Kariatida Stúdió Épülettervező és Kivitelező Kft. DV-Silent termékek gyártója és forgalmazója DV-SILENT DUO

Átírás

1 Kariatida Stúdió Épülettervező és Kivitelező Kft. DV-Silent termékek gyártója és forgalmazója DV-SILENT DUO A nagyobb mértékű hangszigetelési és rezgéscsillapítási igény esetén javasolt termékünk a DV-SIlent Duo.

2 SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM MŰSZAKI TUDOMÁNYI KAR Közlekedésépítési és Településmérnöki Tanszék SZAKVÉLEMÉNY X és Y típusú zaj- és rezgéscsillapító paplanok laboratóriumi vizsgálatáról Győr.. 7. www. sze. hu 96 Győr, Egyetem tér. 97 Győr, Pf. 7. Tel.: Fax:

3 Tartalomjegyzék. ELŐZMÉNYEK 3. oldal. A LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOKHOZ FELHASZNÁLT DOKUMENTUMOK, PAPLAN ANYAGOK 3. oldal.. A vizsgálatokhoz felhasznált dokumentumok 3. oldal.. A vizsgálatokhoz felhasznált paplan anyagok 3. oldal 3. A LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK ÉS AZOK EREDMÉNYEI 4. oldal 3.. A paplanok azonosítása 4. oldal 3.. A paplanok vastagsági méreteinek ellenőrzése 4. oldal 3.3. A statikus és dinamikus terhelési vizsgálatokhoz használt mérőberendezések adatai 5. oldal 3.4. A statikus vizsgálatok végrehajtása és az eredmények 5. oldal 3.5. A dinamikus vizsgálatok végrehajtása és az eredmények. oldal MELLÉKLET 6. oldal

4 . ELŐZMÉNYEK Intézményünk szóbeli felkérést kapott arra vonatkozóan, hogy kétféle, laboratóriumunkba beszállított rezgéscsillapító paplan egyes tulajdonságaira vizsgálatokat végezzen. A paplanok típusneveit, jellemző adatait nem közölték. Vizsgálati célra szolgáló anyagminták án érkeztek laboratóriumunkba. Tudomásunk szerint ezekkel a paplanokkal laboratóriumi vizsgálatok még nem történtek. A laboratóriumunkba érkezett új dinamikus terhelő berendezések szerelési, beállítási, próbamérési időszaka jelentősen elhúzódott. Így csak januárjában volt módunk a méréseket végrehajtani. Végül az alábbi vizsgálatok történtek meg: a paplanok vastagsági méreteinek ellenőrzése, a paplanok statikus merevségének és statikus ágyazási tényezőjének meghatározása, a paplanok dinamikus merevségének és dinamikus ágyazási tényezőjének meghatározása. Szakvéleményünket. február 7-i dátummal szállítottuk le.. A LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOKHOZ FELHASZNÁLT DOKUMENTUMOK, PAPLAN ANYAGOK.. A vizsgálatokhoz felhasznált dokumentumok A laboratóriumi vizsgálatok megtervezéséhez és lebonyolításához az alábbiakban felsorolt vonatkozó szabványokat használtuk fel. [] DB AG NB 987- Technische Lieferbedingungen. Unterschottermatten (Műszaki szállítási feltételek. Alágyazati szőnyegek) [] DIN : Elastische Elemente des Oberbaus von Schienenfahrwegen Teil : Ermittelung statischer und dynamischer Kennwerte im Labor. (A vasúti pálya felépítményének rugalmas elemei. Rész: Statikus és dinamikus értékek megállapítása laboratóriumban).. A vizsgálatokhoz felhasznált paplan anyagok Laboratóriumunkban az alábbi ágyazó paplan fajtákat vizsgáltuk meg: X típusú, ragasztott paplan, Y típusú, üreges kialakítású paplan. 3

