高速列车车轮的优化设计

为了获得一个较好的高速列车车轮辐板外形,采用 ANSYS 软件对其进行了优化设计。优化设计分两步进行,第一步是以车轮的横向位移为目标函数,以车轮的应力、径向位移及质量为约束函数,以车轮辐板形状为设计变量进行设计;第二步是以车轮的质量为目标函数,以车轮的应力、径向及横向位移为约束函数,以车轮辐板形状为设计变量进行设计。最终得到了满意的结果。     

350km／h高速列车噪声随距离变化的衰减特性

为了研究350km／h高速列车运行状态下噪声随距离衰减规律,对已开通运行的京津城际铁路列车运行时辐射噪声进行测试与分析,得出京津城际铁路噪声随距离衰减规律。结果表明,在高架桥路段（桥墩高6m）,距离60m处噪声达到最大,在60m以后,噪声开始衰减明显。其研究结果对今后高速铁路降噪设计具有一定的参考价值。     

车轮高阶多边形磨耗对高速列车转向架区域噪声影响研究

列车车轮多边形磨耗问题是目前高速列车运行过程中普遍存在的,多边形的出现会加剧轮轨间的相互作用,引发显著的异常振动噪声问题。本文通过跟踪测试车轮多边形发展和转向架区域振动噪声,分析讨论高阶车轮多边形磨耗对高速列车转向架区域噪声的影响。研究表明,当轮轨表出现显著多边形时,转向架区域噪声的显著频率会变为与多边形和行车速度相关的频率范围,随着车轮多边形磨耗水平的增加,转向架区域噪声显著增大。当车轮多边形磨耗激励频率和车辆过轨跨频率发生信号调制时,还会产生谐频噪声问题,增大了车轮多边形对噪声的影响频率范围,本文的研究成果可以为车辆振动噪声控制提供依据和参考。     

350 km/h 高速列车噪声随距离变化的衰减特性

为了研究350 km/h 高速列车运行状态下噪声随距离衰减规律,对已开通运行的京津城际铁路列车运行时辐射噪声进行测试与分析,得出京津城际铁路噪声随距离衰减规律。结果表明,在高架桥路段（桥墩高6 m）,距离60 m处噪声达到最大,在60 m以后,噪声开始衰减明显。其研究结果对今后高速铁路降噪设计具有一定的参考价值。     

高速列车引起建筑物振动的研究方法概述

高速列车引起建筑物振动的研究是国际学术界十分关心的一个问题。本文介绍了研究地面高速列车引起邻近建筑物振动问题的四种主要方法,即经验预测方法、解析方法、数值分析方法以及试验研究方法,分析了该领域的研究现状及进展,提出了需要进一步研究的若干问题。     

《高速列车引起建筑物振动的研究进展》

高速列车引起建筑物振动的研究是国际学术界十分关心的一个问题。本文介绍了研究地面高速列车引起邻近建筑物振动问题的四种主要方法,即经验预测方法、解析方法、数值分析方法以及试验研究方法,分析了该领域的研究现状及进展,提出了需要进一步研究的若干问题。     

高速列车顶板振动测试及控制

为了掌握高速列车车体顶部振动特性以及振动从车体向车内装饰顶板的传递规律,达到对列车内装饰顶板区域隔振降噪的目的,对列车高速运行时车体顶部和内装饰顶板的振动进行了线上实车测试。试验对有受电弓的车厢和无受电弓的车厢的车顶部振动进行了测试对比,也对内装饰顶板在车体上的不同安装方式下的隔振效果做了对比分析。分析试验结果发现,在车顶部受电弓区域的振动加速度要远远大于其它部分,而且是一种频带很宽的振动;对于有受电弓的车厢,车顶板做了弹性安装处理有很好的隔振效果,大大降低了高频振动从车体向车顶板的传递,但是低频振动隔振处理的效果不明显;对于无受电弓车,振源主要是轮轨相互作用和气流对车体表面的脉动作用,顶板不必做隔振处理。     

踏面不圆顺对高速列车车轮运行声辐射的影响

选取3个轮径差相同的同型高速列车车轮,并基于车轮有限元和边界元声学模型,研究车轮踏面不圆顺对于车轮在速度300 km/h运行状态下声辐射特性的影响。对比分析结果表明:工程中仅以轮径差大小来预测车轮声辐射水平的方法有失科学性。轮径差相同的不同车轮,其引起的声辐射特性可能不同,而是与车轮踏面不圆顺在各个波长下的所对应的轮轨力有密切关系;车轮在某频率下的声辐射水平,直接取决于该频率下轮轨力的大小;同时,高频段的粗糙度相比低频段更易激发出较大的轮轨力,也就会产生更显著的噪声辐射水平,因此,车轮在镟修时,更应着重削减其在高频段的粗糙度。     

