鋁合金地鐵車體靜動態(tài)特性及車內聲學模態(tài)研究.pdf

1、城市軌道車輛按車體寬度分，有A、B、C三種形式，其中A型車寬度為3m，B型車寬度為2．8m，C型車寬度為2．6m左右；按車體材料分，有耐候鋼車、不銹鋼車和鋁合金車。本文以鋁合金A型地鐵不帶導電弓的C型車廂為研究對象。
　　 本文主要研究內容及結論如下：
　　 (1)基于PRO/E平臺建立了鋁合金A型地鐵車體各模塊及整車的CAD裝配模型，為建立車體的有限元模型打下基礎。
　　 (2)將在PRO/E中建立的CAD模型

2、導入HypeMesh軟件中，對其結構進行簡化和重構，提取中面，劃分網(wǎng)格并處理零件間的接觸面，建立車體各模塊和整車的有限元模型。
　　 (3)基于地鐵車輛設計標準，選擇了垂直過載載荷和車端壓縮載荷兩種典型工況對車體進行了靜力學有限元計算。分析結果表明：車體在這兩種工況下應力應變均在許可范圍之內，具有良好的靜力學特性。
　　 (4)基于模態(tài)分析基本理論，對車體鋁合金承載結構和整備狀態(tài)進行了模態(tài)分析，其中整備狀態(tài)下按空調機組和

3、門窗的模擬方式不同又分了兩種情況。分析結果表明：這三種情況下一階垂向彎曲振動頻率均大于10Hz，滿足動態(tài)設計標準。與承載結構結果相比，整備狀態(tài)下車體各階振動頻率有所下降；用質量塊代替mass21單元模擬空調機組和門窗后，車體出現(xiàn)了很多局部模態(tài)，各階模態(tài)也發(fā)生了較大變化，這是由門窗及空調機組的結構特性決定的。
　　 (5)基于諧響應理論，通過在轉向架與車體連接處施加單位簡諧力，分析了不同頻率下整車振動響應和整個頻率范圍內車體指定點

4、處的響應。分析結果表明：在大多數(shù)頻率時、端墻、地板、空調及門窗振動較大，改進結構時應著重考慮這些部位的連接及剛度情況；頻率在20—40Hz與120Hz—140Hz之間整車振動響應都比較大，表明在這兩段頻率范圍內乘客的舒適性較差。
　　 (6)根據(jù)車體幾何形狀建立了車內空腔聲學有限元模型，對車內空腔的聲學模態(tài)進行了研究，獲得了聲腔模態(tài)頻率和振型。分析結果表明：地鐵車體對稱的結構特點決定車內聲場在橫向、縱向和垂向同樣具有對稱性。使車