Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-59801098310.12737/18274Машиностроение и машиноведениеMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМашиностроение и машиноведениеExperimental study on energy dissipation factors of wheelset node oscillations Экспериментальные исследования коэффициентов потерь энергии колебаний узлов ко-лесных парБондаренко Вероника АлександровнаBondarenko Veronika Александровнаbva_rek@rgups.ruПодустСергей ФедоровичPodustSergey Федорович2201201622012016161127135https://zh-szf.ru/en/nauka/article/10983/view
Колесные пары, непосредственно воспринимающие силовое воздействие от взаимодействия колес с рельсами, являются интенсивными источниками шума при движении транспортных средств, например, мостовых кранов и железнодорожного подвижного состава. Несмотря на различия конструктивного исполнения и функционального назначения, расчет виброаку-стических характеристик может быть выполнен с единых по-зиций. Следует отметить, что точность расчета уровней звуко-вого давления и вибраций в значительной степени определяется точностью задания частотно-зависимых коэффициентов потерь колебательной энергии. Теоретические исследования этой физико-механической величины представляет значительные трудности. Поэтому для инженерных расчетов уровней звукового давления и вибраций целесообразно использовать регрессионные зависимости, полученные на основе математи-ческой обработки экспериментальных величин коэффициентов потерь узла колесной пары и аппроксимация зависимостей степенными полиномами различных степеней.
Wheelsets directly subjected to a force impact under the interaction of wheels and rails are intense noisemakers when moving, including overhead cranes and railway rolling stock. Despite the design and functional differences, the calculation of vibroacoustic characteristics can be made from the unified positions. It should be noted that the calculation accuracy of the sound pressure levels and vibrations is in large part determined by the precision of setting the frequency-dependent loss factors of the vibration energy. Theoretical studies of this physical and mechanical value are rather complicated. Therefore, the regression curves obtained on the basis of the mathematical treatment of the experimental coefficient values of the wheelset assembly losses and the approximation dependencies by the exponential polynomials of various degrees should be used for the engineering analysis of the sound pressure levels and vibrations.
Исследованию шума и вибрации подвижного состава посвящены работы [1—11]. Расчет вибраций узлов колесных пар технологических машин различного функционального назначения (электровозы, тепловозы, мостовые краны и т. д.) основан на использовании методов энергетического баланса [12]. Для этого необходимо знать значения коэффициентов потерь колебательной энергии, являющимися частотно-зависимыми величинами. В лабораторных условиях проводилась серия экспериментов по определению коэффициентов потерь колебательной энергии узлов колесных пар. Схемы установки данных узлов представлены на рис. 1. Колесная пара устанавливалась в центрах на массивной плите.
Van Beek, A. [et al.]. State of the art: Technical Report. - SNCF, 2002. - P.78.Van Beek, A., et al. State of the art: Technical Report. SNCF, 2002, p. 78.Подуст, С. Ф. Спектральный состав шума в кабинах локомотивов / С. Ф. Подуст, Ю. В. Пронников // Тр. междунар. науч.-практ. конф. «Транспорт-2013». Рост. гос. ун-т путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2013. Ч. 2. - С. 215-216.Podust, S.F., Pronnikov, Y.V. Spektral´nyy sostav shuma v kabinakh lokomotivov. [The spectral composition of the noise in the cabs of locomotives.] Tr. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Transport-2013». [Proc. Int. Sci.-Pract. Conf. “Transport-2013”.] Rostov State Transport University (RSTU), Rostov-on-Don, 2013, vol. 2, pp. 215-216 (in Russian).Подуст, С. Ф. Анализ закономерностей шумообразования электропоездов / Вестник Рост. гос. ун-т путей сообщения. 2012. - №4 (48). - С. 42-45.Podust, S.F. Analiz zakonomernostey shumoobrazovaniya elektropoyezdov. [Analysis of patterns of electric noise generation]. Vestnik of RSTU, 2012, no.14, pp. 42-45 (in Russian).Подуст, С. Ф. Моделирование виброакустической динамики рельса на шпалах / Подуст С. Ф., Куклин Д. А.// Вестник Дон. гос. тех. ун-та. - 2013. - Т. 13, №1-2 (70-71). - С. 106-111.Podust, S.F., Kuklin, D.A. Modelirovaniye vibroakusticheskoy dinamiki rel´sa na shpalakh [Vibroacoustic dynam-ics simulation of rail on sleepers.] Vestnik of DSTU, 2013, no. 1-2 (70-71), pp. 106-111 (in Russian).