istambul p.9

80. Wu T.X., Thompson D.J. Noise prediction of railway track due to interaction with a train // 5-th International Symposium Transport noise and vibration 6-8 June, 2000. St. Petersburg, Russia 4 p.

81. Kalivoda M., Kudrna M., Presle G. Recent development in railway noise measurement methodologies // 6-th International Symposium Transport noise and vibration 4-6 June?, 2002. St. Petersburg, Russia 7 p.

82. Lago T.L. A pseudo-random mathematical approach to railroad noise optimization // 6-th International Symposium Transport noise and vibration 4-6 June, 2002. St. Petersburg, Russia 6 p.

83. Olsen Т.Н., Finne P. The influence of wheel and rail conditions on train noise and vibrations // Proceedings NAM98. Stockholm 7-9 September 1998.

84. Cristina Pronello/ The acoustic impact of local Railways lines // Proceedings the 16 Congress of acoustics. 1998. p. 2241-2242

85. Hildebrand R. Vertical vibration attenuation in railway track: a wave approach // Journal sound and vibration (2001) 247(5), p. 857-874

86. Bracciali A., Cascini G. Measurement of the lateral noise emission of an uic 60 rail with a custom device // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 653-665

87. Борьба с шумом и вибрацией на железных дорогах // Железные дороги мира -1996. - № 1

88. Экверт П., Эккель Р. Защита от шума на мостах и в тоннелях// Железные дороги мира 1989. - № 6 с. 49-51

90. Дево A. (Devaux) Ослабление вибраций и шумов, воздействующих на различные сооружения при проходе подвижного состава // Железные дороги мира №2,1971 г.

91. Миямото Т. (Miyamoto) Уменьшение шумов на скоростных железных дорогах // Железные дороги мира №8,1976 г., с.45-51

92. Повышение скорости движения на линии Синкансен - проект Atlas // Железные дороги мира №3,1997 г.

93. Снижение уровня структурного шума на открытых участках железных дорог // Железные дороги мира №1,1998 г.

94. Определение источников шума на подвижном составе // Железные дороги мира №10,1998 г.

95. Heimerl G. Vergleich der Methoden der Schutz vor Lärm (Сравнение методов защиты от шума) // Eisenbahntechnische Rundschau, №7,1998 г. с. 437-440

96. Schulte-Werning et al. Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehr und Ökologie (Высокоскоростное движение и экология) // Eisenbahntechnische Rundschaul998, N 8/9, s.541-545

97. Хехт M., Зальц Д. Ограничение шума от дизель-поездов региональных сообщений // Железные дороги мира №8,2002 г.

98. Рейсе Г. Методы акустической оптимизации подвижного состава // Железные дороги мира №11,2003 г.

99. Прель Ж. Малошумный поезд // Железные дороги мира №5,2004 г.

100. Бюхлер С. Измерение уровня шума с учётом числа колёсных пар и длины вагона // Железные дороги мира - №3,2009 с.55-57

101. Пос П., Пин Дж. Мероприятия на подвижном составе по снижению уровня шума // Железные дороги мира - №4,2008 с.54-58

102. Paul H. de Vos. New policy approaches to control railway noise // Internoise 1999, dec. 06-08

103. Dürig Ch. Bundesamt für Verkehr // Eisenbahningenieur, 2011, №10 с. 53-57

104. Остерман H., Пресле Г. Системная оценка мероприятий по защите от шума // Железные дороги мира - №6,2014. С. 72-77

105. ГОСТ Р 54933-2012 Шум. Методы расчёт уровней внешнего шума, излучаемого железнодорожным транспортом.

106. ГОСТ 31295.2-2005 (ИСО 9613-2:1996) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета. '

107. ГОСТ Р 53187-2008 Акустика Шумовой мониторинг городских территорий.

108. Иванов Н.И., Куклин Д.А., Матвеев П.В. Снижение шума железнодорожного транспорта // Защита от повышенного шума и вибрации: Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 2628 марта 2013 г., СПб/ Под ред. Н.И. Иванова; СПб., 2013. с. 114-141

109. Мурава Ф. Колёса с резиновой амортизацией // Железные дороги мира №1, 2011 г. с. 45-49

110. Звукоизолирующий экран на шейке рельса // Железные дороги мира. - 2011. - №3. -С. 75-77.

