Расчётная оценка вероятного разброса шума тягово-транспортных средств
- Авторы: Долотов А.А1, Победин А.В1, Косов О.Д1, Искалиев А.И1
-
Учреждения:
- Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
- Выпуск: Том 10, № 1 (2016)
- Страницы: 71-73
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/2074-0530/article/view/66960
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-66960
- ID: 66960
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье рассмотрена возможность получения расчетной оценки шумности тягово-транспортных средств (ТТС) с учетом разброса значений звуковой мощности отдельных источников. Получена функция распределения возможного значения шума автомобиля.
Полный текст
Современное проектирование тягово-транспортных средств (ТТС) в рамках обязатель- ных рекомендаций санитарных норм РФ предполагает необходимый учет требований без- опасности жизнедеятельности человека при эксплуатации ТТС. К таким требованиям прежде всего относится шумность как на рабочем месте, так и вокруг ТТС, которая регламентирует- ся различными документами [1, 2]. В сложившейся ситуации наиболее важной и в то же вре- мя удобной является расчетная оценка шума в определенных точках шумового поля разраба- тываемой машины уже на стадии проектирования. При этом для правильного выбора аку- стических характеристик шумоизолирующих и шумопоглощающих конструкций, обеспечи- вающих допустимые уровни звукового давления (УЗД) в расчетных точках, необходимо знать вероятные отклонения шума от ожидаемого значения. В настоящее время эти отклоне- ния (для разных экземпляров ТТС данной модели) определяются только экспериментально [3-6]. Предлагаемый в данной статье вариант расчетной оценки основан на теории определе- ния погрешности результата измерений нескольких независимых величин [8, 9]. Известно [2, 7], что суммарный расчетный уровень звукового давления определяется по формуле энергетического сложения: n L 10 lg 10(0,1Li ) , (1) i1 где Li - звуковая мощность i-того источника шума (применительно к ТТС источниками шума являются: двигатель, коробка передач, главная передача, движитель и др.); n - число ис- точников шума на ТТС. Реально Li определяет только математическое ожидание значения звуковой мощности i-того источника шума. Обозначим через i разброс значений величины Li (можно считать половину доверительного интервала для величины Li ). Разброс суммарной величины можно подсчитать по формуле, связывающей погрешность функции с погрешностями аргументов [9]. Если F F x1, x2 ,..., xn - функция и i - абсолютная погрешность i-го аргумента, то погрешность функции не превосходит величины: n F F i . В нашем случае: i1 xi n L L i . (2) i1 Li 72 Известия МГТУ «МАМИ» № 1(27), 2016 Транспортные средства и энергетические установки L 0 1 10 100,1Li n 100,1Li 10 lg e , ln n 10 lg e ln 10 0,1 . Li 100,1Li i1 100,1Li i1 Поскольку lg e ln 10 1, то: L 100,1Li n . Li 100,1Li i1 Окончательно получим формулу для оценки суммарного разброса шума от нескольких источников: n i 100,1Li L n i 1 . (3) 100,1Li i1 Следовательно, с учетом (1), (2) и (3) можно записать: n L 10 lg n 100,1Li i1 i 100,1Li . i1 n 100,1Li i1 При этом очевидно, что первое слагаемое в этом выражении можно принять за матема- тическое ожидание суммарного расчетного уровня шума, а второе определяет предельно возможное отклонение действительного значения от среднего (математического ожидания). Но при нормальном законе распределения отклонений можно с надежностью 0,997 принять [8, 9], что: 3 , где σ - среднеквадратическое отклонение. Знание математического ожидания и среднеквадратического отклонения позволяет по- строить функцию распределения случайной величины. В нашем случае это функция распре- деления возможного значения шума, полученного в результате сложения от нескольких ис- точников, имеющих свой разброс возможных значений [8, 9]: xm P 1 2 z2 e 2 dz , где Р - вероятность того, что значения случайной величины x (в нашем случае УЗД) будет меньше заданного; z - переменная интегрирования, зависящая от m=L и σ. Таблица 1 Рис. 1. Функция распределения (L=77 (дБ), σ=2 (дБ)) Известия МГТУ «МАМИ» № 1(27), 2016 73 Транспортные средства и энергетические установки На рис. 1 представлен график функции распределения шума ТТС в расчетной точке, а в таблице показано их процентное попадание в диапазон значений, ниже заданного. Видно, что, если допустимый УЗД в данной точке составляет 78 дБ, только 69 % из ав- томобилей этой модели будут соответствовать норме. Если при этом за счет улучшения аку- стических характеристик снизить УЗД на 1 дБ (т.е. на 1 дБ снизить шум), то в указанный предел уже будет входить 83 % автомобилей. Но того же самого эффекта можно добиться за счет уменьшения разброса значений УЗД при снижении среднеквадратического отклонения всего на 1 дБ (таблица 1). Одновре- менное же использование этих двух методов приведет к тому, что только около 7% автомо- билей не будут отвечать требованиям шумности. Таким образом, вероятностный расчет шумности ТТС позволяет оценивать возможные методы снижения УЗД в расчетных точках, добиваясь наиболее оптимального варианта.×
Об авторах
А. А Долотов
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Email: ts@vstu.ru
+78442248162
А. В Победин
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Email: ts@vstu.ru
к.т.н.; +78442248162
О. Д Косов
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Email: ts@vstu.ru
к.т.н.; +78442248162
А. И Искалиев
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Email: ts@vstu.ru
+78442248162
Список литературы
- ГОСТ Р 52231-2004 Внешний шум автомобилей в эксплуатации. Допустимые уровни и методы измерения - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.
- Ломакин В.В., Покровский Ю.Ю., Степанов И.С., Гоманчук О.Г. Безопасность автотранспортных средств: Учебник для вузов / Под общ. ред. В.В. Ломакина. - М: МГТУ «МАМИ», 2011. - 299 с.
- Григорьев Е.А., Победин А.В. Статистическая оценка шума и вибраций тракторов // Механизация и электрификация социалистич. сельского хоз-ва. - 1974. - № 8. - C. 36-37.
- Крузе А.О., Крузе О.О. Статистическая оценка шума автомобилей // Автомобильные перевозки, организация и безопасность дорожного движения. - 1981. - С. 28-34.
- Статистическая оценка шумности автомобиля ВАЗ-21102 / А.В. Победин, О.Д. Косов, В.Н. Орешкин, И.В. Ходес, М.Ю. Илюхин, Ю.В. Климов // Колесные и гусеничные машины: Межвуз. сборник науч. трудов / МАМИ (МГТУ). - М., 2004. - Вып.1.
- Победин А.В. Вероятностная оценка шума автомобилей семейства ГАЗ-3110 / А.В. Победин, О.Д. Косов, А.А. Долотов // Проектирование колесных машин: матер. всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25-26 дек. 2009 г.) / ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". - М., 2010. - C. 177-178.
- Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. Учебник. - М.: Университетская книга, Логос. - 2008. - 424 с.
- Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. - М.: Наука, 1969. - 512 с.
- Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерное приложение. - М.: Высш. шк., 2000. - С. 471-472.