不同速度高速列车车外噪声的调查研究

研究目的：基于声源识别,得出车外噪声分布特性及场点主要噪声源。创新要点：1．研究高速列车噪声源强特性及频谱特性;2．揭示不同速度下不同声源频谱变化规律;3．分析车外声场场点噪声变化规律及主要声源。研究方法：1．利用车外声源识别系统（图2）分析高速列车声源分布规律及频谱特性;2．利用声源的垂向（图10）分布研究不同声源在各频率下垂向分布规律;3．利用场点声源与速度的拟合关系（图16）研究场点主要噪声源。重要结论：1．高速列车车外噪声源主要分布在轮轨区域、受电弓和车间连接区域;2．轮轨区域噪声包括滚动噪声和气动噪声,在各频率均为最显著声源;3．在整个列车高度,轮轨滚动噪声对总噪声贡献率大于气动噪声;4．车外场点噪声主要频率为630-2500Hz,主要来自轮轨滚动噪声。     

高速列车车轮多边形对车内噪声的影响

研究目的：研究高速列车车轮多边形特征对轮轨噪声和车内噪声的影响规律,讨论目前国内高速列车车轮镟修指标的不足,为高速列车车轮镟修方法的优化改进提供科学依据。创新要点：系统分析高速列车车轮多边形阶次、幅值和相位等参数对车内噪声的影响规律;提出车轮镟修中仅考虑车轮径跳作为限值是不够的。研究方法：1．基于线路试验,初步分析高速列车车轮多边形状态对车内噪声的影响,进而对车轮多边形特征进行剖析;2．基于带通滤波和快速傅里叶变换,使用MATLAB程序生成不同阶次、幅值和相位的车轮多边形粗糙度数据;3．基于TWINS轮轨噪声原理,使用HWTNS预测含有不同车轮多边形特性的轮轨噪声;4．基于混合有限元-统计能量分析（FE—SEA）方法,建立高速列车客室端部车内噪声预测模型,预测车内噪声;5．通过分析车轮多边形参数、车轮径跳和车内噪声之间的相互关系,研究目前的高速列车车轮镟修指标是否合适。重要结论：1．高速列车车轮径跳值相同,但车轮多边形状态不同时,轮轨噪声与车内噪声有明显差异;2．当车轮多边形幅值相同时,高阶多边形可以引起更高的轮轨噪声和车内噪声;3．改变车轮多边形的相位,可以获得不同的车轮径跳值,但是对轮轨噪声和车内噪声几乎没有影响。     

不同运行条件下的高速列车车内噪声特性分析（英文）

目的:研究高速列车在不同速度(260~385 km/h)、无砟和有砟轨道以及明线和隧道运行时的车内噪声特性,为高速列车车内减振降噪和车体低噪声设计提供科学依据。创新点:系统分析高速列车在不同运行条件下的车内噪声总值变化、空间分布、频谱特性和声源贡献,掌握车内噪声随列车运行速度的变化规律、轨道型式和隧道混响对车内噪声的影响,研究轮轨噪声、气动噪声和弓网噪声对车内噪声的作用。方法:1.根据不同的列车运行速度,分析车内噪声的变化规律;通过进一步对比头尾车运行时,不同测点位置的噪声总值、显著频率和声源贡献,研究气动作用对车内噪声的影响。2.针对不同轨道型式,分析车内噪声的差异特性;通过进一步对比不同速度下的前、后转向架上方车内噪声测点(其中一个还位于受电弓下方)的噪声总值、显著频率和声源贡献,研究有砟和无砟轨道、弓网噪声对车内噪声的影响以及速度因素的作用。3.对于隧道运行,分析不同速度下在明线和隧道运行时的车内噪声总值和显著频率,研究隧道混响对车内噪声的影响以及速度因素的作用。结论:1.TC01车无论作为头车或尾车运行,车内观光区的噪声均主要受气动作用影响。2.随着列车运行速度的提高,轨道型式的不同对车内噪声的影响有所降低。3.隧道混响对中间车的影响要高于头车。     

固定辙叉区轮轨静态接触几何关系计算

针对固定辙叉特殊的轨线布置及复杂的轮轨接触关系,建立固定辙叉区轮轨接触几何关系算法,分析固定辙叉区沿辙叉走行方向主要接触参数的变化规律以及各关键断面轮轨接触点变化情况。结果表明:在辙叉轮载过渡段轮轨接触参数变化规律复杂,结构不平顺变化幅值最大且波长较短;轮对横移量增加,轮轨接触几何参数增大,轮轨动力作用增强;辙叉咽喉区和轮载过渡段辙叉侧轮轨接触点变化存在突变。提出应合理设计辙叉区轮载过渡段结构参数,优化轮轨接触几何关系,进而改善列车通过时辙叉的受力性能。     