111. Хёльц Г. Оптимизированное по шуму колесо // Железные дороги мира - №10, 1995 с.32-34

112. Liu Н.Р., Wu Т.Х. Predicting the influence of bending modes on performance of rail vibration absorber for railway noise control // Proceedings of The sixteenth International congress on sound and vibration. Krakow, 5-9 July 2009. 8 p.

113. Mikio Nakai, Masayuki Yokoi Squeal noise elimination on railway wheels with ring // Proceedings of Inter-noise 96.25th Anniversary congress - Liverpool, p.231-234

114. Masayuki Yokoi, Mikio Nakai A treatment for squeal noise on railway wheels with rings

i

II Proceedings of Inter-noise 97 August 25-27, Budapest-Hungary. P.131-134

115. van Haaren E., Verheij W., Verbeek G., Schoofs J.G. Noise radiation simulation of a resilient train wheel // Proceedings of Inter-noise 97 August 25-27, Budapest-Hungary. P.135-138

116. Heimeri, Hennige K. Low-noise technology in contrast to conventional noise prevention a comparison of efficiency achieved by different noise reduction measures in the railroad industry // Proceedings of Inter-noise 97 August 25-27, Budapest-Hungary. P.163-166

117. van den Dool Ph. H. Rail Dampers, rail infrastructure gets quiet // August 28-31, Internoise 2007. Turkey, Istambul p.9

118. Dittrich M.G., Biegstraaten F.J.W., Dings P.C.G.J., Thompson P.J. Wheel roughness and railway rolling noise: the influence of bracing systems snd mileage // International Symposium Transport noise and vibration 1994. P. 143-146

119. Lopez I., Vera E., Busturia J.M., Vinolas J. Theoretical and Experimental analysis of ring damped railway wheels // Proceedings of ISMA21, Noise and vibration Engineering 1996. p. 787-794

120. Снижение уровней излучаемого колесом шума // Железные дороги мира - 1993. - № 12. - с.34-37

121. Noise reduction in rail freight // A 2006 report on the state of the art. International Union of railways. Paris. 2006. lip.

122. Railways and Environment // UIC, CER, 2004, november

123. Oertli J., Hubner P. Noise reduction in rail freight // A 2007 report on the state of the art,. International Union of railways. Paris. 2007.16 p.

125. Van Doning N., Schillemans L. Enviromental integration of measures to reduce railway noise in the Brussels Capital regions // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 419429

126. Oertli J. The STAIRRS project, work package 1: a cost effectiveness analysis of railways noise reduction on a European scale // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 431-437

127. Talotte C., Gautier P.-E., Thopson D.J., Hanson C. Identification, modeling and reduction potential of railway noise sources: a critical survey // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 447-468

128. Maes J., Sol H. A double tuned rail damper - increased damping at the two first pinned-pinned frequencies // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 721-737

129. Santarpia L., Gelfu A. Measures and noise mitigation in the railway transport // The 12-th International Congress on Sound and Vibration (ICSV12) 2005 11-14 July, Lisbon

130. Eadie D.T., Santoro M., Powell W. Local control of noise and vibration with KELTRACK friction modifier and Protector trackside // Journal sound and vibration 267 (2003), p. 761-772

131. Инновационные мероприятия по защите от шума и вибрации на железнодорожных путях. Заключительный отчёт IIDB NETZE: 2012. с. 109

132. Helmut Venghaus Standartization of damping technologies for the reduction of railway noise - STARDAMP // Internoise 2012, New-York, aug. 19-22

133. Шлифование рельсов, как мероприятие по предотвращению и устранению шума // Железные дороги мира №12, 2005 г. с. 74-77

134. Паукерт X. Применение малошумных тормозных накладок из композита и металлокерамики И Железные дороги мира - №9,2008 с.67-69

135. Вирт К. Металлокерамические тормозные накладки с пониженным уровнем шума // Железные дороги мира - №5, 2008 с.43-49

136. Хёльц Г. Мероприятия по снижению уровня шума на примере экспресса ICE // Железные дороги мира - №12,1993 с.38-41

137. Caligiuri L. М., Sabato A. The statistical analysis of railway noise levels and application within the framework of the EU Directive 2002/49/CE // 7-th International Symposium Transport noise and vibration 8-10 June, 2004. St. Petersburg, Russia 12 p.

