收藏本站
《大连交通大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速动车组结构振动与噪声预测研究

张倍  
【摘要】:随着铁路客车的迅速发展和列车运行速度的大幅度提升,结构振动引发的部件疲劳问题和车内噪声问题日益突出。因此,本文以某CRH3高速动车组中间车为研究对象,基于有限元法和边界元法,对结构振动引起的室内噪声进行数值仿真分析;基于改进的可行方向法,以转向架部件为研究对象,进行动力优化分析。主要研究工作如下: 首先,在对某CRH3高速动车组中间车的车身结构、连接方式及焊接关系进行全面了解后,建立了车身结构有限元模型;采用Block Lanczos法,对车身进行了无约束自由模态分析;采用直接积分法,对车体在单位激励载荷作用下的频率响应进行了分析。计算结果表明:车体结构的低阶模态显示出整体性,在较高频率段,主要以局部模态为主;在激励力载荷作用下,车身结构的振动形式主要表现为车顶、底架和侧墙的局部变形,其中车底两端局部和侧墙局部振动响应变形较大。 其次,采用实体单元建立了车内声腔有限元模型;对有、无座椅条件下的室内空腔声学模态进行计算,并与车身结构模态计算结果进行对比。计算结果表明包含座椅的室内空腔声学模态在13.6Hz、27.7Hz和34.3Hz时,与车身结构模态振动频率非常接近,可能会产生耦合现象,加大车内噪声。 然后,建立车身结构的边界元模型,研究了激励载荷作用下车内声学特性情况。分析了在20-200Hz频率范围内车内6个测试点的声压值,获得了出现声压级峰值的5个频率:42Hz、64Hz、128Hz、134Hz、144Hz;给出了在这些频率处的室内纵、横向域平面内的声压级分布云图,讨论了添加吸声系数对域平面声压值及分布情况的影响;将车体壁板划分为33组面板,并对这些面板进行声学贡献度分析,给出了峰值频率处各组板件对车体中心参考点的声压贡献直方图,根据这些面板组贡献度的正负及数值大小,为降低室内噪声的结构修改措施提供理论依据。 最后,为解决CRH3高速动车组运行时转向架部件结构的固有频率分布与轮轨激扰的频率分布接近问题,对转向架部件进行特征值灵敏度分析,确定部件结构参数对固有频率的灵敏程度。然后,选取灵敏结构参数为设计变量,采用改进的可行方向法对转向架部件以频率为约束条件、重量最小化为目标函数进行动力优化设计。优化后的转向架部件的一阶频率提高至42Hz,从而使动车组运行具有更高的安全性。 本课题得到国际科技合作项目(编号:2010DF80050)及铁道部科技研究开发计划(编号:2009J005-C)的资助。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U266

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林家浩;有频率禁区的结构优化设计[J];大连工学院学报;1981年01期
2 邓兆祥;李昌敏;胡玉梅;张景良;;轿车车内低频噪声预测与控制[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年12期
3 王健;;结构优化设计中关切频率对优化结果的影响[J];工程力学;1990年03期
4 赵荣宝,陈秉聪,程悦荪;车内噪声与结构振动偶合研究的现状与进展[J];吉林工业大学学报;1987年02期
5 谢素明;张磊;付亚兰;兆文忠;;铁路客车室内噪声预测与控制技术研究[J];计算力学学报;2009年03期
6 陈建军,车建文,崔明涛,戴君,马洪波;结构动力优化设计述评与展望[J];力学进展;2001年02期
7 刘献栋;司志远;单颖春;;基于声学传递向量法的车内低频噪声分析与控制[J];汽车工程;2009年07期
8 夏国林;陈朝阳;张代胜;汪成明;;轿车白车身动态特征灵敏度分析及优化设计[J];汽车技术;2008年01期
9 陈鑫;王登峰;陈书明;朱磊;马正东;;由动力总成引起的车内噪声统计能量分析与控制[J];汽车技术;2008年08期
10 王震坡,何洪文;统计能量方法用于汽车振动噪声的分析研究[J];汽车科技;2001年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张志弘;摩托车总体设计的动态性能分析及结构优化设计的研究[D];重庆大学;2005年
2 付亚兰;铁路客车结构—声场耦合系统噪声预测研究[D];大连交通大学;2008年
3 陈伟;轨道客车室内声学特性研究[D];大连交通大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王赞芝;胡如成;张鹏;吴辉琴;邓宇;叶雁冰;黄世斌;陈劲飙;;多跨连续梁弯曲自由振动的波动解法[J];四川建筑科学研究;2010年02期
2 马心坦;辛明林;杨绍普;;铁路声屏障与轨边矮墙优化设计研究[J];北京交通大学学报;2006年01期
3 许力;汪时武;;轿车白车身模态分析研究[J];车辆与动力技术;2008年04期
4 赵琰飞;隋允康;叶红玲;;基于响应面方法的板壳结构频率约束优化[J];北京工业大学学报;2006年S1期
5 常乐;任珉;闫维明;周福霖;;城市交通诱发结构二次振动分析与数值模拟[J];北京工业大学学报;2009年05期
6 龙凯;左正兴;李涛;肖涛;;基于连续统敏度的结构动态形状优化方法[J];北京理工大学学报;2006年08期
7 龙凯;左正兴;肖涛;;基于高效差分敏度分析的谐响应形状优化[J];北京理工大学学报;2006年09期
8 冯涛,王晶;声学中的数值模拟方法及其应用范围[J];北京工商大学学报(自然科学版);2004年01期
9 卜晓媛;张力;陈浩;;食品制冷机组压缩机隔振元件的LMS试验模态分析[J];北京工商大学学报(自然科学版);2010年06期
10 黄海燕;林志祥;王德禹;;船艉结构静动态多目标优化设计[J];船舶力学;2011年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王蓓蓓;张辉;齐健;;铁路噪声预测模型研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
