运行状态下弹性车轮降噪特性试验分析

通过对运行状态下装有降噪弹性车轮的100%低地板车和装有普通钢轮的B型地铁的车轮近场噪声试验分析,得到实际运行状态下降噪弹性车轮的频谱特性,也获得降噪弹性车轮(下称弹性车轮)相对于普通钢轮的降噪特性的差别。研究结果表明,与普通钢轮相比,弹性车轮的近场声辐射较小。当车速为60 km/h时,车轮内侧距离车轮30 cm处实测噪声水平测试结果分析表明,同一位置弹性车轮近场声辐射比普通钢轮降低2.4 d BA。在该位置,弹性车轮在较宽的频域范围内有较好的降噪效果,但是在低频和1 000 Hz~1 600 Hz频率区段内降噪较薄弱,这主要是由弹性车轮自身的固有振动特性造成的。相关分析结果可为弹性车轮进一步降低噪声提供参考。     

机械弹性车轮径向刚度特性及影响因素研究

为解决充气轮胎爆胎的问题,提高车辆防刺破及越野路面的行驶性能,对非充气结构机械弹性车轮径向刚度特性及影响因素进行研究。建立了机械弹性车轮非线性有限元模型,并通过负荷特性试验验证了模型的有效性;分析了使用条件和车轮结构等因素对机械弹性车轮径向刚度的影响,揭示了地面约束、材料、垂直载荷及力矩对车轮固有频率和振型的影响规律,为机械弹性车轮结构及整车动力学特性优化提供了参考。     

车轮非圆化对高速列车振动噪声的影响

对运营中的高速列车进行车内振动与噪声现场测试,分析高速列车车内振动和噪声特性,明确车内振动与噪声的水平及频谱特性,同时对车轮表面粗糙度进行同步测试,分析车轮非圆化特征,研究车轮径跳幅值及车轮多边形阶次对高速列车车内振动与噪声的影响。结果表明,车轮第20阶多边形是使车内振动和噪声偏大,并形成580 Hz显著频率的主要原因,相关结果可为高速列车车内振动与噪声控制及指导车轮镟修提供参考。     

基于声传递向量方法的车轮扁疤冲击噪声分析

建立一种基于声传递向量分析车轮扁疤冲击作用下轮轨噪声时频特性的模型。首先建立详细的车轮有限元模型进行模态分析,提取模态质量,模态振型等参数。结合车轮模态特征,并将钢轨视为Timoshenko梁,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以考虑车轮弹性变形和轮轨接触非线性的时域车轨耦合振动模型。通过轮轨动力学计算得到车轮扁疤冲击下的车轮和钢轨时域振动速度,并由快速傅里叶变换(FFT)获得轮轨接触点处轮轨振动速度的频谱;同时,采用边界元声传递向量(ATV)方法计算得到单位力作用下车轮与钢轨噪声辐射频谱。结合车轮扁疤引起的轮轨振动速度频谱、单位力作用下的速度导纳和噪声辐射频谱计算得到受声点处的声压谱,并通过快速傅里叶逆变换(IFFT)获得其声压时程。结果表明本文模型可以很好地模拟轮轨冲击振动和噪声的时域与频域特性。     

车轮谐波磨耗对轮轨蠕滑特性的影响分析

为探究车轮谐波磨耗对轮轨间蠕滑特性的影响,建立了4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型。基于多体动力学理论,以实测车轮谐波磨耗为依据,对比分析了4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨关系模型。基于柔性轮轨分析车轮谐波磨耗对轮轨蠕滑特性的影响,并进一步探究谐波磨耗下扣件刚度和速度对蠕滑特性的影响。结果表明:柔性轮下的振动响应要高于刚性轮,而刚性轨下的振动响应要大于柔性轨。其发生机理表现为柔性体的固有模态与谐波激励频率相近引发模态共振,使得柔性体的振动响应大于刚性体。对比分析结果表明多柔体更能反映轮轨真实接触状态;车轮谐波磨耗的阶次和幅值对柔性轮轨关系下的蠕滑特性影响显著,整体呈现出随阶次和幅值增大而增大的趋势,且高阶次下,幅值对蠕滑特性的影响更加显著。进一步发现扣件刚度对蠕滑特性的影响与速度呈现相关性,当速度低于250 km/h时,扣件刚度对蠕滑率/力的影响并不显著,但仍呈现出随刚度增大而减小的趋势;当速度高于300 km/h时,扣件刚度对蠕滑率/力的影响比较明显,呈现随刚度增大而增大的趋势。     