138. Hiensch M., Dirks В., Horst J., van der Stelt J. Rail head optimization to reach a sustainable solution preventing Railway Squeal Noise // August 28-31, Inter-noise 2007. Turkey, Istambul p. 10

139. Применение малошумных тормозных накладок из композита и металлокерамики // Железные дороги мира - 2008. - №9. - С. 67-69.

139. Dirks В., Wiersma P.K. Asymmetric rail profile to prevent railway squeal noise // August 28-31, Inter-noise 2007. Turkey, Istambul p.9

140. Звукоизоляция рельса // Железные дороги мира №10,1999 г.

140. Stuit H.G. Deck track, vibrations at the new rail track concept // Proceedings of ISMA23, 1998-vol.3, p. 1579-1585

141. Poisson F., Gautier P.E. The railway noise reductions achieved in the Silence project // Proceedings of Euronoise June 29-July 4,2008. Paris p. 2631-2636

141. van Lier A.A. The vibro-acoustic modeling of slab track with embedded rails // Proceedings of ISMA23,1998 - vol. 3, p. 1595-1602

142. van Lier S. The vibro-acoustic modeling of slab trek with embedded rails // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 805-817

143. Кольна Ж. Борьба с шумом и вибрацией на городском рельсовом транспорте // Железные дороги мира №2,1983 г.

144. Хаук Г. Снижение уровня транспортных шумов // Железные дороги мира - №5, 1995 с.33-38

145. Превентивное шлифование рельсов для снижения уровня шума // Железные дороги мира - 2011, №12 с. 63-66

146. Dings P., Verheijen Е. A traffic-dependent acoustical grinding criterion // Journal sound and vibration (2000) 231(3), p. 941-949

147. Превентивное шлифование рельсов для снижения уровня шума // Железные дороги мира - 2011. - № 12. - с. 63-66

148. Joan Cardona, Rafael Torres, Monste Polo. RECYTRACK Project: Elastomeric eco-friendly material based on end-of-life tires blended with organic bind resin for railway applications // Internoise 2012 New-York, aug. 19-22

149. Подуст С.Ф., Куклин Д.А. Моделирование виброакустической динамики рельса на участке с балластным слоем // Вестник Донского государственного технического университета, 2012 №8 (69), с.83-88

150. Шендеров E.JI. Волновые задачи гидроакустики — JL: Судостроение, 1972. — 352 с

151. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука / М.: МГУ, 1960. - 335 с.

152. Корн Г.А., Корн Т.М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. —М.: «Наука», 1974. — С. 777-780.

153. Иванов Н.И. (ред.) Техническая акустика транспортных машин. - Справочник, СПб. Политехника 1992,-365 с.

154. Санников В.А. Моделирование структурного шума внутри салона автомобиля УАЭ-3160 в связанной постановке // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 26-28 марта 2013 г., Защита от повышенного шума и вибрации. СПб/ Под ред. Н.И. Иванова; СПб., 2013.

155. Брандль X., Паульмичл А. Взаимодействие оснований и сооружений высокоскоростных железных дорог. Мат межд. XIII Дунайско - Европейской

конференции по геотехнике, г. Любляна, Словения, 29-31 мая 2006 г.// ж-л:

»

Развитие городов и геотехническое строительство, №11/2007 с. 157-164.

156. Приказ Минтранса России от 21.12.2010 № 286 Правила технической эксплуатации железных дорог РФ

157. Вилленбринг JI. Техника измерений воздушного и корпусного шума // Железные дороги мира №2 - 1989

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ ПОДСТАНОВКИ В

ЧИСЛЕННУЮ МОДЕЛЬ

Рисунок П1.1 - Колесо стальное цельнокатаное с плоскоконическим диском диаметром по кругу катания 957 мм

Примечание: * Размеры для справок.

Рисунок П1.2 - Основные размеры рельса типа Р65

** Размеры обеспечиваются инструментом.

с.

