动车组司机室空调蒸发器气动噪声数值仿真

为研究动车组司机室空调蒸发器的噪声响应，建立某型司机室分体式空调蒸发器的计算流体动力学模型，采用FLUENT中的大涡模拟（large eddy simulation, LES）计算瞬态气动流场。对瞬态流场数据进行傅里叶变换，得到空气流场的频域数据。基于流场频域数据，采用Virtual.Lab的边界元法计算蒸发器的气动噪声，采用声压法计算蒸发器的辐射声功率，并与测试结果进行对比分析。结果表明：蒸发器出口位置气动噪声最高，最大声压级高于56 dB；最大声功率级出现在125~400 Hz的低频段；声功率级随着频率的增加逐渐降低，但在5 000 Hz的高频辐射中声功率级仍然超过55 dB，这表明空调蒸发器气动噪声属于宽频噪声；计算结果与测试结果吻合良好，验证声压法计算空调蒸发器气动声功率可行。     

基于颗粒阻尼的内燃动车组动力包构架多工况减振研究

减少转向架振动有利于控制铁路列车车体平稳,延长结构寿命,对动力包构架的减振研究工作有重要意义。基于颗粒阻尼对某型内燃动力总成(简称动力包)转向架构架进行减振研究,结合有限元方法和模态试验,分析转向架构架的动力学特性,确定颗粒阻尼器安装位置。建立颗粒系统—转向架构架的离散元模型,计算不同阻尼颗粒参数对应的能量耗散值,得出在给定工况下转向架构架最优阻尼颗粒参数。按照计算所得的最优参数,设计、制造、安装颗粒阻尼器,在动力包试验台架上对比分析各工况下转向架构架减振前后测点振动加速度。结果表明,在目标工况下,转向架构架振动幅值在垂向上减少60.7%;在其他档位时,转向架构架振动加速度幅值有15.5%到67.4%不等的减振效果,平均减振效果为49.33%,为转向架构架以及列车其他部件的减振提供了新方法和设计准则。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板的非线性振动模型

研究机械力作用下金属，陶瓷功能梯度薄板的建模问题。应用弹性理论和Galerkin方法建立小挠度金属，陶瓷功能梯度薄板受横向机械力作用的非线性振动方程。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板的超谐共振研究

研究机械力作用下金属／陶瓷功能梯度薄板3次超谐共振问题．按照功能梯度薄板的非线性动力学方程，得到金属／陶瓷功能梯度薄板受横向机械力作用的非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法得到系统3次超谐共振近似解并进行数值计算。分析阻尼、激励、几何尺寸等参数对系统3次超谐共振幅频响应曲线的影响．     

高速列车车内声品质优化仿真研究

随着高速列车运行速度的不断提高,车内噪声问题对乘坐舒适性的影响越来越显著。为了抑制高速列车车内噪声的影响,基于改进的能量有限元方法,建立高速列车车内噪声的预测模型,并验证模型的准确性。基于预测模型,结合Zwicker响度模型、Zwicker尖锐度模型和Aures粗糙度模型,研究轮轨噪声激励的优化对车内声品质的影响。结果表明:在车轮上加装阻尼结构、轨道上安装动力吸振器对车内噪声高频段有显著的控制效果;优化后,车厢内不同位置的声品质得到明显提高,其中总响度最高可降低2.1 sone,尖锐度最高可降低0.09 acum,粗糙度最高可降低0.04 asper,且优化效果能被人耳感知。     

基于车外扬声器阵列的动车组车内声场重现及评估

采用最小二乘法声场重现技术,通过在动车组模型车外布放扬声器阵列,在车内目标区域重建所需声场。实际测试结果(A计权声压级)表明,2种车速工况下车内区域各测点处的频谱波动在±5dB左右,总声压级之差在±3dB以内,平均声压级与目标声压级之差在±1dB以内,平均频谱与目标频谱声压级之差在±2dB以内。测试结果证明了该重现系统的有效性,为在实验室条件下研究高铁噪声控制提供了一种经济高效的解决方案。     

[设计与优化]动车组车体端墙粒子阻尼器减振的数值分析与实验研究

动车组车体端墙的振动及其带来的辐射噪声会直接影响动车乘坐的舒适性以及列车高速运行时的平稳性,甚至造成结构疲劳失效。针对端墙结构在40 Hz激励频率处异常振动的问题,提出一种基于粒子阻尼技术的端墙减振方法。建立端墙粒子阻尼器的离散元模型,并根据粒子系统耗能大小,对阻尼器布置方案和分层数进行优化,通过实验分析了各减振方案下端墙的加速度响应。实验数据表明,安装粒子阻尼器后,端墙在40 Hz激励频率处主振方向的减振率可达80%以上,该结果也验证了理论和仿真模型的正确性。     

基于实验室重现噪声的高速列车车厢主动降噪实验研究

为降低高速列车运行时的车厢内低频噪声,研究了车厢内大范围区域的噪声主动控制问题。针对高速列车运行实测噪声频谱与目标降噪区域尺寸（1.8 m×2.5 m×1.3 m）,设计48通道的前馈主动控制系统。按照比较匀称的排列方式,次级声源布放在车厢内除底部的其余5个面上,误差点分布在目标区域。通过测量各声学路径传递函数,离线计算和控制滤波器工作状态。在半消声室内进行一节车厢布局的降噪实验,使用车外声场重现系统播放4种车速工况下的初级噪声,测量主动控制系统的降噪性能并分析不同车速下噪声和不同参考信号下系统性能的异同。结果表明,对于不同车速的噪声,使用车厢窗户的振动信号为参考信号,在目标区域48个测量点可获得3.1～4.7 dB（A）的平均降噪量,验证了主动控制系统在大范围区域实现降噪的可行性。     

刹车系统的摩擦自激振动和控制

研究刹车系统的摩擦自激振动和控制问题。采用LuGre 模型计算摩擦力,建立了两自由度盘式刹车系统的动力学模型。通过平衡点的稳定性分析,给出Hopf 分岔失稳的临界速度。应用基于微分几何法和线性二次型最优控制相结合的方法,设计单输入单输出的非线性系统控制器,以便通过推迟系统的分岔临界速度,减少减速型刹车过程中的摩擦颤振,避免刹车啸叫。最后分析了控制器和系统参数对控制效果的影响。仿真表明,该控制器能有效的抑制刹车系统中的摩擦自激振动。     

受机械力作用金属／陶瓷功能梯度板的亚谐共振研究

研究机械力作用下金属，陶瓷功能梯度薄板1／3次亚谐共振问题。按照功能梯度薄板的非线性动力学方程，得到金属，陶瓷功能梯度薄板受横向机械力作用的非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法得到系统1／3次亚谐共振近似解并进行数值计算。分析阻尼、激励、几何尺寸等参数对系统1／3次亚谐共振幅频响应曲线的影响。