高速列车时域轮轨噪声预测模型及分析（英文）

目的:建立高速列车时域轮轨噪声预测模型,考虑轮对柔性对轮轨噪声的影响,预测高速列车轮轨噪声的时域特性和频域特性,为高速轮轨时域噪声预测的学术研究和工程应用提供重要参考。创新点:基于考虑轮对柔性的刚柔耦合车辆-轨道耦合动力学以及混合有限元-边界元方法,建立高速轮轨噪声时域模型。其中将柔性轮对的时域建模与轮轨噪声预测相结合是本文主要创新点。方法:1.通过考虑柔性轮对的车辆-轨道刚柔耦合动力学模型(图1)获得轮轨力,然后基于时域有限元-边界元方法(图3),计算轮轨振动与噪声的时域结果,进而通过傅里叶变换得到频域结果。结论:1.考虑轮对柔性与否,对低频轮轨力的影响较小。其主要差别体现在中高频范围,具体表现为:考虑轮对柔性后,当粗糙度波长与轮对固有频率重合时,轮轨力会降低;当粗糙度波长与轮对反共振峰重合时,轮轨力会提高;此外,因为考虑了轮对柔性以及接触的非线性,高频轮轨力的波动比考虑刚性轮对的轮轨力更为明显。2.在500 Hz以下,考虑柔性轮对和刚性轮对得到的轮对振动和噪声差别不大,而在500 Hz以上的中高频范围内,振动噪声会出现更多的峰值和谷值;在中高频范围内,使用刚性轮对会低估轮轨噪声的水平。3.轮轨噪声在总体趋势上随着波磨波长的增加而降低;在某些敏感波长对应的频率处,轮对或轨道的模态会被激发,使得轮轨噪声出现局部峰值。     

基于轮轨接触关系的列车运行安全预测仿真研究

针对判断列车脱轨问题,本文评述了近些年来国内外的研究进展情况。分析了传统判断脱轨的方法,发现传统利用脱轨系数与轮重减载率的车辆脱轨评价方式都是从轮轨间受力情况方面加以分析,在进行脱轨判定时存在严重的误差与不足。在此基础上提出了一种基于轮轨相对位移的脱轨预测方法。通过在ADAMS/Rail中建立单车模型,对轮轨作用关系和列车安全性分析研究,经过仿真实验提取轮轨接触点、接触角、接触横移量、车轮抬升量、脱轨系数等参数,以脱轨系数为指导,采用了一种改进的BP神经网络,通过轮轨间几何数据,对列车的运行状态进行了预测实验。结果表明,通过轮轨间位置关系所得到的预测结果与车辆动力学安全性指标数据基本一致,确定了轮轨几何关系与列车运行安全之间存在非线性关系。对轮轨间几何位置同车辆运行安全性关系的研究内容进行了补充,并对列车运行安全性评价提供了参考。     

数字新闻

120南京地铁S8号线是南京地铁第一条全线位于长江以北的线路,于2014年8月1日开通运营,标志色为橙色.S8号线线路全长45.2千米,其中地下线约11千米,高架线约33千米;共设置17座车站,其中地下站6座、高架站11座;列车采用节编组的型鼓型列车号线最高速度为120km/h,是中国一次建成里程最长.     

轮对前2阶弯曲模态对动力学行为的影响

研究目的：扩展动力学模型的分析频域,建立能考虑轮对柔性的车辆轨道耦合动力学系统模型,为研究轮轨磨耗的形成和发展以及轮轨噪声的来源提供基础。创新要点：利用欧拉梁横向弯曲模型,建立轮轴在垂直于轨道平面和平行于轨道平面内的弯曲振动模型;建立考虑轮轴弯曲的轮对模型与轮轨接触模块之间的耦合关系,进而研究轮轨接触行为受轮轴弯曲变形的影响。研究方法：1．把轮轴模拟为欧拉梁,左右车轮模拟为固结于轮轴上的质量块;2．假设左右车轮始终垂直于轮轴,引入虚拟的两个半边刚性轮对模型,建立轮轨接触模型和柔性轮对耦合的关系;3．基于多刚体车辆．轨道耦合动力学模型,利用以上柔性轮对模型和此耦合关系,建立考虑轮轴柔性的车辆一轨道耦合动力学模型。重要结论：1．建立的刚柔耦合的车辆．轨道耦合动力学模型能够有效地描述轮轴弯曲对轮轨接触行为的影响;2．在0-150Hz的随机不平顺激励下,多刚体模型和考虑轮对柔性的模型受到的轮轨力和轮轨接触点轨迹不同;这主要是由第1阶弯曲模态被激发导致。     