Подуст, С. Ф. Моделирование виброакустической динамики шпал при движении подвижного состава / Вестник Рост. гос. ун-т путей сообщения. - 2013. - № 1(49). - С. 50-54.Podust, S.F. Modelirovaniye vibroakusticheskoy dinamiki shpal pri dvizhenii podvizhnogo sostava [Modeling vi-broacoustic dynamics of sleepers when rolling equipment in motion.] Vestnik of RSTU, 2013, no. 1, pp. 50-54 (in Russian).Подуст, С. Ф. Экспериментальные исследования шума и вибрации грузовых поездов / С.Ф. Подуст // IX Промышленный конгресс юга России: сб. статей (11-13 сентября 2013 г., г. Ростов-на-Дону). - Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГТУ, 2013. - 776 с. - C. 212-214.Podust, S.F. Eksperimental´nyye issledovaniya shuma i vibratsii gruzovykh poyezdov [Experimental studies of noise and vibration of freight trains.] IX Promyshlennyy kongress yuga Rossii: sb. statey (11-13 sentyabrya 2013, Rostov-na-Donu) [Proc. IX Industrial Congress of South Russia: 11-13 September, 2013, Rostov-on-Don.] DSTU Publ. Centre, 2013, pp. 212-214 (in Russian).Подуст, С. Ф. Экспериментальные исследования диссипативной функции элементов остекления электрово-зов / С. Ф. Подуст, Ю. В. Пронников // IX Промышленный конгресс юга России: сб. статей (11-13 сентября 2013 г., г. Ростов-на-Дону). - Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГТУ, 2013. - 776 с. - C. 215-221.Podust, S.F., Pronnikov, YU.V. Eksperimental´nyye issledovaniya dissipativnoy funktsii elementov ostekleniya el-ektrovozov[Experimental studies of dissipation function of locomotive glazing elements.] IX Promyshlennyy kongress yuga Rossii: sb. statey (11-13 sentyabrya 2013, Rostov-na-Donu). [Proc. IX Industrial Congress of South Russia: 11-13 September, 2013, Rostov-on-Don.] DSTU Publ. Centre, 2013, pp. 215-221 (in Russian).Пронников, Ю. В. Моделирование структурной составляющей шума в кабинах машинистов подвижного состава / Ю. В. Пронников // Вестник Рост. гос. ун-т путей сообщения. - 2010. - №3(39). - С. 64-68.Pronnikov, YU.V. Modelirovaniye strukturnoy sostavlyayushchey shuma v kabinakh mashinistov podvizhnogo sostava[Modelling of the structural component of the noise in the rolling stock driving cab.] Vestnik of RSTU, 2010, no. 3, pp. 64-68 (in Russian).Колесников, И. В. [и др.]. Основы акустического проектирования кабин машинистов (теория и практика) / И. В. Колесников, Ю. В. Пронников, А. Н. Чукарин // - Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2012. - 120 с.Kolesnikov, I.V., Pronnikov, Y.V., Chukarin, A.N. Osnovy akusticheskogo proyektirovaniya kabin mashinistov (teoriya i praktika) [Basics of acoustic design of the driving cab (Theory and Practice).] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2012, 120 p. (in Russian).Подуст, С. Ф. Основы виброакустических расчетов отечественных электровозов. Монография / С. Ф. Подуст, А. Н. Чукарин, И. В. Богуславский. - Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2013. - 160 с.Podust, S.F., Chukarin, A.N., Boguslavskiy, I.V. Osnovy vibroakusticheskikh raschetov otechestvennykh el-ektrovozov. Monografiya [Fundamentals of vibroacoustic calculations of domestic locomotives. Monograph.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2013, 160 p. (in Russian).Колесников, И. В. Способы снижения шума и вибраций при проектировании, производстве и эксплуата-ции железнодорожного подвижного состава / И. В. Колесников, С. Ф. Подуст, С. С. Подуст, А. Н. Чукарин. - Москва : ВИНИТИ РАН, 2015. - 216 с.Kolesnikov, I.V., Podust, S.F., Podust, S.S., et al. Sposoby snizheniya shuma i vibratsiy pri proyektirovanii, pro-izvodstve i ekspluatatsii zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava [Ways to reduce noise and vibration in the design, manu-facture and operation of rolling stock.] Moscow: VINITI RAN, 2015, 216 p. (in Russian).Никифоров, А. С. Акустическое проектирование судовых конструкций / А. С. Никифоров. - Ленинград : Судостроение, 1990. - 200 с.Nikiforov, А. S Akusticheskoe proektirovanie sudovykh konstruktsiy. [Acoustic design of ship structures.] Lenin-grad: Sudostroenie, 1990, 200 p. (in Russian).Чукарин, А. Н. Исследование эффективных коэффициентов потерь энергии колебаний в стержневых кон-струкциях / А. Н. Чукарин, А. П. Сычев, С. Ф. Подуст // Вестник машиностроения. - 2015. - №7. - С. 35-37.Chukarin, А.N., Sychev, A.P., Podust, S.F. Issledovanie effektivnykh koeffitsientov poter´ energii kolebaniy v sterzhnevykh konstruktsiyakh. [Investigation of effective coefficients of oscillation energy loss in the frame structures.] Vestnik Mashinostroeniya,2015, no.7, pp. 35-37 (in Russian).