高速铁路宽带复合吸声结构设计

针对高速铁路车外噪声频带宽的特征,设计了一种第1层为铝纤维板、第2层为铝微穿孔板的新型复合吸声结构。通过理论研究和试验测试优化调整其结构参数,利用多模态耦合获得了与以往的共振吸声结构相比更宽频带的高吸声性能。经测试,该结构总厚度为100 mm时,吸声系数在250~5000 Hz频段均不小于0.8,降噪系数为0.92,可覆盖高速铁路环境噪声的主要频率成分;总厚度继续增大,低频吸声系数和降噪系数可进一步提高。所设计的宽带复合吸声结构不仅吸声性能佳,选用的材料还具有良好的耐候性和物理、化学性能,绿色、环保、可回收利用。将其应用于我国高速铁路噪声控制工程,有助于推动我国绿色铁路建设。     

无砟轨道聚合微粒吸声板研究

分析聚合微粒吸声材料特性,采用阻抗管试验研究吸声板厚度、材料颗粒大小、空腔设置对吸声系数的影响规律,确定聚合微粒材料的关键参数,首次采用聚合微粒材料研发一种无砟轨道降噪吸声板并确定其几何尺寸、表面设计及强度设计。提出采用拱形空腔提高吸声板的承载力且拓展其吸声频段;通过配置纤维钢筋增强吸声板的安全冗余;通过材料与结构的综合设计使吸声板兼具微孔吸声、共振吸声和干涉消声功能,增强了吸声效果。混响室试验表明,吸声板降噪系数为1.0;实车试验结果表明,测试速度为60~170 km/h时距轨道中心线25 m处吸声板降噪4.0~4.4 dB(A),降噪效果显著。     

城市轨道交通微穿孔板式声屏障的研究

研究了适合于城市轨道交通噪声频谱特性的微穿孔板式声屏障，通过计算分析确定了孔径、板厚、穿孔率、腔厚等设计参数，并采用驻波管法进行了吸声系数的试验，验证了吸声效果和共振频率并修正了腔厚，给出了微穿孔板式声屏障的完整设计参数。     

桥墩泡沫铝基组合防撞装置耗能机理及缓冲效果

滚石灾害严重威胁山区铁路桥墩建设及运营安全。针对现有桥墩防撞装置存在缓冲效果差、不易安装修复等不足，开展防撞装置耗能机理及缓冲效果研究，提出采用具有优良耗能缓冲性能的泡沫铝和聚氨酯材料多层组合的防撞装置。结果表明：泡沫铝和聚氨酯材料均具有稳定的变形破坏模式和较长的应力平台区，可持续稳定地吸收能量；组合结构耗能效果与缓冲材料的厚度和密度分布相关，增加泡沫铝材料厚度和密度，组合结构吸能总量增幅较大，吸能效率和吸能稳定性受组合结构中的聚氨酯材料的影响较大；防撞装置缓冲材料按上层（表层）50 mm聚氨酯、下层（底层）50 mm泡沫铝的双层结构配置，防护效果最佳。     

轨道交通噪声控制结构设计及吸声材料研究

按照轨道交通噪声及声波传播特性设计噪声控制结构,在轨道中央和两侧分别采用T形和变形的倒L形结构能够提高噪声控制效率并减少对观光功能的影响;同时利用吸声尖劈、多孔性材料、空腔共振、薄膜共振等多种吸声结构,分别进行吸声材料的外形、结构、表面防水处理以及制备工艺设计;以膨胀珍珠岩为骨料并对其进行憎水预处理,采用快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料和Dura纤维增强材料,运用无机发泡技术和半干料压缩成型工艺,通过控制颗粒粒径、压缩比以及搅拌、加水等工艺过程,制备出的吸声材料CEMCOM在125,250,500,1000,2000,4000Hz6种频率的吸声系数分别达到0．21,0．66,0．91,0．94,1．06,0、99。满足ASTM E761标准要求。     

对《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》的建议

研究目的:按TB/T 3122-2005<铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法>确定声屏障工程声学材料的性能指标时,发现规定的吸(隔)声性能、抗冲击性能与测试方法存在局限和不足.为满足工程建设的需要,根据铁路运行速度高速化和铁路运行噪声低频化的趋势,提出修改建议.研究结论:根据铁路声源的频谱特性和分布范围,经分析现行标准规定的降噪系数、计权隔声量存在局限性,在参考国内外有关规范的基础上,经论证比较提出将降噪系数和计权隔声量修改为各频率的吸声系数和隔声量的建议;依据铁路声屏障可用的声学构件材质,论述标准中声学构件抗冲击性能与测试方法存在的不足,提出按材质类别分别规定其性能要求与测试方法的建议.     

