高速铁路声屏障声学计算模式研究

基于多通道阵列式声源识别系统和多通道噪声振动实时采集分析系统,对京津城际和京沪高速铁路列车运行状态下的噪声源、空间声场分布以及声屏障降噪效果进行测试和分析。将高速列车声源等效为下部噪声和上部噪声两部分:下部噪声以轮轨噪声和车体气动噪声为主,其声源等效位置确定为轨面以上0.6m处;上部噪声以弓网噪声为主,其声源等效位置确定为轨面以上3.3m处。由此提出基于双声源作为等效声源和以1250Hz作为等效频率的高速铁路声屏障声学计算模式,给出声屏障插入损失和加长量修正计算公式,所得到声屏障的声学计算结果与实测结果吻合。     

EMU6动车组气动声学性能分析

采用三维、不可压缩和Lilly LES+FW-H方法,对1:8缩比3车编组EMU6动车组以200,250,300和350 km/h的车速运行时进行气动噪声特性数值模拟,得到列车不同速度级运行时的压力、速度与涡量分布,表面脉动压力、辐射声场等气动与声学性能。研究结果表明:偶极子声源强度主要分布在转向架及其周围的车体表面位置;A计权声压频谱在略小于1 000 Hz频率处测点声压级达到峰值;气动噪声分布频带很宽,噪声能量在1 000 Hz左右较为集中,往高频和低频部分则逐渐衰减;头车流线型附近声压级较大,在尾车以后越远离车体,声压级越小。其研究结果可为高速动车组的气动声学特性优化研究提供参考依据。     

高速列车车体型材断面结构声学优化研究

从结构振动和声学原理出发,对动车组车体型材的声学特性进行优化,在现有型材厚度基本不变的前提下,通过改变斜筋角度、斜筋厚度、上下层板厚度等设计变量,提出车体双层铝合金加筋结构的隔声特性优化方案,主要以地板型材为例进行介绍。在此基础上对该动车组一中间车建立SEA声学模型,通过车体声学仿真计算,预测车内的噪声环境,验证上述优化方案的有效性。     

地铁能馈变流器噪声特性及控制技术研究

针对地铁能馈变流器的噪声特性进行试验研究,分析其主要噪声源、噪声传播规律以及进/出口结构的声学性能,并针对性地进行出口阻性消声器设计及试验验证。研究结果表明,风机为主要噪声源,风机噪声由出口传播直接导致产品噪声超标;采用出口阻性消声器方案可有效降低出口噪声传播,风机出口测点降噪量达17.33 dB(A)。相关研究对改善能馈变流器及类似产品的声学性能,指导产品结构降噪设计具有参考价值。     

弹性支承块轨道振动与噪声强度关系分析

轮轨噪声在轨道交通噪声中占主要部分。根据国内外对钢轨振动和噪声关系的研究,以非弹性和弹性支承块式轨道结构的振动加速度数据为依据,利用钢轨振动与噪声关系将钢轨的振动转化为噪声,确定由各自钢轨产生的噪声1/3倍频程等效声压级曲线,从降噪方面评价两种无碴轨道的性能,说明弹性支承块轨道振动与噪声强度关系。在理论上对地面因素在噪声传播中的影响进行了探讨,说明地面因素也是影响噪声强度不可忽视的因素之一。最后,从声源和传播途径两个方面提出降低噪声的合理化建议。     

箱型桥梁结构的面板声学贡献分析

以高速铁路32 m混凝土简支箱型桥梁为研究对象,通过有限元软件建立了轨道-桥梁分析模型,采用车辆-轨道-桥梁耦合振动理论,分析了桥梁结构的竖向振动,并将得到的竖向振动响应作为边界条件,导入到箱梁边界元模型中预测箱梁结构噪声。同时基于面板声学贡献分析理论,进行了箱梁梁体的面板声压贡献分析和声功率贡献分析,确定箱梁梁体辐射噪声的最大部位。研究结果表明:列车以200 km/h的速度运行在高架轨道上时,箱梁梁体辐射噪声主要集中0-100 Hz范围内,其中在20 Hz和42 Hz左右有比较突出峰值。同时由面板声学贡献分析可知箱梁梁体主要辐射噪声的部位是箱梁的顶板和两侧翼缘板下面板。     

电力机车司机室空气传播噪声预测

试验分析了电力机车司机室噪声源的噪声特性和司机室各墙体的隔声性能。基于声源声功率的等效原理,将室外声源声功率级等效转换到室内声源声功率级,基于现有隔声设计的基本公式,对电力机车司机室内受声点的噪声进行了预测。结果表明:轮轨噪声、机械间设备噪声和司机室内空调、暖风机噪声是司机室噪声的主要来源;由于机械间内产生了足够的混响声,机械间内受声点声压级的大小与声源到受声点的距离无关;计算结果与测试结果存在一定的误差,但仍在可接受范围之内。预测方法能为电力机车司机室早期的声学设计和改进提供设计依据。     