5 3. A LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK ÉS AZOK EREDMÉNYEI 3.. A paplanok azonosítása A paplanok azonosításának megkönnyítése céljából az alábbi képeken mutatjuk be azokat.. kép X típusú paplan (ragasztott). kép Y típusú paplan (üreges) Az X típusú mintán a felragasztott korongok, az üreges mintán a kör alakú üregek átmérője egyaránt 3 mm. 3.. A paplanok vastagsági méreteinek ellenőrzése Mindkét típusú paplan esetében - mintán a kisebb és a nagyobb vastagsági méretet - helyen ellenőriztük. A méréseket tized milliméter pontossággal hajtottuk végre. Végeredményként a mérések átlagát közöljük. A minta szélességi illetve hosszúsági méretét 3-3 mérés átlaga adta. A mért és számított eredményeket az. és. táblázatban foglaltuk össze.. táblázat A méret- és tömegellenőrzés eredményei az X típusú paplan esetében Minta jele Átlagvastagság (mm) nagyobb kisebb Felület (mm ) Minta tömege (g) Fajlagos tömeg (kg/m ) X,8,3 98,7 3,6 8966, 4, 3,83 X,33,3 96,87 3,7 89,5 3, 3,8 Átlagérték 3,8. táblázat A méret- és tömegellenőrzés eredményei az Y típusú paplan esetében Minta jele Átlagvastagság (mm) nagyobb kisebb Szélesség (mm) Hosszúság (mm) Szélesség (mm) Hosszúság (mm) Felület (mm ) Minta tömege (g) Fajlagos tömeg (kg/m ) Y 5,48 7,75 95,8 3,97 896,9 9,6,3 Y 5,76 7,95 3,67 3, ,6 97,,7 Átlagérték,5 4

6 3.3. A statikus és dinamikus terhelési vizsgálatokhoz használt mérőberendezések adatai A statikus és dinamikus vizsgálatok során alkalmazott mérőeszközök megnevezését és méréstechnikai jellemzőit a 3. táblázat foglalja össze. 3. táblázat A mérőeszközök méréstechnikai jellemzői MEGNEVEZÉS TÍPUS MÉRÉSHATÁR PONTOSSÁG Erőmérők Kaliber 794 kn (,5),5% Elmozdulás érzékelők Kaliber 794 Hottinger W5 kn (,5) ±5 mm (5 db),5%,4% Hottinger W ± mm ( db),% Hottinger WTK ± mm ( db),% Hottinger W5TK ±5 mm (4 db),% Erősítő Hottinger SPIDER 8 3x8 csatorna,% Modul SR55,% Mérőprogram CATMODUL, Számítógép COMPAQ Armada S Statikus mérésekhez Hidraulikák db hidraulikus munkahenger LUKAS LM /5 db hidraulikus munkahenger LUKAS LM /5 db kézi hidraulikus pumpa LUKAS ZPH /8-4,5 db kézi hidraulikus pumpa LUKAS ZPH /8-,5 db motoros hidraulikus pumpa LUKAS MKPRT,5/,5 Szakítógép ZD 4 (8/7-97) 4 kn % Dinamikus mérésekhez Hidraulikus egység Bi 3 4 modellszámú, 5 kn max. terhelőerő, 5 mm max. elmozdulás A dinamikus mérésekhez használt berendezés tanúsítványlapjait a melléklet tartalmazza A statikus vizsgálatok végrehajtása és az eredmények A próbatestek névleges mérete minden esetben 3 mm x 3 mm x eredeti vastagság volt. Két sík, 35x35 mm méretű acéllemez között a szabvány előírásai szerinti függőleges erővel hajtottuk végre a vizsgálatokat. Az. terhelési esetben az erő kn értékről indult, a legnagyobb erő 4,5 kn értékű volt. A terhet,5 kn-onként emeltük, egyenletesen,,5 kn/perc sebességgel. Az elmozdulásokat a próbatest határvonalain belül mértük, a terhelő lemezen, két szemben lévő, a terhelő erő hatásvonalára szimmetrikus helyen. Értékeléskor a mért értékek számtani átlagával dolgoztunk. A felterhelés után visszaterhelést végeztünk, szintén,5 kn lépcsőknél rögzítve az összenyomódás értékeket. Három ciklusban terheltünk, s az eredményt a harmadik terhelési ciklus adta. A harmadik tehermentesítés után követő 5. perc végén megmértük a maradó alakváltozást is. 5

