【博士】軌道交通輪軌噪聲預(yù)測(cè)與控制的研究【2004】

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　　學(xué)科專業(yè)：車輛工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2004年　　軌道交通的快速發(fā)展，使我們必須直面嚴(yán)重的鐵路噪聲污染問題。作為鐵路噪聲的主要來(lái)源，輪軌噪聲的研究至今仍是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)?！　”疚倪\(yùn)用車輛．軌道耦合動(dòng)力學(xué)理論、噪聲輻射與傳播理論，建立了輪軌噪聲預(yù)測(cè)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(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)模型中同時(shí)對(duì)輪軌沖擊噪聲與輪軌滾動(dòng)噪聲的綜合預(yù)測(cè)：以結(jié)構(gòu)的聲輻射比為紐帶，將構(gòu)件的振動(dòng)與聲輻射聯(lián)系起來(lái)：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(lái)模擬噪聲的傳播，最終得到受聲點(diǎn)的噪聲。對(duì)沖擊噪聲及滾動(dòng)噪聲激擾的時(shí)程輸入方法進(jìn)行了分析，提出運(yùn)用黃金分割法來(lái)反演輪軌表面粗糙度系數(shù)，得到了相應(yīng)的輪軌粗糙度譜及其時(shí)程輸入樣本。編寫了用于輪軌噪聲預(yù)測(cè)的軟件STTIN(Simulation ofTrain／Track Interaction and Noise)，實(shí)現(xiàn)了輪軌噪聲的計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)?！　⊥ㄟ^與已有的模型軟件及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比較，驗(yàn)證了本文所建立的輪軌噪聲預(yù)測(cè)模型及預(yù)測(cè)軟件的合理性。利用STTIN軟件，以路堤線路有碴軌道為對(duì)象，研究了輪軌噪聲的基本特征，并分析了輪軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及輪軌表面幾何狀態(tài)對(duì)輪軌噪聲的影響?！　?duì)高速鐵路橋上板式無(wú)碴軌道及城市軌道交通橋上支承塊式無(wú)碴軌道輪軌噪聲的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，并分別與有碴軌道輪軌噪聲進(jìn)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(wú)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(wú)碴軌道輪軌噪聲降到有碴軌道的水平甚至更低?！　?duì)降低高速鐵路橋上板式無(wú)碴軌道及城市軌道交通橋上支承塊式無(wú)碴軌道輪軌噪聲的技術(shù)措施進(jìn)行了研究，包括：(1)分別就板式軌道和支承塊式軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)的低噪聲設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了研究；(2)對(duì)幾種典型的新型軌道用吸聲材料的降噪效果進(jìn)行了分析，結(jié)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(nèi)側(cè)敷設(shè)吸聲材料對(duì)降噪效果的影響進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：聲屏障越高、越接近軌道，降噪效果越好；聲屏障內(nèi)側(cè)敷設(shè)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(duì)于橋面下方受聲點(diǎn)，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(jìn)行了研究，結(jié)果表明：彈性車輪對(duì)降低輪軌滾動(dòng)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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