地鐵車輪振動(dòng)與聲輻射特性研究.pdf

1、地鐵交通具有速度高，運(yùn)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(shì)，是緩解城市交通緊張狀況最理想的選擇。但是地鐵在運(yùn)行中帶來的環(huán)境振動(dòng)與噪聲污染問題同樣突出，不容忽視。車輪振動(dòng)輻射的噪聲是地鐵噪聲中重要的成分，降低車輪的振動(dòng)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度、力學(xué)性能及抗熱裂性能方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在振動(dòng)噪聲過大的問題。因此，對(duì)

2、S形輻板車輪的振動(dòng)與聲輻射特性進(jìn)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(jié)合的方法對(duì)地鐵S形輻板車輪振動(dòng)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(chǔ)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(quán)因子和移動(dòng)控制頂點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn)。
　　(2)建立了車輪的三維模型和軸對(duì)稱模型，利用ANSYS軟件分析

3、車輪兩種模型的振動(dòng)模態(tài)。按軸向模態(tài)和徑向模態(tài)對(duì)車輪模態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和歸類。對(duì)車輪進(jìn)行了諧響應(yīng)分析，研究了車輪名義接觸點(diǎn)處分別在徑向單位力激勵(lì)和軸向單位力激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)，分析了車輪不同部位的位移導(dǎo)納特性。
　　(3)利用Hypermesh提取車輪三維有限元模型表面節(jié)點(diǎn)，建立車輪邊界元模型。編寫ANSYS與SYSNOISE接口程序，將振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果導(dǎo)入SYSNOISE作為邊界條件，利用聲學(xué)邊界元計(jì)算車輪的輻射噪聲，得到了車輪的表面