阻尼車輪減振降噪的試驗(yàn)與理論分析.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)高速鐵路得到了快速發(fā)展，特別是即將開(kāi)工建設(shè)的運(yùn)行速度為300km/h的京滬高速鐵路，將標(biāo)志著我國(guó)鐵路旅客運(yùn)輸開(kāi)始進(jìn)入高速時(shí)代，根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國(guó)還將修建時(shí)速200km以上的城際鐵路及客運(yùn)專線。而由于列車高速運(yùn)行而產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲污染問(wèn)題將在未來(lái)幾年內(nèi)突顯在國(guó)人面前，如何解決這一問(wèn)題變得日益緊迫。 本文從噪聲源入手，在國(guó)內(nèi)首次將約束型阻尼材料應(yīng)用到低噪聲車輪領(lǐng)域，開(kāi)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(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下對(duì)其表面進(jìn)行約束型阻尼處理，通過(guò)阻尼處理后使車輪的結(jié)構(gòu)損失因子大幅提高從而達(dá)到減振降噪的效果。本文通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)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(jù)阻尼材料的特性及影響阻尼材料性能的因素，并結(jié)合鐵路運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境特點(diǎn)，選取ZN03型阻尼材料作為阻尼層。 2、通過(guò)在ANSYS中進(jìn)行模態(tài)分析，研究了標(biāo)準(zhǔn)車輪的振動(dòng)特性，在0～5000Hz范圍

3、內(nèi)，車輪的振動(dòng)主要表現(xiàn)為踏面的扭擺振動(dòng)，輻板的軸、徑向振動(dòng)和踏面輻板的組合振動(dòng)。在車輪結(jié)構(gòu)中，輻板是噪聲輻射的主要部位。 3、設(shè)計(jì)了6種阻尼車輪結(jié)構(gòu)型式，在ANSYS中建立標(biāo)準(zhǔn)車輪和阻尼車輪的實(shí)體模型，分別分析了阻尼層的厚度、約束層的材料和厚度對(duì)車輪減振效果的影響；用有限元的方法計(jì)算出了6種阻尼車輪的結(jié)構(gòu)損失因子，通過(guò)對(duì)比，選擇最佳的設(shè)計(jì)型式。 4、制作阻尼車輪樣品，并詳細(xì)敘述了阻尼車輪的制作步驟和技術(shù)要點(diǎn)。 5

4、、在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將車輪彈性懸掛，利用力錘、加速度傳感器、電荷放大器、信號(hào)采集儀及DASP軟件等儀器設(shè)備，實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)車輪和阻尼車輪的振動(dòng)傳遞函數(shù)，分別分析了輻板、輪輞和踏面的振動(dòng)傳遞特性；采用自制單擺激勵(lì)，實(shí)測(cè)了標(biāo)準(zhǔn)車輪和阻尼車輪輻板上的加速度-頻率響應(yīng)；利用自制單擺、聲級(jí)計(jì)等進(jìn)行車輪噪聲的1/3倍頻程譜分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，阻尼車輪具有良好的減振降噪效果。 6、試驗(yàn)與理論的對(duì)比分析。標(biāo)準(zhǔn)車輪固有頻率的試驗(yàn)值與理論值非常接近；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)車輪