地铁车辆辅助变流器的气动噪声研究

为了解决地铁车辆辅助变流器噪声超标1.5 dB（A）的问题,基于数值模拟和噪声测试相结合的方法,对辅助变流器的气动噪声特性进行了分析. 首先通过大涡模拟计算辅助变流器的气动噪声源,然后基于声类比法计算气动噪声源在流道和外部空间的声传播,最后分析风机与流道的涡流和噪声分布云图,对比各测点声压级频谱仿真和试验结果的变化趋势. 研究结果表明:在距离出风口0.4 m处仿真和试验的峰值频率均为290 Hz,量值仅相差5%,说明仿真方法正确可行;风机进口速度不均匀度过大、风机叶片涡流过多是导致风机噪声过大的原因;通过在风机进口增加方形整流网,改善了风机进口速度不均匀度,减少了风机叶片涡流,实现相同测点总声压级降低2.5 dB（A）.      

城轨高架环境噪声特性与不同频段能量

测试了某城市地铁1号线一期高架线路普通整体道床无声屏障和道床垫式浮置板道床全声屏障区段的桥侧环境噪声, 分析了桥侧各测点的A计权总声压级与1/3频程线性声压级, 绘制了线性声压级云图, 研究了各频段噪声能量比例。分析结果表明: 道床垫式浮置板道床全声屏障能有效降低噪声源强处与桥侧环境噪声, 降噪效果、能量分布与频段和测点位置有关; 在桥面高度相近的测点, 降噪效果随距线路中心线距离的增大而减小, 而在近地面的测点, 降噪效果随距线路中心线距离的增大而增大; 降噪效果在中高频段明显大于低频段; 在1/3频程中心频率为20.0~31.5 Hz时, 距离线路中心线55.0 m处, 道床垫式浮置板道床全声屏障区段的线性声压级较普通整体道床无声屏障区段大0.82~6.96 dB; 在普通整体道床无声屏障区段, 在高出地面1.2、9.8 m处, 噪声能量以低于200 Hz为主, 在高出地面11.3 m处, 噪声能量以250~400 Hz为主, 在高出地面12.8 m处, 噪声能量以400~1 000 Hz为主; 在高出地面11.3 m处与200 Hz以下范围内, 普通整体道床无声屏障和道床垫式浮置板道床全声屏障区段的噪声能量持平; 在道床垫式浮置板道床全声屏障区段, 低于200 Hz的桥侧噪声能量较高, 因此, 建议根据高架桥旁敏感点的具体位置采取针对性减振降噪措施, 并重点关注低频噪声失去中高频噪声的遮蔽后尤显突出的问题。      

基于统计能量分析法的机舱噪声分析

利用VA One软件建立机舱的统计能量分析模型.检验模型适用于统计能量分析方法,确定模型参数.通过分析模型计算结果,发现舱室声压级曲线和子系统间耦合损耗因子息息相关.对比分析结构激励和空气激励产生的噪声量,验证舱室噪声主要是由结构激励引起.通过分析发现机舱顶棚内装材料对集控室噪声的影响很小,在对机舱舱室进行噪声预报时,可以不予考虑.     

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.     

某变速器箱体噪声传递函数分析

为研究某电动汽车变速器通过箱体辐射到外界的噪声,基于直接边界元法建立噪声传递函数分析模型,对6个轴承孔到距离箱体表面1 m处左测点、右测点、上测点及前测点进行分析,结果表明：在上测点和前测点处某频率与箱体有限元模态吻合,声压值超过限定值;结构优化后箱体辐射噪声的声压值满足使用要求。     

高速动车组转向架端部悬挂件对构架应力的影响

为了探究高速动车组转向架端部悬挂件对构架应力的影响规律,依据UIC 615-4标准,对转向架构架与端部悬挂件进行了有限元仿真,校核了构架疲劳强度;开展了实际运营条件下的跟踪测试试验,分析了不同位置测点应力的时、频域特征,计算了等效损伤;结合模态计算探讨了转向架端部悬挂件对构架侧梁端部应力状态产生较大影响的成因。分析结果表明:依据标准计算的弹簧帽筒区域的疲劳强度满足要求;远离辅助安装座区域的弹簧帽筒测点,实测最大等效损伤为0.01,靠近辅助安装座区域的弹簧帽筒测点,实测最大等效损伤为0.45,明显高于远离辅助安装座区域的测点;对于靠近辅助安装座区域的弹簧帽筒测点中,弹簧帽筒外侧测点即更靠近辅助安装座区域测点的等效损伤均高于内侧测点,二者等效损伤最大相差84.16%;实测数据存在38 Hz的主频,与辅助安装座和构架连接整体的第4阶模态接近,结合实测数据时频分析结果证明,车辆行驶与轨道不平顺波长共同作用产生的激扰,激起了辅助安装座和构架连接整体的第4阶模态,发生P₂共振导致弹簧帽筒区域产生过大应力。      

