SIMTool Rollgeräusch - Leiser Verkehr
SIMTool Rollgeräusch - Leiser Verkehr
SIMTool Rollgeräusch - Leiser Verkehr
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
gefördert vom<br />
SFE GmbH<br />
Gesellschaft für Strukturanalyse in Forschung und Entwicklung mbH<br />
SFE GmbH<br />
Voltastrasse 5<br />
D-13355 Berlin<br />
e-mail: sfe@sfe-berlin.de<br />
http://www.sfe-berlin.de<br />
phone: + 49 - (0)30 - 467 767 - 0<br />
fax: + 49 - (0)30 - 463 903 - 0<br />
Geschäftsführung: Dipl.-Ing. Hans Zimmer<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
gefördert vom<br />
Arnold Groß-Thebing und Hans Zimmer, SFE Gmbh<br />
4./5.2.2004<br />
Symposium des Deutschen <strong>Verkehr</strong>sforums,<br />
des DLR und des Forschungsverbundes <strong>Leiser</strong> <strong>Verkehr</strong><br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Projektpartner<br />
akustik data<br />
Bochumer Verein<br />
Bombardier Transportation<br />
CWW Gerko<br />
gefördert vom<br />
Deutsche Bahn AG<br />
SFE GmbH (Federführung)<br />
TU Berlin<br />
Inst. für Land- und Seeverkehr<br />
Inst. für Luft- und Raumfahrt<br />
Inst. für Technische Akustik<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
gefördert vom<br />
Ziel<br />
Entwicklung eines Simulationstools zur<br />
<strong>Rollgeräusch</strong>prognose und<br />
seine meßtechnische Validierung<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Schalldruckpegel [dB(A)]<br />
gefördert vom<br />
<strong>Rollgeräusch</strong>messung in 7,5 m<br />
A C<br />
B 2 80 km/h<br />
Versuchszug mit vier Radsatzvarianten<br />
Messort<br />
SchO<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Schalldruck in dB<br />
Schalldruckpegel [dB]<br />
100<br />
gefördert vom<br />
90<br />
<strong>Rollgeräusch</strong>messung am Drehgestell<br />
Messort<br />
KSL<br />
BTS<br />
ATS<br />
Radsatzvariante<br />
B A 2 C<br />
Sch<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
gefördert vom<br />
Welche Einflußfaktoren müssen in der Simulation<br />
berücksichtigt werden?<br />
Pz<br />
Py<br />
Px<br />
uy<br />
ux<br />
x<br />
y<br />
uz<br />
z<br />
V 0<br />
Pz<br />
Py<br />
Px<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Laufdynamik<br />
Rad-<br />
Schiene-<br />
Kontakt<br />
Rauheiten<br />
Oberbau<br />
gefördert vom<br />
Radsatz<br />
Radsatz-Gleis-Dynamik<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004<br />
Luftschall<br />
Radsatz<br />
Luftschall<br />
Gleis
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Radsatz<br />
gefördert vom<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Oberbau<br />
gefördert vom<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Oberbau<br />
gefördert vom<br />
∞ ∞ ∞ ←<br />
←<br />
Schwelle=<br />
Timoshenko-<br />
Balken<br />
3-D<br />
Anregung<br />
Schwellenbesohlung=<br />
Feder-Dämpfer-<br />
Elemente<br />
→ → ∞<br />
∞<br />
Schotter=<br />
Dehnstab<br />
3-D<br />
Anregung<br />
USM=<br />
Feder-Dämpfer-<br />
Elemente<br />
Schiene= FE-<br />
Schalen, Balken<br />
Zwischenlage=<br />
3D-Bettung<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Laufdynamik<br />
Rad-Schiene-<br />
Kontakt<br />
gefördert vom<br />
Laufdynamiksimulation<br />
Querprofile von Rad und Schiene<br />
Fahrzeugmodell<br />
Geschwindigkeit<br />
Trassierung<br />
Reibwert<br />
Kontaktparameter<br />
Position und Größe der<br />
Kontaktfläche<br />
Längs-, Quer- und Bohrschlüpfe<br />
Radlasten<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Lassen sich die Schwingungen von Rad und<br />
Schiene berechnen?<br />
gefördert vom<br />
Radsatz<br />
Oberbau<br />
Messungen der<br />
Beschleunigungen<br />
auf Rad und<br />
Schiene<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Radsatz<br />
Körperschallmessung<br />
an vier<br />
Radvarianten<br />
gefördert vom<br />
A B C 2<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Radsatz<br />
gefördert vom<br />
100000<br />
Körperschall 10000 Messung<br />
p [Pa]<br />
aza-azi [m/s-2]<br />
aza+azi [m/s-2]<br />
ays [m/s-2]<br />
ayk [m/s-2]<br />
1000<br />
100<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
0 1000 2000 3000 4000<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004<br />
