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板式轨道轮轨振动噪声研究

肖治群  
【摘要】:随着高速铁路和城市轨道交通的快速发展,铁路噪声污染日益引起人们的关注。作为铁路噪声的主要来源,轮轨滚动噪声的研究至今仍是个薄弱环节。如何降低滚动噪声是高速铁路和城市轨道交通顺利发展所无法回避的问题。 本文较为系统的总结了国内外滚动噪声和板式轨道的研究现状。滚动噪声主要由于钢轨和轮对的振动引起的。为了预测钢轨辐射的滚动噪声,本文建立了轨道系统模型计算钢轨的导纳。在模型中,钢轨采用三维实体单元模拟,轨道板采用弹性梁单元模拟。在此基础上对钢轨的垂向导纳特性进行了分析。为了预测轮对辐射的滚动噪声,本文建立了车轮有限元模型,对车轮进行了模态分析,并且运用模态叠加法计算了车轮的径向导纳。 对轮轨粗糙度谱和轮轨接触区域的滤波特性进行了分析。根据日本学者Sato提出的轮轨粗糙度谱密度公式,对不同轮轨粗糙度谱作了时域模拟,并编制了相应的计算程序。基于Remington建立的轮轨接触模型,计算了粗糙度谱激励下钢轨和车轮的振动响应特性。 利用Remington的轮轨噪声分析模型,结合我国车轮和钢轨的特性,将钢轨视为移动的线声源,车轮视为移动的点声源,对秦沈客运专线板式轨道路旁辐射噪声进行了预测。对列车速度、列车轴数、预测点位置和轮轨粗糙度谱对滚动噪声的影响进行了分析。结合本文分析,对板式轨道提出了减振降噪措施。


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