高速列车结构振动噪声预测与降噪技术研究

基于有限元法和边界元法以及声传递向量,运用ANSYS软件和SYSNOISE软件研究高速列车车体的结构模态与室内声腔声学模态,仿真分析高速列车结构-声场耦合系统的低频噪声,并对铺设吸声材料和涂敷阻尼材料的车身部件进行声学贡献分析,为高速列车的减振降噪提供理论依据.对某高速列车拖车的仿真分析结果表明:该车声学测试点的总声压级超出了TB 1809-86标准拖车客室的容许噪声值;在某些计算频率下,车体某些部件涂敷阻尼材料后对客室测试点的声学贡献由小变大,这说明阻尼材料不仅改变了这些部件的振动幅值,同时也改变了振动相位.因此,在采用阻尼材料减振降噪时,应对车体板件进行声学贡献分析,充分考虑阻尼材料对测试点声压级的影响,有针对性地采取措施,降低乘客室内噪声.     

车辆空调送风方式对车辆客室热舒适性的影响

运用CFD(计算流体动力学)软件研究送风格栅和中顶孔板与侧送风口两种送风方式对车辆客室热舒适性的影响。基于车辆客室不同截面的气流速度云图、温度云图、舒适性指标云图等数值结果,分析了车辆空调不同送风方式对车辆客室热舒适性的影响。结论为:在客室1.7 m高度处,采用中顶孔板与侧送风口送风时,整体的热舒适感有优势;在人体座位区域1.1 m高度处,采用格栅送风时,热舒适会更好。     

轨道列车振动与噪声研究现状与发展

对轨道列车振动和噪声源进行了较为详尽的描述;综述了目前轨道列车噪声预测的常用方法、列车噪声的测量技术、减振降噪技术和相关标准。轨道列车振动与噪声设计是一个多学科的系统工程。深入了解噪声产生的机理和每一个噪声单元的声贡献是进行列车振动与噪声控制的前提;用系统的方式管理所有振动和噪声的特性,建立一个持续质量管理计划是必要条件;加强轨道车辆的噪声控制及预测的规范和立法,是减小轨道列车噪声污染的有力保障。     

国产地铁A型车空调系统风道的设计分析

介绍了地铁车辆空调风道设计的特殊性及国内地铁A型车空调的风道设计方法.利用静压腔原理设计的地铁A型车空调的送风道有效地解决了气流分配问题.并对主风道送风均匀性和客室内的气流分布进行了模拟.分析了地铁A型车空调系统风道在风量分配、均匀送风方面的优缺点,提出了在保温和消除噪声方面的措施.     

某地铁列车客室噪声分析及整治

针对某地铁列车正线运行时客室噪声超标问题,文章通过分析噪声来源,进行噪声及振动测试,以及对车辆及线路情况进行调查,得知车轮多边形和钢轨波磨是造成列车客室噪声超标的主要原因,并针对性地采取更换制动器闸瓦、镟修车轮、定期打磨钢轨、设置轨顶润滑装置等措施,有效解决了地铁列车的客室噪声超标问题。     

某地铁车内噪声超标原因分析

针对某地铁车内噪声超标问题,从车辆、轮轨、线路三个方面展开研究,系统测试分析了车辆的牵引、空调系统,车辆、轨道结构,轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明,牵引、空调系统、不同轨道形式对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为 400~800Hz、1105Hz,与车轮非圆没有直接关系;1105Hz 与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下三个因素有关：一是透射噪声,车辆内移门存在漏风问题,车外噪声传入车内;二是结构传声,轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递,进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声;三是在以上频段,不同轨道的垂向衰减率低于标准规定下限值。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。     

地铁车辆轮轨粗糙度对客室噪声的影响分析

以某地铁车辆为例,针对客室噪声偏大问题,进行现场测试分析,确定客室异常噪声特性与转向架区域声振传递规律;同时对比车轮镟修前后及钢轨打磨前后的客室噪声特性,分析轮轨粗糙度对客室噪声的影响。研究结果表明,地铁线路钢轨表面30~50 mm波磨是客室噪声异常的主要来源;钢轨粗糙度增大会明显加剧轮轨噪声的辐射,进而增大客室噪声。     

