高速列車車內低頻噪聲分析與預測研究.pdf

1、新世紀以來，我國高鐵事業(yè)迅猛發(fā)展，然而隨著車速的提升，車內噪聲和振動級逐漸升高，影響了人們舒適地乘坐高速列車，嚴重時會致使人們在乘坐列車時產生厭惡、氣悶等現象，同時列車各零件間的碰撞磨損加劇使得其使用壽命降低甚至危害列車行駛安全，這在一定程度上制約了高速鐵路的發(fā)展。因此，在國家自然科學基金項目“基于柔性變胞機構的精密設備多維振動的主動控制研究”(51275275)和山東省中青年科學家科研獎勵基金項目“基于柔性變胞機構的機載精密設備的振動

2、主動控制研究”(BS2010HZ010)的資助下，本文對某型號高速列車的車內低頻振動和噪聲進行了仿真和測試，并對高速列車車內低頻噪聲的預測分析方法進行了研究，具有重要的工程實踐價值和理論意義。本文主要開展了以下幾方面的研究工作:
　　首先，介紹了國內外車內噪聲分析的發(fā)展概況，闡述了車內低頻噪聲的危害、產生機理、傳播途徑以及預測分析方法，并介紹了高速列車車內噪聲的評定標準。
　　其次，考慮到高速列車結構復雜性和實驗困難性，先對

3、實驗室現有的7m長白車身臺架進行了模態(tài)分析。利用仿真得到的固有頻率與陣型和實驗測試模態(tài)進行對比并修改模型，得到了一個能夠準確高效計算的7m長白車身模型。摸清了高速列車的結構特點并掌握了建立準確有效的整節(jié)車廂模型的技術路線，為整節(jié)車廂車內低頻噪聲仿真分析做好鋪墊。
　　然后，針對高速列車中存在的大量周期性夾心波紋板情況，提出了將周期性夾心波紋板等效成各項異性材料板的方法，并對該方法進行了一定的推導。利用仿真技術結合實驗測試，對比了周

4、期性夾心波紋板和等效板之間的模態(tài)和隔聲量的差異，驗證了等效方法的可行性。該方法大大地簡化了高速列車建模難度和縮減了分析的計算時間，同時為列車結構優(yōu)化提供了便利。
　　隨后，分析了高速列車整節(jié)車廂的結構特點，利用等效方法，建立了一個能夠高效準確計算的高速列車整車有限元模型。分別對加和不加內飾材料的高速列車車廂進行了模態(tài)分析，分析了內飾材料結構對車廂模態(tài)的影響。同時建立了車廂聲腔模型，對聲腔進行了模態(tài)分析，并討論了聲腔和結構引起共振情