100%低地板列车车内噪声传递特性分析EI北大核心CSCD

基于线路试验,测试分析了100%低地板列车车内噪声特性,研究了车内噪声源分布以及空气传声、结构传声路径对车内噪声的贡献。使用统计能量法建立了单节车车内噪声预测模型,并利用其获得了车内噪声的功率输入贡献率,在此基础上提出了车内减振降噪建议措施。试验和仿真结果表明,虽然低地板列车的转向架位于车厢中部,但是车内噪声仍然表现为两端大、中间小的趋势。车内噪声显著频段为中心频率250-2 000Hz的1/3倍频带,主要噪声源位于地板和风挡区域,主要是轮轨区域噪声。客室两端噪声主要经由车下地板和风挡结构传递至车内,客室中部噪声主要经由车下地板结构传递至车内,噪声传递路径为空气传声。因此,提高地板、风挡的密封和隔声性能是降低车内噪声的有效方法。相关研究结果可为100%低地板列车车内减振降噪提供参考。     

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。     

时速250公里动车组车内声源特性及其贡献量分析

针对时速250 km/h动车组车内噪声问题,使用试验和仿真相结合的方法,对其车内声源特性及其贡献量进行分析。首先,通过球形声阵列系统测试分析动车组的车内源强、频谱及分布特性,明确客室端部噪声主要能量集中在中心频率400 Hz~2 000 Hz的1/3倍频带,声源主要位于风挡区域和地板区域。然后,基于统计能量分析(SEA)方法,建立动车组的车内噪声仿真模型。模型中,声源激励采用线路试验实测数据、车体结构声学特性参数由实验室测试确定。进而,将仿真预测结果和声源识别结果进行联合对比,验证仿真模型的可靠性。最后,通过深入分析动车组车内噪声SEA模型的功率输入贡献,并对客室端部的噪声传递进行量化排序,确定各声源的车内噪声量化贡献。结果表明,时速250 km/h动车组的客室端部噪声源主要是轮轨噪声、其次为气动噪声。其中轮轨噪声在50 Hz~100 Hz和315 Hz~5 000 Hz的1/3倍频带贡献量达到80%。所有声源经由地板和风挡连接处传声贡献率为50%、侧墙和顶板贡献率为38%。     

虚拟轨道列车运行噪声特性及评价分析

虚拟轨道列车正在我国得到快速发展,其车内外噪声水平、特性及形成机理还缺少相关研究。基于线路试验,对虚拟轨道列车开展声源识别和振动噪声测试,分析其车内外噪声水平、频谱特性和速度依赖关系,进而参考城市轨道交通列车和汽车相关噪声限值标准对车内外噪声进行评价分析,最后对其噪声形成机理和关键控制技术进行初步探讨。结果表明：其以52.5 km/h 匀速运行时,车内外噪声分别为69.5 dB（A）和67.8 dB（A）;相比城市轨道交通列车和汽车相关噪声限值,虚拟轨道列车车内噪声分别低于噪声限值5.5 dB（A）和14.5 dB（A）;车外噪声低于城市轨道交通列车限值11.5 dB（A）;虚拟轨道列车车内噪声能量主要集中在315 Hz～1000 Hz频段内,噪声主要来源于地板区域,初步推断结构为噪声主要的传递路径,可通过避开车外振动源和车体结构共振频率来减小车体的结构传声。     

地铁车内噪声超标分析

针对某地铁车内噪声超标问题,从车辆、轮轨两个方面展开研究,利用BrüelKj?r测试系统分析车辆的牵引、空调系统,车辆结构,轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明,牵引、空调系统对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为400 Hz~800 Hz、1 105 Hz,与车轮非圆没有直接关系;1 105 Hz与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下两个因素有关:一是透射噪声,车辆内移门存在漏风问题,车外噪声传入车内;二是结构传声,轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递,进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。     

高速列车风挡区域车内噪声特性及声学灵敏度分析

对不同运行速度下的高速列车风挡区域车内噪声进行测试,获取风挡区域车内噪声特性及其随速度的变化规律。采用50通道球形声阵列,识别出风挡区域车内噪声的声源分布。进而,基于统计能量分析方法建立高速列车风挡区域车内噪声预测模型,调查风挡区域激励源输入幅值、风挡隔声以及缝隙大小对该区域车内噪声的影响。研究结果表明:风挡区域车内噪声呈现宽频特征,主要声源位于风挡底部。风挡区域车内噪声对转向架区域噪声声源激励、风挡隔声以及风挡等效泄露面积的灵敏度依次为0.9、-0.8和0.2。灵敏度绝对值越高,说明该参数对风挡区域车内噪声的影响越大。进一步结合风挡区域车内噪声的频谱特性,可制定相应的减振降噪措施。相关结果可为高速列车风挡区域减振降噪设计提供依据和参考。     

