[博士]骨架密實型低噪聲路面降噪機理的研究

內(nèi)容簡介

　　[博士]骨架密實型低噪聲路面降噪機理的研究　　學科專業(yè)：聲學　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2007　　在現(xiàn)實生活中，噪聲問題經(jīng)常困擾著人們，這其中城市居民對交通噪聲的抱怨表現(xiàn)得尤為突出。從噪聲源的構(gòu)成上看，道路交通噪聲的產(chǎn)生主要是由車輛發(fā)動機噪聲、風扇噪聲、進(排)氣噪聲、車體振動噪聲、輪胎/路面噪聲等聲源構(gòu)成。當車速超過SO公里時，輪胎/路面噪聲就成為汽車最重要的噪聲源了。為了解決城市的交通噪聲問題，鋪筑低噪聲路面是目前應用最為廣泛的措施之一。傳統(tǒng)的多孔性路面，有著自身難以克服的缺陷。而本文的骨架密實型低噪聲路面則正好克服了傳統(tǒng)多孔路面空隙堵塞、容易松散、降噪壽命短等缺點。本文基于輪胎/路面噪聲主要源于胎面振動的事實，本著簡潔明了、創(chuàng)新的原則，從輪胎模型分析與輪胎/路面振動模型相結(jié)合、理論分析與試驗相結(jié)合的思路出發(fā)，對路面參數(shù)對輪胎振動的影響進行了系統(tǒng)的研究，建立了橡膠粉摻量和輪胎振動的對應圖象?！　? 路面材料的變化對路面參數(shù)有直接的影響。通過超聲波法、MTS (materialtesting machine)法測量了不同橡膠粉摻量的路面試件的動態(tài)模量，建立了橡膠粉摻量和動態(tài)模量之間的關(guān)系。通過輪胎在路面上的振動衰減試驗，比較了不同路面上輪胎振動衰減的快慢，根據(jù)衰減系數(shù)反演了路面的阻尼系數(shù)?！　? 將輪胎簡化為一個各向異性的單層板模型，模型中的板由胎壁和空氣所形成的彈性基礎(chǔ)所支撐。由于輪胎內(nèi)充氣壓力的存在，該板模型還考慮了張力的效果。所以輪胎的板模型的偏微分方程包含有傳統(tǒng)的板和膜振動的偏微分方程。在板的長度方向上兩端的振動情況完全相同，這是由于輪胎滾動的周期性;在板的寬度方向上相當于兩側(cè)簡支，表示胎壁和剛性輪惘的接觸。　　依據(jù)輪胎振動噪聲產(chǎn)生原因的不同，輪胎/路面的激振模型也相應不同。由于路面的凹凸不平會激起輪胎胎面的振動，所以在兩自由度的輪胎/路面系統(tǒng)的簡化模型中，外界激勵就是來自路面的位移;車輛在發(fā)動機周期性的干擾力矩等外界激勵下，使輪胎承受很大的動載荷，導致胎體振動加強，所以在輪胎一路面系統(tǒng)的簡化模型中，外界的激勵是加在輪軸上的力。通過計算二自由度模型對兩種激勵源傳遞率的分析，發(fā)現(xiàn)模型對這兩種不同激勵源的傳遞率是完全相同的。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合輪胎的板模型，從理論上仿真分析了輪胎在各個不同路面上通時胎面的振動情況。仿真分析的結(jié)果表明:路面的剛度越小，隔振效果越好;路面的阻尼系數(shù)越大，隔振效果也越好，但是阻尼系數(shù)對隔振效果的影響有限。　　骨架密實型低噪聲路面中，橡膠粉的摻加比例對路面的物理參數(shù)，比如剛度和阻尼系數(shù)有著直接的影響。橡膠粉摻量越多，路面的剛度越小，阻尼系數(shù)越大。但是通過對路面試件的路用性能研究發(fā)現(xiàn)，為了保證路面的結(jié)構(gòu)強度，骨架密實型低噪聲路面中橡膠粉的含量不宜超過3%。比較了不同的路面的物理參數(shù)，從理論和室內(nèi)試驗證明了3%的密實型低噪聲路面的減振降噪效果最佳?！　? 為了檢驗骨架密實型低噪聲路面的降噪效果，在上海市的南匯區(qū)鋪筑了5OOm試驗段(骨架密實型低噪聲路面)和1000m參照路段(Asphalt Cocrete路面，簡稱AC)。對比這兩種路面的降噪效果和路用性能，骨架密實型低噪聲路面可以降低噪聲大約在2dB(A)左右，而且路用性能也優(yōu)于AC路面。

專題推薦