统计能量分析方法在轮轨高频振动噪声预测中的应用

【摘要】： 本文的主要目的是运用统计能量分析方法对轮轨高频振动噪声进行预测。由声学的基本原理可知：产生噪声的根本原因是振动。而铁路轮轨噪声产生的根本原因是由轮轨间表面粗糙度引起的振动而造成的。首先根据统计能量分析方法中子系统划分的原则，将整个结构系统划分为：钢轨的垂向振动子系统、车轮的径向振动子系统、车轮的轴向振动子系统及声空间子系统共四个子系统；并且建立了子系统间功率流平衡方程。同时利用Remington建立的轮轨接触模型，由轮轨间的表面粗糙度谱计算出了轮轨间的接触力，并将其作为产生轮轨振动的激励力得到了各子系统的输入功率。确定了各子系统的模态密度、耦合损耗因子及内损耗因子等统计能量分析参数。求出各子系统间功率流，并根据声学的基本原理进行了轮轨噪声的预测。 同时结合我国车轮和钢轨的振动特性预测了列车以不同速度通过时、在离轨道不同距离处的噪声水平，以及统计能量分析方法中各个参数的影响。预测结果表明：列车通过时，在其他条件不变的情况下，列车速度增加一倍，轮轨辐射噪声大约增加8dB～12dB；列车轴数增加一倍，轮轨辐射噪声大约增加3dB；预测点距轨道距离增加一倍，轮轨辐射噪声大约降低3dB。内损耗因子增加，辐射噪声将降低；耦合损耗因子增加，辐射噪声将增加。