金属声屏障用陶粒吸声板制备及性能实验研究

陶粒吸声板耐候性好、对环境影响小,是一种极具潜力的吸声材料,应用于金属声屏障需要深入研究其吸声、隔声性能。基于多孔材料的声学机理,通过振动加压成型技术,制备了陶粒吸声板,研究不同因素对其吸声、隔声性能的影响。测试结果表明：不同工况陶粒吸声板吸声系数、隔声量曲线趋势基本一致,中低频区段吸声系数逐渐增加,1 000 Hz左右达到峰值,1 000～5 000 Hz吸声系数曲线存在波动及第二峰值;隔声量曲线基本呈先降低后增加趋势,区间存在波动,5 000 Hz达到峰值;陶粒吸声板采用的陶粒粒径越小,吸声系数、隔声量越高;骨胶比由3.5提升至5.0,吸声系数、隔声量降低;降低水胶比,高频区段吸声系数增加明显,中高频隔声量降低明显;板厚增加,中高频段吸声系数曲线有向低频平移趋势,隔声量整体变化不大;陶粒吸声板放入金属外壳形成单元板后,吸声系数、隔声量较单一陶粒板整体提升显著。经过设计配比陶粒吸声板可以达到Ⅱ级吸声要求,同时兼具一定的隔声效果,放置入金属外壳组成声屏障单元板后,满足TB/T 3122—2019《铁路声屏障声学构件》标准要求,将陶粒吸声板用于金属声屏障吸声材料是可行的。     

泡沫铝在高速动车组中的应用

高速动车组的运行速度使其对车辆的轻量化、低能耗、环保舒适性提出了更高的要求,泡沫铝是一种新型的多功能材料,其质轻、吸声、耐腐蚀、环保、不燃、强度高的特性正适合高速动车组内装材料的要求。文章分析了泡沫铝材料的特点及其在动车组内装设计中的应用,并以CRH380动车组为例,阐述了泡沫铝在动车组内装材料的应用前景。     

石武客运专线驻马店西站基床表层级配碎石填筑施工工艺研究

客运专线路基基床表层必须要具备足够的强度和刚度,同时还要具备稳定性和耐久性,填筑材料要求采用级配碎石或级配砂砾石。针对石武客运专线的质量要求,通过试验制定合理的配比,控制含水率,选定松铺系数、碾压遍数、压路机的行进速度及检测试验研究,提出了适合于驻马店西站路基基床表层级配碎石施工工艺的主要控制参数,配合比选定为16~31.5 mm占30%,5~16 mm占30%,5 mm以下(石屑)占40%,松铺系数1.15、碾压遍数弱振2遍、强振4遍、静压1遍。     

基于多目标优化的高速列车受电弓空腔射流降噪研究

为降低高速列车受电弓部位的气动噪声，对受电弓底部空腔采用射流降噪的主动控制方法。建立高速列车纯空腔射流参数化模型，选用合适的数值模拟方法对参数模型进行流场和声场的对比分析计算，在保证空腔后壁面阻力系数尽量小的情况下，得到使空腔远场降噪效果最佳的射流方式。根据射流设计变量与相关力系数、远场噪声等优化目标之间的非线性关系，选用支持向量回归-多目标遗传优化设计算法，对已有的数值计算样本进行多目标寻优设计，获得一系列Pareto最优射流方式。结果表明：空腔射流流量与流场、声场变化无明显线性关系，射流位置在空腔壁面偏上位置时降噪效果更好；受电弓空腔固有频率与声场峰值频率范围不同，避免了声腔共振的问题。研究空腔射流对受电弓的影响，发现受电弓弓头升力系数不受射流影响，并且降噪效果优于纯空腔射流，整体最多可降噪6.2 dB。     

纤维泡沫混凝土导热特性试验研究

为增强泡沫混凝土的保温性能,以性能最优的粉煤灰泡沫混凝土为基础,通过室内试验研究所掺加的不同种类纤维的含量、长度对干密度恒为1 200 kg/m~3的泡沫混凝土导热特性的影响,得出不同种类纤维的最佳含量及长度。结果表明:基于优选的40%含量粉煤灰-水泥基泡沫混凝土,其导热系数随着养护龄期的增长呈对数下降趋势;养护龄期28 d时,含量0.15%、长度9 mm的聚丙烯纤维使泡沫混凝土导热系数达到最小值0.217 4 W/(m·K),含量0.10%、长度12 mm的玻璃纤维使泡沫混凝土导热系数达到最小值0.228 5 W/(m·K),含量0.05%、长度9 mm的玄武岩纤维使泡沫混凝土导热系数达到最小值0.239 3 W/(m·K);聚丙烯纤维对泡沫混凝土热工性的改善效果最好,玻璃纤维次之,玄武岩纤维最差。     