2 叶庆卫;汪同庆;叶俊勇;;一种频谱模糊聚类的多模态分解算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 董向前;宋建农;李永磊;;基于ANSYS-Workbench机架振动的模态分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 周聚会;;DF11型内燃机车产生噪音的机理分析及降噪措施[A];《河南铁道》2011年第4期[C];2011年
5 邹元杰;韩增尧;张瑾;;航天器全频域力学环境预示的主要方法[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
6 张铁亮;丁运亮;金海波;张珍铭;;卫星桁架结构优化设计[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
7 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
8 刘林芽;雷晓燕;练松良;;提速列车轮轨噪声的预测及频谱分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
9 李翔;王皓;;基础简谐激励下的结构动响应拓扑优化[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
10 史建平;步青松;;铁路运输环境振动影响及其基本特性研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
3 卢兆刚;基于混合FE-SEA方法的汽车薄壁件中频声学特性预测及优化研究[D];浙江大学;2011年
4 单光坤;兆瓦级风电机组状态监测及故障诊断研究[D];沈阳工业大学;2011年
5 陈书明;轿车中高频噪声预测与控制方法研究[D];吉林大学;2011年
6 黄翀;航空场景模拟器的设计与研究[D];华中科技大学;2011年
7 伍曾;能量法在车辆—轨道系统垂向振动分析中的应用[D];西南交通大学;2011年
8 薛富春;富水黄土隧道隧底动力特性研究[D];西南交通大学;2011年
9 刘德军;风—列车—线路—桥梁系统耦合振动研究[D];西南交通大学;2010年
10 丁北斗;基于环境激励网架结构的模态分析与损伤识别研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘希花;曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应[D];山东科技大学;2010年
3 邹欢;双层壳体结构水下辐射声场数值预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 施卫华;浸水结构动力特性与声辐射特性研究[D];大连理工大学;2010年
5 王虎虎;基于自适应进化策略的舰船加筋结构动力优化[D];大连理工大学;2010年
6 李伟湘;基于二次规划法的连续体结构拓扑优化方法及其应用研究[D];长沙理工大学;2010年
7 刘金超;600MW超临界机组高压旁路阀门国产化研发[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 高山凤;单搭自冲铆接头机械性能研究[D];昆明理工大学;2010年
9 李帅;大比例钢筋混凝土梁结构曲率模态损伤检测及有限元分析对比[D];昆明理工大学;2010年
10 张明旭;精密数控车床理论建模与分析[D];昆明理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙艳丰,郝江凌;大型复杂结构优化问题的遗传算法[J];北方交通大学学报;1997年06期
2 李福松,陈建军;射流发电机机械振动系统的动力优化设计[J];兵工学报;2000年01期
3 王宪成;张晶;张更云;;基于统计能量分析法的船艇机舱噪声建模计算[J];兵工学报;2007年11期
4 叶武平,靳晓雄;汽车振动噪声分析的新工具:统计能量分析法[J];北京汽车;2001年05期
5 程广利,朱石坚,伍先俊;统计能量分析法及其损耗因子确定方法综述[J];船舶工程;2004年04期
6 林树枝,程耿东;动力响应灵敏度分析的振型空间法[J];地震工程与工程振动;1990年03期
7 赵衍刚,孙景江;结构动力灵敏度分析中的几个问题[J];地震工程与工程振动;1991年04期
8 高春宏;郭海洋;刘厚林;;基于统计能量分析法的地铁车辆噪声预估[J];电力机车与城轨车辆;2008年01期
9 林家浩;有频率禁区的结构优化设计[J];大连工学院学报;1981年01期
10 钟万勰,程耿东;多重特征值的二阶敏度分析及相应的优化算法[J];大连工学院学报;1985年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 徐志胜;轨道交通轮轨噪声预测与控制的研究[D];西南交通大学;2004年
2 张军;声学—结构灵敏度及结构—声学优化设计研究[D];大连交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张国栋;结构优化与非线性有限元技术在炮闩闭气结构中的应用研究[D];南京理工大学;2003年
2 张晓排;我国铁路客车车内降噪技术研究[D];大连铁道学院;2002年
3 李晓政;车辆室内降噪的统计能量分析与降噪优化研究[D];华中科技大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱一迪;;武广高速铁路正式投入运营[J];机车电传动;2010年01期
2 本刊编辑部;;《高速动车组整车试验规范》国家标准审查会在北京召开[J];铁道技术监督;2010年02期
3 何旭;汪鹏;;“和谐号”冲刺世界之路[J];报林;2009年08期
