地铁弹性车轮的减振降噪及动态特性研究
发布时间：2023-04-10 04:25
随着我国城市轨道交通不断发展,而由此带来的车辆和轨道异常振动噪声问题却日益突出,影响了列车运行安全性和乘车舒适度。为了达到减振降噪的目的,常采用低噪声车轮、阻尼钢轨、减振轨道等一系列针对车辆和轨道的减振降噪措施。其中,弹性车轮由于在轮辋和轮芯之间设置了橡胶层,具有吸振和隔振能力,并显著降低簧下质量引起的轮轨冲击,从而减小轮轨间高频作用力,延长车辆和轨道零部件的使用寿命。此外,弹性车轮还被认为在降低轮轨磨耗方面具有潜在优势。因此,在现有地铁车辆上安装弹性车轮被认为是能有效降低车辆/轨道振动和噪声水平的一种潜在的有效解决方案。目前在国内弹性车轮普遍安装于有轨电车,而地铁车辆还未采用。虽然国内外基于弹性车轮开展了大量的研究并取得了一定的成果,但是基于地铁弹性车轮的三维轮轨滚动接触特性、车辆/轨道耦合动力学特性、轮轨噪声等问题并未进行深入和系统地研究。为了促进地铁弹性车轮的应用推广,有必要开展弹性车轮减振降噪机理、对列车轨道耦合动态行为的影响及使用安全性的研究。本文通过理论仿真和实验室测试揭示弹性车轮的减振降噪机理和特点,主要开展了以下几个方面的研究工作:(1)简要介绍了国内外在弹性车轮产品开...
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 弹性车轮简介
1.2.1 弹性车轮的结构形式与特点
1.2.2 弹性车轮国内外应用现状
1.3 国内外研究现状
1.3.1 弹性车轮静强度研究
1.3.2 弹性车轮动力学研究
1.3.3 弹性车轮瞬态滚动模型研究
1.3.4 弹性车轮降噪特性研究
1.4 论文研究思路及主要工作
第2章 弹性车轮静态有限元分析
2.1 弹性车轮设计概述
2.2 弹性车轮刚度特性分析
2.2.1 单块橡胶刚度测试分析
2.2.2 整体车轮刚度分析
2.3 应力分析
2.4 疲劳强度分析
2.5 本章小结
第3章 地铁弹性车轮滚动噪声特性分析
3.1 弹性车轮振动噪声特性试验分析
3.1.1 测试内容及方法
3.1.2 车轮频响特性分析
3.1.3 车轮辐射声功率特性分析
3.2 轮轨振动辐射噪声预测模型
3.2.1 车轮振动辐射噪声预测模型
3.2.2 无砟轨道振动辐射噪声预测模型
3.2.3 轮轨相互作用预测模型
3.3 轮轨滚动噪声预测结果及分析
3.3.1 弹性车轮降噪机理分析
3.3.2 基于轮轨噪声特性的弹性车轮材料参数优化分析
3.4 小结
第4章 基于弹性车轮的车辆轨道耦合动力学模型
4.1 车辆系统模型
4.1.1 车辆动力学模型
4.1.2 车辆系统各部件受力分析
4.1.3 运动方程
4.2 轨道模型
4.3 轮轨耦合动态模型
4.3.1 轮轨动态接触模型
4.3.2 列车/轨道耦合界面激励模型
4.4 模型验证
4.5 本章小结
第5章 弹性车轮动力学特性分析
5.1 弹性车轮动态特性分析
5.1.1 直线段动态结果
5.1.2 曲线段动态结果
5.2 弹性车轮动力学指标分析
5.2.1 运行安全性
5.2.2 运行平稳性
5.2.3 运行稳定性
5.3 弹性车轮刚度参数调查
5.3.1 动力学指标
5.3.2 振动特性
5.4 本章小结
第6章 地铁弹性车轮三维瞬态滚动模型和行为分析
6.1 三维轮轨瞬态滚动有限元模型
6.1.1 显式有限元方法原理
6.1.2 计算模型概述
6.1.3 计算过程介绍
6.1.4 牵引力和蠕滑率
6.1.5 材料模型
6.2 光滑条件下轮轨特性分析
6.2.1 轮轨力分析
6.2.2 接触斑特性
6.3 焊接接头冲击高频特性分析
6.3.1 钢轨波磨几何描述
6.3.2 计算结果分析
6.4 波磨冲击高频特性分析
6.4.1 钢轨波磨几何描述
6.4.2 计算结果分析
6.5 本章结论
结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表论文及专利情况
攻读博士学位期间从事的科研课题
本文编号：3788323
【文章页数】：168 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 弹性车轮简介
1.2.1 弹性车轮的结构形式与特点
1.2.2 弹性车轮国内外应用现状
1.3 国内外研究现状
1.3.1 弹性车轮静强度研究
1.3.2 弹性车轮动力学研究
1.3.3 弹性车轮瞬态滚动模型研究
1.3.4 弹性车轮降噪特性研究
1.4 论文研究思路及主要工作
第2章 弹性车轮静态有限元分析
2.1 弹性车轮设计概述
2.2 弹性车轮刚度特性分析
2.2.1 单块橡胶刚度测试分析
2.2.2 整体车轮刚度分析
2.3 应力分析
2.4 疲劳强度分析
2.5 本章小结
第3章 地铁弹性车轮滚动噪声特性分析
3.1 弹性车轮振动噪声特性试验分析
3.1.1 测试内容及方法
3.1.2 车轮频响特性分析
3.1.3 车轮辐射声功率特性分析
3.2 轮轨振动辐射噪声预测模型
3.2.1 车轮振动辐射噪声预测模型
3.2.2 无砟轨道振动辐射噪声预测模型
3.2.3 轮轨相互作用预测模型
3.3 轮轨滚动噪声预测结果及分析
3.3.1 弹性车轮降噪机理分析
3.3.2 基于轮轨噪声特性的弹性车轮材料参数优化分析
3.4 小结
第4章 基于弹性车轮的车辆轨道耦合动力学模型
4.1 车辆系统模型
4.1.1 车辆动力学模型
4.1.2 车辆系统各部件受力分析
4.1.3 运动方程
4.2 轨道模型
4.3 轮轨耦合动态模型
4.3.1 轮轨动态接触模型
4.3.2 列车/轨道耦合界面激励模型
4.4 模型验证
4.5 本章小结
第5章 弹性车轮动力学特性分析
5.1 弹性车轮动态特性分析
5.1.1 直线段动态结果
5.1.2 曲线段动态结果
5.2 弹性车轮动力学指标分析
5.2.1 运行安全性
5.2.2 运行平稳性
5.2.3 运行稳定性
5.3 弹性车轮刚度参数调查
5.3.1 动力学指标
5.3.2 振动特性
5.4 本章小结
第6章 地铁弹性车轮三维瞬态滚动模型和行为分析
6.1 三维轮轨瞬态滚动有限元模型
6.1.1 显式有限元方法原理
6.1.2 计算模型概述
6.1.3 计算过程介绍
6.1.4 牵引力和蠕滑率
6.1.5 材料模型
6.2 光滑条件下轮轨特性分析
6.2.1 轮轨力分析
6.2.2 接触斑特性
6.3 焊接接头冲击高频特性分析
6.3.1 钢轨波磨几何描述
6.3.2 计算结果分析
6.4 波磨冲击高频特性分析
6.4.1 钢轨波磨几何描述
6.4.2 计算结果分析
6.5 本章结论
结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表论文及专利情况
攻读博士学位期间从事的科研课题
本文编号：3788323
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3788323.html
