發(fā)布時間：2021-11-11 17:48

　　近年來我國高速鐵路的快速發(fā)展在一定程度上推動了中國經(jīng)濟水平的迅速增長。高速鐵路在滿足更高速度等級要求的同時,輪軌間的沖擊和振動將會增強,噪聲水平隨之迅速上升,高速鐵路發(fā)展所引發(fā)的噪聲污染問題也將愈發(fā)嚴(yán)峻。高速鐵路噪聲不僅嚴(yán)重干擾人們的正常作息,還會對其身心健康造成不可逆的損傷;除此之外,列車運行產(chǎn)生的劇烈振動會導(dǎo)致沿線建筑物的受迫振動以及相關(guān)設(shè)備使用壽命的減少。因此,開展高速鐵路噪聲的預(yù)測及控制具有不可忽視的重要意義。輪軌噪聲在高速鐵路噪聲中占比極大,而車輪噪聲又是輪軌噪聲的重要組成,所以本文針對車輪隔聲裙對輪軌噪聲的屏蔽和控制進行了系統(tǒng)的研究。首先選取高速列車車輪作為研究對象,基于結(jié)構(gòu)振動理論和聲學(xué)理論,采用有限元和邊界元分析法,以自振特性、位移導(dǎo)納、聲輻射效率和聲輻射指向性作為評價指標(biāo),對車輪的振動與噪聲輻射特性進行了一系列的研究,為車輪噪聲輻射的預(yù)測與控制提供一定的理論基礎(chǔ)。其次利用車輪隔聲裙對輪軌噪聲進行控制,在結(jié)構(gòu)隔聲理論的基礎(chǔ)上,采用統(tǒng)計能量分析法,以傳遞損失作為評價指標(biāo),系統(tǒng)分析了車輪隔聲裙相關(guān)參數(shù)對其降噪性能的影響,為車輪隔聲裙的優(yōu)化設(shè)計與選取提供一定的理論參考。最后使... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖

高速列車車輪隔聲裙對輪軌噪聲的影響研究-2-健康造成不可逆的損害，例如噪聲對人體的聽力、心臟血液循環(huán)、呼吸系統(tǒng)和情緒等都會產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷。另外，列車運行產(chǎn)生的劇烈振動也會導(dǎo)致沿線建筑物的受迫振動以及相關(guān)設(shè)備使用壽命的減少[3]。高速列車速度越高，其運行產(chǎn)生的噪聲污染就越嚴(yán)重。與此同時，人們開始重視聲環(huán)境對健康的影響，并對高速鐵路的發(fā)展質(zhì)量提出了更高的要求：不但要延續(xù)鐵路運輸一直以來的高速性，更要滿足新時期綠色、環(huán)保等社會經(jīng)濟發(fā)展理念下的安全性、舒適性和環(huán)保性。因此，如何控制高速鐵路噪聲輻射，減少其對人們工作和生活的影響，避免鐵路沿線聲環(huán)境的嚴(yán)重污染，是高速鐵路發(fā)展所面臨的重大挑戰(zhàn)。積極開展高速鐵路噪聲的預(yù)測和控制研究，旨在了解高速鐵路噪聲的產(chǎn)生機理，為高速鐵路噪聲的控制提供理論基礎(chǔ)，為噪聲控制措施及結(jié)構(gòu)的選取提供依據(jù)，為高速鐵路減振降噪措施的優(yōu)化提供參考。1.2高速鐵路噪聲的組成及降噪措施1.2.1高速鐵路噪聲的組成高速鐵路噪聲是列車在運行過程中，由各個結(jié)構(gòu)的振動產(chǎn)生并向外輻射的，相比其他類型的環(huán)境污染來說有以下特點：(1)物理性，高速鐵路噪聲不會產(chǎn)生可見可觸的污染物，聲能會以熱量的形式散逸；(2)即時性，高速鐵路噪聲污染隨聲源振動而產(chǎn)生，不會長期留存；(3)流動性，高速鐵路噪聲相對于固定監(jiān)測點是流動的，噪聲污染隨聲源的遷移而移動[4]。高速列車車外噪聲聲源識別所采用的噪聲測試系統(tǒng)如圖1.2所示，進行現(xiàn)場測試時該系統(tǒng)能夠檢測到高速列車周圍聲環(huán)境中不同測點的聲能量[5]。圖1.2高速列車車外噪聲測試系統(tǒng)[5]

