高速列車(chē)多物理場(chǎng)激勵(lì)源與車(chē)內(nèi)全頻噪聲的預(yù)測(cè)研究.pdf

1、本研究分別從車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)評(píng)價(jià)、板件隔聲性能和多物理場(chǎng)噪聲源預(yù)測(cè)等方面開(kāi)展了CRH3型高速列車(chē)車(chē)內(nèi)全頻噪聲的研究。針對(duì)現(xiàn)有聲品質(zhì)參數(shù)算法的不足，提出自適應(yīng)的Moore響度算法—AMLA，并用于高速列車(chē)的車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)評(píng)價(jià)。新算法以信號(hào)的ERB譜作為輸入，可有效提升計(jì)算效率和精度。結(jié)合列車(chē)搭載試驗(yàn)和Moore響度評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)：低于300 km/h或者高于350 km/h時(shí)響度變化較大，更容易被乘客感知。300-350km/h是車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的速度

2、區(qū)間，特征響度主要分布在20 erbr以內(nèi)。由此確定全文的仿真工況為350km/h勻速，分析頻段上限為2kHz。對(duì)高速列車(chē)白車(chē)身及鋁型材板件進(jìn)行了隔聲性能的基礎(chǔ)研究。采用結(jié)構(gòu)-聲耦合法預(yù)測(cè)鋁型材的隔聲量，系統(tǒng)研究了聲橋角度、板間高度和面板厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。結(jié)果表明50o-55o角和80mm板間高度適用于對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高的白車(chē)身區(qū)域，35o-40o角、50 mm和65 mm板間高度適用于側(cè)面或頂面等輕量化區(qū)域。聲橋厚度的增加會(huì)降低鋁

3、型材的結(jié)構(gòu)剛度，使隔聲低谷向低頻移動(dòng)，通常應(yīng)小于內(nèi)外面板厚度。結(jié)合不同區(qū)域白車(chē)身的聲貢獻(xiàn)量分析發(fā)現(xiàn)平頂鋁型材的隔聲性能最優(yōu)，側(cè)墻和地板鋁型材次之，曲頂鋁型材相對(duì)較差。完成了350km/h速度下車(chē)外多物理場(chǎng)噪聲激勵(lì)的特征分析?？諝鈩?dòng)力噪聲屬于流體噪聲，分別采用大渦模擬-高階聲學(xué)有限元和非線性聲學(xué)方法預(yù)測(cè)了受電弓系統(tǒng)和車(chē)廂表面氣動(dòng)噪聲源的分布和傳播，其中受電弓、風(fēng)擋和轉(zhuǎn)向架區(qū)域?qū)?yīng)的渦脫落頻率或腔體自激振蕩頻率突出，會(huì)產(chǎn)生不同尺度的旋渦，并

4、引起車(chē)廂表面氣動(dòng)噪聲源的不均勻分布。輪軌噪聲屬于結(jié)構(gòu)輻射噪聲，根據(jù)最新的中國(guó)高速軌道譜和剛性多體動(dòng)力學(xué)分析得到垂向輪軌力，考慮車(chē)廂壁面聲散射，分別建立輪軌結(jié)構(gòu)-聲耦合模型預(yù)測(cè)其輻射噪聲。車(chē)輪噪聲具有瓣?duì)罘植己筒痪鶆蛩p的指向特征，主要分布在車(chē)廂底面的轉(zhuǎn)向架區(qū)域，峰值頻段為1.25k-1.6k Hz，在車(chē)廂側(cè)面和頂面形成聲影區(qū)而大幅衰減。鋼軌噪聲具有線聲源特征，主要分布在車(chē)廂和設(shè)備艙底面，峰值頻段為800-1kHz。提出了統(tǒng)計(jì)振聲能量流法

5、(SVAEF)，并進(jìn)行350 km/h速度下拖車(chē)車(chē)廂車(chē)內(nèi)全頻(50-2k Hz)噪聲的預(yù)測(cè)。SVAEF將車(chē)外多物理場(chǎng)聲激勵(lì)加載到車(chē)外聲腔子系統(tǒng)上，振動(dòng)激勵(lì)加載到結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)上，通過(guò)與車(chē)內(nèi)聲腔子系統(tǒng)的耦合參數(shù)形成振聲能量的流動(dòng)。結(jié)合車(chē)外激勵(lì)源與組合板件的隔聲參數(shù)，預(yù)測(cè)得到車(chē)內(nèi)聲學(xué)響應(yīng)，經(jīng)搭載試驗(yàn)驗(yàn)證可滿足工程分析的精度要求。之后基于SVAEF模型采用Moore響度對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲進(jìn)行聲貢獻(xiàn)量分析，明確了車(chē)廂不同區(qū)域的主要振聲激勵(lì)源和傳遞路徑。結(jié)合