非平稳路面激励下整车动力学建模与仿真

为研究非平稳路面激励下整车振动特性,以汽车行驶平顺性为控制目标,建立非平稳路面时域模型及整车振动模型。运用滤波白噪声的方法生成随机路面轮廓,并对非平稳路面下汽车前后轮激励进行时域特性分析,结果表明非平稳路面激励具有低频波动特性。最后以车辆行驶动力学和操纵动力学的理论为基础,建立整车振动动力学方程,借助Matlab/Simulink建立振动仿真模型,得出在非平稳路面激励下,适当的调整前后悬架刚度和阻尼,可提高汽车的乘坐舒适性。     

高速列车对站房振动噪声影响的试验研究

为研究列车通行对综合交通枢纽振动噪声的影响,以成渝高铁沙坪坝站为工程背景,通过现场试验实测了站房候车厅、站台、轨道板的振动加速度以及候车厅、站台区域、轨行区的辐射声压.通过对实测信号分别进行了时域分析和1/3倍频程分析,探究了列车作用下站房的振动传递规律及噪声辐射特性.结果表明:在列车运行荷载作用下,站房与站台的结构振动优势频段为10.0～80.0 Hz,振动随振源距离的增大而减小,站台到候车厅总振级衰减最大值达到13.5 dB;轨道板峰值振动加速度级出现在400.0 Hz处,约为101.0 dB;对候车厅而言,噪声声压级的优势频段为20.0～2 500.0 Hz,列车进站总声压级比列车出站高0.5～1.3 dB(A);对站台而言,噪声的优势频段为125.0～1 000.0 Hz,列车出站总声压级为86.3 dB(A),比列车进站时高1.3 dB(A);对轮轨噪声自身,其优势频段为200.0～2 500.0 Hz,列车进站噪声总声压级为91.1 dB(A),较列车出站时高3.2 dB(A).     

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声, 结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系; 基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性, 计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况; 在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型, 分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明: 箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系, 箱梁各板件近场低频(低于250 Hz) 辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系, 箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定; 对于两端简支的开孔板件, 在开孔率基本一致(0.4%左右) 的情况下, 开孔直径越小, 板件振动辐射噪声声压级越小; 采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声, 既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响, 也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便; 腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz) 处的振动响应, 但由于箱梁内、外部声场连通, 使得声短路效应增加, 降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声; 腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB, 从而使箱梁结构噪声得到了控制。      

基于瞬态边界元法的箱梁声辐射

为进一步开展桥梁结构噪声的研究,基于有限元-瞬态边界元法理论,对铁路32 m简支箱梁桥进行了时域振动响应及声辐射特性分析.首先,利用有限元软件ANSYS建立轨道-桥梁有限元模型;然后,运用车-线-桥仿真程序(TTBSIM),仿真计算得到轮轨相互作用力,并作为有限元模型的外部激励进行了列车动荷载作用下桥梁的时域振动响应分析;最后,以桥梁振动响应为边界条件,利用声学边界元软件Sysnoise研究分析了由列车动荷载引起的桥梁瞬态辐射噪声,并将测点声压计算值与实测值进行了对比验证.研究结果表明,200 km/h高速列车作用下桥面板振动级明显大于桥底板和桥梁腹板,桥梁主要噪声辐射部位为桥面板;桥梁结构噪声主要集中于低频段;随距离增加,噪声幅值逐渐减小,且高频噪声衰减速度明显快于低频噪声.      

基于模态声传递向量的分动器箱体NVH特性分析

以四驱汽车轴间分动器箱体为研究对象,获得分动器箱体的噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness,NVH)特性。建立分动器箱体有限元模型,将分动器箱体有限元仿真模态与试验模态结果进行对比分析;基于Adams构建分动器齿轮传动系统动力学模型,提取分动器工作时轴承处的加速度响应作为激励信号,获得分动器箱体的强迫振动响应特性;采用模态声传递向量(modal accoustic transfer vector,MATV)计算得到分动器箱体结构辐射声场,得到对辐射噪声峰值频率影响较大的模态,对分动器箱体铺设阻尼层。优化前后结果对比显示:对分动器箱体优化后,有效降低了分动器箱体峰值频率处的声压幅值,取得了较好的降噪效果。     

管桩离心机振动噪声控制研究

为了降低管模离心机的振动噪声,建立了离心机管模的三维模型并进行模态分析,研究了管模的固有特性。经过对无管模、空管模和实管模的振动噪声的试验分析,得知托轮和管模的相互作用对振动噪声的影响很大,需要改变它们的接触形式以减小冲击振动。通过对阻尼层减振降噪机理进行研究,提出在托轮表面增加阻尼材料层、变刚性接触为弹性接触的减振降噪方法。对采用阻尼托轮与原托轮的离心机进行了对比试验,结果表明,阻尼托轮使离心机的振动能量减少60%以上,噪声降低10 d B(A)以上,减振降噪效果非常显著。     

高速铁路桥梁全封闭声屏障结构噪声特性

开展了高速铁路桥梁和桥梁-全封闭声屏障典型结构断面的振动和噪声测试,建立了高速铁路桥梁-全封闭声屏障系统结构噪声的快速多极边界元法(FMBEM)数值预测模型,深入分析了板件的车致振动与结构噪声辐射的相关性和时频特性,并以此验证了FMBEM数值预测模型求解结构噪声的准确性;对比分析了有、无全封闭声屏障工况下32 m简支箱...     