Линия цемтрод

4 0а Штейна ат^рстаа

На рисунках и в таблицах в приложении 1 приведены основные справочные технические сведения элементов конструкции - как излучателей звука, необходимые для составления численной расчетной модели.

Таблица П1.1 Основные характеристики рельсов и их механические свойства

Пяыик» ГГ.!«» гост >«!»-тт ТО по ГОСТ 11Я--75 ГОСТ »17475 Р43 ¡530 ГОСТ 7173— ______м _

Мим 1 м рельс», 7*,41 64,71 Л,67 44.65

Масс» одною рельса длиной м, кг 1И0 161« 1292 1316

Высота, мм:

рь«ьс» (В) то 1»,0 »яв 140,0

голивки (Л-) ¡и 45.0 42,0 42.0

Ширин» ГОНОШИ релиз, мм.

(Ли 72.0 73,0 70.0 70.0

ПаОу (Г„) 75,0 75.0 7»,6 70.9

Ширим« пеленгам <Г7), мм 1М 150 132 114

Тащивн* иейии » средней чаСТК (Ш), и» 20 13 16 14.5

Плошддц нтмрсчиага «чем*«, «м1 95.04 82.6?, 63.» 57.0

Раициуншаже пломади по етрофкл», %•

(«.тоаки 37,4 14.1 38,1 Ш

шейки 26,3 28,5 24,$ 21,3

поас«1»ы 36.1 37.4 31,4 35,9

Рютопа» от центр« ТЯКССГИ, мм

де ища гвддоюти 81Д 81,1 70,5 68.5

до вдрла голо«»: и 133.8 98.7 «1,5 71 5

Радяуси сопражеииа гонгам и икйки 7/1? 7Л5 7

Расположение бмтоама открггай, р>> !

иери, им

в № % 66 %

а 316 3*6 216 Ш

* 44« **Ь 356 326

т 80.4 715 68 5 62,5

и 34 25

Момент име9шт отжкигелкко оси см*

горнзкжтшммй 441!» ЗМЙ »£1 «48«

«*ртик»яы»о# «5 564 375 240

Моы»гг го^ротнщлита, ш*

па иву (южпшчч 50« 435 285 217

г,', пер IV головки 4.» 358 547 }08

яр боковой 1ркнм ммоды И 75 55 1 45

Механические свойства объеммоэа-юленмыж рельсов должны характеризоваться величинами ие менее указанных ниже:

ВргжнНос сслр^щпсниг м ририв, *П* ........ .12 чг

Преды тшучмтн, кЛ<........8.1 • 10*

Относительное удлинение, */. , 6

Отношт«.«кше еужсиж. 'Л ...... 25

Удар«»« мзхэст> N "С, *г*н}шг 2,5

Рис.Ш.5. Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для тяжелого типа верхнего строения пути на двухпутных участках в прямых и кривых на железобетонных шпалах: А - уширение междупутья в кривых; Ь - возвышение наружного рельса; 1 - щебень; 2 - песок.

Таблица П 1.2 Свойства бетона Параметры

Параметры для 72 модели в ЬБ-БУНА Плотность, кг/м3 Коэффициент Пуассона Предел прочности при одноосном растижении, МПа Коэффициенты ао, аь а2 Коэффициенты ЭоУ, а)у, а2у Коэффициенты аш &2г

Значение

2460 0,16 8

а0= 50,643-106, «1 = 0,465, а2 = 0,657-10~9 аоу = 22,789-106, аь = 1,033, а1у = 0,657-10~9 0,465, а2/= 0,657-10"9

%

Коэффициенты bi, t>2, b3 B\ = 1, Ьг- 1,63 = 0,023 '

Кривая, учитывающая влияние нет скорости деформаций

Значения функции Т|(Л)' в виДе 771+4 = 0; 1,5-Ю-4; 910-4; 3510"4

таблицы i1+4 = 0; 1; 0,2; 0

Параметры для уравнения состояния уплотнения (2.24)

Начальная внутренняя энергия Eq, 0

Начальное объемное отношение Vb 1

Коэффициент у 0

Значения Ev eVi+7 = 0; -0,007034; -0,028960; -0,050979;

-0,062837; -0,072613; -0,144392 Значения C(ev) С,+7 = 0; 2Е8; 2.4Е8; 3.9Е8; 5.65Е8; 7.37Е8;

2.0Е9

Значения T(£V)

Значения модели объемного сжатия К, К\ = К2=...= /Сю= 2,834Е10 Па ;

Таблица П1.3 Удельный вес грунтов (справочник инженера-дорожника 1979 г.)