有轨电车弹性车轮降噪板的设计及性能分析

为降低有轨电车弹性车轮噪声，设计一款弹性车轮用降噪板。首先，使用ANSYS有限元软件对弹性车轮动态特性进行仿真分析，得到其模态参数并确定四种降噪板设计方案。然后通过仿真选出最佳方案，制作实物，并在半消声室进行对比试验。实验室条件落球激励下，主要关注模态（0,3）的阻尼比增幅达到233%，激励点的振动加速度级减少3.4 dB，模态辐射噪声减少3.5 dB(A)；降噪板对径向模态的平均降噪值达到2 dB(A)，对轴向模态的平均降噪值达到9.66 dB(A)。研究结果表明：阻尼层厚度为1.5 mm、约束层厚度为1 mm的交错约束阻尼结构的降噪板有着最好的减振效果，该降噪板对弹性车轮的轴向模态的振动和声辐射有着明显的抑制作用，预计能有效降低有轨电车的曲线啸叫。     

阻尼材料对铁路车轮振动特性的影响分析

为控制铁路车轮的振动和噪声辐射,在车轮辐板位置粘贴阻尼材料,并采用模态叠加法分析其对车轮频率响应的影响。首先在有限元软件ANSYS中建立普通车轮和阻尼车轮的有限元模型,模型中同时考虑阻尼材料阻尼的频变特性,采用Block lanczos法计算0~10 000 Hz内两种车轮的固有频率和振型,然后根据模态计算结果,采用模态叠加法计算车轮0~5 000 Hz内的频率响应,分析车轮的固有模态和导纳特性。研究结果表明:阻尼材料层的使用对车轮的振型不会产生较大的影响,仅使车轮各阶模态的共振频率略有下降。车轮不同位置在不同激励作用下响应的主要贡献模态各有不同。阻尼材料的使用对轮辋及踏面的振动影响较小。但无论是在径向激励或者轴向激励的情况下,阻尼车轮辐板的轴向振动明显低于普通车轮,在车轮主要的噪声辐射频段(1 000 Hz以上),阻尼材料的抑制作用尤其明显,在对车轮噪声贡献最大的模态(1节圆和径向模态耦合)频率处,振动可以平均降低15 d B以上。     

轻轨车辆内部噪声测试

通过对轻轨车辆内部的噪声测试实验,分析轻轨车辆内部的声场分布规律、噪声频谱特性和噪声通过分析产生的原因,得出轻轨车辆内部主要噪声源是轮轨噪声,频带主要集中在400～2000 Hz;测量分析两轻轨列车交会时车内噪声的变化。为轻轨列车的降噪治噪提供实验依据。     

扣件刚度频变特性对轮轨振动噪声的影响

基于车辆-轨道耦合动力学理论和声学理论,建立了考虑扣件刚度频变特性的轮轨滚动噪声频域分析模型。模型中,通过车轮有限元分析获得其模态特征向量,建立考虑车轮弹性的动力学方程;钢轨视为由刚度随频率变化的扣件离散支承的铁摩辛柯梁模型;通过等效线性化轮轨接触形成轮轨耦合动力学频域分析模型;将轨道粗糙度作为输入并考虑接触区滤波,计算得到了车轮和钢轨的振动响应频谱及声辐射功率频谱,并分析了扣件刚度频变特性对轮轨垂向振动以及轮轨滚动噪声的影响。结果表明,扣件刚度的频变特性对钢轨导纳特性、轮轨相互作用力频谱、钢轨总声功率影响明显,而对车轮总声功率影响较小;与扣件常刚度模型计算结果相比,钢轨振动沿纵向传播的衰减率增大,钢轨声辐射功率在100~1 250 Hz频段明显减小,轮轨总辐射声功率约减小2.4 dBA,轮轨噪声辐射声压预测值与试验结果对比表明,频变刚度模型可有效修正常刚度系数模型对轮轨噪声的过高估计。     