高速列車車輪隔聲裙對輪軌噪聲的影響研究-24-3車輪振動及噪聲輻射仿真研究3.1車輪聲輻射預(yù)測模型本文對車輪的振動特性研究采用了有限元分析法。利用三維設(shè)計軟件SolidWorks和有限元分析軟件ANSYS建立了車輪有限元模型。鐵路所用車輪的輻板型式可以分為S型、直板型和波浪形，已有的研究結(jié)果表明：車輪的輻板型式不同，車輪的振動和聲輻射的分析結(jié)果都會不同[57]。本文根據(jù)CRH3(ChinaRailwaysHigh-speed)型車所用的S型車輪的尺寸參數(shù)，在SolidWorks中完成車輪的三維實體模型，車輪的基本尺寸見表3.1。表3.1車輪的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)項目數(shù)據(jù)單位車輪外徑785mm車輪內(nèi)徑273mm輪轂孔徑170mm輪轂孔厚度178mm將車輪實體模型以x-t格式導(dǎo)入ANSYS中進行有限元分析，采用實體單元進行網(wǎng)格劃分得到有限元模型。車輪有限元模型如圖3.1所示。圖3.1車輪有限元模型利用VAOne噪聲計算軟件，建立車輪邊界元模型，填充輪轂孔以防止聲泄露，車輪邊界元模型如圖3.2所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高速鐵路矮屏障降噪性能測試與優(yōu)化分析[J]. 何賓.  鐵道工程學(xué)報. 2019(02)
[2]現(xiàn)代軌道交通工程科技前沿與挑戰(zhàn)[J]. 翟婉明,趙春發(fā).  西南交通大學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[3]高速鐵路噪聲源區(qū)劃及各區(qū)域聲源貢獻量分析[J]. 胡文林,胡敘洪,齊春雨,王少林.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2016(03)
[4]滾動噪聲的預(yù)測方法及對降噪措施效果的評價[J]. 長倉清,彭惠民.  國外鐵道車輛. 2014(05)
[5]車輪輻板開孔對車輪振動噪聲輻射特性的影響[J]. 楊新文,石廣田,楊建近.  中國鐵道科學(xué). 2014(02)
[6]傳遞矩陣法分析復(fù)合材料層合板的傳聲損失[J]. 萬翾,吳錦武.  噪聲與振動控制. 2013(01)
[7]高速鐵路聲屏障聲學(xué)計算模式研究[J]. 蘇衛(wèi)青,潘曉巖,葉平.  中國鐵道科學(xué). 2013(01)
[8]高速列車運行產(chǎn)生的輪軌噪聲預(yù)測[J]. 楊新文,翟婉明,和振興.  噪聲與振動控制. 2011(03)
[9]高速鐵路噪聲影響評價研究[J]. 蘇衛(wèi)青.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2011(05)
[10]軌道交通輪軌噪聲預(yù)測模型[J]. 徐志勝,翟婉明.  交通運輸工程學(xué)報. 2005(03)

博士論文
[1]軌道交通高架箱梁橋結(jié)構(gòu)聲輻射的發(fā)聲機理與特性研究[D]. 張小安.蘭州交通大學(xué) 2019
[2]高速鐵路聲屏障聲學(xué)設(shè)計、優(yōu)化及試驗研究[D]. 何賓.西南交通大學(xué) 2017
[3]高速鐵路輪軌噪聲理論計算與控制研究[D]. 楊新文.西南交通大學(xué) 2010
[4]輪軌滾動噪聲預(yù)測與控制研究[D]. 馬心坦.北京交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]高速鐵路無砟軌道振噪特性時頻域分析[D]. 肖慧娟.北京交通大學(xué) 2019
[2]列車車輪噪聲控制及降噪塊設(shè)計研究[D]. 楊帆.湘潭大學(xué) 2019
[3]高速鐵路輪軌粗糙度噪聲影響特性研究[D]. 徐俊杰.華東交通大學(xué) 2018
[4]高速鐵路板式軌道輪軌振動噪聲預(yù)測[D]. 鐘庭生.西南交通大學(xué) 2018
[5]層合式動力吸振器在高鐵車輪減振降噪的應(yīng)用研究[D]. 李成斐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]輪軌滾動噪聲的預(yù)測及控制研究[D]. 陳靖.華東交通大學(xué) 2016
[7]駐波管中隔聲量測試方法的改進研究[D]. 趙陽.貴州大學(xué) 2016
[8]阻尼環(huán)車輪振動聲輻射特性試驗研究[D]. 劉玉霞.西南交通大學(xué) 2016
[9]生態(tài)敏感區(qū)鐵路沿線噪聲防控的運輸組織措施研究[D]. 曹瑞.北京交通大學(xué) 2015
[10]高速鐵路噪聲源識別—津秦鐵路客專試驗研究[D]. 馬森月.北京交通大學(xué) 2014



本文編號：3489259