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。     

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。     

高速动车组转向架蛇行状态下的车轮磨耗分析

随着运营里程和速度的不断增大,我国高速动车组车轮磨耗逐渐增大,同时对车辆稳定性造成了一定影响。经过大量的线路试验表明,动车组运营中出现了大量的抖车问题,并且有些线路出现长距离的转向架蛇行失稳状态。针对以上现象,对高速动车组转向架蛇行状态下的车轮磨耗问题进行分析,首先建立某型动车组车辆动力学模型和Jendel车轮磨耗模型,并通过实测数据对动力学模型进行验证;然后分析车辆在转向架蛇行状态下的轮轨接触参数规律,最后对有无激励、不同蛇行幅值、线路参数对于车轮磨耗的影响进行探讨。结果表明：蛇行状态下车轮磨耗出现不同程度的增大,同时蛇行幅值越大,车轮磨耗越大,在长距离蛇行状态运行200 000 km后,可以看出踏面磨耗主要集中在-40～30 mm之间,车轮最大磨耗深度为0.58 mm左右。因此,在动车组服役过程中需要关注车轮蛇行运动稳定性,避免转向架蛇行失稳后造成的车轮磨耗增大现象。     

高速机车车辆低噪声车轮的探讨

随着我国铁路的不断高速化，其辐射的噪声级也将越来越大，减少铁路沿线的噪声污染是铁路高速化的一个重要课题。研究表明，时速〈５００ｋｍ／ｈ的列车的主要噪声源是轮轨噪声，在车轮－钢轨系统中，车轮振动辐射的噪声又是主要的噪声源。本文从理论上分析了降低车轮辐射噪声的方法，并介绍阵外的几种低噪声车轮及降噪效果，论述我国设计研制低声车轮的必要性。     

高速化列车的轮轨噪声研究

列车速度是影响轮轨噪声大小的主要因素之一，由于轮轨噪声对车速的信赖性，其声级将随着列车不断高速化会愈来愈大，目前已有许多文献对轮机轨噪声进行研究并提出一些措施，然而对于轮轨噪声，由车轮振动产生的辐射噪声是主要的，还是由钢轨辐射是主要的等，还有一些不明的地方，目前提出的降噪措施很多，然而采取何种措施对降低轮轨噪声更有利，更具有“实用性”和“经济性”也不十分清楚，本文通过轮轨噪声的理论分析和实验数据分     

提速列车轮轨噪声降噪技术的研究

针对铁路噪声污染状况,根据提速列车运行噪声的特点及轮轨噪声产生的机理,研究了通过在钢轨轨腰镶嵌高阻尼材料从而降低轮轨噪声的技术。经过实验室试验和现场安装试验,证明该技术可有效降低轮轨辐射噪声。     

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)。     

车轮滚过钢轨错牙接头处产生的轮轨冲击噪声机理分析

当列车通过钢轨错牙接头时,会产生强烈的冲击并引起冲击噪声。为了探明铁路线上列车通过钢轨错牙接头处产生的轮轨冲击噪声,建立了基于车轮-轨道相互作用的轮轨冲击噪声预测模型,计算分析了钢轨错牙接头激扰下轮轨冲击力和冲击噪声的特性。结果表明:车轮通过钢轨错牙接头时会产生剧烈的冲击力和冲击噪声;迎轮错牙引起的轮轨冲击力峰值比送轮错牙接头要大210.5 kN,而引起的冲击噪声比送轮错牙接头大10～20 dB(A)。错牙高度越大其引起的轮轨冲击力和轮轨冲击噪声也越大。钢轨错牙高度增加0.5 mm时,轮轨冲击力最大峰值约增大60～90 kN,而轮轨冲击噪声在全频段都会增加1～3 dB(A),钢轨错牙引起的轮轨冲击力与冲击噪声成正比关系。随着车轮运行速度的增加,其激发的轮轨冲击力相应地增加,P1力变化比P2力明显,车轮速度在100 km/h以上钢轨错牙引起的轮轨冲击噪声变化十分显著。     