隧道内地铁列车车内噪声预测分析

为研究隧道内地铁列车车内噪声特性,建立了隧道-车体有限元-边界元声学分析模型。基于地铁B型车车轨耦合模型和现场试验获取车体二系悬挂力激励和轮轨噪声激励,将激励施加到车体计算分析车内噪声,以广州轨道交通7号线列车噪声试验数据对仿真分析结果进行验证,并研究了结构声和空气声对车内噪声的影响规律。分析结果表明:车内各标准点声压级图变化趋势基本一致,峰值中心频率集中在630 Hz处,主要频段为200～1 600 Hz,车体转向架上方A声级比车体中心高约1.02～2.35 dB(A);结构声对车内噪声的主要影响频段在20～200 Hz,空气声对车内噪声的主要影响频段在200～5 000 Hz,其中500～5 000 Hz频段最为显著;60 km/h车速下,结构声荷载作用下车厢中心处A声级比空气声荷载作用下相同位置高约21 dB(A)。该研究成果可为降低列车车内噪声,改善车内声学环境提供理论依据。     

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。     

碳纤维车体地铁列车车内噪声分析

碳纤维材料在减重、强度、可设计性等多个方面具有巨大优势,在轨道交通领域有很大的应用前景。针对国内一种新型碳纤维车体地铁列车,基于试验方法,对比分析碳纤维车体和铝型材车体的车内噪声差异、关键部件的声振特性差异;通过建立车内噪声仿真分析模型,分析碳纤维车体隔声和振动对车内噪声的影响,进而探讨碳纤维车体在轻量化和声学性能优化上的相关问题。研究结果表明:碳纤维车体的车内噪声比铝型材车体的车内噪声高1.6 dB(A);碳纤维车体地板的隔声量比铝型材地板低3 dB,振动加速度级比铝型材地板高3 dB;碳纤维车厢的车内噪声主要受到地板隔声影响;在碳纤维地板上增加5 mm隔声垫可使得其隔声量与铝型材地板相近,此时碳纤维车厢仍可减重20%,但车内噪声则和铝型材车体相当。相关研究成果可以为地铁列车的轻量化设计提供参考。     

中低速磁悬浮列车车内噪声预测与分析

中低速磁悬浮列车的车内噪声对乘客的舒适性有很大影响,而关于中低速磁悬浮车内噪声特性仿真分析较少,有必要开展中低速磁悬浮列车车内噪声预测与分析。首先基于统计能量分析（SEA）对中低速磁悬浮列车进行车内噪声建模;然后,对仿真结果进行功率流分析,得到车内最大噪声出现的位置与显著频段;最后分别针对声源激励和车体隔声进行车内噪声灵敏度分析。结果表明：中低速磁悬浮列车车内最大噪声出现在客室中部和250 Hz～800 Hz频段内,这与车下声源分布有密切关系。地板隔声和受电靴-供电轨系统空气声源激励变化对车内噪声影响最为显著。通过统计能量分析和灵敏度分析对中低速磁悬浮车内噪声进行预测和分析,为我国中低速磁悬浮列车的低噪声设计提供有益参考。     

道路交通噪声中单车辐射噪声测量及分析

以道路通行的单个车辆为研究对象,导出半自由场单车点声源的噪声辐射模型,应用噪声测量分析手段,结合相应的声学评价量,对实际道路条件下单车辐射噪声的声级大小、时域信号、频谱、声学品质等特性进行探讨和研究。结果表明,随车辆与测点距离的变化,单车辐射声的声级呈现先增大后减小的非线性变化规律;其高频声压级随距离增加而衰减;与小车相比,中车和重车辐射噪声中的低频成份比例大,声级值高;小车辐射声响度在低频125Hz和高频1kHz频段的贡献量较大,重车则体现为低频段（250~500 Hz）贡献量大,而高频段的贡献量不明显。     

V型声屏障隔声性能测试及降噪效果预测

为了评价V型声屏障的降噪效果,通过试验及预测相结合的方法对低载荷V型声屏障进行研究。首先对V型声屏障进行实验室隔声性能测试,结果显示其计权隔声量比直立型声屏障小23.8 dB,隔声性能较差。而高速列车车外噪声声源有其本身的源强分布特性。为预测实际列车运行下V型声屏障降噪效果,通过线路测试识别出高速列车声源空间分布特征,确定预测模型声源,对声屏障总降噪效果进行预测分析。结果表明,V型声屏障针对实测高速列车车外噪声降噪效果显著,相对直立声屏障而言,约降低1 dBA左右;针对轮轨区域声源,V型声屏障的降噪效果降低4 dBA左右,尤其是在500 Hz、1 250 Hz和2 000 Hz频率处降噪效果最好。     

降低车内噪声试验控制

密封性及声学包性能的好坏,直接影响车内NVH水平。针对某款车怠速车内噪声大、车内声品质差问题,运用噪声源分离试验方法,识别出发动机噪声是车内主要的噪声源。通过对前围孔洞进行密封性改进和对传播路径进行声学包改进,有效阻隔了发动机噪声,有效提高车内声品质。     

降低轿车车内异常噪声的研究

针对某轿车车内异常噪声现象,通过道路试验进行了噪声源识别,发现发动机的进气系统是异常噪声的主要来源.因此,采用共振消声的原理,设计了合适的共振腔,降低了低频噪声成分,并采用阻尼降噪技术,对空气滤清气的支架进行了处理,降低了高频噪声成分.从而使车内的异常噪声得到了有效的控制,声音质量得到了显著改善.     

