不锈钢城轨车辆薄板结构辐射声功率优化分析

理论计算了不锈钢城轨车辆薄板结构的振动及声辐射,通过仿真软件计算了加筋和附加阻尼后的薄板结构辐射声功率,通过加筋薄板声学试验,验证了计算和分析结果的准确性.     

基于局域声子理论的铝合金型材低频降噪研究

针对高速列车在运行过程中产生低频噪声对人体的伤害,基于声子晶体局域共振理论的阻尼动力吸振器模型对高速列车的地板结构进行理论分析和软件仿真,得出较优的地板结构布置和较高的隔声量。首先通过分析局域声子板的多自由度系统的振动的耦合基本特征,对高速列车地板进行结构模态分析,然后通过商业多物理场软件对列车地板声固耦合结构施加平面波辐射载荷,分析在低频频域范围内的局域声子板的声透射系数再计算入射能量与透射能量之间能量损失情况,最后通过对局域声子板材料的优化设置,选择合理、经济、高效的材料设置,在低频范围内得到较好的隔声量。研究结果表明:经过合理的布置局域声子板对地板结构在低频(100~500 Hz)内隔声有很大的提高。     

A型地铁车辆孔隙结构对整车隔声性能影响的计算分析

通过理论计算和实验方法,研究了地铁车辆中孔隙结构的透声面积和隔声量对整车隔声性能的影响。结果表明,减小孔隙结构的透声面积或增加其隔声量都可以提高整车的隔声性能。     

轨道板声辐射特性

板式轨道的噪声辐射比有砟轨道严重.为预测板式轨道的噪声辐射,根据虚功原理或者哈密尔顿原理建立轨道板的振动方程,并通过傅立叶变换得到轨道板在稳态荷载作用下的振动响应,然后用边界元法建立轨道板的声学边界元模型,以轨道板的振动响应作为边界条件计算轨道板的声辐射特性.研究结果表明:轨道板的声辐射效率与频率的关系具有随频率变化的复杂特性,呈非线性,不能用1个简单的解析表达式描述;轨道板的厚度对声辐射效率没有影响,对轨道板的声辐射功率低频段影响较大,高频段影响较小;轨道板面积对轨道板声辐射效率的影响较大,对轨道板声辐射功率的影响甚微;轨道板下橡胶垫板对轨道板的振动和声辐射在50 Hz以下及1(000 Hz以上频段时影响较大,在50～1 000 Hz频段影响较小;博格轨道板的声辐射效率和声辐射功率在30 Hz以下频段时,低于A型轨道板,其他频段均大于A型轨道板.     

120km/h地铁列车隔声方案及对车内噪声的影响分析

随着地铁列车运行速度的提高,车内噪声问题日益严重,文章针对地铁列车车体结构,进行部件隔声测试与优化,并通过车内噪声预测,研究各类组合方案的车体结构运用于120 km/h速度等级地铁列车时的降噪效果。研究表明,地板隔声量的提高对动态车内噪声的降低有积极作用。     

薄板点焊结构有限元建模方法研究

点焊是铁路不锈钢车体广泛采用的焊接技术,用于连接金属薄板结构或帽型结构。一个典型不锈钢车体包含约三万个点焊,在车体结构分析中详细创建每个点焊的有限元模型是不现实的,需要用简单的模型代替。文章介绍了薄板点焊结构有限元模型的七种创建方法,从动力学角度分析了试样各种有限元模型的振动特性,并与试验结果进行对比,旨在得出一种适合不锈钢点焊车体结构振动分析的点焊模型。     

客车车体钢结构挠度曲线公式推导及工艺应用研究

本文通过“对德合造车挠度曲线公式”及客车车体挠度曲线公式的推导证明以及两公式的应用范围，数据比较，工艺应用等问题的讨论，确定了可用于实际生产的“客车车体挠度曲线公式”。     

高速铁路桥梁声屏障插入损失五声源预测模式研究

研究一种高速铁路桥梁声屏障插入损失的五声源预测模式,可应用于时速300 km以上高速铁路声屏障声学设计。对高速铁路噪声源进行现场辨识测试,分析其声源特性,将高速铁路噪声源简化为轮轨区、车体下部、车体上部、集电系统、桥梁结构5个等效噪声源。根据单声源模式的声屏障插入损失预测公式,结合不同车速下声源等效频率和噪声贡献量,同时考虑桥梁翼板对声传播的影响,形成五声源模式的声屏障插入损失预测公式。采用该方法计算2.15 m声屏障插入损失并与现场测试数据对比,结果显示距离线路25~50 m处受声点插入损失预测结果与实测结果吻合度最高。     