7 A. terhelési esetben is az erő kn értékről indult, a legnagyobb erő 9, kn értékű volt. A terhet ismét,5 kn-onként emeltük, egyenletesen,,5 kn/perc sebességgel. Az elmozdulások mérése, a ciklusok száma, a maradó alakváltozás meghatározása megegyezett az. terhelési esetben leírtakkal. A vizsgálatok során a laboratórium léghőmérséklete +9 + o C volt. A terhelési elrendezés a 3. képen látható. 3. kép Az Y típusú paplan statikus terhelési vizsgálata (terhelő erő kn) Az X típusú paplan statikus terhelési vizsgálatának eredményei Az. terhelési esetnek megfelelően 4,5 kn maximális erővel terheltünk. A db próbatest terhelési diagramjait együtt ábrázoltuk (ld.. ábrát). 5 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Elmozdulás [mm] X-- X--. ábra Az X típusú paplanból kivágott X és X jelű próbatestek statikus terhelő erő összenyomódás diagramja az. terhelési esetben (F max = 4,5 kn) 6

8 A statikus merevséget a terhelési diagramból húrmodulusként lehet számítani az alábbi összefüggéssel: k, = (kn/mm). F = aktuális erő a legnagyobb erő %-ában (kn), F =,5 kn, s = az F erőhöz tartozó összenyomódás (mm), s = a,5 kn terheléshez tartozó összenyomódás. A [8] szabvány a maximális terhelő erő 5, 5 és 75%-ához tartozó tartományban írja elő a merevségi tényező meghatározását. A 4. táblázatban olvashatók a számított (% erőhöz is tartozó) értékek. 4. táblázat Az X típusú paplanból kivágott X és X jelű próbatestekre megállapított statikus merevségi értékek az. terhelési esetben Max. erő %-a F (kn) Mért összenyomódás Számított statikus (mm) merevség (kn/mm) k stat _átlag (kn/mm) s_ s_ k_ k_ Alapérték (min.),5,5,5 5,5,,4,8,86,97 5,5,57,6,447,4, ,375,98,6,73,654,689 4,5,38,44,9,86,886 A. ábrán a. terhelési esetnek megfelelően 9, kn maximális erővel terheltünk. A db próbatest terhelési diagramjait most is együtt ábrázoltuk. A számított statikus merevségi adatokat az 5. táblázat közli EElmozdulás 4 3 [mm],5,5,5 3 3,5 4 X-- X--. ábra Az X típusú paplanból kivágott X és X jelű próbatestek statikus terhelő erő összenyomódás diagramja a. terhelési esetben (F max = 9, kn) 7