有限长圆柱绕流气动噪声源特性分析

气动噪声源的能级、分布特性及其产生根源还不够清晰。以有限长三维圆柱绕流为研究对象,基于声源方程分析气动噪声源的种类构成及其与气动参数的关系,通过数值计算得到可压非定常流场,利用气动参数定量计算圆柱顶部、中部和底部的声源大小分布,研究声源的分布特性和产生根源。结果表明,在有限长圆柱绕流场中,以偶极子声源为主,单极子声源可以忽略不计,四极子源项的值比偶极子小1～2个数量级。偶极子主要分布在来流分离点及圆柱后壁面湍流涡二次碰撞区域,四极子主要分布在来流分离点及其向后拖曳区域。偶极子声源主要由于圆柱两侧涡脱落处的脉动压力在横向(y方向)上的二阶梯度引起。以上结果为气动噪声控制的进一步研究提供了借鉴和参考。     

宽频带复合吸声结构在汽轮发电机组噪声控制中的应用

对汽轮发电机组进行了噪声测试和频谱分析，确定噪声带宽集中在80—2500Hz；基于声学理论，研究了穿孔板的共振频率和最大吸声系数之间的关系，分析了这些结构参数对吸声性能的影响，从中优选的穿孔板与实验值相比较；为进一步加宽吸声频带，将穿孔板和吸声材料组合，建立了复合吸声结构和优化参数的数学模型，并根据机组的噪声特性确定了空腔厚度和吸声材料的容重，从而为汽轮机组等高噪声电力设备的降噪提供了理论和实际的依据。     

人车混行城市隧道交通噪声对行人影响的实验研究

为研究人车混行城市隧道内机动车噪声对行人的影响,文章在洞山隧道内部、口部、外部等间距布置8个测点,利用RTA840双通道实时分析仪测试了20 min内的交通噪声等效声压级、频谱和车辆从行人旁边经过时3 s内的交通噪声瞬时声压级、频谱。测得：(1)隧道内部的交通噪声等效声压级为82 dB(A),比隧道外等效声压级高10 dB(A)。(2)隧道外部、口部、内部的交通噪声频谱曲线特征相同,在20～2 000 Hz范围内声压级较高且呈“M”形。(3)当车辆在隧道内部从行人旁通过时,交通噪声瞬时声压级达到86 dB(A);瞬时噪声频谱相比于背景噪声频谱在20～8 000 Hz频段范围内声压级均有明显增大。最后结合测试结果和洞山隧道实际从吸声、隔声、管理三方面总结隧道内声环境改善措施。     

中空挤压铝型材振动声辐射特性

随着高速列车车体结构轻量化的发展,中空挤压铝型材结构的车体在高速列车上得到广泛应用,而车体的振动声辐射是高速列车车内噪声的主要来源之一。基于FE-SEA混合法和统计能量分析（SEA）分别建立了高速列车车体铝型材振动声辐射的中频和高频预测模型,计算了在粉红噪声谱激励下和实测轮轨激励下铝型材辐射至半空间的声功率,探索了铝型材几何特征因素和不同速度实测轮轨激励对振动声辐射特性的影响。计算结果表明,在粉红噪声谱激励下,下板对铝型材振动声辐射影响最大,与参考铝型材相比相差大于1 dB。铝型材在实测轮轨激励下,辐射声功率的主要贡献频段为400 Hz～1 600 Hz,速度增大加剧了铝型材在400 Hz以上中高频频段的振动声辐射。相关计算结果将为高速列车车体铝型材的设计提供理论参考。     

轿车车内噪声声品质改进研究

针对某轿车在怠速、急加速过程中车内出现异响的现象,通过尾管噪声测试和模态测试,判断其排气二阶噪声及怠速共振噪声是主要原因。采用共振消声结构,降低二阶低频及共振噪声成分,采用芦弗管结构,降低高频气流再生噪声成分,并使用GT-Power软件对发动机加速瞬态尾管噪声进行模拟,实现消声器结构的改进。试验结果表明,改进后的消声器,在车辆启动和急加速时瞬时尾管噪声最大值降低明显,达到主观评价要求。