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轻量化地铁列车蜂窝地板结构声学性能分析与优化
| 论文题名： | 轻量化地铁列车蜂窝地板结构声学性能分析与优化 |
| 关键词： | 地铁列车;蜂窝地板;结构质量;FE-SEA混合法;隔声特性;声学性能 |
| 摘要： | 在地铁列车车体轻量化的大背景下，蜂窝地板结构凭借其较高的刚度质量比、优异的稳定性、足够的刚度、强度以及良好的隔热性能，逐渐成为地铁列车最常见内地板结构之一。然而，结构质量的减轻往往会带来其声学性能的下降，引起车体振动及车内噪声的增大，影响司乘人员的舒适度。本文以我国轻量化地铁列车选用的蜂窝地板结构为研究对象，基于实验室隔声特性测试和混合有限元统计能量法(FE-SEA)仿真预测，探讨在保持结构整体面密度不变（即不增大结构质量）的情况下，使蜂窝地板结构的声学性能最优化，具体如下: 首先，采用混响室对混响室的测试方法进行隔声特性测试，探究了在质量相近的前提下，蜂窝地板结构相对其他地铁列车典型内地板结构隔声性能的优劣。由于铝蜂窝地板结构属于存在声桥的双层板结构，上下面板间存在共振模态，且声能量可通过声桥传递，其隔声性能在层合板吻合频率前的中低频段内往往不及木质胶合板等层合板，但同时蜂窝地板结构类似密集的“工字梁”结构特点使其具有较大的刚度，其隔声曲线在研究地铁列车车内噪声的关注频段内无吻合谷出现，加之蜂窝地板结构密集的蜂房具有一定的消声效果，故在较高频段内其隔声性能具有一定的优势。 然后，基于FE-SEA法建立蜂窝地板结构隔声及振动声辐射特性仿真预测模型，从传统的正六边形铝蜂窝地板结构入手，研究正六边形蜂房的高度、边长、方向及面板芯层质量分配比对蜂窝地板结构隔声及振动声辐射性能的影响，并将对声学性能的研究延仲到不同蜂房形状及不同材料的蜂窝地板结构，结果表明:蜂窝芯层较高、“面板-核心-面板”的质量按1∶1∶1分配、蜂房垂直面板、选取模量较高、密度较小的材料时，蜂窝地板结构的声学性能较好。 最后，在结构优化的基础上，探讨不同敷设位置、不同厚度、不同敷设形式的阻尼层对蜂窝地板结构隔声与振动声辐射性能的影响。结果表明在蜂窝地板结构顶部面板敷设2mm黏弹性材料阻尼与厚度在0.5mm至1mm之间的铝箔组成的约束阻尼层优化效果最好。 |
| 作者： | 陈沛 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 沈火明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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