轨道交通列车不同运行速度下噪声特性对比研究

为了研究轨道交通列车不同运行速度状态下的噪声水平,利用同济大学轨道交通综合试验线对轨道交通列车运行时辐射噪声进行测试与分析,得出各监测点在不同运行速度下的噪声强度和频谱特性。结果表明：在车速小于47 km＆#183;h-1范围内,随着列车速度的增加,各监测点噪声值不断增大,基本呈线性增长;在4种不同车速工况下,距离噪声源越近,高度越高,噪声值越大;相反,距离噪声源越远,高度越低,噪声值越小。在不同运行速度下,各测点的主峰频率都在800 Hz左右,而噪声能量的主要分布范围随车速的提高而有规律地变化,随着行驶速度的提高,噪声能量的主要分布范围逐渐向800 Hz主峰频率趋近。研究结果可为轨道交通噪声措施的制定及噪声预测提供数据基础与科学依据。     

CR400AF型动车组牵引变流器线路振动测试及分析

为弥补GB/T 21563—2018中关于动车组设备振动数据不足的问题,以复兴号CR400AF型动车组2号车牵引变流器吊耳和车厢地板为测试对象,通过线路振动测试数据的时域、频域分析及与GB/T 21563—2018的对比分析,得到牵引变流器吊耳和地板的振动特性及基于统计容差法获得牵引变流器的实测谱和规范谱.研究结果表明：与GB/T 21563—2018标准值相比,牵引变流器各测点振动有效值都较小,其中垂向和横向约为标准值的20%,纵向约为标准值的50%;GB/T 21563—2018标准载荷谱仅考虑了2～60 Hz振动频谱的影响.归纳整理的实测谱和规范谱可以体现1～1 000 Hz的振动特征.线路振动测试及分析可为CR400AF型动车组牵引变流器的安全可靠应用提供指导。     

高速列车车内中高频气动噪声计算方法

利用SST k-w湍流模型计算了高速列车的外部非定常流场,提取了车身表面的脉动压力；基于统计能量分析理论,建立了高速列车车内中高频气动噪声分析模型,确定了模型中各个子系统的参数,计算了由车外脉动压力诱发产生的车内气动噪声.计算结果表明:高速列车车头的脉动压力变化最剧烈；在中高频范围内,司机室和乘客室的声压级随着频率的增...     

中空挤压铝型材声振系统统计能量分析

建立了双层铝合金型材与声场高频振动的统计能量分析(statistical energy analysis-SEA)模型,以动力学力激励作为系统的能量输入,计算了铝合金型材和声场的动力学响应,比较了不同板厚度、位置对振动速度和对声场声压级的影响,计算表明靠近载荷的子系统具有更大的振动速度,板越薄振动速度越大,声场声压级越高,板厚度每减小0.5mm声场声压级增加约1dB.研究结果表明,统计能量法可有效计算铝合金型材的高频振动噪声,研究对基于统计能量的整车高频声振分析有重要意义.     

地铁车辆辅助变流器的热仿真与实验

利用HyperMesh软件建立辅助变流器风冷系统的热仿真模型并利用FLUENT软件进行求解计算,得到流速分布和温度场分布.通过实验研究中的多个测温点数据与仿真结果进行对比,表明仿真结果具有较高的可信度.热仿真分析方法可为辅助变流器的热设计提供参考.     

高速检测车明线运行辅助变流器进排风口表面压力数值分析

对350 km/h高速检测车明线运行外空气流场进行数值模拟,车头表面压力计算结果与理论值进行比较,误差1％,在允许范围之内,验证了计算模型的高可信度.分析高速检测车辅助变流器进风口和排风口压力分布规律,结果表明:辅助变流器不工作的情况下进风口的平均压力为正,且相差不大,排风口1的压力为正,排风口2,3的压力为负,进排风...     

