辐板屏蔽式阻尼车轮振动声辐射特性试验研究

轮轨噪声是轨道交通噪声的主要组成部分,车轮振动声辐射是轮轨噪声主要声源之一,因此,低噪声车轮的研究是降低轨道交通噪声的研究重点。以国内现有某直型辐板地铁车轮为基体,设计并安装一种新型辐板屏蔽式阻尼装置,针对该阻尼车轮,在半消声室内进行试验研究。试验中采用力锤及落球两种激励方式,分析辐板屏蔽式阻尼车轮振动声辐射特性。研究结果表明,该新型阻尼车轮的模态阻尼比显著提高,对于800 Hz以上各阶模态阻尼比均提高一个数量级;阻尼车轮在整个频域范围(0～6 400 Hz),振动频响函数幅值明显低于标准车轮,尤其在中高频区域;阻尼车轮在径向和轴向激励条件下的总辐射声能量级分别降低12.4～13.5 dB和12.4～14.7 dB。在车轮辐射噪声显著频带内,双侧阻尼车轮辐射声能量降低15 dB左右。     

移动荷载作用下桥梁的系统仿真

应用达朗贝尔原理，采用欧拉一贝努利梁假设，建立简支梁在移动荷载作用下的车桥耦合振动力学模型。然后从系统仿真的角度出发，建立了车桥耦合振动作用下简支梁动态响应的仿真模型，进而实现了移动荷载作用下桥梁的系统仿真。将仿真实验结果与数值求解所得结果相比较，在保证计算精度同时，更具有快速、简单和灵活的显特点。     

插值振型函数法求解移动荷载作用下等截面连续梁的动态响应

根据哈密顿原理,应用插值振型函数法,分析了多跨连续梁在移动荷载作用下的车桥耦合振动动态响应。经实例讨论分析,给出了多跨等截面连续梁在不同速度移动荷载作用下的数值结果。实例分析表明,该方法具有很好的收敛性和很高的精度。具通过对结果的分析讨论,得到了多跨连续梁在移动荷载作用下的一些规律。     

新型阻尼车轮振动特性试验与仿真方法

采用仿真与试验相结合的方法分别对3种辐板形式车轮安装新型辐板屏蔽阻尼器前后的振动特性进行分析,结果表明:在安装辐板屏蔽阻尼器后,3种车轮在整个频域范围(0~6 400 Hz)内均具有良好的减振效果;斜型辐板和双S型辐板车轮较直型辐板车轮的径向振动与1节圆轴向振动更容易发生耦合;辐板屏蔽阻尼器在有效降低3种辐板形式车轮的径向振动和0节圆轴向振动的同时,还能够减小车轮径向振动与轴向振动的耦合.由阻尼车轮的减振特性可以预测,辐板屏蔽阻尼器能够有效降低车轮的滚动噪声和曲线啸叫噪声.     

Analysis of external noise spectrum of high-speed railway

A schematic to make the spectra of the exterior noise of high speed railway was put forward. The exterior noise spectrum was defined based on the characteristics of the high-speed train exterior noise. Its characteristics considered here include identifying the exterior main sources and their locations, their frequency components including the Doppler effect due to the noise sources moving at high speed, the sound field intensity around the train in high-speed operation, the sound radiation path out of the train, and the pressure level and frequency components of the noise at the measuring points specified by the International Organization for Standardization（ISO）. The characteristics of the high-speed train exterior noise of the high speed railways in operation were introduced. The advanced measuring systems and their principles for clearly indentifying the exterior noise sources were discussed in detail. Based on the concerned noise results measured at sites, a prediction model was developed to calculate the sound level and the characteristics of the exterior noise at any point where it is difficult to measure and to help to make the exterior noise spectrums. This model was also verified with the test results. The verification shows that there is a good agreement between the theoretical and experimental results.     

