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轮轨激励下北京地铁头车车外噪声预测理论研究
| 论文题名： | 轮轨激励下北京地铁头车车外噪声预测理论研究 |
| 关键词： | 地铁噪声;地铁头车;轮轨激励;轮轨;地铁质量 |
| 摘要： | 地铁的噪声特性是衡量地铁质量的一个重要指标，在列车车身设计中，声学舒适性是必须要考核的要素。为预测轮轨激励下的车外噪声问题，论文对以下几方面进行了深入研究。 通过将车体、构架、轮对模化为多刚体系统，钢轨处理成由有限间隔的离散轨枕支承的无限长Timoshenko梁，建立了地铁头车-轨道耦合动力学模型，以轮轨不平顺作为激扰谱，计算了整车的振动响应，获取了二系空气弹簧与车体接触处在三维空间内的振动载荷。结果表明：轨道不平顺在垂向和横向引起的激励载荷幅值较大，而在纵向引起的激励载荷幅值较少。一系纵向定位刚度对平稳系数影响较大，建议一系纵向定位刚度取为5MN/m。一系横向定位刚度对列车运行平稳性的影响很小，对脱轨系数的影响较大，建议转向架一系横向定位刚度应取为4MN/m。 将谐振分析所得的头车壁板的表面振动位移作为激励条件，求出了头车司机室、乘客室外声压在不同频率点的声压分布，并计算了相应的噪声量级。结果表明：司机室外的A声压级在56.6489～68.3541 dBA变化，乘客室外的A声压级在57.0114～69.4445dBA变化。距离车体愈远，噪声愈小，并且基本成直线规律衰减。司机室外A声级最大的场点距走行轨中心线7.5m、车底1.2m、司机室端墙2.6m，其大小为61.5207dBA，在激励频率30Hz时，司机室端墙对该场点噪声的贡献最大，声学贡献系数为62.2％；在激励频率200Hz时，车头曲面对该场点噪声的贡献最大，声学贡献系数为87.6％。乘客室外A声级最大的场点距车底1.2m，走行轨中心线7.5m，乘客室尾部端墙3.9m，其值为60.91dBA。在激励频率30Hz时，乘客室端墙对该场点噪声的贡献最大，声学贡献系数为76.9％；在激励频率200Hz时，车顶第5块板对该场点噪声的贡献最大，声学贡献系数为47.19％。 当地铁头车以60km/h的速度运行时，轮轨总辐射噪声主要分布在中心频率为500Hz～4000Hz的一个较宽的频率范围内；钢轨辐射噪声主要分布在中心频率为500～4000 Hz的较宽的频率范围内；车轮辐射噪声主要分布在中心频率为1250～4000Hz的中、高频范围内。从二者对总噪声的贡献来看，钢轨是主要的辐射源，车轮次之。轮轨、钢轨、车轮的辐射总声压级分别为86dBA，85dBA，81dBA。钢轨辐射的总声压比车轮的辐射总声压级大4dBA左右，钢轨、车轮的辐射总声压对轮轨的辐射总声压贡献分别为87.5％、12.5％。通过改进车轮结构来降低轮轨噪声，难以取得理想的效果。必须采取措施，降低钢轨表面粗糙度，才能使头车车外噪声降低到80dBA。 |
| 作者： | 李树虎 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 刘国伟;罗斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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