轨道交通车辆车体垂向弯曲频率优化研究

轨道交通车体轻量化是降低运营能耗、减轻轮轨间动力作用的重要手段,但车体轻量化使得车体模态频率下降,致使车体弹性振动加剧,增加结构共振的风险。研究表明,通过优化承载结构来提高整备状态下车体模态频率的效果非常有限。提出运用承载结构模态频率和整备状态质量来估算整备状态下车体模态频率的公式,以及通过下吊设备弹性悬置实现大幅提高车体整备状态垂向弯曲频率的方法,并给出悬置质量与整备状态频率的关系式。运用有限元分析模型对关系式的验证表明,简化估算公式具有很高的准确性,对车体垂向弯曲频率的优化具有指导意义。     

货物散堆密度对圆弧薄板侧墙结构漏斗车的影响

通过对圆弧薄板侧墙结构漏斗车装载不同密度煤炭的强度试验及有限元仿真分析,证明了货物散堆密度对圆弧薄板侧墙结构漏斗车的结构刚度具有直接影响,提出了车辆设计时对在不同货物散堆密度及装载容积下的车体结构进行全面分析的要求。     

基于FE-SEA混合法的车内结构噪声预测分析

为分析预测高速列车车内结构噪声,本文基于声固耦合理论,结合有限元法(FE)、统计能量分析法(SEA)的优点,采用FE-SEA混合法建立车体-车内声腔耦合车内结构噪声预测模型,分析在垂向二系悬挂力作用下车体结构振动响应、0~500Hz频段车内结构噪声及车体各组成部分对车内结构噪声的贡献度。分析结果表明:混合FE-SEA模型能够准确预测车体结构振动及车内结构噪声,具有较高的计算效率;在垂向二系悬挂力作用下,车内各部位噪声值相差较小,其变化趋势与二系悬挂力变化趋势一致;车体振动在低频段较明显,车体底板振动加速度、速度最大,对车内结构噪声的影响最大,可通过对底板采取减振措施降低车内结构噪声。     

铁路32 m混凝土简支箱梁结构噪声试验研究

以32 m单线和双线单室混凝土简支箱梁为对象,通过噪声试验、结构有限元和声学有限元分析,研究箱梁结构噪声的声辐射特性、峰值频率产生的原因及评价方法.结果表明:列车通过桥梁时,离箱梁表面较远处的噪声级起伏不大,可采用稳态算法简化分析;混凝土箱梁的结构噪声主要分布在250 Hz以下,且随频率的增加而迅速衰减,因此理论预测时可将250 Hz作为截止频率;单线和双线箱梁的2个噪声峰值频率分别为63和160 Hz,以及50和315 Hz,二者均在第1个峰值频率处达到最大声压级,且此峰值频率处的噪声具有明显的有调性;不同箱室尺寸箱梁的结构噪声声辐射差异较大,车速并不是噪声的第一决定因素;混凝土箱梁结构噪声的峰值频率出现在声辐射效率和振动响应均较大处,因此应避免结构振动模态和空腔声学模态重合而导致空腔共鸣引起的噪声被放大;建议修订铁路噪声相关规范时,考虑混凝土箱梁低频结构噪声的危害.     

机车车辆车体用部件机械结构耐久性试验研究

机车车辆车体上安装的部件在工作过程中主要承受振动载荷,作为部件的载体机械结构的可靠性至关重要。对目前被广泛采用的对车体部件可靠性做出相关规定的标准IEC 61373和EN 12663进行分析,在累计损伤等效的前提下推导了随机振动与正弦振动的等效关系,为部件结构设计、可靠性试验提供了多种验证的手段,通过等效关系公式对两个标准中耐久性试验的振动量级进行比较,针对部件结构设计校核、耐久性试验中存在的问题提出了改进建议。     