某地铁车内噪声超标原因分析

针对某地铁车内噪声超标问题,从车辆、轮轨、线路三个方面展开研究,系统测试分析了车辆的牵引、空调系统,车辆、轨道结构,轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明,牵引、空调系统、不同轨道形式对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为 400~800Hz、1105Hz,与车轮非圆没有直接关系;1105Hz 与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下三个因素有关：一是透射噪声,车辆内移门存在漏风问题,车外噪声传入车内;二是结构传声,轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递,进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声;三是在以上频段,不同轨道的垂向衰减率低于标准规定下限值。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。     

城际轨道交通车辆空调通风系统的数值仿真研究

基于某型号城际轨道交通车辆头车建立客室及空调通风系统风道的三维几何模型,采用多面体网格离散计算域和流量进出口边界,将SIMPLE算法与Realizable k-ε湍流模型相结合,进行送风道的仿真优化及试验验证,以完成客室空间三维全流场仿真计算。研究表明,合适开孔率的孔板通过调节孔板位置对调节送风均匀性效果显著。通过对客室空间气流组织分布以及典型截面压力场和温度场的仿真分析表明,头车客室空间内的流场及温度场分布整体较均匀,满足工程设计要求。     

某地铁车内噪声超标原因分析

针对某地铁车内噪声超标问题，从车辆、轮轨、线路三个方面展开研究，系统测试分析了车辆的牵引、空调系统，车辆、轨道结构，轮轨粗糙度等因素对车内噪声的影响特性。研究表明，牵引、空调系统、不同轨道形式对运行车辆车内噪声影响较小。车内噪声的显著频带为 400~800Hz、1105Hz，与车轮非圆没有直接关系；1105Hz 与钢轨打磨后磨痕有关。车内噪声主要与以下三个因素有关：一是透射噪声，车辆内移门存在漏风问题，车外噪声传入车内；二是结构传声，轮轨或轨道以上频段的振动激励经过轴箱-构架-车体传递，进而激励车内内装等结构振动产生辐射噪声；三是在以上频段，不同轨道的垂向衰减率低于标准规定下限值。此研究对地铁车辆降噪有一定的参考价值。     

城际车辆整车空调通风系统的仿真与试验研究

空调通风系统对城际车辆微风速、温湿度等产生重要影响,直接影响乘客的热舒适性。建立某城际车辆客室空调通风系统的三维全流场几何模型,将SIMPLE算法与Realizable k-ε湍流模型相结合,采用流量进出口边界,完成整车客室空间全流场仿真计算,通过试验测试验证仿真结果的准确性,并进一步对客室流场分布、微风速、速度场、温度场等进行深入分析。研究表明,整车客室空间内的流场及温度场分布整体较均匀,满足工程设计要求。     

变频多联空调技术在轨道车辆应用的试验研究

现有轨道车辆空调为整体式结构,需要配合风道才能实现车内空气温度和湿度的控制,存在车厢内部噪声大、温度场不均匀、舒适性差的问题。文章阐述了采用变频多联空调系统的方式来实现轨道车辆内部温/湿度的控制,并通过实验验证了变频多联空调系统在实际应用中具有噪声低、温度均匀、舒适性好的优势,可解决传统车辆空调系统存在的各类问题,为轨道车辆内部的温度控制提供一种更好的解决方案。     

某线地铁列车客室冷热不均机理分析及改进

针对某线地铁列车客室冷热不均问题,分析了空调机组温度自动控制和通风系统的气流组织情况,提出调整温度控制曲线设定值、在送风格栅内表面增加多孔板降低局部风速的整改措施。对整改前后列车客室内风速进行测量及对比分析,结果表明,在送风格栅内表面加装多孔板,可增大局部送风阻力,减小局部风速。     

传递路径分析法在机车振动测试分析中的应用

传递路径分析(TPA)是一种研究系统(或结构)振动传递特性的一种有效的方法,通过试验和计算,能够有效地识别不同的传递路径对目标点振动的贡献量的大小,从而给设计人员提供准确的振动传递路径,进而优化系统参数,降低目标点振动值。文章结合某型电力机车振动试验,利用LMS的TPA分析模块分析几条传递路径的传递函数,给出可供参考的优化路径。     

地铁列车变截面风道内部结构优化研究

受车辆限界及车顶设备安装空间的限制,地铁列车车顶送风风道常出现截面突变现象,使风道送风均匀性下降,影响客室气流组织和温度均匀性,导致车内环境舒适性劣化.针对某型地铁列车送风风道高度及宽度突变问题,采用模型试验和数值仿真相结合的方法,分析风道沿程阻力与客室各送风口风量之间的关系,并在不改变风道几何外形的前提下,开展风道高顶部分内部导流结构优化,降低气流在风道内运动过程中的阻力损失,提升送风均匀性,同时解决风道截面突变区域局部回流问题,优化后风道最大阻力降低16 Pa,整体送风均匀性提升44.25％.     

