ГОСТ 31248-2004 Вибрация. Измерение и анализ общей вибрации, воздействующей на пассажиров и бригаду рельсового транспортного средства

Вибрация
ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ПАССАЖИРОВ И БРИГАДУ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ISO 10056:2001
Mechanical vibration - Measurement and analysis of whole-body vibration to which passengers and crew are exposed in railway vehicles
(MOD)

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 26 от 8 декабря 2004 г.)

За принятие проголосовали:

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 10056:2001 «Вибрация - Измерение и анализ общей вибрации, воздействующей на пассажиров и бригаду рельсового транспортного средства» (ISO 10056:2001 «Mechanical vibration - Measurement and analysis of whole-body vibration to which passengers and crew are exposed in railway vehicles») путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Степень соответствия - модифицированная (MOD)

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2007 г. № 355-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31248-2004 (ИСО 10056:2001) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2008 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений - в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения и анализа вибрации внутри рельсовых транспортных средств с учетом специфики транспорта данного вида.

По сравнению с примененным международным стандартом ИСО 10056:2001 в текст настоящего стандарта внесены следующие изменения:

- добавлена ссылка на ГОСТ 12.1.012-2004, чтобы показать место стандарта в комплексе стандартов в области вибрационной безопасности;

- из подраздела 6.3 исключено математическое определение полигона кумулятивных частот;

- библиография приведена в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения - 2008-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения и анализа вибрации рельсовых транспортных средств в процессе полевых испытаний. Данный метод не предназначен для оценки воздействия вибрации на человека (это предмет рассмотрения ГОСТ 31191.1 и - в отношении рельсовых транспортных средств - ГОСТ 31191.4), но может быть использован для определения вибрационной характеристики рельсового транспортного средства по ГОСТ 12.1.012.

Настоящий стандарт распространяется на общую вибрацию - периодическую, случайную и переходные процессы - в диапазоне частот 0,5 - 80 Гц, которая воздействует на сидящего или стоящего человека.

Настоящий стандарт не распространяется на локальную вибрацию, а также на низкочастотные поперечные, вертикальные или угловые колебания, способные вызывать болезнь движения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ ИСО 8041-2006 Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений (ИСО 8041:2005, IDT)

ГОСТ ИСО 5348-2002 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров (ИСО 5348:1998, IDT)

ГОСТ ИСО 8002-99 Вибрация. Вибрация наземного транспорта. Представление результатов измерений (ИСО 8002:1986, IDT)

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения (ИСО 2041:1990, NEQ)

ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования (ИСО 2631-1:1997, MOD)

ГОСТ 31191.4-2006 (ИСО 2631-4:2001) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 4. Руководство по оценке влияния вибрации на комфорт пассажиров и бригаду рельсового транспортного средства (ИСО 2831-4:2001, MOD)

ГОСТ 31317.2-2006 (ИСО 10326-2:2001) Вибрация. Лабораторный метод оценки вибрации сидений транспортных средств. Часть 2. Сиденья железнодорожного транспорта (ИСО 10326-2:2001, MOD)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24346, ГОСТ 12.1.012, ГОСТ ИСО 8041 и ГОСТ 31191.1.

3.2 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие условные обозначения и сокращения:

a - среднеквадратичное значение виброускорения (далее - ускорение), м/с²;

a(t) - мгновенное значение ускорения, м/с²;

b - интервал класса распределения ускорения, м/с²;

В - точка измерения ускорения на спинке сиденья;

f - частота, Гц;

БПФ - быстрое преобразование Фурье;

h - гистограмма распределения среднеквадратичного значения ускорения;

h_c- полигон кумулятивных частот распределения среднеквадратичного значения ускорения ¹⁾

¹⁾ Полигон кумулятивных частот также называют выборочной функцией распределения.