多特征频率下槽形梁面板综合声学贡献量分析

为探讨城市轨道交通槽形梁低频噪声综合面板声学贡献量,以某拟建30 m轨道交通槽形梁为研究对象,开展结构声辐射特性研究。基于有限元/边界元法分别建立槽形梁有限元模型、声学边界元模型,采用间接边界元法分析槽形梁的声辐射特性。在此基础上,应用声传递向量法对槽形梁的结构噪声进行面板声学分析,引入特征频率计权系数以及场点权重系数确定多特征频率下对综合声场声学贡献量最大的关键槽形梁面板。研究结果表明:轨道交通槽形梁的结构噪声以20~80 Hz的低频为主,各场点在31.5 Hz和63 Hz处出现噪声峰值;槽形梁综合声场声压主要由底板贡献,翼缘板对综合声场声压贡献较小,腹板对综合远声场有负影响;应当有针对性地对关键面板进行结构优化改善结构噪声性能。     

高速动车组噪声源与传递路径分析

介绍高速动车组声学性能、各系统之间相互作用关系及噪声源分类,分析车辆自身噪声产生的机理以及各声源的贡献与总响应关系,通过对高速动车组声源噪声传递路径识别及车体、转向架区域噪声传递试验研究,总结转向架区域噪声变化的5项规律,提出对高速动车组噪声进行系统分析、统筹规划、分区域治理的观点。     

铁路噪声预测计算方法

根据声学基本理论和有关有限长运动线声源指向性、等效时间等声学特性研究成果,结合铁路噪声的特点,总结了比例法和模式法两种主要的噪声预测方法,并给出了相应的计算公式,可供铁路建设项目环境影响评价中预测铁路噪声时参考。     

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.     

铁路机车风笛声学参数的确定

根据我国主型机车实际采用的风笛声学性能测试数据 ,参考国际铁路联盟 (UIC)的有关标准 ,初步确定了铁路噪声预测中采用的风笛声学参数值 ,其中包括倍频带声压级和指向性参数值 ,可应用于铁路建设项目环境影响评价的铁路噪声预测计算模式。     

轨道结构参数对其声辐射特性影响

建立轨道有限元-边界元振动声辐射模型。用三维实体有限元模型模拟钢轨、轨下垫层、轨枕和道床,以轮轨联合粗糙度作为激励源,并考虑接触滤波的影响。采用有限元法计算轨道结构的系统响应,以轨道结构速度响应作为输入,利用声学边界元法计算轨道结构的声辐射。分析比较本文模型和已有轨道声辐射模型的数值结果表明:在中低频区域内,二者具有较好的一致性;在高频区域,本文模型数值结果更加合理。本文讨论轨道结构参数对轨道系统声辐射影响,结果表明:不同轨道参数对轨道结构声辐射影响程度不同。通过对轨道结构系统参数优化设置,可达到减振降噪效果。     

声屏障控制范围与附加长度的确定

根据《京沪高速铁路暂行规定》确定的原则推导了声屏障附加长度的理论计算方法,采用菲涅耳数-前川表法估算了不同距离、不同高度声屏障的降噪效果,并通过现场实测结果提出了声屏障设计中应采用的控制范围。     

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的应用与管理

针对我国铁路车辆部门的安全检测设备TADS的应用与管理办法、流程进行了介绍,并给出了该软件系统在线运行后的实际结果及提高运用效果的关键因素。     

城市轨道交通声环境影响计算公式的修正

轨道交通噪声问题日益引起了人们的关注,对轨道线路两侧的声环境预测工作也提出了新的要求.通过对我国《环境影响评价技术导则-城市轨道交通》中的声环境影响预测公式进行分析,从计算公式的参考点噪声辐射源强、声屏障衰减模型和声屏障等效频率计算等三个方面对其进行修正,以期能使我国的城市轨道交通噪声预测模式更加完善,计算更加精确.     

线路声学检测系统现场应用的初步经验

概述了线路声学检测系统(TADS)的组成、操作和安装,并介绍了Spoornet公司和昆士兰铁路部门运用TADS系统的经验。     

对铁道机车风笛声学性能的建议

为制订机车风笛声学性能标准 ,通过对国内外有关资料的分析 ,结合现场试验提出了有关建议 ,即 :风笛声级在机车运行方向中心线左右 4 5°、前方约 30 m半径弧上任意位置上的最低声级应达到 10 7d B( A) ,进入城区时风笛声级最高不应超过96d B( A) ,风笛至少应具有 2个以上的音调 ,低频为( 370± 10 ) Hz,高频为 ( 660± 15) Hz     

与轮对轴承磨合机联用的轴承故障声学诊断系统

提出了一种可以与轮对轴承磨合机联用的轴承故障声学诊断系统,通过增加轴承声音采集、分析软硬件,实现故障轴承的声学诊断。该系统利用4只高指向性麦克风并加装麦克风拢音罩的方式采集轴承发出的声音,有效的抑制了车间现场环境噪声对轴承声学诊断的干扰。采用统计因子结合共振解调法对轴承故障进行判别,可对轴承多种故障进行准确的诊断。大量的现场实验结果证明了此方案在实际运用中的可行性与可靠性。     

混响室扩散体声学设计及数值仿真

LYU Yi;GAO Yang;FAN Kang(CRRC Changchun Railway Vehicles Co.,Ltd.,Changchun 130062,China)