武汉地铁3号线列车车厢内环境实测调查及热舒适性分析

武汉地铁3号线列车空调系统采用中顶孔板与侧送风口相结合的送风方式,通过实车测试分析和数值模拟仿真分析的方式,分析了这种新型送风方式下车厢内的热舒适环境。测试结果表明:在距车厢地板高度0.5 m、1.2 m、1.7 m截面处的风速在0.35 m/s左右,车厢内任意两点处的温差小于3℃,车厢内环境满足列车空调系统设计规范。数值模拟仿真结果表明:列车空调系统采用中顶孔板与侧送风口相结合的送风方式,乘客的热舒适性较好,能够有效解决格栅送风方式中乘客吹风感的问题,提高了乘客乘坐的舒适性。     

智能型变频空调在北京新机场线的应用

智能化控制、节能、舒适性已经成为轨道车辆空调系统的发展方向。北京地铁大兴机场线被誉为“北京市轨道交通建设新里程碑”,该线路采用世界最高等级、具有完全自主知识产权的全自动驾驶系统，不仅可实现无人驾驶，还可实现列车自动唤醒、自检、运行、休眠等全过程。文章介绍了北京新机场线轨道车辆所使用的智能型变频空调系统方案。该方案集成变频空调系统达成对客室内的精确温控，降低温度波动；采用压力波保护装置隔绝车外的气压波动，有效避免乘客出现耳部不适感，提升乘客乘车体验；配置低温等离子空气净化装置，利用低温等离子体对送入车内的空气进行杀菌、消毒，并去除其中异味，进一步实现了客室内部舒适性的提升。同时，压缩机的变频控制精确匹配车内热负荷的变化，并对电能高效利用，降低了空调系统的运营能耗以及成本。     

车辆客室热舒适性及顶部侧送格栅风口设计研究

通过利用多孔介质一维"多孔跳跃"模型和标准k-ε方程模型相结合的方式,研究车辆客室顶部侧送格栅风口送风角度、顶部侧送格栅风口位置及送风口风速。通过仿真模拟,比较分析典型截面处的热舒适性指标PMV(预测平均热感觉)和PPD(预测不满意百分率)。结论为:车辆客室上部格栅侧送风口建议采用与车辆客室上部格栅顶送风口错开的布置方式,格栅方向与列车地板水平面成45°夹角,风口风速为1 m/s。     

高速列车VIP客室噪声机理分析

为了获得高速列车VIP客室内噪声特性,对我国某现役高速列车VIP客室内的噪声特性进行了实景测试,并分析了该噪声形成机理。测试结果显示:VIP客室位于头车时,声压级总值较其位于尾车时增大约5 d B,其主要原因在于头车受到气动噪声影响更为显著;在客室内噪声显著的125 Hz频段,对应阶次特性显著峰值频率为126 Hz(车辆系统过枕跨频率);在客室内噪声显著的500 Hz和630 Hz频段,对应随速度变化的540 Hz和569 Hz等峰值频率,其与车轮19~24阶激励频率密切相关,分析判断其产生机理为车轮19~24阶非圆激励导致。     

会车压力波对高速空调客车客室内流场的影响

应用流体力学和传热学方程数值计算的方法,仿真分析了会车压力波对高速客车空调系统和客室内流场的影响,得到了客室内空气压力和CO2浓度随车外会车压力波变化的情况。计算结果表明,对于开放式列车空调系统,会车压力波会通过新风入口传递到客室内,使客室内的空气压力发生变化,其变化趋势与车外会车压力波的变化趋势一致;空调管路系统中大压头风机可有效抑制外界压力波,使客室内压力变化幅值大幅减小;外界压力的突然变化有可能导致客室内CO2浓度升高,且CO2浓度的变化略滞后于外界压力的变化。