复合材料层合板结构振动声辐射优化

通过有限元法计算复合材料层合板结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析.在此基础上,给出考虑振动声辐射特性的复合材料层合板的优化设计模型,研究简谐激励力下的结构灵敏度计算,重点推导了声学灵敏度分析公式,并采用序列线性规划方法进行了优化求解.数值算例表明通过层合板铺层厚度和角度的优化可以有效降低结构的振动声辐射,同时验证了灵敏度算法的精度和优化方法的有效性.     

基于MATV的高速列车车体铝型材振动声辐射预测

运用模态声传递向量(MATV)方法预测现有高速列车车体铝型材在白噪声激励下的振动声辐射特性,分别对比阻尼损耗因子和铝型材结构截面三角形倾角对其振动声辐射的影响。结果显示现有高速列车车体铝型材结构在较宽频带范围内的声辐射效率随频率的提高整体呈上升趋势,最后基本趋近于1。240 Hz以下声辐射效率曲线呈近似线性递增的关系,240 Hz以上声辐射效率由于高阶模态的影响处于波动状态。铝型材阻尼损耗因子的增加可以减少铝型材结构向外辐射的噪声,阻尼损耗因子从0增加到1%,总声功率级急剧降低了约33.5 d B,随着阻尼损耗因子从3%增加到7%,总声功率级近似线性减小且降低速度放缓。铝型材截面三角形倾角越小,铝型材结构的声辐射效率越小,其辐射噪声的能力越弱,倾角从60°变化到30°,总声功率级降低了约27.9 d B。     

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。     

基于FE-SEA混合法的铝型材振动声辐射特性预测

基于FE-SEA混合法建立高速列车车体铝型材振动声辐射预测模型,并与FE-BEM模型的预测结果进行对比分析,验证模型的有效性,进而运用该模型分析黏弹性阻尼减振降噪技术对于抑制铝型材振动声辐射的效果。结果表明:在型材顶板、底板以及型材内表面敷设黏弹性阻尼可明显抑制500 Hz以上中高频频段的振动声辐射。在型材表面敷设黏弹性阻尼时,型材声辐射效率变化不大,型材振动被抑制导致其向半空间辐射声功率降低。对比顶板和型材内表面阻尼敷设形式,在型材底板敷设阻尼具有较高的经济性,更加有利于实现车体的轻量化设计。相关结果可为高速列车车体铝型材的减振降噪设计提供理论参考。     

复合材料层合板的声辐射模态幅值分析

低频时, 控制振动结构第一阶声辐射模态伴随系数可有效控制总声功率。通过分层有限元模型可以求解层合板的位移模式。对层合板的固有频率和动态响应进行了理论推导。结合声辐射模态理论, 研究了层合板铺设角度、 弹性模量比、 跨厚比以及阻尼比等结构参数对层合板结构第一阶声辐射模态伴随系数的影响。计算结果表明, 分层理论结合有限元方法可以较准确地计算层合板固有频率, 而且铺设角度和跨厚比对层合板结构声辐射模态影响较大。     

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)。     

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。     

敷设阻尼加筋外地板结构振动声辐射特性研究

结合声学分析软件建立高速列车加筋外地板结构有限元模型,研究阻尼材料对加筋外地板声辐射特性的影响,并探究面板厚度、结构阻尼系数和阻尼材料对外地板隔声量的影响。研究结果表明:敷设阻尼层能够有效抑制外地板的声辐射,但不是越厚越好;增加面板厚度及结构阻尼系数能够提高外地板的隔声量;阻尼层厚度存在临界值,此时外地板隔声量最大。加筋外地板敷设树脂类阻尼且增大结构阻尼系数,声学性能较理想。     

