基于波导有限元法的轨道—箱梁系统振动声辐射机理研究

发布时间：2021-12-17 09:44

　　本文围绕城市轨道交通高架引起的振动和噪声问题,采取现场试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对轨道-箱梁系统的振动声辐射机理和影响因素开展研究,本文的主要研究成果包括:基于波导有限元法和二维边界元法,提出了轨道-桥梁系统振动声辐射的快速预测方法。以广州地铁四号线30 m简支箱梁为例,建立了轨道-箱梁系统振动预测的波导有限元模型和噪声预测的二维边界元模型。开展了广州地铁四号线30 m简支箱梁振动声辐射现场测试,分析了轨道-箱梁系统振动声辐射的频谱特性,验证了振动和噪声预测的数值模型。波导有限元模型与传统有限元模型相比,计算效率更高,且计算精度相差不大;二维边界元模型与三维边界元模型相比,虽然计算精度略有降低,但计算效率却大大提高。基于波导有限元法,提出了轨道-桥梁系统中导波特性的分析方法,研究了箱梁和钢轨中传播的导波频散特性和导波模态。在箱梁振动声辐射优势频段内,出现了9种导波,包括4种竖向弯曲波、2种横向弯曲波、2种扭转波和1种纵波,其中引起箱梁顶板和底板弯曲振动的导波E和G是导致箱梁振动峰值的主导波形。在钢轨振动声辐射优势频段内,出现了4种导波,竖向弯曲波、横向弯曲波、扭转波和纵波各... 

【文章来源】： 宋立忠 西南交通大学

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

城市轨道交通制式多种多样

(a) 钢轨 (b) 轮胎图 1-3 现实生活中的波导结构导波是弹性波在波导结构中传播，在边界处多次往复反射，并进一步的干涉和几何弥散而形成的[79]。导波具有多模态和频散的特性。导波的波动形式，包括弯曲波、扭转波和纵波等，称为导波模态。波导有限元法的概念最早由伊朗学者 Aalami[80]于 1973 年提出，他eigh-Ritz 法推导了任意截面的正交各向异性等截面杆的频散方程，并

图 3-1 广州地铁四号线 30 m 简支箱梁a)和(b)分别给出了广州地铁四号线 30 m 简支箱梁的横桥梁跨中截面，顶板和底板的厚度均为 0.25 m，腹板

【参考文献】：
期刊论文
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[2]不同跨径的轨道交通槽形梁声振特性分析[J]. 秦佳良,刘林芽,曾峰,宋瑞.  铁道科学与工程学报. 2018(05)
[3]轨道交通槽形梁结构振动与噪声特性研究[J]. 秦佳良,刘林芽,宋瑞,曾峰.  铁道科学与工程学报. 2018(04)
[4]铁路箱梁辐射结构噪声测试与开孔影响分析[J]. 宋瑞,刘林芽,徐斌,刘全民.  噪声与振动控制. 2017(06)
[5]腹板参数对槽形梁结构噪声影响分析[J]. 秦佳良,刘林芽,宋瑞,曾峰.  噪声与振动控制. 2017(06)
[6]轨道交通槽形梁局部振动及参数敏感性分析[J]. 刘林芽,秦佳良,曾峰.  铁道科学与工程学报. 2017(11)
[7]典型铁路简支箱梁的中高频振动试验研究[J]. 张迅,李小珍,王党雄,冉汶民,宋立忠.  铁道学报. 2017(08)
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博士论文
[1]CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道振动频域与波导特性研究[D]. 代丰.西南交通大学 2016
[2]铁路结合梁桥结构噪声预测及约束阻尼层控制研究[D]. 刘全民.西南交通大学 2015
[3]轨道交通桥梁结构噪声预测与控制研究[D]. 张迅.西南交通大学 2012
[4]城市轨道交通高架结构振动与噪声影响的研究[D]. 高飞.北京交通大学 2011
[5]交通荷载作用下桥梁振动与噪声问题研究[D]. 张鹤.浙江大学 2010
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硕士论文
[1]城市轨道高架线典型轨道结构振动传递特性及行车动力性能分析[D]. 刘玲玉.北京交通大学 2014
[2]城市轨道高架线桥梁结构与噪声辐射相关的振动研究[D]. 方小华.北京交通大学 2012
[3]箱形梁结构的振动和噪声辐射研究[D]. 常亮.武汉理工大学 2007
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本文编号：3539869