9 5. táblázat A X típusú paplanból kivágott X és X jelű próbatestekre megállapított statikus merevségi értékek a. terhelési esetben Max. erő %-a F (kn) Mért összenyomódás Számított statikus (mm) merevség (kn/mm) k stat _átlag (kn/mm) s_ s_ k_ k_ Alapérték (min.),5,5,5 5,5,57,58,447,438, ,5,46,48,846,83, ,75 3,44 3,46,7,58,65 9, 3,7 3,75,445,49,43 A 6. táblázatban a statikus merevségi és a statikus ágyazási értékeket összefoglalva közöljük. A statikus ágyazási tényező (c stat ) a statikus merevségből (k stat ) számítható úgy, hogy értékét el kell osztani a próbatest felületével. 6. táblázat Az X típusú paplanból kivágott X és X jelű próbatestekre megállapított statikus merevségi és statikus ágyazási értékek az. és a. terhelési esetben Max. erő %-a. terhelési eset. terhelési eset k stat _(kn/mm) c stat _(N/mm 3 ) k stat _(kn/mm) c stat _(N/mm 3 ) 5,97,,443,6 5,44,6,839, 75,689,9,65,5,886,,43,7 A maradó alakváltozások (5 perccel a teher megszüntetése után) az. terhelési esetben, és, mm, a. terhelési esetben, és,3 mm nagyságúak voltak. Az Y típusú paplan statikus terhelési vizsgálatának eredményei Az. terhelési esetnek megfelelően ismét 4,5 kn maximális erővel terheltünk (ld. 3. ábrát). A db próbatest terhelési diagramjait együtt ábrázoltuk. A számított statikus merevségi értékek a 7. táblázatban találhatók. 5 4,5 4 3,5 3,5,5,5,5,5,5 3 Elmozdulás [mm] Y-- Y-- 3. ábra Az Y típusú paplanból kivágott Y és Y jelű próbatestek statikus terhelő erő összenyomódás diagramja az. terhelési esetben (F max = 4,5 kn) 8

10 7. táblázat Az Y típusú paplanból kivágott Y és Y jelű próbatestekre megállapított statikus merevségi értékek az. terhelési esetben Max. erő %-a F (kn) Mért összenyomódás Számított statikus (mm) merevség (kn/mm) k stat _átlag (kn/mm) s_ s_ k_ k_ Alapérték (min.),5,5,5 5,5,9,83,65,378,3 5,5,39,3,64,746, ,375,78,67,9,5,987 4,5,,,5,59,5 A 4. ábrán a. terhelési esetnek megfelelően 9, kn maximális erővel terheltünk. A db próbatest azonos terhelési esetnek megfelelő diagramjait most is együtt ábrázoltuk. A számított statikus merevségi adatokat a 8. táblázat közli EElmozdulás [mm],5,5,5 3 3, ábra Az Y típusú paplanból kivágott Y és Y jelű próbatestek statikus terhelő erő összenyomódás diagramja a. terhelési esetben (F max = 9, kn) Y-- Y-- 8. táblázat Az Y típusú paplanból kivágott Y és Y jelű próbatestekre megállapított statikus merevségi értékek a. terhelési esetben Max. erő %-a F (kn) Mért összenyomódás Számított statikus (mm) merevség (kn/mm) k stat _átlag (kn/mm) s_ s_ k_ k_ Alapérték (min.),5,5,5 5,5,4,3,66,73, ,5,,8,7,9,3 75 7,75 3,,8,593,78,687 9, 3,6 3,5,788,983,886 9

11 A 9. táblázatban a statikus merevségi és a statikus ágyazási értékeket összefoglalva közöljük. 9. táblázat Az Y típusú paplanból kivágott Y és Y jelű próbatestekre megállapított statikus merevségi és statikus ágyazási értékek az. és a. terhelési esetben Max. erő %-a. terhelési eset. terhelési eset k stat _(kn/mm) c stat _(N/mm 3 ) k stat _(kn/mm) c stat _(N/mm 3 ) 5,3,5,669,9 5,694,9,3,4 75,987,,687,3,5,5,886,3 A maradó alakváltozások (5 perccel a teher megszüntetése után) mindkét terhelési esetben, illetve,3 mm értékűek voltak A dinamikus vizsgálatok végrehajtása és az eredmények A dinamikus vizsgálatok során használt próbatestek névleges mérete: mm x mm x eredeti vastagság volt. A terhelés két sík acéllemez között történt. A teher alsó és felső értéke között a változást szinusz-függvény írta le. A vizsgálati frekvenciák f = ; 5; ; 5 Hz értékűek voltak. Egy vizsgálat esetében 5 ciklusnyi terhelésváltozásnak tettük ki a próbatesteket és a 75-. ciklus közötti 5 ciklust ábrázoltuk a diagramokon. A vizsgálat során a laboratórium hőmérséklete +9 + o C közötti volt. Az. terhelési eset során az alsó erőértéket,35 kn-ra, a felsőt,5 kn-ra, míg a. terhelési esetben az alsó erőértéket mindig,8 kn-ra, a felsőt pedig 9, kn-ra választottuk. Az X típusú paplan dinamikus terhelési vizsgálatának eredményei A két terhelési eset diagramjai az 5-8. ábrákon láthatók. A mérési adatok segítségével a dinamikus merevség értékeket, amelyek függenek a vizsgálati frekvencia nagyságától is, a következő kifejezéssel számítottuk: k = (kn/mm). F = legnagyobb erő (kn), F = legkisebb erő (kn), s = a legnagyobb erőhöz tartozó összenyomódás (mm), s = a legkisebb erőhöz tartozó összenyomódás (mm). A számított dinamikus merevségi és dinamikus ágyazási tényező értékeket a. táblázat tartalmazza.