现代文阅读训练(三)(四)

2002年12月31日冠名为“VIP运行”的上海磁悬浮线首次试运行获得圆满成功。磁悬浮列车是在传统列车基础上发展起来的,但其构思颇为巧妙。传统列车的车轮要在钢轨上转动,是有机械接触的,而磁悬浮列车则是在钢轨上悬浮起来,有着一定的间隙,并没有机械接触,这就大大减少了运行阻力,从而可以大大提高运行速度。磁悬浮列车的基本原理是利用电磁吸力或电动斥力让列车悬于钢轨之上并进行导向,以实现列车与钢轨的无机械接触运行,从根本上克服了传统列车轮轨摩擦力限制、机械噪音等问题。磁悬浮列车基本上可分两大类:常导磁悬浮和超导磁悬浮列车。…     

基于正交试验的冰箱风扇降噪优化设计

为了更加精准地刻画轴流风扇周围流场的气动特性和噪声水平,基于声学方程建立了轴流风扇的风洞模型,并借助CFD仿真分析手段细致分析了风洞内各监测点的流量以及噪声值,同时引入正交试验方法综合考虑了轴流风扇叶片翼形、叶片数量、叶片厚度、叶片安装角以及轮毂直径等结构参数对于轴流风扇出口流量值的影响,并基于此提出了风扇结构参数的最优组合.结果表明:优化后的风扇相较于原始风扇在监测点的噪声水平分别下降了5.18%和5.08%,降噪效果明显,验证了优化方案的显著作用,同时此方法对于一般性风扇降噪优化工作具有重要的指导意义.     

高速列车车轮磨耗预测模型的发展及验证（英文）

目的:高速列车车轮磨耗过程非常复杂,涉及因素较多。本文旨在发展及验证一个高速列车车轮磨耗预测模型,对高速铁路轮轨型面设计、车辆悬挂参数设计、车轮镟修计划的制订及降低运营维护成本等具有非常重要的意义。创新点:1.建立一个包含车辆轨道动力学仿真、轮轨局部接触求解、车轮磨耗计算和型面平滑与更新策略的高速列车车轮磨耗预测模型;2.利用跟踪测试的高速列车车轮磨耗结果对预测模型进行验证;3.修正USFD磨耗函数,使得预测结果与实测结果更为吻合。方法:1.在SIMPACK多体动力学软件中建立CRH3型动车组拖车的动力学模型,对武广高铁的实际线路进行统计,采用统计的虚拟线路代替实际线路;2.利用Fa Strip进行轮轨局部接触求解;3.采用修正后的USFD磨耗函数进行车轮磨耗计算;4.利用现场实测数据验证模型的可靠性。结论:轮轨界面状态对车轮磨耗具有较大的影响;直接采用已有的磨耗模型进行车轮磨耗预测可能会导致一定的偏差,需要对其进行适当的修正才能获得较好的预测结果。     

地面效应对高速列车流场结构及气动噪声的影响（英文）

目的：高速列车作为高速地面交通工具,不可避免地会遇到地面效应问题。地面效应模拟一直是高速列车风洞试验的技术难点。地面效应现象的准确模拟对高速列车空气动力学和气动噪声的预测精度有很大的影响。通过对比4种地面模拟系统（GSS）的流声场结果,研究不同GSS对流场结构、气动声源和远场辐射噪声特性的影响规律,为高速列车声学风洞试验提供指导。创新点：1.搭建高速列车地面模拟系统,模拟不同边界条件;2.明确轮对旋转与地面滑移对高速列车气动噪声幅值的相对增量及影响频率范围。方法：1.在仿真系统中建立“移动地面+旋转轮对”、“静止地面+旋转轮对”、“移动地面+静止轮对”和“静止地面+静止轮对”四种地面模拟系统;2.采用大涡模拟和旋度声学积分方程,对高速列车的流声场结果进行模拟;3.通过对比4种GSS的流声场结果,研究不同GSS对流场结构、气动声源和远场辐射噪声特性的影响规律。结论：1.移动地面和旋转轮对是影响列车底部气动声学性能的主要因素;2.旋转轮对对整车等效声源功率的影响不大于5%,且移动地面对整车等效声源功率的影响大于15%;3.旋转轮对对整车辐射声压级的平均影响为0.3d BA,且运动地面对整车...     

