鐵路客車結(jié)構(gòu)-聲場耦合系統(tǒng)噪聲預(yù)測研究.pdf

1、隨著軌道車輛行業(yè)的高速發(fā)展，客車噪聲不但嚴(yán)重影響旅客乘車的舒適度，而且也能引起軌道客車某些部件的早期疲勞損壞，從而降低軌道客車的使用壽命，在一定程度上制約了軌道交通的發(fā)展。因此，以某型鐵路客車為研究對象，基于有限元和邊界元法，對鐵路客車結(jié)構(gòu).聲場耦合系統(tǒng)噪聲進(jìn)行預(yù)測研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文主要開展了以下幾方面的研究： 首先，將鐵路客車結(jié)構(gòu)簡化為板梁組合結(jié)構(gòu)，利用I-DEAS軟件建立該車結(jié)構(gòu)的幾何模型；并在研究結(jié)構(gòu)一聲場耦合模型

2、中結(jié)構(gòu)有限元模型和聲腔有限元模型的接觸技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于Hypermesh軟件，建立車身結(jié)構(gòu)有限元模型、車室內(nèi)空腔有限元模型和結(jié)構(gòu)一聲場耦合有限元模型。 其次，應(yīng)用結(jié)構(gòu)振動分析軟件ANSYS和聲學(xué)分析軟件SYSNOISE，對客車進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動模態(tài)、車廂空腔聲學(xué)模態(tài)、結(jié)構(gòu)一聲場耦合系統(tǒng)模態(tài)分析。由于車廂空腔長度、寬度和高度方向的對稱性，使得空腔聲場的各階模態(tài)振型左右、前后和上下對稱；結(jié)構(gòu)一聲場耦合系統(tǒng)模態(tài)與沒考慮流體的車身結(jié)構(gòu)模態(tài)相

3、比，第一階模態(tài)頻率變小，與車室空腔第一階頻率相近，其余各階頻率相差不大且振型相近。 然后，對鐵路客車車體轉(zhuǎn)向架與底架接觸位置施加垂向、縱向和橫向的單位簡諧激勵力，在0～200Hz頻率范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)一聲場耦合系統(tǒng)進(jìn)行諧響應(yīng)分析。求得在不同頻率下車身結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)。 最后，基于有限元和邊界元法，對鐵路客車的未考慮車室內(nèi)裝飾材料吸聲性能的結(jié)構(gòu)一聲場耦合系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)聲場預(yù)測研究，根據(jù)ISO3381《車輛各種有軌車輛噪聲測量》和

4、ISO3095《鐵道車輛噪聲標(biāo)準(zhǔn)》確定場點(diǎn)平面及測試點(diǎn)，場點(diǎn)平面在大部分頻率時的聲壓基本關(guān)于車體中心線左右對稱；聲場聲壓在110Hz頻率最大為102dB，發(fā)生在客車中部；在各頻率下室內(nèi)聲場相同位置，基于邊界元方法得到的聲壓結(jié)果稍大于基于有限元得到的聲壓結(jié)果。測試點(diǎn)C點(diǎn)(0，0，1.2)A計(jì)權(quán)聲壓級最大為84.6dBA，其它各點(diǎn)A計(jì)權(quán)聲壓級最大聲壓值都在75dBA左右。 本課題得到遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目《復(fù)雜產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)中多學(xué)科領(lǐng)