新型彈性車輪的振動與聲輻射特性研究.pdf

1、為了解決城市的交通擁堵與尾氣污染問題，我國的城市軌道交通建設蓬勃發(fā)展。但是，由軌道車輛運行產(chǎn)生的噪聲污染，尤其是輪軌振動產(chǎn)生的噪聲污染，已經(jīng)成為制約城市軌道交通發(fā)展的突出問題。因此，為了解決噪聲污染問題，彈性車輪在城市輕軌車輛上得到了應用。但是，國內(nèi)對于彈性車輪的研究和應用還處于初級階段，至今仍沒有一款擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的彈性車輪。所以，開發(fā)新型彈性車輪，研究彈性車輪在城市軌道車輛上的減振、降噪效果，對彈性車輪在城市軌道車輛上的應用具

2、有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1)基于某型整體車輪模型和彈性車輪在使用中存在的問題，及彈性車輪的設計原則，得到一種彈性車輪模型。然后，根據(jù)標準UIC510-5和EN13979-1確定的計算載荷，采用有限元法求解彈性車輪的剛度和強度，依據(jù)彈性車輪的剛度設計原則和強度評定原則對彈性車輪進行剛度和強度分析。研究結(jié)果表明:彈性車輪的剛度和各構(gòu)件的強度滿足設計要求。
　　2)基于多體動力學理論，建立地鐵車輛的車輛-軌

3、道耦合系統(tǒng)動力學模型，并將對軌道不平順數(shù)值模擬得到的軌道不平順時域樣本作為激勵，求解得到地鐵車輛的垂向輪軌作用力，為研究彈性車輪在地鐵車輛上的減振與降噪效果奠定基礎。
　　3)采用ANSYS軟件對整體車輪和彈性車輪進行模態(tài)分析和諧響應分析，得到兩種車輪的模態(tài)和導納，分析彈性車輪的振動特性;以垂向輪軌作用力為載荷進行瞬態(tài)動力學分析，得到整體車輪和彈性車輪的時域加速度響應曲線，分析彈性車輪的振動特性和減振效果。研究結(jié)果表明:與整體車輪

4、相比，彈性車輪的低階固有頻率增大了，高階固有頻率減小了，很好的改善了振動的頻譜特性，且顯著抑制了輻板的振動響應，但是對踏面和輪輞的軸向振動響應效果不明顯。
　　4)基于聲學邊界元理論，并以車輪的瞬態(tài)響應作為邊界條件，建立整體車輪和彈性車輪的聲學計算模型，求解兩種車輪的聲輻射效率和聲功率級，分析彈性車輪的聲輻射特性和減噪效果。研究結(jié)果表明:彈性車輪在低頻范圍內(nèi)噪聲略有增加，但是在中高頻范圍內(nèi)減噪效果顯著，在4000Hz以內(nèi)減噪10.