4 王兆祥;高速动车组维修基地的工艺设计[J];铁道标准设计;1996年12期
5 梁成谷;;国产350km/h“和谐号”动车组下线[J];中国铁路;2008年05期
6 梁成谷;;成都至重庆首列“和谐号”动车组发车[J];铁道运输与经济;2009年10期
7 朱一迪;;郑西高速铁路正式开通[J];机车电传动;2010年02期
8 朱一迪;;海南东环铁路增开中国最新一代高速动车组[J];机车电传动;2011年02期
9 陈星;;时速200公里的高速动车组[J];国外内燃机车;1978年02期
10 程华定;;高速动车组编组方式的分析[J];西南交通大学学报;1981年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 兆文忠;;基于虚拟样机技术的高速动车组疲劳寿命预测与控制[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 张宝祥;袁彩霞;高军;;高速动车组外风挡橡胶的涂装工艺[A];第十四届全国涂料涂装技术信息交流会暨交通用涂料涂装技术研讨会论文集[C];2011年
3 刘永强;杨绍普;;两类时滞对高速动车组半主动控制的影响[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 张永军;朱立伟;樊继壮;;离心式压缩机性能预测研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
5 张翠琼;田宝;;我国保安员犯罪可能性预测研究[A];第十二届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2009年
6 纪建悦;栾绍朔;姜兴坤;;基于修正STIRPAT模型的山东省碳排放分析及其预测研究[A];第十三届中国管理科学学术年会论文集[C];2011年
7 马文涛;;参数优化LSSVM的巷道围岩松动圈预测研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 梁德成;王德吉;邱道尹;栗卫军;;卷烟焦油预测研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
9 徐学东;;既有铁路混凝土桥梁疲劳寿命预测及可靠性分析[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年
10 任振球;;特大自然灾害预测研究的新思维、新方法[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 实习生 黄兰 本报记者 李林岩;挑战“极限”[N];吉林日报;2009年
2 本报记者 刘垠 闫松;中国高铁速度从哪里来[N];大众科技报;2010年
3 林刚张子倩 本报通讯员 邬群亮 窦新;“和谐号”→中国造→青岛骄傲[N];青岛日报;2007年
4 记者 高李鹏 郭丽;我国新一代高速动车组将于今年年内下线[N];人民铁道;2010年
5 苏民;我国铁路进入全新高速列车时代[N];经济日报;2007年
6 记者 和平;百列国产新一代高速动车组将于2011年驶上京沪高铁[N];人民铁道;2009年
7 记者 王小润;新一代高速动车组研发工作全面启动[N];光明日报;2009年
8 吴可超 宋焕民;再创“中国速度”[N];中国经济导报;2011年
9 欧阳洁;时速300公里动车组年底问世[N];人民日报;2007年
10 徐扬刘诗平;飞鸟不知提速快,频频撞车为哪般[N];新华每日电讯;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭超勇;高速动车组列车网络控制若干问题研究[D];北京交通大学;2012年
2 何灼馀;高速动车组转向架—系橡胶节点频率—刚度特性及其影响研究[D];西南交通大学;2012年
3 王东屏;CFD数值仿真建模技术研究及其在高速动车组中的验证[D];大连交通大学;2006年
4 王建斌;高速动车组转向架构架强度设计与试验验证[D];西南交通大学;2010年
5 吴会超;高速动车组车体与车下设备耦合振动研究[D];西南交通大学;2012年
6 马军伟;基于机器学习方法的蛋白质亚细胞定位预测研究[D];大连理工大学;2011年
7 袁赓;油气管道的腐蚀及预测研究[D];大连理工大学;2011年
8 宁静;基于EMD和Cohen核的时—频分析研究及其在轨道不平顺监测中的应用[D];西南交通大学;2011年
9 陈广胜;基于神经网络的人工林落叶松木材材质预测研究[D];东北林业大学;2006年
10 秦庆伟;铝电解惰性阳极及腐蚀率预测研究[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张倍;高速动车组结构振动与噪声预测研究[D];大连交通大学;2011年
2 张子林;考虑再生制动工况的高速动车组仿真研究[D];西南交通大学;2011年
3 何德华;350km/h高速动车组空气动力学仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
4 张坤鹏;高速动车组多模型建模与预测控制方法[D];华东交通大学;2012年
5 霍宏艳;高速动车组电磁骚扰源建模仿真分析[D];北京交通大学;2010年
6 王月仙;京津高速动车组自动运行控制仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
7 李伟鹏;高速动车组隧道交会空气动力学数值模拟[D];大连交通大学;2011年
8 高平;CRH380A高速动车组变压器冷却风机的设计和关键技术问题研究[D];湖南大学;2012年
9 张永亮;基于跟踪测试的高速动车组构架载荷特性研究[D];北京交通大学;2013年
10 王传德;高速动车组轮对可靠性的理论和试验方法研究[D];西南交通大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026