地鐵車輪振動與聲輻射特性研究.pdf

1、地鐵交通具有速度高，運能大，能耗低，污染輕，占地少和安全性好等諸多其他交通工具無法比擬的優(yōu)勢，是緩解城市交通緊張狀況最理想的選擇。但是地鐵在運行中帶來的環(huán)境振動與噪聲污染問題同樣突出，不容忽視。車輪振動輻射的噪聲是地鐵噪聲中重要的成分，降低車輪的振動及噪聲輻射是降低地鐵噪聲的一種有效措施。我國地鐵普遍采用S形輻板車輪，與直輻板車輪相比，S形輻板車輪在結構強度、力學性能及抗熱裂性能方面有明顯的優(yōu)勢，但同時也存在振動噪聲過大的問題。因此，對

2、S形輻板車輪的振動與聲輻射特性進行全面深入的研究非常有必要。
　　本文利用有限元和邊界元相結合的方法對地鐵S形輻板車輪振動輻射噪聲展開了以下研究：
　　(1)利用非均勻有理B樣條(NURBS)表示車輪軸截面外形，并在此基礎上采用德布爾算法編寫MATLAB程序求解軸截面外形二次NURBS曲線。車輪外形曲線的改變可以通過改變權因子和移動控制頂點位置來實現(xiàn)。
　　(2)建立了車輪的三維模型和軸對稱模型，利用ANSYS軟件分析

3、車輪兩種模型的振動模態(tài)。按軸向模態(tài)和徑向模態(tài)對車輪模態(tài)進行了詳細的分析和歸類。對車輪進行了諧響應分析，研究了車輪名義接觸點處分別在徑向單位力激勵和軸向單位力激勵下的振動響應，分析了車輪不同部位的位移導納特性。
　　(3)利用Hypermesh提取車輪三維有限元模型表面節(jié)點，建立車輪邊界元模型。編寫ANSYS與SYSNOISE接口程序，將振動響應結果導入SYSNOISE作為邊界條件，利用聲學邊界元計算車輪的輻射噪聲，得到了車輪的表面