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。     

轮对声振特性及多边形发展与轮辋厚度相关性研究

影响轮对振动声辐射的重要因素之一是车轮几何形状,当列车长期运营时,轮辋自然磨耗和镟修使其慢慢变薄,这样一方面直接影响轮对振动声辐射,另一方面,间接影响车轮多边形的改变进而也会对振动噪声产生影响。通过对长期运营的高速列车车轮粗糙度、振动噪声跟踪测试以及对轮对声辐射仿真预测,针对轮辋厚度改变对轮对振动声辐射的影响进行研究。结果表明:在车轮表面粗糙度一样时,轮辋越薄,在高频范围内轴箱振动越大,但增加较小。此外,依据车轮定频整分原理,轮辋厚度改变对车轮多边形的发展会产生影响,而车轮多边形的改变又将直接对轮对振动噪声产生影响。     

机械噪声控制的一般原则

机械噪声源的噪声控制是从根本上消除或降低声源的噪声.它是噪声控制中最主要和最根本的途径.声源噪声的降低,可以大大简化传播途径的控制措施.机械噪声的类型很多,按声强随时间的变化情况主要可以分为三种:稳态噪声、周期性噪声和脉冲噪声.稳态噪声是由于随机力或稳态力的作用下而产生的噪声.如固体表面摩擦和滚轧,由于表面粗糙而产生的随机性力,结构受力变形后,应力释放时的力可以看作是一个稳态力的激     

列车行驶时桥梁结构损伤预警的时域方法

根据列车行驶时,铁路桥梁结构的损伤状态与列车荷载的相关性,提出了一种结构损伤预警的时域方法。该方法首先进行结构损伤敏感性分析,确定结构的易损截面;然后根据易损截面的损伤状态,从列车在桥梁上的行驶时间区域中,选择合适的子区域;再以加速度时域数据作为损伤指标,采用模式识别中支持向量机的方法在每个子区域内进行损伤预警研究。对一个三跨连续梁的实例分析表明：该方法具有较好的识别能力和较强的抗噪声能力。     

城轨列车车辆空气传播噪声预测模型

为缩短城轨列车车辆这样大型复杂结构早期的声学结构设计周期,建立了城轨列车车辆室内噪声和车外噪声通用的理论计算模型;提出了室外声源声功率级转换到室内声源声功率级的等效计算方法;针对城轨列车车体常用的中空铝型材双层结构的隔声量进行了理论推导,并分析了表面粘附辅助材料后组合隔声结构的隔声量;根据计算模型对某城轨列车的噪声进行了预测,计算结果与测试结果虽存在一定的偏差,但仍在可接受范围之内。预测模型能为新车型研发和老车型的声学结构改进快速提供设计依据。     

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。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,使车轮多边形对噪声的影响频率范围增大,研究成果可以为车辆振动噪声控制提供依据和参考。     

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。     

基于机器学习的列车健康状态预测方法

建立可靠、实时的列车健康状况监测系统是一种提高轨道交通系统安全性的有效途径,利用机器学习算法分析和预测列车的健康状况。该文介绍了一种基于光纤光栅传感器的列车健康监测及预测系统,该系统应用神经网络和高斯过程学习、预测一种列车健康状况指标数据,即振动指标(VI)数据。VI能够反映列车在行驶时因车轮的物理损伤所导致的车体振动程度。分析结果表明,当车轮的物理损伤在正常范围内时,神经网络算法更适用于对VI指标进行学习和预测;当车轮的物理损伤超出正常范围时,高斯过程算法更适用于对VI指标进行学习和预测。     