Грунты Удельный вес грунта у, г/см3

Пески 2,65-2,67

Супеси 2,68-2,72

Суглинки 2,58-2,73

Меженные покровные 2,69-2,73

Глины 2,71-2,76

Jlecc 2,68-2,70

Л

Таблица П1.4 Нормативные значения модулей деформации Е, кгс/см , песчаных грунтов (СНиП II-15-74)

Ви/ш песчаных гпунтов Характеристики грунтов при коэффициенте пористости $ равным

0,45 0,55 0,65 0,75

Пески гравелистые и крупные 500 400 300 -

Пески средней крупности 500 400 300 -

Пески мелкие 480 380 280 180

Пески пылеватые 390 230 180 110

Таблица П1.5 Расчетные значения физико-механических характеристик намываемых

песчаных и гравийных грунтов (СНи П11-53-73)

Грунт Объемный вес скелета грунта уС1С, т/м3 Угол внутреннего трения ф, град. Коэффициент фильтрации Кф, м/сут.

Песок пылеватый Песок мелкий и средний Песок крупный Песок гравелистый Гравийный (щебенистый) грунт с содержанием песчаных фракций менее 30 % 1,4-1,5 1,45-1,6 1,55-1,65 1.6-1,75 1.7-1,9 24-28 29-34 30-34 32-35 35-40 0,5-5 5-30 15-35 • 20-50 более 50

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ШЛИФОВАНИЯ

РЕЛЬСОВ

»

>

137

П2.1. Результаты испытаний до прохода шлифовального поезда

Грузовые поезда составленные из смешанных вагонов (вагоны разного типа)

100

95

90

85

80

75

oooooooóóoVi^viv'^T^Tir'^^^^ri^

OOOÓÓOOOÓOOOOOOOO

Рис. П2.1. Изменение уровней звука (дБА) при прохождении поезда за время, сек.

(режим шумомера «быстро»)

Эквивалентные уровни звукового давления, уровней звука, виброускорения на рельсе за время прохождения поезда представлены в табл. П2.1

Таблица П2.1. Измеренные данные Уз октавных полос

Уз октавные полосы частот, Гц <

Я "к 0S 8 ш 001 8 | § м Я »н § § iЛ Я ЧО i 1000 | 1250 2000 2500 3150 1 5000 1 И 10000 Ъ & я и,

Шум Tt- о >п о о г- о чо о о <N Оч ЧО т-Н С( 00 тГ i СП es 00 m о <N

1 м, дБ о оч >—( Оч о о\ ОЧ оо <N оч 0\ о 0\ <4 оч о Оч о Оч Оч 00 Оч ОО 00 оо О Оч Т-Л Оч оч Оч оо оо г- ОО тГ 00 00 оо о 00 оч г- ЧО г- Cl r» оо ЧО « оо Оч

Шум 25 м, дБ г» Tt- Оч ТС 1Г1 >о VI 00 Г- п es 00 ОО о »-н V) СЧ ОЧ Оч чО о> ЧО t- г- <—i

СП ■л г- чо г» ЧО г- Оч г-- Оч г- г» Г) г-- t— ЧО п ЧО <N ЧО чо ЧО чО чо О г- ""Н Г- «N г- г—{ г- Г-ЧО г- Оч ЧО t— ЧО ЧО ЧО чО О ЧО ЧО «л W-) О 00

Виб. ОСЬ X, м/с2 0,049 0,065 0,087 0,075 0,102 0,147 0,208 0,298 0,366 0,537 0,899 1,356 2,295 5,026 8,491 21,12 14,90 г^ 00 оо i 10,12 5,775 5,910 2,131 1,875 3,495 0,955 0,886 0,812

