Rollgeräusch


 

Rollt ein Eisenbahnrad über ein Gleis, erzeugt dieses Geräusche. Desto schneller das Rad läuft, desto mehr Lärm wird dementsprechend auch erzeugt. Der allgemeine Trend liegt darin, Züge immer weiter zu beschleunigen, gleichzeitig steigt auch die Anzahl der Zuglinien. Somit erhöht sich die Lärmbelästigung in Bezug auf Eisenbahnen von ganz alleine, auch wenn nichts getan wird, um dies zu kontrollieren.

Strenge Lärmvorschriften beschränken die Möglichkeit neue Wohnsiedlungen in der Nähe von Eisenbahnlinien zu errichten, gleichzeitig behindern bereits existierende Wohnsiedlungen die Möglichkeit, den Eisenbahnverkehr weiter auszubauen und den Transport auf der Schiene voranzubringen, was ein Ziel mit hoher Priorität der EU ist.

Folglich sind Fahrzeug- und Gleisbauer dazu angehalten, lärmreduzierte Bahnen und Schienen zu entwickeln und zu bauen. Durch die Auswahl der Komponenten mit bestimmten Parametern (z.B. Steifigkeit, Masse und Dämpfung) kann ein Gleisgeräuscharm optimiert werden.

UnserGeräusch-Vorhersagemodell ist ein unschätzbares Werkzeug bei der Optimierung einer geräuscharmen Eisenbahnstrecke. Die Berechnungen werden im Zeitbereich durchgeführt und sind somit realistischer als Berechnungen bei Modellen im Frequenzbereich, da nicht-stationäre und nicht-lineare Wechselwirkungen beim Rad-Schienen-Kontakt ausreichend beachtet werden. Dies wiederum ist wichtiger als die zunehmend steigende Zuggeschwindigkeit. Das Modell ist gut dokumentiert (siehe Referenzen unten).

Das untere Bild zeigt die Berechnungsergebnisse der Schienenvibrationen für ein Eisenbahnrad, was bei 300 km/h in zwei verschiedene Fälle über ein Gleis rollt. Ein Gleis wird durch steife Zwischenlagen unterstützt; das andere durch weiche Zwischenlagen. Die Zwischenlage ist ein Stück Gummi, welches das Gleis von der Schwelle isoliert. Die Schiene, die durch die steife Zwischenlage unterstützt wird, vibriert über 1000 Hz stärker als die mit weichen Zwischenlagen unterstützte Schiene; unterhalb 1000 Hz ist es umgekehrt. Dieses Ergebnis gilt für eine bestimmte Wahl der Parameter, wie Zuggeschwindigkeit, Schienen-Rauhigkeitspegeln, usw. Andere Parameter und Schienen-, Radkombinationen können selbstverständlich andere Ergebnisse liefern.

Das obige Beispiel zeigt, wie wichtig die Optimierung der Lärmreduktion im Rahmen der Entwicklung einer neuen Eisenbahnstrecke ist. Sound View Instruments kann seinen Kunden in dieser Branche tatkräftig unterstützen.

Referenzen

  1. Anders Nordborg. Vertical Rail Vibrations: Noise and Structure-Borne Sound Generation. PhDthesis, KunglTekniskaHögskolan, Stockholm, Sweden, 1995.
  2. Anders Nordborg. Vertical Rail Vibrations: Point force Excitation. ACUSTICA • acta acustica 84(2): 280‒288, 1998
  3. Anders Nordborg. Vertical Rail Vibrations: Parametric Excitation. ACUSTICA • acta acustica 84(2): 289‒300, 1998.
  4. Anders Nordborg. Wheel/rail noise generation due to nonlinear effects and parametric excitation. Journal oftheAcoustical Society ofAmerica: 111(4):1772‒1781, 2002.
  5. Nordborg, O. Lundberg. Contributions of contact nonlinearities to wheel/rail noise generation. Forum Acusticum 2014 Krakow.
  6. Anders Nordborg, Torsten Kohrs. Ein Zeitbereichsmodell zur Beschreibung der Rollgeräuschentstehung. DAGA 2015 Nürnberg.