隧道内运行城铁车辆的声学性能分析

为研究在隧道内运行的车辆的车内噪声规律,对某120km/h速度等级城市轨道交通车辆项目在隧道内运行的情况建立SEA模型,并实际测量车辆的车门系统、空调系统和地板结构的隔声量以及车辆运行线路轨道的粗糙度和衰减率,将实际测量结果作为输入条件进行隧道内运行车辆车内噪声仿真分析,根据分析结果可知该项目车辆在隧道内以120km/h速度运行时车内噪声为85d BA左右,并且客室车门结构是影响该项目车辆车内噪声最重要的结构,为降低隧道内运行轨道车辆车内噪声水平,研究客室车门结构、提高客室车门的隔声量是一个重要的研究方向.     

城际动车组噪声控制技术研究

针对国内城际动车组还未制定噪声标准的现状,城际动车组采用正向设计理念,考虑城际运用的实际需求,确定了城际动车组客室和司机室噪音限值;利用VAONE软件进行内部声场仿真计算,通过理论分析与试验测试相结合的方法,预测出动车组250 km/h运行时车内噪音超标,结合样件测试提出地板加装隔音垫、风挡密封方案、空调风道加装吸音垫等措施,动车组噪声测试结果表明动车组250 km/h运行时车内噪音从71 dB(A)降低到68 dB(A),满足城际动车组车内噪声指标要求;噪声控制方案对降低车内噪音效果显著,可以推广到其它动车组产品中.     

轻量化掀起轨道车辆设计“绿色革命”——访中国南车南京浦镇车辆有限公司客车设计部系统设计师、教授级高级工程师徐凤妹

轨道车辆的轻量化设计,必须首先保证车辆的强度和刚度,从而充分保证列车的运行安全。同时车体的轻量化设计,还可能涉及到车内的舒适度。车内噪声的大小是衡量车内旅客舒适度的一个重要指标,振动和噪声是需要统一研究的,结构的振动引起空气的振动,然后以波动的形式在空气中传播,成为噪声（声音）,车体的刚度不足会产生车体振动恶化现象,造成车内噪声增大,影响车内旅客的舒适度。近日,记者针对列车轻量化设计方面的话题,采访了中国南车南京浦镇车辆有限公司客车设计部系统设计师、教授级高级工程师徐凤妹。     

高速动车组气动外形多学科优化设计

基于流固耦合技术及阻力、升力、运行安全性与平稳性、气动噪声等多个性能指标驱动的多学科优化设计方法,兼顾各系统结构与功能,通过仿真分析和风洞试验等手段,系统研究了CRH3动车组气动外形与空气动力学、动力学、噪声等性能的耦合关系,对车辆间连接结构、转向架区域、车顶设备导流区域等部位进行了优化,提出了CRH380BL动车组的最佳气动外形方案,实现了预期设计目标.在线试验结果表明,CRH380BL动车组比CRH3动车组实测单位阻力降低7%,同时动车组运行稳定性提高、气动噪声有效降低,满足了持续运营速度350 km/h、最高运行速度380 km/h的技术要求.     

城市快速路隧道立交安全间距分析

为给城市周边新建和改建工程中出现的隧道与互通立交距离较近的规划设计方案提供一定的依据,通过分析城市快速路隧道与立交间车辆的行驶特征,构建了快速路隧道出入口与立交最小间距计算模型。综合考虑交通流特性、交通安全等因素,运用概率论与车辆运动学相结合方法,定性和定量地分析车道变换所需长度,得到快速路隧道立交最小间距与vissim提取交通冲突数进行了仿真对比,最终提出运行速度为100km/h、80km/h、60km/h时安全间距的推荐取值,以供规划设计人员参考。     

基于新型复合材料的城市轨道交通车辆地板降噪研究

通过分析城市轨道车辆车内噪声产生原因和地板降噪结构,以新型复合材料着手进行研究,以提高地板本身的吸音降噪性能为目标,设计了3种应用新型复合材料的地板结构.依据GB/T19889.3隔声测试标准,对不同材质及结构的地板样块进行了测试,并对不同复合材料的地板隔声量进行对比分析,验证了不同材料及结构的地板隔声降噪性能,为城市轨道交通车辆的降噪设计提供了参考.     

