шевченко вкр (1233367), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Звукоизлуче-ние рельса

Вибрация рельса

Неровности рельса

Вибрация шпал

Звукоизлу-чение шпал

Рисунок 3.2 Модель, описывающая возникновение шума качения

Для рельсов характерен волнообразный износ поверхности катания, характеризуемый периодическими неровностями длиной приблизительно 50-100 мкм и высотой в несколько десятков микрометров в зависимости от степени износа. Величина неровностей в значительной мере влияет на шум качения. Шум качения также возрастает, если на колесах возникают неровности от торможения, так называемые «ползуны». На возникающие при контакте возмущающие силы влияют не только неровности, но весовая нагрузка на ось, скорость движения, а также площадь контакта между колесом и рельсом. Эти силы связаны с механическим импедансом как колеса, так и рельса, определяемые их конструкцией. В зоне контакта колеса и рельса возникает своего рода пятно, которое называют контактным. В зоне контактного пятна можно, помимо двух основных тел – колеса и рельса, выделить своего рода третье тело – промежуточный слой, состоящий из смеси оксида железа и продуктов износа колес и рельсов. Смесь этих материалов выполняет роль своеобразной прокладки, снижая возникающие силы и играет роль фильтра. Возникающая при взаимодействии возмущающих сил вибрация возбуждает колесо, рельс, а через последний шпалы. Все взаимодействующие тела излучают звук, который называется шумом качения. В разных диапазонах частот преобладает шум разных компонентов взаимодействующей системы. Шум шпал – низкочастотный диапазон до 400 Гц. В диапазоне частот от 400 до 1600 Гц превалирует шум рельсов, а в частотном диапазоне выше 2000 Гц основным источником становятся колесные диски. Под скрежетом от подвижного состава при прохождении кривых следует понимать шум, который возникает при прохождении подвижным составом кривых малого радиуса. Этот скрежет обусловлен взаимодействием гребня бандажа колеса с рельсом, где основной шум дает колесо. Этот шум может на 10 и более дБА превышать шум качения от того же состава на прямолинейном участке пути при тех же прочих условиях. Обычно в скрежете преобладают дискретные тона, а частотный состав при прохождении поезда в кривых 500-8000 Гц, т. е. шум имеет ярко выраженный высокочастотный характер [4].

Шум торможения различен для различных видов тормозов. Самые малошумные вагоны, оборудованные дисковыми тормозами. Наиболее шумные – вагоны, оборудованные колодочными тормозами с чугунными колодками. Здесь шум излучается колесом и системой торможения, но дополнительный эффект возникает из-за ползунов, образуемых на поверхности катания колеса. Если шум торможения носит кратковременный характер, то повреждения колеса приводят к увеличению шума качения. Шум поезда с дисковыми тормозами на 5-10 дБА ниже, чем с колодочными в высокочастотном диапазоне (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 Спектры шума поезда (на расстоянии 25 м)

при скоростидвижения 160 км/ч: 1 – вагоны с колодочными тормозами;

2 – вагоны с дисковыми тормозами

3.3 Распространение звука в пространстве

При распространении звука в пространстве от движущегося поезда происходит снижение УЗ и уровней звукового давления (далее УЗД) с расстоянием, обусловленное явлением дивергенции, т. е. расхождения звукового поля во все больший объем пространства. Характер уменьшения УЗ и УЗД с расстоянием от поезда определяется его длиной. Протяженный поезд является источником цилиндрических звуковых волн, характерных для линейных излучателей.

Для условно бесконечных линейных источников характерно снижение на 3 дБ (дБА) при каждом удвоении расстояния. Поезд имеет конечные размеры, поэтому указанная закономерность имеет ограничение, т. е. при увеличении расстояния цилиндрическая волна переходит в квазицилиндрическую (снижение 4-5 дБ), а затем в сферическую (снижение 6 дБ), когда поезд представляется точечным источником звука. Данные снижения УЗ от различных поездов с увеличением расстояния при прохождении поезда по плоскому участку приведены в таблице 3.1. Разница уменьшения УЗ в свободном пространстве, например, для расстояния 100 м может достичь 4 дБА между грузовыми (длинный поезд) и электропоездами (короткий поезд).

Таблица 3.1

Снижение шума для различных типов поездов на участке с плоском рельефом

Помимо дивергенции на процессы снижения шума может влиять рельеф местности (насыпи, выемки), зеленые насаждения. Ниже приведены полученные экспериментальные закономерности [5].

На рисунке 3.4 показаны процессы образования звука при прохождении поезда по насыпи.

Рисунок 3.4 Последовательное снижение (увеличение) УЗД при

прохождении электропоезда по насыпи: 1 – 25 м; 2 – 50 м; 3 – 100 м;

для сравнения 4 – снижение УЗД от электропоезда на плоском

участке на расстоянии 100 м

При прохождении поездов по насыпи кроме геометрического расширения фронта звуковой волны, действуют два противоположных механизма: создание верхней плоскостью насыпи экранирующего эффекта и образование звуковой тени вблизи насыпи и прямое излучение звука без звукопоглощения от источника в точку наблюдения (прямой звук). Это приводит к тому, что суммарное снижение (по сравнению с плоским участком) оказывается меньше на 1-3 дБА. Эти закономерности в методической литературе также не учитываются, поэтому в расчетах должна быть введена поправка на прохождение поездов по насыпи. Таким образом, при прохождении поездов по насыпи суммарное снижение, которое составляет 11-12 дБА оказывается меньше, чем снижение на ровном участке, где последнее составляет для разных поездов 11,5-15 дБА. При нахождении поезда на насыпи увеличивается вклад шума от поезда. Механизм увеличения вклада прямого звука от линейного протяжённого источника (край насыпи становится вторичным излучением) объясняется отсутствием затухания звука на подстилающей поверхности [6].

Характеристики

Список файлов ВКР