基于离散支撑模型的高速铁路钢轨高频振动及声辐射特性

为了研究高速铁路钢轨在离散支撑边界下的高频振动和声辐射特性,建立有限元模型,计算Pinned-Pinned振动模态指标和高频下钢轨横截面振动特性;采用完全法计算了在跨中和承轨台单位垂向力激励下,钢轨轨顶、轨顶侧面、轨腰、轨底翼缘处的垂向、横向导纳,并对垂向振动沿钢轨纵向的传递特性进行了研究;建立边界元模型,计算分析了重构声场的基本要素特征。结果表明:离散支撑边界下钢轨的高频振动特征丰富,钢轨声辐射特点受钢轨Pinned-Pinned振动模态影响显著;钢轨在1 150~1 450 Hz频带内出现声辐射峰值;声辐射效率在1 000 Hz以上维持在高位,但在1 000 Hz附近增长缓慢而在2 000 Hz附近陡然升高;随着激振频率升高,钢轨指向性特征增强,主瓣、旁瓣的分别程度增加。

基于声纹特征的地铁钢轨波磨实时诊断系统开发及应用

地铁钢轨波磨由于成因多样、萌生和发展过程复杂,其产生的轮轨振动对内影响车内舒适度,对外影响沿线声环境质量,钢轨波磨的治理和控制亟需长期性、便捷性的监测手段。通过研究城市轨道交通钢轨表面波磨的波深、波长等特征及其产生的时频域特征,提出针对城市轨道交通的钢轨波磨声学诊断方法;针对城市地下线路GPS信号弱、启停频繁、曲线波磨特征丰富等特点,定制化开发基于车下噪声信号的轨道交通钢轨波磨实时诊断系统。在6条地铁线路开展现场验证,结果表明:系统的有效识别率超过80%,可对钢轨波磨特征信号进行有效识别。

高速铁路运营期桥梁声屏障气动效应变化规律

为了掌握我国高速铁路长期运营后声屏障结构动力响应性能变化情况,更好地进行运营期声屏障的安全评估和高速铁路桥梁声屏障设计,通过现场试验及与运营初期的数据对比,得到运营期动车组高速通过时桥梁声屏障气动荷载及结构动力响应的变化规律。结果表明:动车组高速通过时声屏障结构表面承受气动荷载显著;列车风压对声屏障不同位置的变形和应力的影响程度不同,单元板位移大于立柱,立柱应力大于单元板;高速铁路运营10年后,单元板和立柱最大位移增大而最大应力减小,表明声屏障结构长期承受交变荷载后可能出现承载能力下降问题。建议设计时考虑运营期声屏障疲劳劣化所带来的影响,优化结构疲劳设计指标。

基于本征模态函数分量能量比的高速铁路钢轨波磨声学诊断方法

为了解决高速铁路钢轨波磨的快速检测问题,提出通过运营动车组车下声信号进行声学诊断的方法。该方法针对钢轨波磨声信号的低信噪比且易被掩蔽的特点,首先通过集成经验模态分解(EEMD)从高频到低频把含有严重噪声的初始信号分解为具有不同模态的子信号即本征模态函数(IMF)分量。根据IMF分量的能量比畸变特征筛选得到钢轨波磨区段对应的IMF分量,然后进行Hilbert变换得到时频域特征,从而实现对钢轨波磨区段的识别。经在一高速铁路2个典型路基区段进行现场验证,采用该方法可将钢轨粗糙度等级22.8 dB(幅值13.8μm)的钢轨波磨初期区段识别出来,且声学诊断识别出的瞬时峰值频率与由现场实测结果推算出的理论声学特征频率仅相差3.3%,准确度较高。

德国铁路噪声实时监测系统研究现状

分析了德国铁路噪声在线监测的应用背景,介绍了德国铁路噪声实时监测系统的研究现状,包括测量站点的选取原则、技术结构和具体信息,列车声压级曲线时域连续变化图、单次列车通过声压级曲线图、单次列车通过参数表和等效声压级曲线图/表等测量结果的表达方法,以及无效数据的处理方式等,为我国建立铁路噪声自动监测系统提供参考。