迷宫式约束阻尼钢轨减振降噪试验分析

为研究阻尼钢轨的减振降噪性能,以标准钢轨和迷宫式约束阻尼钢轨为研究对象,通过在消声室内测试标准钢轨和迷宫式约束阻尼钢轨的振动与噪声特性,实验结果表明:阻尼钢轨具有良好的减振降噪效果,阻尼钢轨在全频段内有效地抑制振动和噪声。在径向冲击荷载下,迷宫式约束阻尼钢轨相对于标准钢轨的振动加速度衰减量为5%~19%,振动时间衰减量都大于94%,总噪声级降低达9 d B以上;在轴向的冲击荷载下,迷宫式约束阻尼钢轨相对于标准钢轨的振动加速度衰减量为9%~21%,振动时间衰减量都大于92%,总噪声级降低达5 d B以上。实验结果为新型约束阻尼钢轨的优化设计提供了更加准确的实验依据。     

发动机带传动噪声非线性振动机理研究

为研究传动中噪声产生的机理,以汽车发动机前端附件系统带传动为研究对象,建立了皮带与传动轮的二自由度简化模型,将皮带与传动轮间复杂的运动简化为具有一定刚度的弹簧与物块的运动,对传动中复杂的摩擦过程进行了简化,通过Matlab软件对模型系统的运动进行了仿真分析,研究了模型系统初速度以及带刚度对系统振动噪声的影响,重点关注了系统运动中的粘滑状态,通过各组系统运动图像的比较分析观察系统运动,结果表明合理提高初速度及带刚度可有效降低振动噪声。     

城市轨道交通高架钢轨波磨地段振动噪声试验

为探明城市轨道交通高架钢轨波磨地段振动噪声对沿线环境的影响,以某城市轨道交通高架钢轨波磨地段为研究对象,开展了列车以不同速度通过时的振动与噪声现场测试;基于测试结果分析了车速对城市轨道交通高架振动与噪声的影响,研究了城市轨道交通高架噪声的空间分布特性,解释了城市轨道交通高架钢轨波磨地段振动与噪声峰值产生的原因.研究结果...     

基于小波变换分析箱梁振动噪声的时频特性

为探讨列车激励引起箱梁振动噪声的时频特性,以32 m混凝土简支箱梁为例,现场实测箱梁各板件的振动和近场噪声,并采用小波变换结合MLP (modified Littlewood-Paley)小波基的方法进行信号处理.引入小波脊线和小波能量比两个指标对信号的时频特性进行定量分析,在此基础上,探讨了行车速度和行车方向的影响规律.研究结果表明:相比Morlet小波和Mexihat小波,MLP小波更清晰地刻画箱梁振动噪声在时-频两域的局部集中特性;箱梁噪声比振动的频变程度要小,且前者的小波能量在频域上更为集中;翼板振动和腹板振动的频变特性分别对行车速度和行车方向敏感;45～60 Hz范围是箱梁噪声控制的关键频率范围.     

动力吸振器在汽车半轴减振减噪上的应用

为减小由汽车右半轴引起的轰鸣声,基于多岛遗传算法设计了一款汽车半轴动力吸振器。建立了汽车半轴动力吸振器有限元模型并预测其固有频率,与实测值进行对比验证。装车试验结果表明:加装汽车半轴动力吸振器后,前排右耳总噪声下降了8 d B,后排右耳总噪声下降了6 dB,司机座椅导轨振动量下降了50%。     

轮轨噪声的产生机理及其治理措施

根据国外对轮轨噪声机理研究和实验成果及技术应用实例,分别从轮轨粗糙度激励、车轮振动、钢轨振动、轨枕振动和声辐射等五个主要方面对轮轨噪声的产生机理进行分析和讨论,注重研究轨道交通的噪声源———轮轨噪声,找到轮轨噪声的产生根源,为轮轨噪声的治理提供可靠的理论依据,然后以此机理为着眼点,再结合国外对机理的研究和试验成果及其技术和产品的应用实践,分别从以上提到的轮轨噪声产生机理的五个主要方面,并结合我国轨道交通轮轨噪声的实际情况,提出控制轮轨噪声的治理措施,为我国城市轨道交通轮轨噪声治理提出参考性建议。     