高速列车头车安装裙板后流场与气动噪声特性

运用涡声理论和声类比方法,计算分析了转向架舱外安装裙板后高速列车头车简化模型的空气动力与气动噪声特性。基于延迟分离涡模型获得的近场流场被用于预测远场声辐射。结果表明,流体通过头车时形成了不同尺度和方向的复杂涡结构,上游几何体周围产生的湍涡向下游传播并与下游几何体相互作用,从而在头车尾部形成高湍流度尾迹。头车几何体近壁流场内形成的四极子噪声中,体偶极子声源高于体四极子声源,成为四极子主要声源。头车鼻锥、转向架、转向架舱后壁面以及尾部等部位的涡脱落、流动分离和流体相互作用剧烈,涡结构发展集中,几何体表面压力脉动变化显著,诱发形成偶极子气动噪声源。转向架舱外侧安装裙板后,在沿转向架中心的水平面内,后转向架部位辐射的气动噪声较前转向架强;头车沿线路侧向辐射的气动噪声强度分布较均匀,头车端部产生的气动噪声略高于头车尾部。裙板减弱了转向架区域流动冲击与湍流脉动,降低了头车气动噪声的产生与辐射。     

车轮非圆化对高速列车振动噪声的影响

对运营中的高速列车进行车内振动与噪声现场测试,分析高速列车车内振动和噪声特性,明确车内振动与噪声的水平及频谱特性,同时对车轮表面粗糙度进行同步测试,分析车轮非圆化特征,研究车轮径跳幅值及车轮多边形阶次对高速列车车内振动与噪声的影响。结果表明,车轮第20阶多边形是使车内振动和噪声偏大,并形成580 Hz显著频率的主要原因,相关结果可为高速列车车内振动与噪声控制及指导车轮镟修提供参考。     

乘用车子午线轮胎泵浦噪声机理的实验-数值混合分析方法

汽车在中高速行驶(乘用车超50 km/h,卡车超80 km/h)时,轮胎噪声取代其他部分噪声成为行驶噪声的主声源。轮胎噪声产生机理主要分为三种:泵浦噪声、振动噪声以及空气动力学噪声。其中泵浦噪声与轮胎花纹设计有关,属于可设计噪声。如何确定声源的频谱特性,进而预测轮胎噪声仍然是一个难点问题。提出一种泵浦噪声源识别的实验-数值混合分析方法。其基本的假设是:花纹横沟在进入地面和离开地面时产生气流,花纹纵沟将该气流收集,在轮胎接地前端和后端辐射出噪声;该噪声的大小与轮胎和地面形成的声场有关,也和轮胎花纹的节距排列有关。所提出的方法包括雕刻花纹轮胎噪声测试、轮胎声场阻抗数值分析、以及声源辨识三部分;通过在频域反演噪声传播过程辨识不同横沟的声源;通过雕刻花纹轮胎进行了噪声实验验证,说明了本方法的有效性。     

叶片厚度对旋涡风机叶片噪声的影响分析

利用三维CFD模型对旋涡风机内部流场进行模拟分析,获得叶片表面的压力脉动信息,以叶片表面压力流场作为气动声源,通过求解FW-H方程,计算了叶片产生的远场气动噪声;并以叶片表面的压力脉动信号作为激励源,计算了叶片振动产生的噪声。计算结果表明叶片厚度在1 mm到4 mm的范围,其气动噪声基本保持不变,结构噪声随叶片厚度减小而大幅增加,进一步分析得出叶片产生的噪声以气动噪声为主,结构噪声基本可以忽略。     

高速列车通过钢轨焊接接头时引起的轮轨冲击噪声的研究

高速铁路采用无缝钢轨铺设,大大地降低了轮轨通过钢轨接头时产生的轮轨冲击噪声。但是由于焊接钢轨时工艺不良和焊接材料与钢轨材料间存在性能差异等原因,车轮滚过这些焊接接头时产生的轮轨噪声远大于其它地方。为了探明钢轨焊接接头对轮轨噪声的影响,综合运用车辆-轨道耦合动力学理论、随机振动理论和声辐射理论建立了轮轨噪声预测模型,计算分析了高速列车通过钢轨焊接接头时的轮轨噪声。研究结果表明：焊缝凸台引起的轮轨冲击噪声主要集中在1250～3000Hz范围内。钢轨凹陷型焊缝引起的轮轨冲击噪声主要集中在400～1250Hz范围内。钢轨焊缝处短波不平顺波长增大,轮轨噪声声级最大值有所减小;短波不平顺波深增大,轮轨噪声声级最大值有所增大。     