阻尼车轮减振参量的有限元仿真与优化设计

为有效抑制车轮振动噪声,弥补现场试验的不足,在对黏弹性阻尼材料阻尼机理研究的基础上,以S1002CN型面高速动车组车轮为分析对象,采用正交试验设计和ABAQUS有限元仿真计算相结合的方法,对阻尼车轮减振性能进行仿真优化设计,得出阻尼车轮3个主要参数对其踏面径向振动加速度影响的主次顺序和显著性,并能快速确定阻尼车轮结构参数的最优组合为:阻尼层厚度4 mm、约束层厚度1.5 mm、约束阻尼层敷设于车轮两侧。研究结果表明,黏弹性约束阻尼技术是抑制车轮高频振动的有效手段,对于黏弹性阻尼材料在低噪声车轮中的运用具有一定的理论和实际应用价值。     

汽车轮辋用钢搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

目的 为搅拌摩擦焊在轮辋钢的应用提供理论数据。方法 选用厚度为4.5 mm的江铃汽车V362轮辋钢板B380CL,采用不同的焊接参数,获得搅拌摩擦焊接头,对焊缝宏观成形及微观组织进行分析,研究焊接参数对组织的影响;通过进行拉伸试验和硬度测试,分析焊接参数对焊接接头性能的影响;对接头焊缝进行X-Ray无损探伤。结果 当搅拌头旋转速度为950 r/min,焊接速度分别为37.5, 47.5, 60 mm/min时,均能形成焊接接头。焊接速度为47.5 mm/min时,焊缝宏观成形较好,微观组织无缺陷,微观组织为铁素体和珠光体,抗拉强度最高,超过母材;焊接接头各区域微观组织硬度较母材高,伸长率较焊接速度为37.5 mm/min时的接头高。结论 搅拌摩擦焊实现轮辋钢的对接,该研究中旋转速度950 r/min,焊接速度47.5 mm/min为最佳工艺参数,接头抗拉强度超过母材。     

复合材料汽车轮毂的成型工艺及性能研究

研究了不同冲击方向下复合材料的冲击力学性能,设计不同纤维布料裁剪方式并分析原材料的使用率,设计易于铺层操作以及产品脱模的三片式模具,优化热压罐成型工艺,并进行了车轮冲击测试。结果表明,冲击测试时的冲击方向对复合材料的冲击性能有较大影响,相较于垂直于铺层方向的冲击性能,冲击方向平行于铺层方向的复合材料冲击性能更高,产品铺层中应根据冲击工况进行优化铺层设计;采用合适的裁剪结构设计提高了操作便利性,并且使材料利用率达到83.8%,大大节约了材料成本;采用优化热压罐成型工艺制备的复合材料轮毂在冲击静载荷为600 kg的13°冲击测试中未出现断裂情况,满足汽车车轮冲击测试的装车要求。     

Superabrasive grinding wheels in the machine tool system: Restrictions by the rigidity criterion

The paper provides some findings of the investigation aimed at determining the required values of the rigidity index of superabrasive grinding wheels as one of the machine tool elements in the course of machining. Standard grinding wheels are shown to have a certain rigidity margin; critical values of this parameter are discussed.     

Polishing of ceramic tiles

Grinding and polishing are important steps in the production of decorative vitreous ceramic tiles. Different combinations of finishing wheels and polishing wheels are tested to optimize their selection. The results show that the surface glossiness depends not only on the surface quality before machining, but also on the characteristics of the ceramic tiles as well as the performance of grinding and polishing wheels. The performance of the polishing wheel is the key for a good final surface quality. The surface glossiness after finishing must be above 20° in order to get higher polishing quality because finishing will limit the maximum surface glossiness by polishing. The optimized combination of grinding and polishing wheels for all the steps will achieve shorter machining times and better surface quality. No obvious relationships are found between the hardness of ceramic tiles and surface quality or the wear of grinding wheels; therefore, the hardness of the ceramic tile cannot be used for evaluating its machinability.     

