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轮轨系统振动、声辐射预测及控制研究
| 论文题名： | 轮轨系统振动、声辐射预测及控制研究 |
| 关键词： | 轮轨系统;轮轨噪声;Green方程;Floquet定理;钢轨吸振器 |
| 摘要： | 轮轨系统的振动及噪声作为铁路交通振动噪声中的一个重要组成部分，其形成机理、理论仿真预测及轮轨振动噪声的控制都已成为铁路交通振动噪声研究中的重要方面。为了有效地预测分析轮轨系统的振动、声辐射及减振降噪措施对其振动、声辐射的控制效果，本文建立了轮轨振动、声辐射计算模型，并利用该模型预测分析了我国高速铁路有砟轨道结构中轮轨系统的振动、声辐射特性，研究了钢轨动力吸振器对轮轨系统振动、声辐射的控制效果。 首先，本文在频域内建立了轨道结构垂向振动预测模型。模型中，用周期性离散支撑的无限长的欧拉梁来模拟钢轨扣件系统，欧拉梁的Green方程用以描述载荷激励下钢轨垂向振动位移响应，适用于移动载荷激励。利用该模型对固定点作用的单位简谐载荷激励、移动单位简谐载荷激励下钢轨的垂向振动特性进行了仿真预测，分析了钢轨的垂向振动特性及移动单位简谐载荷的移动速度、激励频率对其的影响。 以频域内轨道结构垂向振动预测模型为基础，建立考虑车轮、轨道结构及轮轨相互作用的轮轨系统振动预测模型。模型中，以我国高速铁路实测车轮、钢轨表面粗糙度数据作为激励输入，轮轨系统相互作用产生的轮轨接触力激励轮轨系统产生振动，对移动轮轨接触力激励下车轮、钢轨的振动特性分别进行了仿真预测，分析了移动轮轨接触力激励的移动速度、激励频率对其的影响。 其次，结合轮轨系统振动预测模型及结构声辐射理论，建立了轮轨系统声辐射预测模型。在移动的相对位移/粗糙度引起的轮轨接触力激励下，对移动轮轨力激励在各移动速度下车轮、轨道结构的声辐射特性分别进行仿真预测。 最后，在轮轨系统振动预测模型中轨跨中间位置，考虑在轨跨中间位置用离散的双层质量块-阻尼-弹簧系统模拟离散分布的钢轨动力吸振器，建立了车轮-轨道结构-钢轨动力吸振器系统的振动及声辐射预测模型，动力吸振器特性由其6参数决定。利用该模型对钢轨动力吸振器的吸振降噪特性进行了研究，调查了钢轨动力吸振器各参数对其吸振降噪特性的影响。研究结果表明，钢轨动力吸振器可以有效抑制钢轨pinned-pinned共振峰值，但同时会引起调谐频率两侧频率位置钢轨振动响应、振动能量峰值的形成;钢轨动力吸振器可有效降低500～1250Hz频率范围内轮轨系统的辐射噪声，最大达到5.1dBA;钢轨动力吸振器6参数适当选配并优化组合，可以取得较好的吸振效果。 |
| 作者： | 赵悦 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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