Eine messtechnische Trennung des Anteils von Rad und Schiene am Lärm durch Rollkontakt ist nicht möglich; es ist aber unstrittig, dass die Schiene beteiligt ist. Die Schienen werden heute mit bis zu 120 m Länge gefertigt, zu den Baustellen transportiert, verlegt und verschweißt. Man kann also mit gutem Grund von einem endlosen Schienenmodell ausgehen, in dem die dynamischen Vorgänge sich in beide Richtungen ungehindert ausbreiten und vollständig abklingen können. Infolge von periodischen Störungen des Rollkontaktes der beteiligten Strukturen werden diese zu Resonanzschwingungen angeregt, die ihrerseits die umgebende Luft zu hörbaren Schallschwingungen anregen. Weil die Strukturen nur geringe Dämpfung besitzen, entstehen hohe Resonanzvergrößerungen ihrer Eigenmoden und damit hohe Pegelspitzen des abgestrahlten Schalldruckes. Die Strukturoptimierung hat zum Ziel, diese Resonanzen und damit diese Pegelspitzen innerhalb eines breiten Erregerfrequenzbandes, des sogenannten Betriebsbereichs, in dem die statistisch häufigsten Erregerfrequenzen im Betrieb auftreten, zu vermeiden. Der Schienenkopf kann aus fahrdynamischen Gründen nicht verändert werden, auch der Schienenfuß nicht, weil sonst erhebliche und teure Änderungen an den Befestigungselementen und der Schwelle notwendig werden. Somit bleibt nur die Dicke des Schienenstegs und die Übergänge vom Steg zum Kopf bzw. Fuß für Profilvariationen frei. Zusätzlich wurde die Gesamthöhe des Profils und das Metergewicht in geringem Bereich zur Variation freigegeben. Die Tragfähigkeit des Ausgangsprofils UIC60 darf sich nicht verschlechtern. Die Optimierung wurde mit mehreren Algorithmen und unterschiedlichen Anfangswerten gerechnet. Die optimierte Schiene hat eine um 10 mm geringere Profilhöhe und ein Metergewicht von 70 kg. Das Resonanzschaubild der optimierten Schiene zeigt einen breiten resonanzfreien Bereich. Die schalleffektiven Resonanzen der Fußschwingungen (Torsion um zwei Z-Achsen) wurden in einen genügend hohen Bereich verschoben. Noch nicht zufriedenstellend ist die Lage der Resonanzpunkte der Fußschwingungen bei Torsion um eine Z-Achse, die zwar am Rand aber noch im Betriebsbereich liegen.


    Zugriff

    Zugriff über TIB

    Verfügbarkeit in meiner Bibliothek prüfen


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    Schalltechnische Strukturoptimierung der Eisenbahnschiene UIC60


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2006


    Format / Umfang :

    3 Seiten, 2 Bilder, 3 Quellen


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




    Schalltechnische Strukturoptimierung von Eisenbahnradsätzen

    Klotz, Christian | SLUB | 2013

    Freier Zugriff


    Schalltechnische Strukturoptimierung von Eisenbahnradsätzen

    Klotz, Christian | TIBKAT | 2013

    Freier Zugriff