全尺寸高速列车头型气动噪声分析方法

建立高速列车头型气动噪声分析方法有利于了解头型与空气相互作用产生的气动噪声特性及其对车内外的影响.为此,先后建立了两个头型的1∶8缩比三节编组气动噪声仿真模型,并开展气动噪声仿真计算,得到外场测点平均总声压级.通过与风洞试验结果相比较,两者量值相差小于3 d BA,且头型1均小于头型2,验证数值仿真结果.为了实现全尺寸高速列车头型气动噪声数值仿真,提出在三节编组的计算域中截取一部分—子域法.子域法和整车得到头型部位的气动特性一致性间接表明子域法的合理性.利用子域法开展了全尺寸头型1和头型2气动噪声仿真计算,得到头型表面声功率、表面和外场总声压级,可为头型选型和优化提供依据,从而建立了基于数值仿真的全尺寸高速列车头型气动噪声分析方法,解决了以往无法通过风洞试验和数值仿真进行全尺寸高速列车头型气动噪声分析.     

测点级声学故障检测中的报警频次建模方法研究

文中围绕测点级声学故障检测方法开展研究,根据区间估计原理建立频带能量超标检测流程,针对随机报警事件干扰提出基于报警事件频次建模的二级阈值检测法,并利用实测数据进行了算法验证.数据分析显示,该方法能够有效检测正常工况下的随机报警事件干扰,降低测点级声学故障检测的虚警率.     

双向变流器控制策略的研究

研究了一种能量双向流动的变流器。建立了双向变流器的电路模型,采用了双环PI控制方案,详细分析了控制器的选择和控制器参数的设计。搭建了Matlab仿真模型并仿真。最后进行了系统试验并给出了试验结果。实验结果表明系统稳定,且控制设计合理。     

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.      

重庆石板坡长江大桥复线桥的受力分析及健康监测系统设计

根据重庆石板坡长江大桥复线桥的结构特点,结合其结构有限元分析,设计了相应的健康监测系统,包括系统测点布置,系统总体、各传感子系统以及安全评估系统。该系统的使用为评估桥梁的初期运行及后期施工状况提供了科学依据。     

道路交通噪声计算机仿真模型

提出一种可用于计算道路路侧交通噪声的计算机仿真模型.将实测的车辆速度、类型和到达时间等微观交通数据作为输入量,利用车辆行驶模型更新车辆各仿真时刻的运行状态,借助车辆噪声模型计算车辆单体对测点的贡献值,进而求解整个车流的噪声值.该模型不但可以全面反映交通噪声起伏变化的时间分布特征,而且还可以预测和分析复杂交通条件下的噪声指标.通过实测数据对比分析,证明模型预测结果与实测数据吻合良好,预测精度为-0.4±1.0 dBA.     

高速铁路桥梁噪声预测方法的探讨

基于统计能量分析（SEA）的基本原理,将SEA法应用于高速铁路桥梁噪声预测之中,分析了SEA的基本原理与高速铁路桥梁噪声产生的关系,认为SEA方法是预测铁路桥梁噪声辐射可行的方法。并用SEA建立了铁路桥梁子结构的能量交换数学模型。     

城市轨道交通高架线路敷设阻尼钢轨噪声特性

为研究城市轨道交通高架线路敷设阻尼钢轨前后列车通过时段噪声变化规律，以敷设了阻尼钢轨的广州某高架线路为研究对象，通过对高架线路敷设阻尼钢轨前后轨道旁、距行车轨道中心线7.5和30 m处测点进行现场噪声试验，分别从时域统计、频谱和插入损失等方面分析了高架线路改造全过程，包括换轨前、换轨后、刚敷设阻尼钢轨及敷设阻尼钢轨运营半年后列车通过时段噪声变化规律。分析结果表明:换轨和敷设阻尼钢轨作为源头上的降噪措施具有一定的降噪效果，噪声源强处2种措施分别降噪1.1、2.9 dB(A)，敷设阻尼钢轨能降低钢轨Pinned-Pinned振动辐射产生的噪声；换轨前高架线路列车通过噪声能量主要集中在100~3 000 Hz，分别在100~125 Hz和2 000 Hz附近出现第1、2个峰值，换轨后、刚敷设阻尼钢轨及敷设阻尼钢轨运营半年后的列车通过噪声能量主要集中在500~2 000 Hz，峰值频率出现在800 Hz附近；高架线路整个施工改造过程中60 Hz以下低频噪声变化较小，60 Hz附近的频率为轮轨系统的固有频率，高架线路改造并未使轮轨系统固有特性发生较大改变；敷设阻尼钢轨运营半年后相比刚敷设阻尼钢轨时，在距轨道中心线7.5和30 m处，1 000 Hz以上高频噪声变化较小，桥梁局部结构振动产生的辐射噪声(100~300 Hz)出现了一定的增大。