高速列車車內(nèi)低頻噪聲分析與預(yù)測(cè)研究.pdf

1、新世紀(jì)以來，我國(guó)高鐵事業(yè)迅猛發(fā)展，然而隨著車速的提升，車內(nèi)噪聲和振動(dòng)級(jí)逐漸升高，影響了人們舒適地乘坐高速列車，嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使人們?cè)诔俗熊嚂r(shí)產(chǎn)生厭惡、氣悶等現(xiàn)象，同時(shí)列車各零件間的碰撞磨損加劇使得其使用壽命降低甚至危害列車行駛安全，這在一定程度上制約了高速鐵路的發(fā)展。因此，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于柔性變胞機(jī)構(gòu)的精密設(shè)備多維振動(dòng)的主動(dòng)控制研究”(51275275)和山東省中青年科學(xué)家科研獎(jiǎng)勵(lì)基金項(xiàng)目“基于柔性變胞機(jī)構(gòu)的機(jī)載精密設(shè)備的振動(dòng)

2、主動(dòng)控制研究”(BS2010HZ010)的資助下，本文對(duì)某型號(hào)高速列車的車內(nèi)低頻振動(dòng)和噪聲進(jìn)行了仿真和測(cè)試，并對(duì)高速列車車內(nèi)低頻噪聲的預(yù)測(cè)分析方法進(jìn)行了研究，具有重要的工程實(shí)踐價(jià)值和理論意義。本文主要開展了以下幾方面的研究工作:
　　首先，介紹了國(guó)內(nèi)外車內(nèi)噪聲分析的發(fā)展概況，闡述了車內(nèi)低頻噪聲的危害、產(chǎn)生機(jī)理、傳播途徑以及預(yù)測(cè)分析方法，并介紹了高速列車車內(nèi)噪聲的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。
　　其次，考慮到高速列車結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和實(shí)驗(yàn)困難性，先對(duì)

3、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的7m長(zhǎng)白車身臺(tái)架進(jìn)行了模態(tài)分析。利用仿真得到的固有頻率與陣型和實(shí)驗(yàn)測(cè)試模態(tài)進(jìn)行對(duì)比并修改模型，得到了一個(gè)能夠準(zhǔn)確高效計(jì)算的7m長(zhǎng)白車身模型。摸清了高速列車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并掌握了建立準(zhǔn)確有效的整節(jié)車廂模型的技術(shù)路線，為整節(jié)車廂車內(nèi)低頻噪聲仿真分析做好鋪墊。
　　然后，針對(duì)高速列車中存在的大量周期性?shī)A心波紋板情況，提出了將周期性?shī)A心波紋板等效成各項(xiàng)異性材料板的方法，并對(duì)該方法進(jìn)行了一定的推導(dǎo)。利用仿真技術(shù)結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)比了周

4、期性?shī)A心波紋板和等效板之間的模態(tài)和隔聲量的差異，驗(yàn)證了等效方法的可行性。該方法大大地簡(jiǎn)化了高速列車建模難度和縮減了分析的計(jì)算時(shí)間，同時(shí)為列車結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了便利。
　　隨后，分析了高速列車整節(jié)車廂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用等效方法，建立了一個(gè)能夠高效準(zhǔn)確計(jì)算的高速列車整車有限元模型。分別對(duì)加和不加內(nèi)飾材料的高速列車車廂進(jìn)行了模態(tài)分析，分析了內(nèi)飾材料結(jié)構(gòu)對(duì)車廂模態(tài)的影響。同時(shí)建立了車廂聲腔模型，對(duì)聲腔進(jìn)行了模態(tài)分析，并討論了聲腔和結(jié)構(gòu)引起共振情