阻尼車輪減振降噪的試驗與理論分析.pdf

1、近年來，我國高速鐵路得到了快速發(fā)展，特別是即將開工建設(shè)的運行速度為300km/h的京滬高速鐵路，將標(biāo)志著我國鐵路旅客運輸開始進(jìn)入高速時代，根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國還將修建時速200km以上的城際鐵路及客運專線。而由于列車高速運行而產(chǎn)生的振動和噪聲污染問題將在未來幾年內(nèi)突顯在國人面前，如何解決這一問題變得日益緊迫。 本文從噪聲源入手，在國內(nèi)首次將約束型阻尼材料應(yīng)用到低噪聲車輪領(lǐng)域，開發(fā)出一種新型低噪聲車輪——阻尼車輪，這種車

2、輪是在不改變現(xiàn)有客車車輪形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下對其表面進(jìn)行約束型阻尼處理，通過阻尼處理后使車輪的結(jié)構(gòu)損失因子大幅提高從而達(dá)到減振降噪的效果。本文通過理論分析和實驗室實測兩種方法，分析了阻尼車輪的減振降噪效果，所做的主要工作如下： 1、根據(jù)阻尼材料的特性及影響阻尼材料性能的因素，并結(jié)合鐵路運輸?shù)沫h(huán)境特點，選取ZN03型阻尼材料作為阻尼層。 2、通過在ANSYS中進(jìn)行模態(tài)分析，研究了標(biāo)準(zhǔn)車輪的振動特性，在0～5000Hz范圍

3、內(nèi)，車輪的振動主要表現(xiàn)為踏面的扭擺振動，輻板的軸、徑向振動和踏面輻板的組合振動。在車輪結(jié)構(gòu)中，輻板是噪聲輻射的主要部位。 3、設(shè)計了6種阻尼車輪結(jié)構(gòu)型式，在ANSYS中建立標(biāo)準(zhǔn)車輪和阻尼車輪的實體模型，分別分析了阻尼層的厚度、約束層的材料和厚度對車輪減振效果的影響；用有限元的方法計算出了6種阻尼車輪的結(jié)構(gòu)損失因子，通過對比，選擇最佳的設(shè)計型式。 4、制作阻尼車輪樣品，并詳細(xì)敘述了阻尼車輪的制作步驟和技術(shù)要點。 5

4、、在實驗室內(nèi)將車輪彈性懸掛，利用力錘、加速度傳感器、電荷放大器、信號采集儀及DASP軟件等儀器設(shè)備，實測標(biāo)準(zhǔn)車輪和阻尼車輪的振動傳遞函數(shù)，分別分析了輻板、輪輞和踏面的振動傳遞特性；采用自制單擺激勵，實測了標(biāo)準(zhǔn)車輪和阻尼車輪輻板上的加速度-頻率響應(yīng)；利用自制單擺、聲級計等進(jìn)行車輪噪聲的1/3倍頻程譜分析。試驗結(jié)果表明，阻尼車輪具有良好的減振降噪效果。 6、試驗與理論的對比分析。標(biāo)準(zhǔn)車輪固有頻率的試驗值與理論值非常接近；對于標(biāo)準(zhǔn)車輪