т - номер класса т распределения ускорения;

п(т) - частота класса т распределения ускорения;

п_Т- общее число измерений;

N - число выборочных значений в одном блоке данных;

N_b- число блоков данных;

Р - точка измерения ускорения на полу (платформе);

СПМ - спектральная плотность мощности;

S - точка измерения ускорения на подушке сиденья;

t - время, с;

Δt - интервал дискретизации, с;

Χ - преобразование Фурье сигнала ускорения;

τ - длительность одного блока данных, с.

В настоящем стандарте использованы следующие подстрочные индексы:

j - направление измерения вибрации в точке α; может принимать значения х, у и z (рисунок 1);

k - номер блока данных;

w - индекс, показывающий, что параметр вибрации рассчитан на основе корректированного сигнала;

α - положение точки измерения ускорения; может принимать значения: Р - платформа или пол, S - подушка сиденья, В - спинка сиденья.

а) Направления основных осей базицентрической системы координат для сидящего человека	b) Оси базицентрической системы координат для стоящего человека

1 - спинка сиденья; 2 - подушка сиденья; 3 - опора для ног

Рисунок 1 - Базицентрическая система координат для тела человека

4 Особенности вибрации на рельсовом транспорте

4.1 Основные причины появления и усиления вибрации

4.1.1 Рельсовый путь

Причиной вибрации могут быть особенности геометрии и конструкции рельсового пути. К ним относятся:

- изменения уровня пути (в направлении z), его прямолинейности (в направлении у) или ширины колеи;

- дефекты сварки или механической обработки рельсов;

- рельсовые стыки;

- стрелки;

- изменение жесткости пути в вертикальном направлении (например, на мостах);

- пересечения с автомобильными путями;

- закругления пути и подъемы на виражах, которые могут служить причиной низкочастотной вибрации.

4.1.2 Контакт колеса с рельсом

Источник возбуждения рельсового транспортного средства локализован в области контакта колеса с рельсом. Силы, действующие в области этого контакта, являются нелинейными функциями перемещения и скорости и служат причиной вибрации транспортного средства.

4.1.3 Транспортное средство

Корпус вагона представляет собой сложную упругую конструкцию, собственные частоты которой могут играть важную роль в усилении вибрации. Поведение этой конструкции зависит от нагрузки, относительного положения тележек, применяемых элементов подвески (пружины, демпферы и т.д.), взаимодействия с другими вагонами в составе данного поезда.

Дефекты на беговой поверхности колеса (например, выбоины), а также наличие у него дисбаланса или эксцентриситета являются источниками периодической вибрации, амплитуда и частота которой зависят от скорости движения.

Источником вибрации, преимущественно периодического характера, могут быть также машины вращательного действия (например, компрессоры, дизельные двигатели и оборудование для кондиционирования воздуха), устанавливаемые на транспортном средстве. Кроме того, в процессе разгона и торможения такие машины способны создавать переходные колебания.

Другой причиной появления переходных процессов может быть нелинейность некоторых элементов конструкции (например, специальных демпферов, буферов, ограничителей поперечных колебаний).

Сиденье транспортного средства способно усиливать вибрацию, причем в ряде случаев, особенно на резонансных частотах, такое усиление будет существенно нелинейным. Отклик сиденья, среди прочего, зависит от способа его крепления, массы и положения сидящего в нем человека, а также от формы сиденья и материала, из которого оно изготовлено.

4.2 Характер вибрации

Вибрация на рельсовом транспорте имеет следующие особенности:

- случайный нестационарный характер (может включать в себя периодические составляющие и охватывать широкий диапазон частот) и относительно невысокий уровень передаваемой внутрь транспортного средства энергии;

- отчетливо выраженные резонансы (например, резонанс вторичной подвески вагона вблизи 1 Гц; изгибные колебания вагона с собственной частотой между 8 и 15 Гц).

Вибрация может иметь постоянный характер (например, вследствие неоднородностей пути), быть кратковременной (например, связанная с работой оборудования для кондиционировани