阻尼車輪減振降噪的試驗與理論分析.pdf

1、近年來，我國高速鐵路得到了快速發(fā)展，特別是即將開工建設的運行速度為300km/h的京滬高速鐵路，將標志著我國鐵路旅客運輸開始進入高速時代，根據《中長期鐵路網規(guī)劃》，我國還將修建時速200km以上的城際鐵路及客運專線。而由于列車高速運行而產生的振動和噪聲污染問題將在未來幾年內突顯在國人面前，如何解決這一問題變得日益緊迫。 本文從噪聲源入手，在國內首次將約束型阻尼材料應用到低噪聲車輪領域，開發(fā)出一種新型低噪聲車輪——阻尼車輪，這種車

2、輪是在不改變現(xiàn)有客車車輪形狀和內部結構的前提下對其表面進行約束型阻尼處理，通過阻尼處理后使車輪的結構損失因子大幅提高從而達到減振降噪的效果。本文通過理論分析和實驗室實測兩種方法，分析了阻尼車輪的減振降噪效果，所做的主要工作如下： 1、根據阻尼材料的特性及影響阻尼材料性能的因素，并結合鐵路運輸的環(huán)境特點，選取ZN03型阻尼材料作為阻尼層。 2、通過在ANSYS中進行模態(tài)分析，研究了標準車輪的振動特性，在0～5000Hz范圍

3、內，車輪的振動主要表現(xiàn)為踏面的扭擺振動，輻板的軸、徑向振動和踏面輻板的組合振動。在車輪結構中，輻板是噪聲輻射的主要部位。 3、設計了6種阻尼車輪結構型式，在ANSYS中建立標準車輪和阻尼車輪的實體模型，分別分析了阻尼層的厚度、約束層的材料和厚度對車輪減振效果的影響；用有限元的方法計算出了6種阻尼車輪的結構損失因子，通過對比，選擇最佳的設計型式。 4、制作阻尼車輪樣品，并詳細敘述了阻尼車輪的制作步驟和技術要點。 5

4、、在實驗室內將車輪彈性懸掛，利用力錘、加速度傳感器、電荷放大器、信號采集儀及DASP軟件等儀器設備，實測標準車輪和阻尼車輪的振動傳遞函數，分別分析了輻板、輪輞和踏面的振動傳遞特性；采用自制單擺激勵，實測了標準車輪和阻尼車輪輻板上的加速度-頻率響應；利用自制單擺、聲級計等進行車輪噪聲的1/3倍頻程譜分析。試驗結果表明，阻尼車輪具有良好的減振降噪效果。 6、試驗與理論的對比分析。標準車輪固有頻率的試驗值與理論值非常接近；對于標準車輪