高速列车车间连接处车内噪声特性研究

参考ISO 3381-2005标准，对运营中速度等级为300 km/h的某型高速列车进行车间连接处车内噪声测试，给出了车间连接处车内噪声的频谱特性及其空间分布规律。进而，基于球谐函数声场分解和重构的球形阵列声源识别原理，采用球形阵列声源识别系统，对车间连接处车内噪声进行声源识别，明确了车间连接处车内噪声的源强和分布特性。最后，参考TB 3094-2004标准，对典型的车间连接风挡结构进行隔声特性测试。综合上述测试结果，对车间连接处噪声的产生机理进行了综合的分析。结果表明，现有高速列车风挡结构不单有隔声不足的问题，还存在较显著的结构振动声辐射，对风挡结构的优化设计需同时考虑上述两大因素。     

100%低地板列车车内声源识别试验研究

100 %低地板列车是一种新型绿色环保的城市区域交通运输车辆。针对其特殊的车体结构,提出了更高的车内噪声控制要求。通过线路噪声试验,和100 %低地板列车车内声源特性的系统测试,定性分析了车内显著声源的传递路径,在此基础上提出车内减振降噪建议措施。试验结果表明,100 %低地板列车车内各个测点的声源能量主要集中在中心频率400 Hz～1 250 Hz的1/3倍频带,声源位置主要位于地板、顶板以及风挡区域。车内最显著频带声源的传递路径以空气传声为主。控制车辆外部空气声源,提高车体结构的密封、隔声性能是降低车内噪声的可行方法。研究结果可为100 %低地板列车车内减振降噪提供参考。     

气动凿岩机噪声声源的分析

对气动凿岩机产生的噪声声源进行了全面的分析研究，介绍了各声源的特性及测试方法。将气动凿岩机的冲击噪声和回转噪声作为一种主要噪声声源。为气动凿岩机噪声治理提供了依据。     

考虑轮轨材料等效疲劳损伤车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应

车轮扁疤是车轮踏面缺陷常见形式之一,会产生较大的轮轨冲击,影响列车运行的平稳性和安全性.该研究建立了三维轮轨滚动接触有限元模型,采用显式有限元法研究了车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应,描述了车轮扁疤冲击钢轨整个过程中轮轨接触状态的变化,着重分析了轮轨材料疲劳损伤与应变率效应对轮轨冲击响应的影响,并讨论了列车速度、扁疤长度...     

时间反转在列车转向架声发射源定位中的应用

针对高速列车转向架的动态检测提出一种新的损伤声源定位方法,采用声发射检测技术对转向架易损伤的焊接部位进行时间反转定位方法研究。首先利用有限元软件建立转向架焊接部位结构有限元模型;然后在模型上模拟发出一个声发射损伤信号,通过预置的声发射传感器接收声发射源信号;最后根据时间反转聚焦原理对接收信号进行处理,并通过检测区域成像,确定损伤声发射源的准确位置。数值仿真实验结果表明:该定位方法能够准确定位声源位置,定位结果比常规四点圆弧法更精确。     

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。     

声阵列测试技术在微型泵降噪中的应用研究

声源定位作为机械降噪的关键之一,有效指导着产品噪声问题的解决。某微型压力水泵的噪声较大,为了有效降噪,综合声阵列测试技术和机械降噪技术,构建了一套完整的降噪优化流程方法。在声源定位过程中采用声阵列采集实验数据,利用声强法与波束形成技术获取得到微型压力水泵噪声源的主要声源位置位于套筒中部,结合流场与结构场的实验分析,进一步验证了泵体噪声主要由套筒结构的振动发声所致。在准确识别声源的位置后提出相应的降低本体噪声的改进方法并进行了验证,结果表明：增大壳体的阻抗特性和通过弱化电机与顶盖和底盖的轴向连接刚度的方式可以有效降低压力水泵的噪声。