嵌入式轨道弹性材料特性对钢轨振动与声辐射的影响

嵌入式轨道是一种普遍用于城市轨道交通减振降噪的轨道结构,该种轨道的钢轨埋置在高分子弹性材料中,只有轨头露出表面,所以高分子弹性材料是嵌入式轨道结构起到减振降噪作用的重要部分。利用轮轨滚动声辐射理论和有限元—边界元法,建立嵌入式轨道模型,调查高分子弹性材料弹性模量对嵌入式轨道结构振动声辐射的影响。在轮轨激励作用下,计算轨道结构的振动和声辐射响应,分析轨道结构辐射噪声的频谱规律。通过改变弹性材料的弹性模量,对比轨道结构振动沿纵向的衰减效果和沿横向的衰减效果,分析高分子弹性材料弹性模量对轨道结构减振特性的影响。     

地下综合交通枢纽上盖建筑环境振动预测评估——以北京城市副中心站综合交通枢纽为例

地下综合交通枢纽在消除铁路分隔、创造高品质公共空间、集约用地等方面有天然优势,然而“站城一体”的设计目标对环境振动和噪声问题也提出了更高的要求。为满足枢纽地上高品质开发需求,以北京城市副中心站综合交通枢纽为例,建立上盖建筑环境振动及二次结构噪声预测模型,针对特定房屋结构进行环境振动及二次结构噪声分析。结果表明：1. 从建筑物室内振动评价角度而言,分频最大振级较Z振级结果更易超标;2. 从建筑物二次结构噪声评价角度而言,1/1 倍频程等效声级比等效A声压级结果更易超标;3. 房屋结构的二次结构噪声比环境振动更易超标。     

双嵌入式环形阻尼车轮声振特性

对地铁车轮内、外侧安装阻尼环后,借助有限元方法对标准车轮进行模态分析,并和试验结果进行对比。通过半消声室内落球撞击试验,研究嵌入式环形阻尼车轮的振动声辐射特性。研究表明,阻尼环几乎不改变车轮的模态特征,对其模态阻尼有较大的影响;径向激励下自由悬挂状态的阻尼环车轮降噪效果为13.6 d B(A),轴向激励下,降噪效果为10.4 d B(A)。     

嵌入式轨道与扣件轨道曲线啸叫噪声试验分析

嵌入式轨道是一种减振降噪型轨道,可以通过高分子材料的包裹增加轮轨系统阻尼。测试和分析100%低地板有轨电车通过嵌入式轨道和扣件式轨道小半径曲线时产生曲线啸叫噪声,测试曲线半径为50 m,试验速度范围5～15 km/h,测试结果表明,当有轨电车经过扣件式轨道时,导向轮对(第一位轮对)内侧车轮发出的啸叫噪声最为显著,其产生机理是轮轨间的横向蠕滑激励车轮960Hz频率处(0,2)轴向模态振动,从而产生强烈的单频振动并发出啸叫;与扣件式轨道相比,嵌入式轨道对曲线啸叫有一定的抑制效果;建立三维轮轨接触有限元模型,发现耦合模态阻尼受轨道结构阻尼影响较大,改变轨道结构的阻尼能有效的提高轮轨耦合模态阻尼,其中提高轨道结构参数中的横向阻尼是抑制曲线啸叫最有效的方式。     

有轨电车曲线啸叫噪声试验分析

曲线啸叫噪声是城市轨道交通中一个亟待解决的问题,但目前国内对其研究较少。以70%低地板有轨电车通过嵌入式轨道小半径曲线时为研究对象,通过测试和分析,研究其轮轨啸叫噪声特性及产生机理。测试曲线半径分别是25 m和50 m,试验速度分别是3～9 km/h和4～20 km/h。试验过程中轮轨接触表面状态分别考虑了自然状态、水润滑状态、油润滑状态和固体润滑状态。测试结果表明,未润滑状态下的车外标准点噪声L_(Aeq)在56～91 dB(A),其中87%～92%的工况发生啸叫或轻微啸叫;导向轮对(第一位轮对)内侧车轮发出的啸叫噪声最为显著,其产生机理是轮轨间的横向蠕滑激励车轮1 811 Hz频率处(0, 3)轴向模态振动,从而产生强烈的单频振动并发出啸叫。试验对比了不同润滑状态(水、润滑油、固体润滑剂)对啸叫的控制效果,测试结果表明采取润滑后,测试工况中发生啸叫或轻微啸叫的比例降低到19%～50%,车外噪声L_(Aeq)显著降低。研究补充了国内在有轨电车-嵌入式轨道曲线啸叫方面试验数据,并基于试验数据基本弄清了有轨电车-嵌入式轨道曲线啸叫噪声的产生机理。     

波磨条件下地铁车轮瞬态滚动噪声特性研究

联合应用隐式-显式有限元及边界元方法,分析地铁线路中几种典型钢轨波磨对车轮声辐射的影响。采用Ansys/LSdyna建立有钢轨波磨存在的三维轮轨瞬态滚动接触模型,获得波磨激励下的轮轨接触力。将该轮轨力输入到有限元/边界元振动声辐射模型,进行波磨激励下车轮声辐射分析。结果表明,该模型能够反映波磨对轮轨作用力非线性的影响;钢轨波磨增大了轮轨间作用力,波磨波长越短,波深越深,对轮轨力的影响越大。对于直型辐板车轮,当钢轨波长较长或波深较小时,车轮声辐射主要由径向模态振动声辐射贡献,当钢轨波长较短或波深较大时,车轮振动声辐射在波磨激励频率处贡献较大。     

高铁用嵌入式轨道结构系统刚度设计与研究

利用有限元软件ANSYS建立了详细的嵌入式轨道有限元模型,分析了影响嵌入式轨道整体刚度的因素及其具体范围.得到了轨道槽内各个部件对嵌入式轨道整体刚度的贡献量,结构部件参数对嵌入式轨道整体刚度的影响曲线以及在满足轨道刚度要求下的槽内部件的建议参数.研究结果表明:浮轨式扣件对轨道整体横向刚度的贡献较大,高分子浇注料对轨道整...     

温度对高速列车层合板振动声辐射的影响

我国高速铁路线路分布十分广阔,季节更替明显,温度变化显著,而温度变化将对高速列车层合板的振动声辐射产生影响。针对这一问题,基于混合有限元-边界元方法,建立温度场下的高速列车层合板振动声辐射预测模型,分析温度变化对高速列车层合板振动声辐射的影响规律。结果表明:随着温度升高,层合板各阶固有频率逐渐降低。在不考虑温度对阻尼特性影响的情况下,温度对230 Hz~340 Hz范围内的振动和声功率级影响显著,随着温度升高,振动位移和声功率级逐渐增大。当温度从-50°C升高到50°C时,该频率范围内的声功率级峰值增大11 d B,即每增加10°C,该显著峰值声功率级增大约1.1 d B。该温度范围内的层合板声功率级总值随着温度的增大呈非线性增长,从-50°C升高到50°C时,声功率级总值增大约4 d B。相关结论可为在考虑温度影响条件下的车体低噪声设计提供参考。