高速列车风道阀门开度对车内压力及CO2浓度的影响

为探究列车隧道压力激扰下换气风道阀门开度对车内压力及CO₂浓度的影响,基于计算流体力学理论,构建列车空调机组、换气风道阀门、管路系统及满载客室几何模型,计算了某型高速列车风道阀门在不同状态下的车内压力和CO₂浓度。研究表明：当列车以350 km/h的速度通过隧道时,风道阀门开度小于80%的情况下车内压力峰峰值及1 s变化率最大值与开度近似呈2次函数关系,3 s变化率最大值与开度近似呈线性关系;风道阀门开度关小至60%时,车内压力1 s变化率降低41.81%,压力舒适度等级由良好提升至优秀,CO₂浓度最大值上升15.38%,在允许范围内;风道阀门开度小于40%时,车内CO₂浓度将急剧升高,在20%开度处达到临界水平。综合考虑阀门开度对车内压力及CO₂浓度的影响可知,风道阀门开度在20%～60%为最佳。在隧道压力剧烈波动路段,将风道阀门彻底关断,车内压力1s变化率降低17.02%,压力舒适度等级由良好提升至优秀,CO₂浓度最大值上升10.29%,但仍在允许范围...     

地铁隧道附属广告设施的活塞风作用时变特性

为了预测地铁隧道内由活塞风效应引起的广告牌表面风荷载的时变特性,采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）开展了活塞风三维非稳态流动模拟. 基于用户自定义函数（user-defined functions,UDF）定义了列车运行控制与动网格控制程序,搭建了精度更高的活塞风模拟方法,并结合以往的实验与仿真,验证了方法的合理性. 在此基础上根据实际隧道断面建立了全尺寸动网格模型,考虑了不同运行速度下由列车运动引起的流场变化,重点关注地铁隧道内不同位置广告牌表面的静压变化. 研究结果表明,列车经过广告牌时表面静压由正变负,速度增加时会导致广告牌表面的静压显著增大,对于80 km/h的工况静压幅值能超过500 Pa;对于部分以120 km/h运行的地铁,静压幅值超过1 kPa.      

轨道结构空间振动时变模型建立方法的研究

基于既有的轨道模型，采用有限单元法，运用弹性系统总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则，建立了轨道结构空间振动的振动方程组。采用轨道不断“增加和缩减”技术，使该模型的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和荷载列阵具有时变特性，从而便于计算无限长轨道上的车辆-轨道耦合振动。以法国TGV中速动车为例，速度取200km／h，计算了12km轨道上的车辆-轨道耦合振动动力响应值，列出了部分响应曲线图。该模型的建立为开展长时间的车辆-轨道耦合随机振动奠定了基础。     

隧道中地铁车辆内部噪声分析

采用Artemis测试分析系统对隧道内运行的大连厂地铁车辆进行噪声测试,在地铁车辆内选择了六个测试点,通过对测试数据的分析、讨论.并对测试数据进行了分析,结果表明：地铁车辆运行时,车辆内噪声的最主要的噪声源是轮轨噪声.噪声级随着地铁车辆的速度的增加而增加.主频带一般都在315～5 000 Hz之间.低频率的声压级很小.研究地铁车辆内的噪声特性只需研究中高频声压级.     

基于智能路钮的超高速公路虚拟轨道系统研究

为提高超高速公路行驶安全性，使用结构分析和数学模型的方法研究基于智能路钮的高速公路虚拟轨道系统. 该系统由路面子系统、车载子系统和服务中心子系统组成. 安装车载系统的车辆接近写入路钮时激活虚拟轨道系统，阅读器读取标签路钮的位置坐标和该处道路线形信息，同时数据处理模块读取线形参数并处理得到道路切线与车身角度，读取前轮偏角、车辆速度和相邻两个标签路钮之间的距离，利用计算模型得到车辆在相邻两个标签路钮之间行驶时方向盘的转动角速度，并将控制参数发送给转向电机. 研究结果表明，当超高速公路设计车速分别为140，160，180 km/h时，只要保证路钮间的距离分别小于1.33，1.50，1.69 m，就可保证车辆偏离中心线的距离小于0.5 m. 因此，基于智能路钮的虚拟轨道系统可将车辆限制在虚拟轨道内行驶，保证超高速公路的安全性.     