从磁浮列车的噪声谱变化中观察多普勒效应

通过对磁浮列车行驶时产生的噪声进行现场测试及分析,比较了列车靠近和离开时的噪声功率谱,观察并定量计算了其谱线频率的变化,从而为声波的多普勒效应提供了有效的教学及实验方法,也可为磁浮列车或其他高速列车行驶噪声的进一步研究提供有效的测量分析方法。     

木工圆锯片动力学综合检测装置的研制

研制的木工圆锯片检测装置依据机械动力学理论与振动测试机理,是一台集变频调速系统、传感器调节装置和可移动式固定支撑脚等设计技术为一体,可监测与分析木工圆锯片横向摆动、机床噪声和旋转主轴振动等情况的实用检测装置。该装置采用变频调速系统、传感器调节装置、可移动式固定支撑脚等设计特色,能满足检测木工圆锯片动力学性能,以提高木材和木质复合材料的切削质量,具有较高的应用价值。实践证明,此装置测试结果精确、可靠、可操作性较强,在检测并优化木工圆锯片切削性能,提高其减震降噪水平等科研工作中发挥着重要作用。     

长线路轨道扣件的选型研究

扣件是钢轨与轨下基础间的联接部件,它将钢轨直接固定于轨下基础之上,以保持轨距和限制钢轨的纵、横向位移,确保轨道结构的稳定,其性能直接影响轨道的安全性、平顺性和乘车舒适性。为了明确复杂地段扣件的选择依据,以郑州机场至许昌市域铁路工程为依据,分析了不同地段扣件的使用类型,得到了如下结论：（1）地下线地段变形量较大,不适合地铁DTⅥ2型扣件为无螺栓扣件,应该选择ZX-2型扣件、DTⅢ2及WJ-7B型等有螺栓扣件;（2）WJ-7B型扣件在高架线和地下线地段均有较好的工作性能,从而减少扣件结构类型和配套轨枕种类,便于施工及运营管理。     

滑动速度对碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

利用高速载流摩擦磨损试验机,以高速铁路受电弓碳滑板为研究对象,探究不同弓网相对滑动速度对碳滑板摩擦磨损性能的影响。结果表明:在给定的试验条件下,碳滑板的磨损率、接触副的电弧放电能量均随着相对滑动速度的增加而增大;碳滑板/接触线配副的载流效率随列车速度的增加而减小;碳滑板磨损表面的烧蚀程度、裂纹的深度及宽度均随列车速度的增加而增加;在碳滑板/接触线高速相对滑动过程中,接触线Cu元素转移到了碳滑板表面。     

基于近声场识别法的某大型客车不同车速下噪声测试与分析

以某大型客车作为研究对象,采用近声场识别法对其主要噪声源近场位置噪声进行测试和分析,研究不同车速下发动机噪声、进排气噪声、冷却风扇噪声、轮胎噪声等主要噪声源近场位置的噪声贡献量,为同类客车的分区域的被动降噪工作提供理论依据,为整车针对性的声学包优化措施提供数据支撑。     

综合考虑运行状态的锂电池SOC估计研究

锂电池SOC估计影响因素众多,实际工况过于复杂,同时伴随噪声干扰而难以精确估计。为解决上述问题,综合考虑表征参数,提出了锂电池运行状态识别模型。基于RC电路思想,引入运行状态模型,提出了锂电池精确SOC估计模型。为提高模型的鲁棒性和收敛速度,采用粒子群优化算法进行关联参数寻优,并采取噪声误差分析机制提出一种降噪算法。对不同型号锂电池进行实验,仿真结果表明,锂电池运行状态识别模型能有效识别不同退化程度的电池运行状态,估计模型能可靠精确地估计不同退化趋势的锂电池SOC,具有良好的鲁棒性和收敛速度。     

滑动速度对碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

利用高速载流摩擦磨损试验机,以高速铁路受电弓碳滑板为研究对象,探究不同弓网相对滑动速度对碳滑板摩擦磨损性能的影响。结果表明:在给定的试验条件下,碳滑板的磨损率、接触副的电弧放电能量均随着相对滑动速度的增加而增大;碳滑板/接触线配副的载流效率随列车速度的增加而减小;碳滑板磨损表面的烧蚀程度、裂纹的深度及宽度均随列车速度的增加而增加;在碳滑板/接触线高速相对滑动过程中,接触线Cu元素转移到了碳滑板表面。     

关于胶轮导轨电车导轨结构受力分析及部件参数优化的研究

胶轮导轨电车是我国主要的现代有轨电车形式之一,导轨结构采用"填充材料+扣件"的限位形式.为解决应用中存在的轨道结构受力情况不明、材料性能过剩、成本过高的问题,现结合导轨轨道结构及其受力特点建立有限元模型,通过分析列车超负荷运行时导轨结构的受力情况可知:导轨结构的扣件系统起主要承力作用,而填充材料则起辅助受力作用,添加扣件系统后导轨轨道结构稳定性得到加强;建议区间线路的导轨轨道扣件间距改为1.0m、填充材料弹性模量降至1.0MPa.