Schalldruck<br />
Radring Torsion<br />
Radring Radial<br />
Scheibe Axial<br />
Radring Axial<br />
[Hz]
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Radsatz<br />
gefördert vom<br />
[mm/s]<br />
[mm/s]<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
0.01<br />
0.001<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
0.01<br />
0.001<br />
Körperschall Rad<br />
Messung-Simulation<br />
Messung am rotierenden Rad<br />
Simulation<br />
0 1000 2000 3000 4000 5000<br />
Frequenz [Hz]<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Oberbau<br />
Körperschallmessung<br />
an vier<br />
Oberbauvarianten<br />
gefördert vom<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Oberbau<br />
gefördert vom<br />
100000<br />
Körperschall 10000 Messung<br />
p [Pa]<br />
1000<br />
a2+a9 [m/s-2]<br />
a2-a9 [m/s-2]<br />
a4+a10 [m/s-2]<br />
a4-a10 [m/s-2]<br />
a2+a4 [m/s-2]<br />
a2-a4 [m/s-2]<br />
100<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
0 1000 2000 3000 4000 5000<br />
[Hz]<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004<br />
Schalldruck<br />
Kopf Vertikal<br />
Kopf Torsion<br />
Fuß Vertikal<br />
Fuß „Torsion“<br />
Kop - Fuß<br />
Kopf + Fuß
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Oberbau<br />
gefördert vom<br />
[mm/s]<br />
[mm/s]<br />
10<br />
0.1<br />
0.01<br />
1<br />
0.001<br />
10<br />
0.01<br />
0.001<br />
1<br />
0.1<br />
Messung<br />
Zugvorbeifahrt<br />
Körperschall Schiene<br />
Messung-Simulation<br />
Simulation<br />
500 1000 1500 2000 2500<br />
Frequenz [Hz]<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
gefördert vom<br />
Welche Auswirkungen haben<br />
Parameteränderungen auf das <strong>Rollgeräusch</strong>?<br />
Luftschall<br />
Radsatz<br />
Luftschall<br />
Gleis<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Schalldruckpegel [dB(A)]<br />
gefördert vom<br />
<strong>Rollgeräusch</strong>messung in 7,5 m<br />
A C 80 km/h<br />
Messort<br />
SchO<br />
Auswertung der Abschnitte A und C im Frequenzbereich<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
Schalldruck dB re 20E-6 Pa<br />
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
0 500 1000 1500 2000 2500 3000<br />
gefördert vom<br />
<strong>Rollgeräusch</strong>messung in 7,5 m<br />
Messung Rad A un C 80 km/h<br />
Frequenz [Hz]<br />
80 km/h<br />
SchO<br />
A<br />
C<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
Schalldruck dB re 20E-6 Pa<br />
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
0 500 1000 1500 2000 2500 3000<br />
gefördert vom<br />
Vergleich Messung - Simulation<br />
Messung Rad A 80 km/h<br />
Messung<br />
Zugvorbeifahrt<br />
Simulation<br />
Frequenz [Hz]<br />
80 km/h<br />
SchO<br />
Berechnete Luftschallspektren für vier gleichartige Radsätze mit identischen Rauheiten.<br />
Die Simulation zeigt daher in den Radsatzresonanzen sehr schmale Peaks. Die Messung<br />
zeigt hingegen das Ergebnis von vier Radsätzen mit verschiedenen Rauheiten.<br />
Benachbarte Drehgestelle werden in der Simulation nicht berücksichtigt. Die Unterschiede<br />
können dadurch bedingt sein.<br />
A<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
Schalldruck dB re 20E-6 Pa<br />
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
0 500 1000 1500 2000 2500 3000<br />
gefördert vom<br />
Vergleich Messung - Simulation<br />
Messung Rad C 80 km/h<br />
Messung<br />
Zugvorbeifahrt<br />
Simulation<br />
Frequenz [Hz]<br />
80 km/h<br />
SchO<br />
C<br />
Rad mit Absorber<br />
Die Höhe des ersten Peaks in den berechneten Luftschallspektren ist zu gering, da<br />
Einflüße der sehr lauten benachbarten Radsätze A und B in der Simulation<br />
unberücksichtigt bleiben.<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
<strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
gefördert vom<br />
Einsatzgebiet des Prognosetools <strong>SIMTool</strong> <strong>Rollgeräusch</strong><br />
Beurteilung von Massnahmen zur<br />
<strong>Rollgeräusch</strong>reduktion in der Entwicklung von<br />
Fahrzeugen und Oberbaukonstruktionen<br />
Identifikation der „Schwachstellen“ in schon<br />
vorhandenen Systemen<br />
© SFE SFE SFE SFE GmbH GmbH GmbH 2004<br />
2004
Change language