高速动车组通过隧道空气动力特性数值分析

应用Navier-Stokes方程对350 km/h高速动车组通过隧道的空气动力特性进行数值模拟,湍流模型采用标准κ-ε双方程模型.计算表明列车在隧道内运行时空气动力学响应发生了剧烈变化:表面最大正压出现在列车鼻端,为8 030 Pa,列车尾部过渡区产生最大负压-5 628 Pa;列车中车底部裙板最大负压为-5 763 Pa;列车阻力系数不断变化,最大值为1.048.列车过隧道时表面压力变化幅值远远超过明线运行,最大增加率达1 259%.计算结果不仅可以作为后续结构强度分析的基础,为车辆优化设计提供参考,同时也为轨道与隧道建筑设计提供了有价值的信息.     

寒区隧道温度场变化规律及空气幕保温效果

隧道洞口段铺设保温层不能完全解决寒区隧道的冻害问题,为此提出一种新型寒区隧道空气幕保温系统,采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场计算模型,研究不同列车运行速度和运行间隔时寒区隧道温度场的分布规律,验证了新型寒区隧道空气幕保温系统保温效果. 研究结果表明:当外界气温为 ?30 ℃,围岩地温为5 ℃时,隧道洞口段铺设保温层已无法满足寒区隧道保温需求,应与主动保温措施联合;寒区长大隧道结构防寒不应仅在洞口段,若列车运行速度大（大于200 km/h）、列车运行频率高（间隔小于30 min）,寒区长大隧道需要全隧道防寒;50 m的保温空气幕联合1 050 m的保温层可以满足外界气温为 ?30 ℃、围岩地温为5 ℃、列车运行速度为300 km/h、列车运行间隔为10 min这种极端情况下寒区隧道的保温需求.      

基于SEA高速列车车内噪声计算

对高速列车头车车内噪声进行评估,以统计能量法为基础,采用大型商业正版软件VA one2012进行仿真计算.文中考虑到气动噪声、轮轨噪声、材料特性(隔声量问题),分析了静止和匀速运行两种工况,得到了整车的声压分布和测点的声压级,为动车组车内噪声控制提供依据.     

基于仿真的铁路车轮不圆度安全限值研究

为了研究高速列车车轮踏面不圆度的安全限值,基于车辆轨道垂横向耦合动力学理论,采用车辆动力学仿真分析软件ADAMS/Rail,建立了考虑车轮非圆化状态下的整车车辆/轨道空间耦合动力学模型。分析计算高速运行状态下常见车轮踏面不圆顺问题所导致的车辆轨道系统轮轨冲击振动特征,及其随列车运行速度的变化规律,给出了车速200～350 km/h 时轮轨作用力响应峰值与车轮不圆度之间的关系,确定了高速行车条件下车轮不圆度的临界范围。该研究可为基于轮轨作用力监测的车轮不圆顺状态识别提供理论指导。     

城市轨道交通噪声控制方法及其对策研究

1前言 城市轨道交通噪声污染是个非常复杂的问题。它与车辆噪声、轮轨噪声、轨道结构、路基、桥梁结构、车辆运行速度以及周边环境都有密切关系，解决城市轨道交通噪声问题是一个综合的系统工程。     