Виб. ось у, м/с2 0,339 0,395 0,618 0,524 0,907 1,697 1,671 1,675 1,757 1,862 2,101 2,541 3,384 5,356 7,167 17,53 10,68 12,41 19,61 8,582 7,240 3,136 1,305 1,258 2,121 2,973 3,365

Уз октавные полосы частот, Гц <

8 1-< ео

я 3 че § »н «л т-4 гН 1 "Л >п 14 ГЪ § § 1Г< 1 I 0001 а 1-Н 1 1 0005 Щ 1 р«| & 3

Виб. ось г, м/с2 0,749 1,011 2,124 г-<м" чо с* оч т—4 2,218 2,571 ^ О 1 СП 3,39?! оо I—1 ГЛ ТГ ОО <3 оо' 10,32 11,66 Г1 чо с| оо г—1 21,53 12,12 15,85 15,57 10,55 21,12 10,16 3,845 оо оч 00 >/-Г 1,160 1 1,435 2,688

Где, ось х - ось направленная вдоль рельса (горизонтально), ось у - ось направленная поперёк рельса (горизонтально), ось г - вертикальная ось

25,000

20,000

15,000

10,000

5,000

0,000

оююоогоооюоооюооооооооооооооо

ММ '^ШЩСООСЧЩОЮ'-ООПООЮОООЮООООО

г: т-т-т-мип^Ю(Всоом(оош1-оо(Ооо

" т-т-т-счсчсотгипсосоо

—*-кЗ,т/з2 —к4,т/з2 --к5,т/з2

■

Рис. П2.2. Уровни виброускорений при прохождении поезда

Из рис. П2.1 видно, что уровни звука очень сильно изменяются в зависимости от состояния колёсных пар вагонов (характерный график с микрофона установленного н'а расстоянии 1 м от головки рельса), причём, некоторые вагоны (в середине состава) с сильно изношенными колёсными парами излучают уровень звука значительно больший, чем, например, локомотив.

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов контейнеровозов

Эквивалентные уровни звукового давления, уровней звука, виброускорения на рельсе за время прохождения поезда представлены в табл. П2.2

Рис. П2.3. Изменение уровней звука (дБА) при прохождении поезда за время, сек.

(режим шумомера «быстро»)

Таблица П2.2. Измеренные данные !/з октавных полос

Уз октавные полосы частот, Гц <r*

3150 r-> ■a

Я 3 3 8 Л V© Ш § fH m T-t г 1H I o <4 «n fO § 8 V) 8 V© 1 iH 1250 i JNI 4000 1 H 8000 1

Шум 93,4

1 м о Ti- со "Г, 4 TI- IT, NO (N r- ( ТГ o O in <N on on o со o O

дБ Tt on ro Ov СЧ on r—i on о on roo no oo Tf oo 1Г, oo m 00 oo <4 oo m oo coo oo no 00 m oo Tj- oo <—1 00 00 on r-~ o 00 o oo r» l> Tl-Г- o r- no no

Шум i 74,9

25 м, дБ 78,9 79,4 77,6 79,1 77,4 72,8 69,4 66,4 1—1 no m 52,9 55,4 <o no 62,9 62,8 in no 66,0 65,8 63,4 O* no со 3 63,6 O. со no 1 on m 55,4 ¡49,3 OO СО Tt

Виб. ОСЬ X, м/с2 0,024 0,045 0,066 , 0,071 0,081 1 0,076 0,095 t—i o 0,157 no •—i O 0,213 0,319 0,575 0,970 O no 1,889 1,675 3,059 20,92 11,98 2,920 2,035 r-l no no o" 0,445 1,034 m * o 0,368

Виб. ось у, м/с2 on f-ч oo r-п oo <n <N no TI- о rj- <N <N СО C-J (N (N m no oo со ir, 00 t oo o со on s со 00 00 r- On СО Tf- no no r- o IT) IT, со со ro <N 18,52 со 00 00 r-r- no 00 o <n no IT, on 1П t— t— со ir, o

о О O o O O 1—1 O o o o O сч <N см rr t oo <N n o o o r—I

Виб. ось z, м/с2 0,452 0,689 0,908 1,544 | 2,060 1,149 1Д37 1,588 1,663 1,822 2,636 3,197 4,158 5,241 10,74 10,55 9,832 7,945 10,07 10,81 13,11 10,58 10,49 2,228 2,919 0,835 0,461

Рис. П2.4. Уровни виброускорений при прохождении поезда

Из рис. П2.3 видно, что уровни звука по каждому вагону имеют приблизительно одинаковые уровни без резких всплесков. Субъективно, при прохождении этого поезда он

воспринимался, как тихий, что отражено и приборно на эквивалентном уровне за время

»

прохождения поезда - 75 дБА.

