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地铁列车运行引起的建筑物内结构噪声研究

作　者: 唐娟
导　师: 冯青松
学　校: 华东交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 建筑物振动 有限元法 边界元 结构噪声
分类号: U231
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要


越来越多地铁投入运营，人们开始认识到地铁比路面上的交通要快捷，而且总体上较其他交通方式污染较少，但地铁仍然不能完全避免对沿线周围环境的影响。像青岛、上海、北京等地方，“地铁扰民”事件却频频上演着，特别是当地铁线路下穿住宅区段，居民反映强烈，对地铁振动、噪声投诉络绎不绝。本文运用有限元方法及边界元方法对地铁列车运行引起建筑结构振动及建筑物室内结构噪声问题进行了研究，本文所做的主要工作如下：1、简单总结了结构噪声研究的方法及地铁运行引起建筑物结构噪声的评价标准；2、选取某办公楼建筑结构进行了模型简化，建立建筑物结构动力学有限元模型和建筑物室内空腔的声学有限元模型，分析了建筑物结构动态特性以及室内空腔声学模态特征；3、利用软件SIMPACK建立车体动力学模型，引入轨道不平顺，计算时速分别为60km/h、70km/h以及80km/h下的轮轨力；4、采用大型通用有限元软件ANSYS建立轨道—隧道—土体—建筑物结构三维模型，分析在列车荷载作用下建筑物的振动响应。讨论了不同车速、建筑物距隧道中线不同距离以及轨道不平顺对建筑物振动响应的影响；5、在建筑物结构振动响应的基础上，采用边界元法对建筑物室内声场进行仿真，分析了声场的空间分布特性，以及不同尺寸、开孔、吸声系数对室内声场的影响。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
主要符号说明  7-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 本课题研究的意义和现状  9-10
  1.2 地铁列车运行引起的建筑内结构噪声研究和现状  10-12
    1.2.1 国外研究历史和现状  10-11
    1.2.2 国内研究历史和现状  11-12
  1.3 本课题研究的主要内容  12-14
第二章 结构噪声分析方法  14-27
  2.1 结构声学基本理论  14-17
    2.1.1 声学基本方程  14-15
    2.1.2 小振幅声波的空间波动方程  15
    2.1.3 Helmholtz 方程  15-17
  2.2 结构低频噪声分析方法  17-23
    2.2.1 统计能量法  17-18
    2.2.2 数值计算方法  18-23
    2.2.3 建筑物二次结构噪声的经验公式方法  23
  2.3 噪声量度和评价标准  23-26
    2.3.1 噪声基本量度  23-24
    2.3.2 噪声评价标准  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 建筑结构模态分析  27-44
  3.1 模态分析理论  27-29
    3.1.1 结构模态计算原理  27
    3.1.2 声学模态计算原理  27-29
  3.2 建筑结构有限元模型  29-31
  3.3 结构模态计算  31-36
  3.4 建筑结构声腔模态计算  36-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 建筑物结构的瞬态分析  44-66
  4.1 计算模型  44-56
    4.1.1 荷载计算  44-49
    4.1.2 轨道—隧道—土层—建筑物有限元模型  49-56
  4.2 建筑物结构振动数值分析  56-60
  4.3 建筑物振动的各影响因素分析  60-64
    4.3.1 建筑物振动与距离的关系  60-62
    4.3.2 建筑物振动与车速关系  62-63
    4.3.3 轨道不平顺的影响  63-64
  4.4 本章小结  64-66
第五章 建筑物二次噪声分析  66-78
  5.1 建筑物室内噪声产生机理和分类  66-67
  5.2 结构声辐射边界元分析  67-70
    5.2.1 声辐射计算步骤  67-68
    5.2.2 边界元模型及场点模型  68-70
  5.3 结构噪声分析  70-77
    5.3.1 数值计算结果与预测结果比较  70
    5.3.2 室内声场计算  70-74
    5.3.3 房间尺寸对室内噪声的影响  74-75
    5.3.4 吸声系数对室内噪声的影响  75-76
    5.3.5 开孔对室内噪声的影响  76-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章 结论与展望  78-80
  6.1 主要工作回顾与结论  78-79
  6.2 本课题今后需进一步研究的内容  79-80
参考文献  80-82
个人简历在读期间发表的学术论文  82-83
致谢  83

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 地下铁路
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