基于运行速度的隧道行车安全分析研究

特长隧道一旦发生交通安全事故将会造成严重的经济损失和社会影响,分析特长隧道的车速分布对研究特长隧道的行车安全具有重要的意义。以某隧道为研究对象,通过现场实测小车的行车速度,得到了以下主要的结论:隧道入口处车速分布在74～89km/h,存在一定的超速行为;由于驾驶员不能及时看清隧道内的交通情况,车辆在隧道过渡段具有明显的降速过程;驾驶员在隧道中间段的行车速度比过渡段有一定的增加;驾驶员长时间在隧道内行车的压抑心理得到释放,车辆在隧道出口段存在严重的超速行为。指出了隧道出入口是特长隧道行车安全的危险断面,采取降速限速的交通安全措施对改善隧道的行车安全具有重要意义。     

高速条件下隧道出入口行驶速度特性

为明确山区隧道出入口区段的车辆运行特性和驾驶行为，揭示隧道洞口交通事故的发生机制，在高速公路和城市快速路各选择3座隧道，采集了小客车和货车在隧道出入口区段的断面速度，高速公路单个断面观测样本大于500 veh，快速路隧道单个断面样本大于1 100 veh，基于断面数据分析了车辆行驶速度的变化规律和影响因素，并建立了运行速度预测模型。分析结果表明:驾驶人临近隧道洞口时会减速，小客车速度降幅为12~21 km·h-1，货车速度降幅为2~10 km·h-1，货车速度降幅低于小客车；洞口位置小客车运行速度大于80 km·h-1，货车运行速度大于70 km·h-1；高速公路隧道出入口段的车速范围为75~110 km·h-1，快速路隧道出入口段的车速范围为60~88 km·h-1，高速公路隧道出入口段的车速普遍高于城市快速路隧道; 驾驶人进入隧道洞内适应环境之后会加速行驶，驶出隧道时有加速行为，但当隧道出口前方有小半径弯道和互通立交时，驾驶人会减速以适应前方的道路条件；隧道入口前100 m至洞口范围内的车辆减速度最大，货车减速度范围为0.23~0.58 m·s-2，小客车减速度范围为0.47~ 0.70 m·s-2；同一断面的速度观测值存在较强的离散性，表明车辆之间存在明显的纵向干涉，容易发生追尾事故。      

高速列车运行时不同转向架区噪声特性

以中国某型高速列车为研究对象, 针对高速列车运行时主要噪声来源之一的转向架区噪声开展试验研究, 掌握其噪声特性和规律, 研究了不同类型和位置的转向架区噪声特性, 预测了不同速度下转向架区噪声水平和频谱特性; 基于一定的假设, 采用测试数据类比法对车头转向架区噪声成分进行分离。研究结果表明: 列车在200~350 km·h-1速度范围内运行时, 车辆主要噪声源集中在转向架区; 转向架区噪声表现为车头转向架区噪声大于车尾转向架噪声, 200 km·h-1运行时车头转向架区噪声大于车尾转向架区噪声约3 dB(A), 主要原因为在车头转向架处气流冲击导致的气动噪声大于车尾转向架处涡流导致的气动噪声; 中间动车转向架区噪声大于中间拖车转向架区噪声, 200 km·h-1运行时中间动车转向架区噪声大于中间拖车转向架区噪声约5 dB(A), 主要原因为相比于中间拖车转向架区噪声, 中间动车转向架区增加了牵引系统噪声; 随着运行速度的提高, 转向架区噪声在全频段内显著提高, 噪声峰值频率也会增大, 主要原因为车轮滚动噪声所致, 速度越大, 其轨枕冲击频率越高; 中间拖车转向架区噪声随速度增长的3次方关系符合轮轨噪声随速度的增长趋势, 对于车头转向架区噪声来说, 气动噪声成分更加显著, 并且随着运行速度的提高, 气动噪声所占比重呈增加的趋势。      

高速综合检测列车降噪措施研究与效果分析

以400 km/h高速综合检测列车噪声控制措施为例,在分析高速检测车的噪声来源的基础上,针对噪声产生的根源和有关噪声控制技术,分别采取车体高阻尼减震、设备舱隔音吸音、空调管路阻尼处理、制动单元吸音处理等降噪措施来降低车内噪声.从高速综合检测列车在静止状态和运行状态下的测试结果分析,针对车内采取的降噪措施,达到了预期的隔...