12 ,5,5,5 EElmozdulás,,4,6,8,,4,6,8,,4,6 [mm] XD--Hz XD--5Hz 5. ábra Az X típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja az. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,35 /,5 kn),5,5,5 EElmozdulás [mm],,4,6,8,,4,6,8,,4,6 XD--Hz XD--5Hz 6. ábra Az X típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja az. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,35 /,5 kn)

13 EElmozdulás 4 3 [mm],5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 XD--Hz XD--5Hz 7. ábra Az X típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja a. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,8 / 9, kn) EElmozdulás [mm] XD--Hz XD--5Hz 8. ábra Az X típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja a. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,8 / 9, kn)

14 A. táblázatban a dinamikus merevségi és a dinamikus ágyazási értékeket összefoglalva közöljük. A dinamikus ágyazási tényező (c stat ) a dinamikus merevségből (k stat ) számítható úgy, hogy értékét el kell osztani a próbatest felületével.. táblázat Az X típusú próbatestre megállapított dinamikus merevségi és dinamikus ágyazási tényező értékek Terhelési eset Frekvencia (Hz) Dinamikus merevség (kn/mm) Laboratóriumi mérésekből számított dinamikus ágyazási tényező (N/mm 3 ).,686,3 5,6,9,364,6 5,559,9.,95,3 5 3,4,34,964,33 5,85,3 Az Y típusú paplan dinamikus terhelési vizsgálatának eredményei A két terhelési eset diagramjai a 9-. ábrákon láthatók. A számított dinamikus merevségi és dinamikus ágyazási tényező értékeket a. táblázat tartalmazza.,5,5,5 EElmozdulás,,4,6,8,,4,6,8,,4,6 [mm] YD--Hz YD--5Hz 9. ábra Az Y típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja az. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,35 /,5 kn) 3

15 ,5,5,5 EElmozdulás [mm],,4,6,8,,4,6,8,,4,6 YD--Hz YD--5Hz. ábra Az Y típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja az. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,35 /,5 kn) EElmozdulás 4 3 [mm],5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 YD--Hz YD--5Hz. ábra Az Y típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja a. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,8 / 9, kn) 4

16 EElmozdulás [mm],5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 YD--Hz YD--5Hz. ábra Az Y típusú próbatest dinamikus terhelő erő összenyomódás diagramja a. terhelési esetben Hz és 5 Hz frekvencián (F =,8 / 9, kn). táblázat Az Y típusú próbatestre megállapított dinamikus merevségi és dinamikus ágyazási tényező értékek Terhelési eset Frekvencia (Hz) Dinamikus merevség (kn/mm) Laboratóriumi mérésekből számított dinamikus ágyazási tényező (N/mm 3 ). 3,65,34 5 3,33,35 3,36,34 5 3,37,38. 4,,46 5 4,45,5 4,44,5 5 4,645,5 Győr,.. 7. Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár KÉ-T/8-39 KÉ-Sz/8-39 5

17 M E L L É K L E T 6

18 A dinamikus mérésekhez használt laboratóriumi terhelő berendezés tanúsítványlapjai

19

20

21