牵引变压器双层隔振系统振动功率流传递研究

研究了国产某牵引变压器与动车组车体在不同安装参数条件下的振动传递率,建立了牵引变压器——车体耦合模型。推导了器身激励到变压器箱体的功率流传递和变压器箱体到车体的振动功率流传递表达式,并通过试验验证了仿真结果。     

车辆吸能部件的薄壁结构碰撞研究

保证车体的塑性大变形破坏限制在非载人区，实现车体结构合理的变形顺序和符合要求的大变形模式是决定车体吸能能力和控制减速度的关键。由于结构的变形模式决定了其大变形的力学特性及吸收冲击动能的能力，为了得到具有良好力学特性的吸能结构，需要对各种结构塑性大变形模式进行研究。本文用数值计算方法研究了几种典型薄壁结构在撞击时的变形模式和力学特性，通过薄壁结构的计算分析，最后以设置“伪”塑性铰的方法设计了正弦形状薄板并进行了撞击分析。研究结果表明该结构具有较好的力学特性和稳定的变形模式。     

基于倾斜时变率的悬挂式单轨缓和曲线长度研究

悬挂式单轨在我国有很大的发展潜力,目前尚未形成统一的技术标准、规范,对线路缓和曲线长度的计算方法和公式进行研究。结合我国悬挂式单轨实验车型相关资料,分析车体摆动原理,通过借鉴类似轨道交通的成熟的计算理论,推导缓和曲线的计算公式,同时分析公式中的列车倾斜时变率的影响因素及合理值,最后进行检算和与国内外类似系统的公式进行对比。确定不同条件下线路缓和曲线计算公式,编制缓和曲线长度表,研究结论已经应用于黄果树悬挂式单轨工程。     

轨道不平顺的动态检测及超限峰值的数据处理

本文论述工务添乘仪测试系统及其频率特性，并推导车体振动加速度的计算公式和实验公式．讨论了车体振动与轨道不平顺的相关关系，简要介绍随机数据的频谱分析，最后制定出轨道超限峰值的判读标准．     

边界条件对比例车体模态参数的影响

边界条件是结构进行模态分析的基础,不同的边界条件施加方式通过改变结构刚度影响结构模态参数。首先通过理论推导计算模态分析和试验模态分析的基本原理,然后对比例车体有限元模型建立5种可行的边界约束条件,计算分析知弹簧悬挂时比例车体前30阶固有频率与自由模态最大误差为0.02346%,边界条件4和边界条件5时固有频率最大误差分别为25.3386%和10.2383%,在试验模态中可用弹性悬挂模拟结构自由模态。对弹簧悬挂、弹簧杆悬挂和空簧支撑3种不同边界条件下的比例车体进行锤击模态试验分析,得出第3阶垂弯频率最大误差分别为2.545%、2.961%和4.812%,均小于误差允许值5%;利用模态判定准则(MAC矩阵)判定试验模态中结构固有频率的相关性,验证了边界条件对比例车体模态参数的影响。     

日立公司高速铁道车辆制造技术的新进展

本文介绍了3个阶段日本新干线电动车组的技术进步:一:在上世纪70～80年代前半期,日本新干线提速到200 km/h。解决了许多提速相应的技术课题,如X立柱薄板车体、分散式换气空调装置、气密结构、FEM解析技术等。二:在80年代～本世纪初,新干线电车进一步高速化,其运营时速达到270 km。作为其轻量化技术,开发了铝合金挤压型材的轻量化车体,工艺上经历了从点焊到各种弧焊,提高了生产技术水平,开发了车辆气密疲劳试验装置,对车辆设计和车体补强验证发挥了重要作用。三:新世纪的新干线电动车组,其时速提高到300km。出现了许多新式电车,开发了可以进行噪声源分离测定的装置。对于现在大量生产的铝双壳车体结构,已经采用FSW(摩擦搅拌结合)技术广为生产。这些新干线电车的高速、轻量化技术,也将对欧洲高速铁路的发展产生重要影响。     

高速列车车体传热系数模拟计算

以往的铁道客车车体传热系数的计算都只是对车体结构的导热热阻进行分析和计算,在涉及对流换热和辐射换热时只能采用经验数据.文章采用CFD方法模拟高速列车车体传热系数的试验工况,以再现高速列车车体传热系数试验时的导热、对流换热和辐射换热过程,因而模拟计算结果比较准确.