详情

原文传递地铁列车车内噪声预测与车体铝型材减振降噪优化

论文题名：	地铁列车车内噪声预测与车体铝型材减振降噪优化
关键词：	地铁列车;车内噪声;车体型材;隔声性能;降噪效率
摘要：	地铁列车车内声学环境，直接影响司机和乘客的乘坐舒适性，是保证乃至提升其市场竞争力的关键因素。本文以我国某地铁列车为研究对象，分别基于统计能量分析方法(SEA)和混合有限元-统计能量分析法(FE-SEA)，对地铁列车车内噪声和车体型材声学性能进行建模评估分析，在验证模型有效性的基础上，探讨车内噪声的主要来源以及优化方案，评估减振降噪材料对于改善车体型材声学性能的效果。　　首先，本文基于统计能量分析方法(SEA)，利用全频段振动噪声分析软件VA One建立地铁列车车内噪声仿真预测分析模型，对列车在地面运行与隧道运行两种典型工况下车内噪声进行预测分析，并与线路试验结果进行对比，验证了本文所建立的地铁列车车内噪声仿真预测分析模型的有效性，进而应用该模型探讨车内噪声的主要来源以及优化方案。仿真预测结果表明，地铁列车隧道运行状态下，车外噪声受到隧道壁面的阻挡无法向外扩散，列车所处声学环境较地面运行时恶劣，导致车内噪声较列车地面运行状态下更为显著。改善列车车体壁板隔声性能均可改善客室内客室内的声学环境，其中增加列车顶板的隔声量对于改善列车客室内声学环境的效果最为明显。车体壁板隔声量增加量相同时，隧道运行状态下车内声学环境的改善效果明显好于地面运行状态。　　其次，本文基于混合有限元-统计能量分析法(FE-SEA)建立了忽略型材空腔的车体型材隔声性能仿真预测分析模型，并与声学实验室样件隔声性能试验测试结果和考虑型材空腔的FE-SEA模型以及忽略型材空腔的FE-BEM模型预测结果进行对比分析，验证了忽略型材空腔的FE-SEA模型的有效性和经济性，进而应用该模型预测分析了阻尼减振降噪技术对于改善铝型材隔声性能的效果。计算结果表明，车体型材表面敷设阻尼和型腔内填充吸声材料可明显改善其隔声性能。对车体型材进行自由阻尼处理时，型材底板敷设阻尼状态下空气声降噪效率略好于顶板敷设阻尼状态，型材内表面敷设阻尼的空气声降噪效率最低。与自由阻尼处理相比，对车体型材进行约束阻尼处理，可以更加明显的改善其隔声性能。约束层的厚度对于提高其空气声降噪效率、更加充分体现其耗能效率高的优势至关重要。　　最后，本文基于FE-SEA混合法建立了忽略型腔的车体型材振动声辐射仿真预测分析模型，并与考虑型材空腔的FE-SEA模型和忽略型材空腔的FE-BEM模型的预测结果进行对比，验证了忽略车体型材空腔的FE-SEA模型的有效性，进而应用该模型分析了减振降噪材料对于抑制车体型材振动声辐射的效果。计算结果表明，车体型材表面敷设阻尼和型腔内填充吸声材料可明显抑制中高频频段的振动声辐射，在型材表面敷设阻尼主要是通过抑制型材的振动实现降低其向半空间范围内辐射噪声，对车体型材进行自由阻尼处理时，与型材顶板与型材内表面敷设阻尼的形式相比，型材底板敷设阻尼具有更高的结构声降噪效率，与自由阻尼处理相比，对车体型材进行约束阻尼处理相比，可以更加明显的抑制其振动声辐射。
作者：	吴健
专业：	载运工具运用工程
导师：	金学松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文