列车车轮噪声控制及降噪块设计研究
发布时间：2021-04-09 21:15
轨道交通的快速发展为人们快捷出行提供了极大的方便,但轨道交通在运输过程中所引发的噪音污染问题也随之越来越突出。轨道交通噪音不但会引起乘客的不适和焦躁,同时也影响轨道沿途居民的生活环境。针对轨道交通车轮辐射噪声问题,本文根据车轮辐射振动噪声的产生机理和特性,设计了一种三明治式车轮降噪块,以实现对车轮辐射噪声的控制。本文主要研究内容如下:1.车轮振动及声辐射特性分析。建立了车轮有限元分析模型,分析获得了车轮模态参数,其中有6阶振动显著模态,并采用模态叠加法求解了车轮结构的振动频率响应。用有限元法分析了车轮声辐射特性,当车轮振动频率在0600Hz范围内时,声辐射效率与振动频率成正比;当振动频率大于800Hz时,车轮在受到径向激励时的声辐射效率接近1,且大于车轮在受到轴向激励时的声辐射效率。计算了车轮声辐射的平均声压级,其振动能量主要集中在16005000Hz,分析了外声场声压云图,当车轮在受到径向激励时,最大声压级为114dB（A）。2.车轮振动噪声控制方案设计。基于动力吸振和约束阻尼减振原理,设计一种三明治式的车轮径向降噪块,通过阻尼层不同结构参...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁路噪声源与车辆运行速度的关系
辐射噪声未能充分反应出来，与测量得到的结果相比，误差较大。所以 Remington 后11]对系统持续完善，将早期车轮的刚性质量块模型更换成 LOVE 弹性圆环模型，考虑轮轨接触模型的 Hertz 刚度，假设有的车轴质量参与一侧的车轮振动；考虑了地面反对噪声传播的影响。更正后，车轮的噪声推测数值更加靠近实际值，测算精确度得到极大提升。
在 Remington 的相对距离激励模型的基础上，英国的 Thompson 对该模型进行了修改和完善。Thompson[12]模型指出车轮和钢轨由于表面的不平顺在接触过程中产生相互作用激励，从而使车轮和钢轨发生振动。为此 Thompson 在新模型中[13]增加了对轮轨声辐射的考虑，用轨道模型替换起初单一的钢轨模型，建立了车轮有限元模型，输入更为合理的轮轨接触关系。欧洲铁路研究所（ERRI）以 Thompson 改进的模型为基础,研发出 TWINS[14,15]轮轨滚动噪声预测软件，TWINS 模型如图 1.3 所示，其主要有五个部分组成：（1）轮轨表面粗糙度，只要是作用是输入整个模型的激励；（2）车轮动力学，用于分析车轮的振动特性；（3）轨道动力学，用于分析轨道的振动特性；（4）轮轨相互作用模型：将以上三个部分联系起来，计算得到轨接触力及轮轨接触力激励下轮轨系统的振动响应；（5）振动声辐射模型：基于以上计算得到的轮轨响应计算响应，结合系统的声辐射效率，得到轮轨辐射噪声。TWINS 模型通过诸多现场测算的验证，在欧洲现在成为了计算轮轨噪声水平的重要理论工具，目前广泛运用于轮轨噪声水平预测、轨道新线路规划以及减振降噪产品的开发。
【参考文献】：
期刊论文
[1]道路交通噪声污染的防治对策及其效果[J]. 胡乔木. 能源与环境. 2019(02)
[2]高速铁路环境噪声排放标准限值研究[J]. 伍向阳,辜小安,刘兰华,邵琳. 铁路节能环保与安全卫生. 2019(02)
[3]基于数值分析的模态阻尼系数获取方法[J]. 王建强,周苏枫,王纯. 应用力学学报. 2019(02)
[4]压剪复合型弹性车轮的纵向振动影响及其控制[J]. 杨阳,杨传勇,丁军君,李芾. 城市轨道交通研究. 2018(10)
[5]弹性车轮结构及其典型故障研究[J]. 刘锡良,白翔. 科学技术创新. 2018(26)
[6]中铁检验认证中心声学试验室试运行[J]. 黄哲昊. 铁道技术监督. 2018(09)
[7]Prony级数形式的形状记忆聚合物有限应变黏弹性本构模型[J]. 樊鹏玄,陈务军,赵兵,胡建辉,张大旭,房光强,彭福军. 浙江大学学报(工学版). 2018(06)
[8]基于模态参与因子的白车身动刚度优化[J]. 江想莲,耿福荣,戴太亮. 汽车与驾驶维修(维修版). 2018(05)
[9]基于声能量传递分析的空腔阻隔结构布置方案设计[J]. 牛胜福,张立军,赵英龙,孟德建,曹诚,陈阳,马扎根,余卓平. 振动与冲击. 2018(02)
[10]基于模态置信准则计算的L（0,1）导波弯头反射研究[J]. 耿海泉,王悦民,邓文力,陈乐,叶伟. 中国科学:技术科学. 2017(12)
博士论文
[1]轮轨滚动噪声预测与控制研究[D]. 马心坦.北京交通大学 2007
