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板式轨道轮轨振动噪声研究

作　者: 肖治群
导　师: 唐进锋
学　校: 中南大学
专　业: 城市轨道交通工程
关键词: 轮轨滚动噪声板式轨道导纳粗糙度频谱分析
分类号: U211.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 99次
引　用: 1次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-25
  1.1 引言  9-10
  1.2 铁路噪声概述  10-13
    1.2.1 铁路噪声产生机理及分类  10-13
    1.2.2 铁路噪声污染的特点  13
  1.3 轮轨滚动噪声国内外研究现状  13-17
    1.3.1 国外研究现状  13-15
    1.3.2 国内研究现状  15-17
  1.4 板式轨道国内外研究现状  17-23
    1.4.1 结构现状  17-22
    1.4.2 板式轨道力学分析现状  22-23
  1.5 本文研究的意义和思路  23-25
    1.5.1 选题意义  23
    1.5.2 本文的研究思路  23-25
第二章轨道系统导纳的计算  25-32
  2.1 导纳的基本定义  25-26
  2.2 轨道系统的导纳特性计算  26-32
    2.2.1 轨道系统导纳理论分析  26-27
    2.2.2 轨道系统有限元模型  27-28
    2.2.3 轨道系统导纳计算  28-32
第三章车轮径向导纳的计算  32-40
  3.1 车轮的模态分析  32-35
    3.1.1 固有频率及固有振型  32-33
    3.1.2 车轮的模态分析  33-35
  3.2 模态参数与导纳函数的关系  35-37
  3.3 计算结果  37-40
第四章轮轨系统振动响应谱  40-53
  4.1 轮轨表面粗糙度谱  40-45
    4.1.1 粗糙度的定义  40
    4.1.2 轮轨表面粗糙度谱  40-42
    4.1.3 粗糙度谱的时域模拟  42-45
  4.2 轮轨接触滤波  45-46
  4.3 振动响应谱的计算  46-53
    4.3.1 Remington的轮轨接触模型  46-48
    4.3.2 轮轨接触刚度  48-49
    4.3.3 接触点处轮轨振动响应谱  49-50
    4.3.4 轮轨平均振动响应谱  50-52
    4.3.5 计算结果  52-53
第五章轮轨辐射噪声的预测分析  53-67
  5.1 噪声的基本概念  53-56
    5.1.1 声压、声强和声功率  53-54
    5.1.2 声压级、声强级和声功率级  54-55
    5.1.3 频谱分析  55-56
  5.2 钢轨损失因子  56-57
  5.3 轮轨辐射噪声的预测  57-61
    5.3.1 辐射系数  57-58
    5.3.2 轮轨系统辐射噪声的计算  58-61
  5.4 参数对轮轨噪声的影响  61-63
    5.4.1 列车速度的影响  61
    5.4.2 列车轴数的影响  61-62
    5.4.3 预测点距线路中心线距离的影响  62
    5.4.4 粗糙度谱的影响  62-63
  5.5 板式轨道减振与降噪  63-67
    5.5.1 车轮减振降噪措施  64
    5.5.2 轨道减振降噪措施  64-67
第六章结论与展望  67-69
  6.1 本文完成的主要工作  67-68
  6.2 今后的努力方向  68-69
参考文献  69-74
致谢  74-75
攻读学位期间的主要研究成果  75

板式轨道轮轨振动噪声研究

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