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов цистерн

Изменение уровней звука за время прохождения поезда представлены на графике рис. П2.5

Эквивалентные уровни звукового давления, уровней звука, виброускорения на рельсе за время прохождения поезда представлены в табл. П2.3.

О Ю И О О О О

н^шшгмшьотюоо ннннмг^мттлт

оооооооооооооооооо

ЦЗ 01 СЧ 1Л г*.

^ ^ ^ ^ 1/1 1Л ш

СТ) <4 1Л Г- О ГО 1X1 Н (М N N (Ч "

Рис. П2.5. Изменение уровней звука (дБА) при прохождении поезда за время, сек.

(режим шумомера «быстро»)

Таблица П2.3. Измеренные данные Уз октавных полос

Уз октавные полосы частот, Гц <г

0 ■а

Я § $ ел ЧО % § 1-Ц 14 3 1 СМ о я Я I 005 5} ^о 008 гН £ 14 1 § V) <м •л 1Н го 1 «л 1 1 |

Шум

1 м, ДБ < тГ 1—1 о т г- Оч оо 0^ ЧО о «О ЧО «о 1—I -Ч УЧ см Оч СП 00 Оч

ем 0\ Оч 00 е-оо ш оо ЧО 00 оо 00 о оч < Оч о Оч ОЧ 00 00 00 00 00 ЧО 00 оо 00 о оч ОЧ 00 г-оо СП 00 чо 00 ОО сп 00 СП оо уч 00 оо Г^ г» г- чо Оч

Шум

25 м СП 00 ОЧ ^ О сч 1Л сп О г- оо <м 1—1 Оч СП оч ОЧ г- оо

дБ 00 ЧО ем о <М О) с- <м г- Ш г» г- СП г- СП г- оо чо СП ю СП ЧО ЧО ЧО г-чо н г- СМ г- СП с- г- ЧО г- Оч ЧО г-чо чо ЧО о чо чО 1 «г» О оо

Виб. ось X, 10 о о Оч о ОЧ чо о <—< оо о ЧО го ЧО оч о чо СП ОЧ тГ г-- Г) о чо СП оо г- СП ЧО г- 8 оч СП г- ЧО г-Н г- Оч О 1Г) оо Оч о 00 23.27 12.36 Оч ^ г-Оч со оо г-ч оо ,-н Г- ю г- оо о чо 1 о «о

м/с2 о о о о о О о о о о о о 1—н 1-41 ем СП ем п у* О г—( о о

Виб. ось у, м/с2 0.247 0.279 0.519 1 0.570 0.489 1.026 1.804 1.789 1.772 1.793 1.871 2.073 2.492 3.223 3.698 3.560 3.847 6.397 9.146 22.13 13.33 3.534 1.916 0.886 0.729 | 1.097 Оч см ш л

Виб. ось г, м/с2 0.485 0.574 1.265 2.127 | 1.861 2.432 2.050 2.784 3.223 3.323 4.425 7.584 8.735 10.89 12.90 14.99 13.47 10.52 11.21 11.78 18.10 11.75 11.46 3.420 4.590 1.084 0.693

Из рис. П2.5. видно, что уровни звука по каждому вагону имеют сильный разброс в зависимости от состояния колёсных пар вагонов. Эквивалентный уровень за время прохождения поезда на контрольном расстоянии 25 м составляет - 80,4 дБА. Субъективно, данный состав оценивался, как громкий и с сильно изношенными колёсами.

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов дозаторов

Изменение уровней звука за время прохождения поезда представлены на графике рис. П2.7.

