轨道交通U形梁对轮轨噪声的遮蔽效应研究

轮轨噪声是列车在中低速运行时的主要噪声源之一。U形梁为下承式结构,其两侧的腹板可看作低矮的声屏障,能够对轮轨噪声起到一定的遮蔽效应,进而达到降噪效果。以箱形梁为对比,采用边界元分析方法就U形梁对轮轨噪声的遮蔽效应进行定量分析和影响因素研究。首先,对一简单障碍物的遮蔽效应进行分析,验证边界元仿真分析的精度。接着,采用类似的方法建立U形梁和箱形梁的二维边界元模型,以实测列车声源作为声源输入,并定义遮蔽损失为任意受声点在箱形梁和U形梁情况下的声级差。然后,讨论地面声反射和声源的频谱特性对模型计算结果的影响。最后,通过参数分析,研究U形梁的上翼缘宽度、腹板高度和腹板倾角对遮蔽损失的影响规律。结果表明:地面声反射效应对遮蔽损失指标的影响不大;距线路中心30 m处,受声点在不高于轨面高程时,遮蔽损失可达8～10 dB(A);腹板高度是影响遮蔽损失的首要因素。     

钢箱梁的声振特性及影响因素研究

为分析钢箱梁的声振特性，联合锤击试验和统计能量分析（SEA）方法从统计能量分析参数和声振响应两方面进行研究。首先，以某钢箱梁节段[10.1 m（长）×4.8 m（宽）×3.1 m（高）]为对象，通过锤击激励获得顶板和底板不同位置的加速度频响函数。然后，建立SEA模型预测钢箱梁的振动声辐射，考察了各板件在100~5 000 Hz频段的模态数，并将加速度频响函数的仿真结果与实测值进行对比。最后，通过数值仿真分析，探讨了结构设计参数（加劲肋和横隔板）对统计能量分析参数和钢箱梁声振响应的影响规律。研究结果表明：除个别频带外，顶板和底板不同测点位置的加速度频响函数没有显著差异；SEA方法可较精确地预测钢箱梁的高频振动噪声，且相比有限元方法具有更高的计算效率；设置加劲肋后，板件的模态密度和输入功率均下降，子系统间的耦合程度降低，但板件的辐射效率增大；设置加劲肋后，顶板和底板的振动速度级在每个频带平均下降8.2 dB和6.7 dB，钢箱梁声功率级在每个频带平均减小3.1 dB（A）；相比加劲肋厚度而言，加劲肋间距对钢箱梁声振响应的影响更大，应优先作为声学优化的主要参数；横隔板可在一定程度上降低板件的振动响应，取消横隔板将导致钢箱梁声功率级在每个频带平均增大1.3 dB（A）。