Моделирование виброакустической динамики рельса на шпалах

Аннотация

Приведены результаты теоретических исследований шума и вибрации рельса как линейного источника ограниченной длины, установленного на упругих опорах. При установке рельса на шпалах он представлен как система двухопёртых источников, одновременно излучающих звуковую энергию, а каждый участок рельса между шпалами — как линейный источник ограниченной длины. Для такого источника получены зависимости звукового давления, создаваемого рельсами. Это позволяет уточнить закономерности шумообразования в области низких и высоких частот нормируемого диапазона звуковых частот. Рассмотрены два варианта установки рельса на деревянных и железобетонных шпалах. В первом случае дифференциальное уравнение колебаний рельса решено для условий шарнирного закрепления, во втором — для условий жёсткого закрепления. На основе теоретически рассчитанных скоростей колебаний рельса на собственных частотах колебаний определяются спектры звукового излучения. Полученные зависимости учитывают конструктивные и физико-механические характеристики источника шума, а также эффективный коэффициент потерь колебательной энергии, что позволяет теоретически выбрать вариант снижения интенсивности звукового излучения рельса.