桥梁截面形式对轨道交通高架噪声的影响

城市轨道交通高架一般采用预应力混凝土简支梁,其截面形式不但直接影响桥梁振动及其结构声辐射,还间接影响轮轨噪声的传播. 为给低噪声轨道交通的高架桥梁截面选型提供依据,本文采用功率流方法计算轮轨滚动激励引起的轨、桥空间平均振动均方速度,结合声有限元-无限元方法分析钢轨噪声和桥梁结构噪声的产生与传播,对比研究了某U型梁、单箱单室梁及双箱双室梁的振动及其声辐射的差异. 结果表明:桥梁截面形式对钢轨振动影响很小,但明显影响钢轨噪声辐射;截面形式对桥梁振动及结构噪声的影响均很大. 就钢轨噪声而言,U型梁相比箱形梁小1～3 dB(A);但在桥梁结构噪声方面,单箱单室梁较U型梁小2～10 dB(A),双箱双室梁较单箱单室梁可再减小2～6 dB(A).      

高速铁路沥青混凝土轨下基础振动噪声性能评估

为比较不同轨下基础噪声水平,通过ABAQUS建立声-固耦合模型,模拟结构振动产生的声场中的噪声变化.选取声场中的声压值转化得到的声压级值作为定量评价两种沥青混凝土轨下基础(ACRS-1型、ACRS-2型)和普通板式(SlabTrack)结构产生的噪声水平.结果表明,选用的声-固耦合模型可以较好地评估不同轨下基础下噪声.比较3种轨下基础结构可以发现,总体上, ACRS-1型和ACRS-2型结构要比普通板式结构的噪声要低,特别是ACRS-2型结构,比其他两种结构的噪声均要低.噪声降低的幅值出现在0.01、0.02、0.03 s附近,尤其在0.02 s附近, ACRS-2型结构低于普通板式结构的噪声幅值10~20 dB, ACRS-1型结构低于普通板式结构的噪声幅值5 dB左右.      

基于联合抗噪算法的滚动轴承故障诊断研究

轴承通常工作于复杂噪声环境下,使得时域振动信号容易受到各种噪声的污染,从而误导诊断结果。针对以上问题,提出基于一维卷积自编码(1D-DCAE)和一维卷积神经网络(1D-CNN)的联合抗噪故障诊断算法。为了模拟真实噪声环境,在原始振动信号中添加不同信噪比的高斯噪声,用1D-DCAE对原始信号降噪,再将降噪信号用于1D-CNN进行故障诊断。基于全卷积神经网络搭建1D-DCAE模型,并舍弃池化层以降低信息丢失,以提高联合诊断模型的抗噪能力。结果表明:采用基于全卷积网络搭建的1D-DACE有更好的降噪效果,改进后的模型能自适应诊断各种噪声环境下的故障。     

双块式无砟轨道-箱梁结构振动与噪声参数影响分析

以跨度为32m的简支高架箱梁为研究对象,利用有限元法与间接边界元法相结合,分析了德国低干扰轨道谱激励下不同参数对双块式无砟轨道高架箱梁结构噪声的影响.结果表明:扣件刚度对钢轨的振动位移和箱梁底板的振动加速度影响较大,对高架箱梁结构噪声的影响主要在32Hz以下;行车速度对钢轨的振动加速度和箱梁底板的振动位移影响较大,对高架桥梁结构噪声的影响比较强烈,而且距离线路中心线距离越远的场点,其所受车速影响越大.     

微车FR型传动系扭振中的驱动轴优化

针对某微车因动力传动系扭振引起低速车内噪声与振动问题,通过优化汽车驱动轴进行扭振治理,并达到降低该车低速车内噪声与振动,提升整车NVH性能的效果.在治理过程中,通过扭振当量计算模型,研究了驱动轴刚度对其扭振模态的影响,为传动系的匹配设计提供了参考;并以解决该实际工程问题为基础,提出了通过驱动轴的优化进行轴系扭振治理的方法与思路.     

驾驶员职业健康影响因素以及预防措施的研究

据统计,我国约有1亿以上的驾驶员不同程度地患上了噪声性耳聋、颈椎病、视力疲劳综合症等职业病。笔者针对驾驶员职业危害及职业病的影响因素,提出减少车辆行驶时的振动、降低汽车噪声强度等预防措施。     

交通荷载作用下钢箱梁振动声场分布研究

交通荷载引起的桥梁振动辐射低频噪声严重危害居民的身体健康,研究箱梁噪声分布对评价及降低环境噪声污染具有重要现实意义。结合车桥耦合振动和声传播理论,通过建立桥梁振动辐射有限元-边界元的求解体系,以32 m等截面钢箱梁桥作为实体模型,对交通荷载作用下钢箱梁振动产生的瞬态噪声声场特性进行了数值模拟,得出瞬态噪声声场特性。分析结果表明,顶板的振动辐射噪声大于梁体的其它结构。随着离梁体距离增加,声压变小,噪声衰减幅度也会变小。在钢箱梁内添加吸声材料后,降噪效果不大。