扣件刚度与阻尼对铁路箱梁车致振动噪声的影响研究

为了探明扣件刚度和阻尼对箱梁结构噪声的影响,基于车-线-桥耦合振动理论和声学边界元理论,建立了箱梁结构噪声预测的混合有限元-边界元法,并进行现场试验验证。在此基础上,分析了扣件刚度与阻尼对32 m简支箱梁结构噪声的声场分布规律与频谱特性、轮轨相互作用力的影响规律。结果表明:混合有限元-边界元法能较好地预测箱梁结构噪声,结构噪声的峰值频段为40~80 Hz,噪声峰值频率主要受扣件刚度的影响;距地面1.2 m高,近轨侧10~40 m和40~100 m范围内的声压级衰减率为0.29 d B(Lin)/m和0.067 d B(Lin)/m;扣件刚度增加将显著降低梁侧声场的指向角,扣件刚度自10 MN/m增加到100 MN/m时,近轨侧30 m纵断面的声压级平均增加12.5 d B(Lin),结构噪声和轮轨力的峰值频率均从30 Hz同步增大到67 Hz;扣件阻尼比对梁侧声场的指向性影响较小,扣件阻尼比从0.062 5增加到0.5时,近轨侧30 m纵断面的声压级平均降低5.0 d B(Lin),结构噪声和轮轨力的峰值频率均保持不变。