复合泡沫混凝土用作寒区高铁路基保温研究

针对影响寒区铁路路基稳定性及列车行车安全的土体冻胀融沉现象,提出内嵌聚苯乙烯的粉煤灰泡沫混凝土复合拼装式保温板作为基床表层保温强化层。对粉煤灰泡沫混凝土进行物理力学特性试验,并讨论内插聚苯乙烯复合板的铺设方式。结果表明,粉煤灰泡沫混凝土的导热系数在粉煤灰掺量达到50%时最大,为0.247 2 W/(m·K);抗压强度在粉煤灰掺量30%时最大,为14.10 MPa;抗折强度在粉煤灰掺量为20%时最大,为4.8 MPa。综合考虑各参数变化趋势,建议采用粉煤灰掺量为30%的泡沫混凝土作为寒区路基保温强化层材料基体,并将聚苯乙烯保温块填充以增加保温效果,按照工厂化生产、装配式施工铺设于基床表层,以确保路基稳定性及行车安全性。     

修配车间吸声降噪治理的卫生学评价

张有界电务段修配车间治理前各倍频程中心频率平均吸声系数0.04－0.05，作业时车间内混响噪声较重，混响时间3－4s,经监测设备负载时1号点等效声级88.9dB(A)，超标3.9dB(A)，2号点85.4dB(A)，超标0.4dB(A)，车间内瞬间峰值106.5dB(A)，频谱以中频为主。为了吸声降噪，采用一种从美国进口的矿棉装饰吸声板，利用吸声板对房顶进行吊顶，以达到吸声降噪、控制混响噪声的效果。结果显示，治理后车间内各倍频程中心频率平均吸声系数达0.15-0.24，实际混响噪声已基本消除，等效声级下降范围为1.7-6.1dB(A)，瞬间峰值下降范围为4.4-17.5dB(A)，瞬间峰值已下降到102.1dB(A)以下，车间内等效声级已下降到83.8dB(A)以下。     

具有隔音功能的钢轨防噪声材料

作为施工性良好的滚动噪声对策，日本铁路新开发了钢轨隔音材料。该材料为双层结构，内层采用具有减振和吸音性能的乙烯、丙烯橡胶的发泡体（EPDM），外层采用减振钢板。进行冲击加振试验的目的是研究该种材料的基本特性，试验体为800mm长的50N钢轨，采用冲击锤进行试验，以测定钢轨的振动加速度和放射噪声。首先通过室内试验，结果表明了其良好减振和隔音效果，[第一段]     

铁路无砟轨道吸声板降噪效果分析

铁路无砟轨道区段的噪声辐射比有砟轨道区段严重,常采用轨道表面铺设吸声板来降低轮轨噪声对周边环境的影响。为了控制铁路无砟轨道区段的轮轨噪声辐射,根据微穿孔板吸声理论建立多孔吸声板吸声系数计算模型,并将计算得到的吸声系数输入到轮轨噪声预测系统中,得出轨旁噪声的频谱和等效声级,分析多孔吸声板的空隙率、厚度和孔径对降低轮轨噪声的影响规律。研究结果表明:多孔吸声板的空隙率越大,对轮轨噪声的吸声效果越好,但太大的空隙率会降低对中高频轮轨噪声的吸收,建议空隙率应该控制在0.4%～0.6%之间为宜;多孔吸声板厚度越大,对轮轨噪声的吸声效果越好,但板厚过大会影响到其他行车安全问题,板厚应控制在既能高效降低噪声、又能保证行车安全的限值之内;多孔吸声板的孔径越大,对轮轨噪声吸声效果越差。     