《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。     

高速列车夹芯地板结构隔声特性研究

采用传递矩阵法,建立高速列车内地板的声学特性分析模型,探索不同三明治夹芯板材料和结构对高速列车内地板隔声特性的影响,并根据内地板结构的传递损失评价具有不同参数的三明治夹芯板的隔声性能。通过不同的表层材质（木材、铝材、钢材）、厚度和蜂窝夹层密度,进行了内地板隔声量变化规律的分析和比较。探寻拟定隔声性能优越的三明治夹芯板材料类型和结构型式。结果表明,（1）表层夹板厚度一定,钢材作为表层材料,内地板隔声量最好,其次是铝材,最后是木材;（2）表层厚度影响,木材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～1.5 dB。铝材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～3 dB。钢材夹层板,厚度每增加1 mm,各个频段隔声量增加1 dB ～5 dB;（3）蜂窝板密度降低一半,内地板隔声量有增加趋势,但影响较小。     

高速列车复合板隔声性能的试验研究

基于室内隔声测试标准,通过试验方法,研究了多种高速列车复合板材的隔声性能。研究的板材包括:两块铝板板间夹不同厚度空气的复合板;板间夹不同密度的泡沫铝吸声材料的复合板;板间夹不同厚度的隔声垫的复合板。对以上复合板的综合研究明确了铝板夹层填充材料和厚度对隔声效果的作用。结果表明:含空气层复合铝板存在明显吻合谷,但其高频隔声性能好;泡沫铝吸声材料可有效抑制吻合谷,小的孔隙率(即增加密度)有利于提高隔声性能;隔音垫有助于提高复合板的隔声量,但是其厚度的选择要与关注的频率区段相匹配。研究结果系统地反映了复合板的影响因素,可为我国高速列车复合板隔声性能的优化提供参考依据。     

高速列车铝型材外地板减振降噪特性分析研究

基于统计能量分析方法并结合声振分析软件VA One,建立铝型材外地板的声学仿真预测模型,计算分析约束阻尼层厚度对型材的隔声量、声辐射系数的影响,以及结构平均隔声量和计权隔声量的变化趋势。计算结果表明：改变约束阻尼层的厚度,在低频区对结构减振降噪性能的影响较小;对高频区的影响较大,增加约束阻尼层的厚度对型材减振降噪的性能并不总是起着积极作用,当其厚度到达一定值时,反而会使型材向外辐射噪声的能力增强。平均隔声量和计权隔声量均随着约束阻尼层厚度的增加而增大,且计权隔声量大于平均隔声量。     

夹层椭圆形板的非线性振动

研究了夹层椭圆表板的非线性自由振动问题,在以五个位移分量表示的夹层椭圆板的运动方程的基础上,采用伽辽金方法得到非线性振动周期与振幅关系的解析表达式,讨论了物理参数和几何参数对板的线性基频和非线性振动周期的影响。     

基于谱元法的加筋双层板声透射分析

首先应用谱元法(SEM)建立简支加筋双层板结构在简谐平面声波激励下的振动响应分析模型,将所得结果与有限元法(FEM)计算结果对比,表明谱元法(SEM)在求解该类问题时具有精度高和求解速度快的优点。然后应用Rayleigh积分求解加筋双层板结构路径传声的透射声功率。在筋板截面面积不变的约束条件下,研究筋板倾角与面板间距在声波正入射情况下对透射侧面板辐射声功率的影响。结果表明:筋板倾角越大,加筋双层板的透射声功率越小;在倾角小于22o的情况下,隔声性能随着面板间距的减小而提高。分析结果对加筋双层板的结构设计与隔声优化具有一定的指导意义。     

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...     

单向加筋双层板隔声性能的有限元分析

为考察筋板声学透明假设理论对于加筋双层板隔声计算的适用性,对典型波纹芯体加筋双层板在简谐平面声波正入射和斜入射激励下的声透射损失（STL）进行有限元分析。分别建立筋板声学透明声腔和结构-声学全耦合加筋双层板的有限元模型,计算得到结构具有不同芯体构型和腔内声学介质时的STL曲线。结果表明,筋板“声学透明”假设模型带给加筋双层板STL计算误差取决于筋板结构阻抗和筋板间腔内介质声阻抗相对大小。因此,加筋双层板结构STL的准确预测需考虑筋板与腔内介质间与的结构-声学耦合作用。