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。     

高速动车组车轮多边形对车内噪声的影响

高速动车组在运行过程中车内会出现异常噪音的问题。通过对国内某型高速动车组车轮镟修前后,车内噪声和车轮粗糙度进行测试。对比分析镟修前后车内噪声频谱特性和车轮多边形特征,发现异常噪音车辆的对应的车轮均存在严重的多边形特征,镟修后车轮多边形特征明显改善,车内噪声值明显降低。研究结果表明,车轮多边形是造成车内异常噪音的主要原因,通过噪声测试能够一定程度上监测车轮多边形程度,镟修是目前解决高速动车组车内异常噪音最有效的方法。本研究对监控车轮多边形,防止严重的车轮多边形对高速动车组车辆造成更严重的影响起到重要作用。     

轨道刚度对高速轮轨系统振动噪声的影响

高速铁路对环境的噪声污染是一个不可忽视的问题,在已建立的轮轨滚动噪声预测模型的基础上,以板式轨道为对象,研究了在轮轨表面粗糙度(随机短波激扰)的激励下,轨道刚度变化对高速轮轨系统振动及轮轨噪声的影响.结果表明:降低轨道刚度,可以有效降低轮轨系统400Hz以下频率的振动,但对400Hz以上的振动基本无影响,从而,对轮轨噪声也基本无影响.     

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。     

钢轨动力吸振器减振降噪特性分析

采用钢轨动力吸振器是降低轮轨振动噪声的有效措施之一,基于有限元和边界元法建立钢轨动力吸振器振动噪声计算模型,分析单自由度钢轨动力吸振器系统和多重钢轨动力吸振器系统的减振降噪性能差异,调查在不同车轮钢轨表面粗糙度、不同列车运行速度工况下钢轨动力吸振器结构降噪特性.计算结果表明:多重钢轨动力吸振器结构较单自由度钢轨动力吸振...     

车轮参数对轮轨噪声的影响

铁路列车的运行噪声给沿线居住环境带来了严重影响,在已建立的轮轨滚动噪声预测模型的基础上,车轮参数的变化对轮轨噪声的控制进行分析,分析表明,适当减小车轮半径,增加车轮辐板厚度和车轮踏面质量有助于降低轮轨噪声。     

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...     

不同阻尼形式对车轮振动声辐射特性的影响

轮轨噪声是列车主要噪声源之一,而车轮振动声辐射是轮轨噪声的重要组成部分。施加阻尼措施能够有效地降低车轮的振动及声辐射。根据轮轨滚动噪声理论,采用有限元-边界元方法,建立标准车轮以及对应阻尼车轮有限元、边界元模型,以等效轮轨粗糙度作用力为激励,研究施加喷涂阻尼和约束阻尼后车轮振动声辐射特性,调查了不同厚度（1 mm ～5 mm）阻尼对车轮减振降噪效果的影响。数值计算结果表明：在轮轨等效粗糙度名义滚动圆接触点径向激励下,采用喷涂式阻尼处理,当材料厚度为2 mm时,降噪效果达到最佳,与标准车轮相比降低2 dB(A)。采用层状约束型阻尼处理,约束层固定为1 mm时,当阻尼层为2 mm,降噪效果最好,与标准车轮相比降低3 dB(A)。     

轮对结构弯曲及型面磨耗对高速列车振动性能的影响

高速列车服役过程中,轮对结构弯曲及高速列车服役中改变最大的轮对磨耗因素均会对车辆性能造成很大影响。本文考虑高速轮对的三阶弯曲模态的影响,根据某型高速动车组分别建立考虑不同轮对弯曲变形的动力学模型,依次分析轮对各阶弯曲模态在整个服役周期内不同磨耗状态下车辆稳定性及各向振动的变化,并得出如下结论。轮对一阶弯曲对车辆稳定性和振动性能影响最大,临界速度下降约10%,振动加速度上升明显,而二三阶弯曲对临界速度影响不大。通过不同工况下车辆整备频率的分析可知,考虑轮对一阶弯曲后,车辆整备频率的变化及轮对弯曲频率是造成上述变化的主要原因。     

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。