Эквивалентные уровни звукового давления, уровней звука, виброускорения на рельсе за время прохождения поезда представлены в табл. П2.4

Рис. П2.7. Изменение уровней звука (дБА) при прохождении поезда за время, сек.

(режим шумомера «быстро»)

Таблица П2.4. Измеренные данные Уз октавных полос

Уз октавные полосы частот, Гц <

3150 .................... ш

Я гЧ ГГ) 3 в «п 3 £ § V» ГЧ 1 О ^ VI <н СО 5 1 ЧО 1 1000 1250 1 1 4000 к 1 1 чН л

Шум

1 м, ДБ ^ —ч о г- ^ см 00 со о г- Оч оч см ЧО -ч —< Т1- 00 г- сч о о о ш

ОО Оч 00 Оч Оч <г> о СО ОЧ см Оч г—1 0\ о Оч Оч о оч 00 00 оо 00 оо оо ОЧ Оч см Оч СМ Оч о Оч ЧО 00 Оч 00 чО 00 »л 00 ЧО 00 00 00 ЧО г- со г- Ох Оч

Шум ;

25 м со со <п о ^ Оч г- «л см о н 00 ^ г- О «л см ЧО оо о ■л о г- 1Л со со см оо

ДБ г- чО г- оо г- г- ЧО г- чО г- >Г1 г- см г- о г- ЧО ЧО ЧО С4 ЧО ЧО ЧО Оч ЧО со г- г- V) г- со г- Оч ЧО «Л г- »—1 г- о г- оч чо г- чО со ЧО оо «о со ш Г) оо

Виб. ось X, м/с2 00 СО О со по го чо о I см о < ОЧ см оо т-Ц г^ 1Л) см О со СО УП Оч Оч г- со СО см г- 1Г1 со г-«л СО чо оо 1Л оо г» о ЧО со ЧО 34.70 г - Оч 10.03 <М о >Л о г-оо ОЧ о тГ ш оч о ЧО со ОЧ о см

О О о о о о о о о О о о "-1 см СО со тг т—1 ^ со о о

Виб. ось у, м/с2 ^ ЧО СМ ^ СО ОЧ СО 'Г, г- г- тГ чО о оч со г- ГЧ ЧО СМ СО СМ см 00 оо »-н тГ о Оч —ч тГ о <л I 00 СО см 1Г> СО СО о чо о ЧО оо со СО 24.46 24.94 со Оч тг г-оо оо 00 ЧО см ОЧ ЧО Оч ^ 00 п г~ со

о О о о о о <—ч »—1 1—1 <М со тс </-> 'Л ЧО ОЧ .-ч чо см о см

Виб. ось г, Г-тГ ЧО со со 00 Т1- о см 00 * 00 см чО г-<М СМ Оч ЧО оо Оч г- ЧО оч 1 те о оо оо о оо ЧО оч см о Г-; о 1Л ОЧ ( с-•о Оч 1Л р >л "Л 00 г-Ч Оч чО см ^ »—1 00 см «Л о 00 см о о о чо со г-оч

м/с2 о о т_1 со см 1-1 (М со со ЧО оч Г-н —* СМ см 1—( 1—( см см чо

Где, ось х - ось направленная вдоль рельса (горизонтально), ось у - ось направленная

Рис. П2.8. Уровни виброускорений при прохождении поезда

Из рис. П2.7. видно, что уровни звука по каждому вагону имеют сильный разброс в зависимости от состояния колёсных пар вагонов. Эквивалентный уровень за время

прохождения поезда на контрольном расстоянии 25 м составляет - 82,8 дБА.

>

Субъективно, данный состав оценивался, как громкий и с сильно «стучащими» колёсами.

Уровни шума от грузового поезда, составленного из вагонов автовозов

Изменение уровней звука за время прохождения поезда представлены на графике рис. П2.9

Эквивалентные уровни звукового давления, уровней звука, виброускорения на рельсе за время прохождения поезда представлены в табл. П2.5.

Рис. П2.9. Изменение уровней звука (дБА) при прохождении поезда за время, сек.

(режим шумомера «быстро»)

Таблица П2.5. Измеренные данные Уз октавных полос