轨道交通噪声计算方法研究

通过建立轨道交通噪声理论计算模型，研究了轮轨相互作用关系及由轮轨表面不平顺而引起的滚动噪声，给出了车轮、钢轨辐射噪声声压级谱关系式，利用有关文献中给定的实验数据，计算了因轮轨表面粗糙度而引起的城市轨道交通噪声，计算结果表明大约在1700Hz以下频段，主要以钢轨振动噪声为主，而在1700Hz以上频段，车轮振动噪声占主导地位。     

轮轨噪声预测模型研究概况及新进展

综述了目前国内外轮轨噪声的预测研究的概况及新进展。     

轨道交通轮轨噪声机理分析

近年来，随着我国铁路列车提速、快速客运专线的建设、高速铁路以及城市轨道交通的发展，轮轨噪声在国内开始受到关注。根据车辆一轨道耦合动力学理论及声辐射与传播理论，分析了列车运行过程中产生轮轨噪声的机理。在此基础上，分析了轮轨噪声辐射的基本规律。     

轮轨冲击噪声激扰模型研究

讨论轮轨噪声激扰之一:冲击噪声激扰.建立轮轨冲击噪声激扰时域输入模型,为轮轨冲击噪声的预测提供了基础.最后,以车轮扁疤为例,运用作者建立的轮轨噪声预测模型及开发的轮轨噪声预测分析软件STTIN,得到相应的轮轨冲击激扰作用下的轮轨噪声特点.     

高速列车运行产生的轮轨噪声预测

轮轨噪声随着列车运营速度的提高而显著增大,综合应用车辆－轨道耦合动力学、随机振动理论和声辐射理论,预测由轮轨表面粗糙度、接触不连续几何缺陷等激起的高速列车轮轨噪声,建立轮轨噪声预测模型,并开发相应软件WRNOISE（Wheel/rail Noise）。与已有的轮轨噪声预测模型TWINS (Track-Wheel Interaction Noise Software)比较, 预测的噪声主频和变化趋势与TWINS的预测结果一致;与STTIN(Simulation of Train-Track Interaction Noise)模型相比,预测模型考虑车轮辐板和钢轨轨腰横向振动噪声的贡献;与有砟和无砟轨道路基区段噪声实测结果的对比表明,WRNOISE模型计算结果与实测结果仍存在一定差异,但从轮轨噪声辐射主导频率看,变化趋势基本一致。     

轮对振动和噪声的分析

以轮轨表面粗糙度为激励,利用车辆-轨道多刚体耦合振动模型计算轮轨作用力.利用有限元理论建立轮对的有限元分析模型,以轮轨作用力为激励进行轮对的振动频响分析.以振动响应分析结果作为边界条件,利用边界元理论建立轮对边界元声学分析模型,对轮对振动声学特性进行了计算分析.其结果与公认的模型和软件的计算结果相比具有较好的一致性,证明本文做法的正确性.     

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.     

电动车刹车系统噪声产生机理与改进措施

通过对电动车刹车噪声机理的研究，验证了自激振动理论。基于刹车盘有限元分析、刹车噪声测量，以及对刹车系统动力学模型的分析与研究表明：刹车盘的高频自激振动引发尖叫摩擦噪声。同时阐明了粘弹阻尼减振降噪原理，提出增加摩擦材料的粘弹阻尼可消除电动车刹车噪声的观点。     

六自由度轮心力在车内噪声分析中的应用

由于轮胎与路面之间的相互作用包含非线性和随机过程的特点,使得技术上难以确定轮心的载荷。采用坐标转换矩阵将车轮上三自由度平动力转换到六自由度轮心力,运用试验方法进而确定六自由度轮心力的数值估计,通过对后座噪声测量与合成结果的对比验证了估计方法的有效性。基于六自由度轮心力,进行噪声传递路径分析,揭示了轮心力矩对车内噪声的作用。