高速列车阻尼喷涂式铝型材减振降噪特性试验

为探究某种阻尼材料对高速列车铝型材地板的减振降噪效果,以波纹状铝型材为基板,先后对其喷涂厚度为2 mm和4 mm的阻尼层,并在隔声室中进行空气声隔声及结构振动声辐射的测试及比对分析。结果显示,随阻尼层厚度的增加,铝型材的空气声隔声效果增加,尤其在500 Hz之后的中高频段;其中,2 mm阻尼层能在铝型材裸板的基础上使计权隔声量提高4.5 dB,阻尼层厚度增至4 mm,计权隔声量再提高2.4 dB。在100 Hz ～250 Hz,2 mm阻尼层对降低铝型材的振动声辐射水平起反作用,而4 mm阻尼层能够起到一定作用;在315 Hz ～400 Hz,阻尼层厚度对其振动声辐射几乎没有影响;500 Hz以上,随阻尼层厚度的增加,铝型材振动声辐射水平大大降低,其中,500 Hz、1 250 Hz和3 150 Hz 三个频段的降低量最为显著。     

喷涂阻尼厚度对车轮振动声辐射的影响

在列车车轮表面喷涂阻尼材料可以降低车轮振动声辐射,通过试验调查喷涂阻尼厚度对其减振降噪性能的影响。在半消声室进行对比试验,测试了斜曲型辐板车轮在无阻尼、喷涂1 mm和2 mm情况下的振动声辐射,和双S型辐板车轮在无阻尼、喷涂1 mm和4 mm阻尼下的声辐射。测试结果表明：对于斜曲型辐板车轮,2 mm阻尼层对车轮的减振区域和减振量均优于1 mm阻尼层,在径向和轴向激励下,1mm阻尼层降噪量分别为2.0 dB(A)和1.0 dB(A);对于双S型辐板车轮,在径向和轴向激励下,1 mm阻尼层降噪量分别为1.9 dB(A)和1.1 dB(A)。对于这两种辐板形式车轮,阻尼层增厚,降噪效果均增加。对于斜曲型车轮,在径向激励下阻尼具有更好的降噪效果,对于双S型车轮,在径向激励和轴向激励下阻尼降噪效果近似相同。     

低温环境下高寒列车材料阻尼特性的试验

低温环境下,高速列车阻尼材料阻尼性能大大降低。为此,通过试验研究高寒列车现有四种阻尼材料温变、频变特性。测试温度包括常温、[-]10°C和[-]25°C,分析频率高达850 Hz。通过有限元方法计算无阻尼板件结构的模态频率和振型,并采用力锤敲击系统测试喷涂不同阻尼材料后的四种阻尼复合板件,得到结构模态频率、振型和阻尼比。结合仿真和试验实测振型结果,获得850 Hz内57阶模态阻尼比。对比四种阻尼复合板件结构在三种温度工况下的阻尼比变化规律。结果表明,现车用阻尼材料在常温和中频下具有较好的阻尼效果,随着温度的降低,其阻尼特性变差;而低温阻尼材料在温度达到[-]10°C时阻尼效果最佳;常温阻尼材料在常温条件下中频部分阻尼性能最好;当低温阻尼材料与常温阻尼材料混合使用时,阻尼性能表现为宽温域,宽频带和高阻尼。低温和常温混合阻尼材料更适合高寒列车在不同季节下的运行条件。相关实测数据为高寒列车阻尼材料选材提供依据;同时,试验方法也为阻尼材料性能测试提供参考。     

低地板车结构传声及车内噪声特性

对我国某100 %低地板车辆在60 km/h速度下进行振动噪声试验,获得了低地板车动车、拖车,车内及转向架噪声特性。结果表明,车内噪声主要能量集中在400 Hz～1250 Hz,其中400 Hz频谱能量最大。动车比拖车车内噪声高3 dB,这是由于转向架动力源激励400 Hz中心频段结构传声和空气传声所致。控制电机振动,能从源头上有效控制车内400 Hz中心频率结构传声。此外,也需要从路径上控制电机激励结构传声,即控制横向减振器和二系空簧的结构传声。相关分析结果可为低地板车振动噪声控制和低噪声设计提供参考。