[2]轨道交通轮轨噪声预测与控制的研究[D]. 徐志胜.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]低噪声车轮振动声辐射特性研究[D]. 王谛.西南交通大学 2014
[2]基于半消声室的NVH试验台声场特性分析与优化设计[D]. 许传贺.重庆理工大学 2014
[3]声学优化车轮设计理论研究[D]. 王志华.北京交通大学 2012
[4]机械结构振动噪声的仿真[D]. 谢昌林.西北工业大学 2004
本文编号：3128326
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁路噪声源与车辆运行速度的关系
辐射噪声未能充分反应出来，与测量得到的结果相比，误差较大。所以 Remington 后11]对系统持续完善，将早期车轮的刚性质量块模型更换成 LOVE 弹性圆环模型，考虑轮轨接触模型的 Hertz 刚度，假设有的车轴质量参与一侧的车轮振动；考虑了地面反对噪声传播的影响。更正后，车轮的噪声推测数值更加靠近实际值，测算精确度得到极大提升。
在 Remington 的相对距离激励模型的基础上，英国的 Thompson 对该模型进行了修改和完善。Thompson[12]模型指出车轮和钢轨由于表面的不平顺在接触过程中产生相互作用激励，从而使车轮和钢轨发生振动。为此 Thompson 在新模型中[13]增加了对轮轨声辐射的考虑，用轨道模型替换起初单一的钢轨模型，建立了车轮有限元模型，输入更为合理的轮轨接触关系。欧洲铁路研究所（ERRI）以 Thompson 改进的模型为基础,研发出 TWINS[14,15]轮轨滚动噪声预测软件，TWINS 模型如图 1.3 所示，其主要有五个部分组成：（1）轮轨表面粗糙度，只要是作用是输入整个模型的激励；（2）车轮动力学，用于分析车轮的振动特性；（3）轨道动力学，用于分析轨道的振动特性；（4）轮轨相互作用模型：将以上三个部分联系起来，计算得到轨接触力及轮轨接触力激励下轮轨系统的振动响应；（5）振动声辐射模型：基于以上计算得到的轮轨响应计算响应，结合系统的声辐射效率，得到轮轨辐射噪声。TWINS 模型通过诸多现场测算的验证，在欧洲现在成为了计算轮轨噪声水平的重要理论工具，目前广泛运用于轮轨噪声水平预测、轨道新线路规划以及减振降噪产品的开发。
【参考文献】：
期刊论文
[1]道路交通噪声污染的防治对策及其效果[J]. 胡乔木. 能源与环境. 2019(02)
[2]高速铁路环境噪声排放标准限值研究[J]. 伍向阳,辜小安,刘兰华,邵琳. 铁路节能环保与安全卫生. 2019(02)
[3]基于数值分析的模态阻尼系数获取方法[J]. 王建强,周苏枫,王纯. 应用力学学报. 2019(02)
[4]压剪复合型弹性车轮的纵向振动影响及其控制[J]. 杨阳,杨传勇,丁军君,李芾. 城市轨道交通研究. 2018(10)
[5]弹性车轮结构及其典型故障研究[J]. 刘锡良,白翔. 科学技术创新. 2018(26)
[6]中铁检验认证中心声学试验室试运行[J]. 黄哲昊. 铁道技术监督. 2018(09)
[7]Prony级数形式的形状记忆聚合物有限应变黏弹性本构模型[J]. 樊鹏玄,陈务军,赵兵,胡建辉,张大旭,房光强,彭福军. 浙江大学学报(工学版). 2018(06)
[8]基于模态参与因子的白车身动刚度优化[J]. 江想莲,耿福荣,戴太亮. 汽车与驾驶维修(维修版). 2018(05)
[9]基于声能量传递分析的空腔阻隔结构布置方案设计[J]. 牛胜福,张立军,赵英龙,孟德建,曹诚,陈阳,马扎根,余卓平. 振动与冲击. 2018(02)
[10]基于模态置信准则计算的L（0,1）导波弯头反射研究[J]. 耿海泉,王悦民,邓文力,陈乐,叶伟. 中国科学:技术科学. 2017(12)
博士论文
[1]轮轨滚动噪声预测与控制研究[D]. 马心坦.北京交通大学 2007
[2]轨道交通轮轨噪声预测与控制的研究[D]. 徐志胜.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]低噪声车轮振动声辐射特性研究[D]. 王谛.西南交通大学 2014
[2]基于半消声室的NVH试验台声场特性分析与优化设计[D]. 许传贺.重庆理工大学 2014
[3]声学优化车轮设计理论研究[D]. 王志华.北京交通大学 2012
[4]机械结构振动噪声的仿真[D]. 谢昌林.西北工业大学 2004
本文编号：3128326
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