车轮结构对转向架区域噪声的影响

为了解车轮结构对转向架区域噪声的影响,基于RAYNOISE软件平台,建立转向架区域噪声预测模型。利用该模型,预测了转向架区域内侧及外侧各场点的噪声,分析了动/拖车车轮、车轮制动盘以及低噪声阻尼车轮对转向架区域各场点噪声的影响。预测结果表明：动车车轮、拖车车轮两种车轮结构对钢轨噪声的影响很小,而车轮噪声及转向架区域的噪声影响显著,直型辐板的动车车轮结构能较好地降低轮轨噪声及转向架区域噪声,有利于降低车外噪声。当车辆运行速度为200 km/h、250 km/h时,安装车轮制动盘有利于减小转向架区域各场点噪声,场点4位置降噪量分别达到0.4 dB(A)和0.9 dB(A)。低噪声阻尼车轮可以在一定程度上降低转向架区域各场点的噪声,三种阻尼车轮分别使场点4位置的降噪量达到8.0 dB(A)、8.0 dB(A)、4.6 dB(A)。     

Laser-assisted Grinding Wheel Dressing (Ⅱ)-Experimental Researches

Most of the mechanical dressing technologies for resin bonded superabrasive grinding wheels are time consumingand costly. Based on the outcomes of the simulations in the previous study, this paper demonstrates the comprehensive researches on the laser-ass     

Performance of Diamond and CBN Single-Layered Grinding Wheels in Grinding Titanium

For their unique properties, titanium alloys have found wide application in high-tech engineering. But these alloys are difficult to machine and to grind for their high chemical reactivity and poor thermal properties, which aggravate the grinding zone temperature and its detrimental effects. The objective of this article is a comparison of the grindability of Ti-6Al-4V regarding cubic boron nitride (CBN) and diamond brazed type monolayered grinding wheels under the influence of different environments. In grinding this alloy, cryogenic cooling did not help visibly for both CBN and diamond, but the application of oil and also of alkaline coolant significantly gave the best results.     

全向车测量轮导引方式的设计与仿真

针对全向车位姿检测中由于麦克纳姆轮驱动打滑引起的整车运行精度测量误差大的问题,提出了测量轮自主导引方式,建立数学模型,并对AGV系统结构进行了阐述.设计方案中的整车六轮布局,采用四驱两从动,俩从动轮作为测量轮,运用差速原理获取自动导引全向车的路径信息,同时解决了现有单测量轮全向车原地回转状态下位姿无法精确检测的难题.提出浮动三自由度测量轮结构设计,实现实时接触地面,保证位姿检测的准确性,并对直线、曲线、原地自转三种典型运动状态下的位姿检测进行了ADAMS仿真,结果表明,此种导引方式可满足灵活设置路径下全向车位姿的精确检测,适用范围广.     

轨道交通轮轨滚动噪声的预测

随着我国大规模的铁路提速改造工程的实施，以及大力发展高速客运专线，铁路列车的运行噪声给沿线的居住环境带来了严重影响。基于轮轨竖向及横向振动相互作用关系，根据结构声辐射理论，考虑大地反射的影响，推导了铁路轮轨滚动噪声声压级谱的理论表达式。为验证本模型的正确性，在轮轨高频振动响应和轮轨噪声计算两方面和有关文献实测结果进行了对比验证，此外还对我国既有线轮轨噪声进行了理论预测和现场实测，数值计算结果与实验结果具有较好的一致性。     

高速列车轮轨滚动噪声的理论预估

本文以高速列车噪声控制问题为背景，建立了一种轮轨滚动噪声的理论预估模型，并用已有实验结果验证了本模型的可行性，接着又利用该模型分析了轮轨系统参数对滚动噪声的影响。