【博士】軌道交通輪軌噪聲預測與控制的研究【2004】

內容簡介

　　學科專業(yè)：車輛工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：西南交通大學　　學位年度： 2004年　　軌道交通的快速發(fā)展，使我們必須直面嚴重的鐵路噪聲污染問題。作為鐵路噪聲的主要來源，輪軌噪聲的研究至今仍是個薄弱環(huán)節(jié)。　　本文運用車輛．軌道耦合動力學理論、噪聲輻射與傳播理論，建立了輪軌噪聲預測模型。模型中，車輪采用LOVE圓環(huán)模型，鋼軌采用Timoshenko梁模型；輪軌接觸采用Hertz非線性彈性接觸，實現(xiàn)了在同一個模型中同時對輪軌沖擊噪聲與輪軌滾動噪聲的綜合預測：以結構的聲輻射比為紐帶，將構件的振動與聲輻射聯(lián)系起來：考慮軌道面、地面等表面的反射作用以及路肩、橋面及聲屏障等障礙物邊緣的衍射作用來模擬噪聲的傳播，最終得到受聲點的噪聲。對沖擊噪聲及滾動噪聲激擾的時程輸入方法進行了分析，提出運用黃金分割法來反演輪軌表面粗糙度系數(shù)，得到了相應的輪軌粗糙度譜及其時程輸入樣本。編寫了用于輪軌噪聲預測的軟件STTIN(Simulation ofTrain／Track Interaction and Noise)，實現(xiàn)了輪軌噪聲的計算機預測與評價?！　⊥ㄟ^與已有的模型軟件及實測數(shù)據(jù)的比較，驗證了本文所建立的輪軌噪聲預測模型及預測軟件的合理性。利用STTIN軟件，以路堤線路有碴軌道為對象，研究了輪軌噪聲的基本特征，并分析了輪軌系統(tǒng)結構參數(shù)及輪軌表面幾何狀態(tài)對輪軌噪聲的影響。　　對高速鐵路橋上板式無碴軌道及城市軌道交通橋上支承塊式無碴軌道輪軌噪聲的特點進行了研究，并分別與有碴軌道輪軌噪聲進行了比較分析。與有碴軌道相比，板式軌道噪聲顯著增大，其中鋼軌近旁噪聲高出6．2dBA左右，鐵路邊界處近地面噪聲高出約3．5dBA：橋上支承塊式無碴軌道輪軌噪聲比有碴軌道的要大，其中鋼軌近旁噪聲大2．8叫．5dBA，橋面正下方0．3m處的噪聲大1，4～2．3dBA。因此，必須采取有效措施，將無碴軌道輪軌噪聲降到有碴軌道的水平甚至更低?！　档透咚勹F路橋上板式無碴軌道及城市軌道交通橋上支承塊式無碴軌道輪軌噪聲的技術措施進行了研究，包括：(1)分別就板式軌道和支承塊式軌道結構參數(shù)的低噪聲設計原則進行了研究；(2)對幾種典型的新型軌道用吸聲材料的降噪效果進行了分析，結果表明降噪效果顯著；(31就聲屏障高度、位置、形狀以及聲屏障內側敷設吸聲材料對降噪效果的影響進行了分析，結果表明：聲屏障越高、越接近軌道，降噪效果越好；聲屏障內側敷設吸聲材料，可降低鋼軌近旁噪聲2．0-3．0dBA，可降低近地面噪聲約1．5～2．0dBA；對于橋面下方受聲點，盡管各種型式聲屏障的效果有一定的差異，但均表現(xiàn)出了良好的降噪效果，尤其是T型和山型聲屏障。(4)就城市軌道車輛彈性車輪的降噪效果進行了研究，結果表明：彈性車輪對降低輪軌滾動噪聲效果不顯著，但能十分有效地降低輪軌沖擊噪聲?！　?

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