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原文传递城轨列车轻质地板结构隔声特性分析

论文题名：	城轨列车轻质地板结构隔声特性分析
关键词：	城轨列车;地板结构;轻量化设计;声学性能
摘要：	随着经济的快速发展，城市化进程不断增加，人口日益骤增，导致城市交通越来越拥挤。为了缓解这种状况，城市轨道交通应运而生，其飞速发展无疑给人们的出行带来极大的方便。但是，伴随而来的噪声污染也越来越受到关注，城轨列车在运行的过程中产生噪声与振动不但影响了乘客的舒适感，同时还会导致列车组件的损坏，大大降低列车的寿命。这些已经成为了阻碍其进一步发展的因素。在这一背景下，对城轨列车进行轻量化设计一方面可以降低车内噪声，另一方面还可以节约资源，逐渐成为降低城轨列车车内噪声的有效途径，具有重要的现实意义。　　本文以城轨列车内地板为研究对象，以内地板的轻量化设计为研究目标，基于传递矩阵法，对地板结构进行了声学性能计算，并调查了各材料参数对声学性能的影响规律，为内地板低噪声设计和选材提供依据。　　文章首先介绍了声学的基础知识，详细描述了质量定律和吻合效应，并结合Biot理论详细推导出传递矩阵法，并用其计算了双层板模型的隔声量，通过与实验进行对比，验证了计算方法的可行性。　　接着，文章对双层复合板的隔声性能进行了研究。主要从内地板的表层材质与多孔层两个方面分析了双层复合板隔声的影响因素。对表层材质的计算结果显示，表层材质的面密度对地板的隔声量影响很大，弹性模量与泊松比产生的影响很小。对于多孔层，主要调查了流动相的面密度、流阻以及固相的面密度、弹性模量、泊松比等五个参数。通过分析发现，不同参数对内地板的隔声性能会产生不同程度的影响。　　为了进一步研究材料参数对内地板隔声的影响，文章在双层板的基础上建立三层板结构，对三层复合板的隔声性能进行了研究，主要包括板的排列顺序、多孔层的厚度分配以及空气层厚度变化等方面。其中重点分析了三层板结构中空气层以及多孔层厚度对内地板隔声效果的影响。并将双层板结构的隔声性能与三层板结构进行对比，结果表明:三层板结构整体上的隔声效果优于双层板结构;变化板的排列顺序并不会对内地板的隔声量产生太大影响;两侧多孔层的厚度差越小，整体的隔声量越高;改变空气层的厚度对内地板隔声量几乎没有影响。　　最后，文章重点对内地板的轻量化设计进行了分析。通过设置铝板—钢板、铝板—蜂窝板两种形式的结构，与前文所建立的铝板—铝板结构进行隔声特性比较。对比发现，铝板—铝板结构相比于铝板-钢板结构，虽然在重量上不如后者，但添加空气层后，隔声量明显提高。且空气层的层数越多，隔声优势越明显。增加铝板—铝板结构中隔板的层数，其隔声量提高。铝板—蜂窝板结构与铝板—铝板结构进行隔声特性对比时发现，前者在低频段的隔声量较后者高，因此适用于对低频段的隔声要求较严格的结构。　　综上，文章通过调查内地板的材料参数以及比较双层板与三层板的隔声特性，找出了影响内地板隔声量的主要因素，并在此基础上对内地板进行轻量化设计，表明空气层与隔板层数在内地板过程中的作用，为城轨列车内地板的低噪声与轻量化设计和选材提供依据。
作者：	赵阳宇
专业：	环境工程
导师：	刘冀钊;贺玉龙
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