中低速磁浮低置结构路基基床关键技术研究

为了确定基床合理的技术参数,完善其技术标准,对时速200 km及以下的中低速磁浮低置结构路基基床关键技术进行理论分析研究,采用布什理论明确动荷载影响深度,采用动变形、临界动应变控制指标明确不同基床填料所需的最小变形模量,据此进一步明确了基床结构、厚度、填料及其压实标准,并与现有技术标准进行对比。研究结论如下:(1)低置结构路基基床厚度可取为1.5 m,按两层结构设计,基床表层厚为0.3 m,基床底层厚为1.2 m;(2)基床表层采用级配碎石或A组填料填筑,压实系数不宜小于0.95,地基系数K_(30)不小于150 MPa/m;基床底层采用A、B组填料或改良土填筑,压实系数不小于0.93, A、B组填料地基系数K_(30)不小于130 MPa/m,改良土填料地基系数K_(30)不小于100 MPa/m;(3)本文研究成果与现行应用成果相比,基床结构尺寸、压实标准等进行了合理减小或降低,其设计结果更为合理,也较为经济。     

怀化电务段修配车间吸声降噪治理的卫生学评价

怀化电务段修配车间治理前混响噪声较重且持续时间长 ,各倍频程中心频率声学特性分析 :混响时间为 1 78～ 8 96s ,实际感觉 2 5～ 3s ;平均吸声系数为0 0 4 9～ 0 0 6 1 ;吸声量 80 9～ 1 0 0 7m2 ;噪声监测 :平均A声级分别为 ,工况 1为 82 2dB ;工况 2为 79 1dB ;瞬间峰值达 1 0 3 0dB。采用矿棉装饰吸声板吊顶治理后 ,车间平均吸声系数达 0 1 80～ 0 341 ,吸声量 2 70 3～ 5 1 2 0m2 ,混响时间为 0 89～ 2 2 8s,实际感觉混响噪声已基本消除 ;各测点在各种工况下等效声级、瞬间峰值和倍频程中心频率声压级均有不同程度下降 ,平均A声级监测显示 :工况 1下降到 76 5dB ,工况 2下降到 75 7dB ,平均减噪量3 4～ 5 7dB ;瞬间峰值已下降到 98 5dB以下。因此利用矿棉吸声材料吸收车间内混响声 ,可以有效地降低生产环境噪声值。     

铁路混凝土箱梁箱内空腔共鸣噪声及其影响研究

为探讨铁路混凝土箱梁箱内空腔共鸣噪声及其影响,以某客运专线32m预应力混凝土简支箱梁为研究对象,开展实桥振动与噪声试验,分析箱梁振动与噪声的时域特性及频谱特性。采用有限元法建立三维空腔声模型,分析箱内空腔声模态与腔内噪声峰值的关联性。采用边界元法分别建立两端封闭与两端开口的箱梁声学模型,验证箱内空腔共鸣噪声的来源及其影响。结果表明:在特定行车速度下,箱内噪声出现"拍"现象,显著增大箱内噪声,瞬时最大声压可达40Pa,峰值频率为75.0Hz;箱内噪声的"拍"现象来源于顶板的振动噪声,顶板的振动峰值频率与箱内空腔垂向声模态频率吻合时,箱内噪声显著增大;由于梁缝的声泄漏特性,箱内空腔共鸣噪声在梁缝处衰减较大,但其对桥梁两侧总体噪声的影响不可忽略。     

城市地铁吸声降噪分析及工程措施概述

研究目的:吸声降噪通过切断噪声的传播路径,能够有效控制噪声污染。为此,总结主要的吸声原理及吸声材料,综述吸声降噪的主要工程措施,为地铁噪声的控制提供建议。研究结论:(1)吸声降噪在噪声传播途径中对其进行控制,城市地铁噪声控制还需从轨道系统、机车车辆、隧道及高架桥结构等方面综合考虑,从不同的环境功能要求上对不同频段的噪声进行控制;(2)结合多孔吸声材料、共振吸声材料和特殊吸声结构的优势,研制多层吸声结构和新型吸声材料,可有效提高其吸声系数;(3)对轨道吸声板的表面结构进行处理可以改善吸声板的降噪效果,如开设沟槽、斜坡等;(4)钢轨外侧设置吸声板,临近轨道边和机车的地方设置吸声屏障,可以提高其整体吸声效果;(5)本研究结果可为城市地铁吸声降噪的研究提供参考。     

吸声,隔热的新型无机纤维制品的研究

无机纤维及制品广泛地用来做吸声、隔热材料,但它污染环境。本研究采用水溶性新工艺,加入分散剂、泡沫剂,粘结成膜物质等,通过制取纤维分散浆、泡沫浆后,注模、镇静、烘干,得到无污染型无机纤维制品。该制品质轻、不燃、耐水、易加工、多孔有弹性、具有优良的吸声、隔热性能。