基于传递路径分析某油混SUV车型怠速车内噪声优化

车内噪声特性作为评判汽车舒适性的一项重要指标,是各大主机厂角逐产品核心竞争力的重点研究对象之一。对于汽车行驶时存在的车内噪声,往往是由多个激励源沿不同路径传递至目标位置交汇堆叠而成,因其传递路径多、排查量大,工程上常使用传递路径分析(TPA)加以诊断。通过搭建“振源-传递路径-响应”模型,借助一系列输入点到输出位置的声振传递函数矩阵(NTF)加以分析,识别出关键路径对车内噪声水平的贡献量,从结构上寻找对策,有的放矢地优化设计。针对某款油混SUV车型怠速充电时车内噪声大且存在低频轰鸣问题,通过实车NVH测试,识别出问题主要频率为发动机二阶,结合传递路径分析及噪声传递函数(NTF)测试,对所梳理出可能存在贡献的传递路径进行扰动方案排查,锁定悬置系统传递路径对怠速车内噪声水平贡献较大,即该问题主要是因为怠速充电时低转速高扭矩下发动机二阶激励通过悬置传递至车身,引起顶棚背门等钣金振动,向车内辐射噪声所致。对此,就振源、传递路径端分别提出相应的改善对策:振源端采用降低动总充电功率优化方案,传递路径端采用调低悬置软垫刚度优化方案。经实车验证,相关优化方案可大幅降低前后排二阶噪声,主观评价怠速车内噪声改善显著且低频轰鸣问题可接受。

振幅放大型钢轨吸振器对弹性波传播的控制研究

采用钢轨动力吸振器是控制轮轨噪声的有效手段,可以对其结构进行优化设计以更有效地实现减振降噪。基于振幅放大机制提出一种新型钢轨动力吸振器,建立按周期规律布置振幅放大型吸振器的轨道模型,采用能量法得到模型结构的带隙,利用COMSOL有限元软件对计算出的能带结构进行验证,并结合位移导纳和振动加速度级的结果研究和评估了振幅放大型动力吸振器的减振效果。此外,进一步分析了振幅放大的机理以及放大倍数对减振性能的影响。结果表明,从控制弹性波在钢轨结构内传播的角度来看,振幅放大型钢轨动力吸振器较常规型动力吸振器拥有更加优越的减振性能。

有砟轨道双轨模型振动带隙理论分析

现有的轨道结构振动分析模型通常根据轨道结构对称性将其简化为单根轨道的动力学模型,对其频散特性、振动衰减率进行分析。然而,单轨模型未能充分体现实际铁路中由2条轨道固定在轨枕上通过扣件连接形成的耦合特点,也忽略了振动波沿着轨枕横向传播时带来的差异。为了充分考虑钢轨和轨枕之间的空间耦合效应对有砟轨道振动带隙的影响,采用传递矩阵法将有砟轨道中的2根钢轨简化为欧拉梁,将道砟和扣件简化为连接弹簧,将轨枕简化为温克尔地基梁,建立有砟轨道结构的声子晶体双轨模型(DRPC);运用Fortran编制计算程序,对有砟轨道的振动带隙进行分析,并与仅考虑单根轨道的声子晶体单轨模型(SRPC)分析结果进行对比分析。分析结果表明:单轨模型的6种特征波包含在双轨模型的12种特征波中,且双轨模型其中一根钢轨的特征波带隙特性与相对应的单轨模型特征波带隙基本接近,而另一根钢轨的特征波带隙的中心位置和带隙宽度则较为不同;2种模型中与横向、扭转和平面内弯曲振动相关的特征波带隙特效差别较为明显,因此采用双轨模型能更精确地分析与横向、扭转和平面内弯曲振动相关的特征波带隙特性,弥补单轨模型的在空间效应简化上的不足,可更为精确地考虑与空间效应相关的各类特征波的传播特性。

基于人工弹簧模型的周期结构带隙计算方法研究

能量法具有将求解微分方程边值问题转化为泛函极值问题的优点,故而在结构动力学分析中被广泛使用,近年来也被引入到周期结构带隙计算中.然而,由于周期结构边界条件相对复杂,采用传统能量法(如Rayleigh-Ritz法)分析时位移函数构造难度大;且由于位移函数中包含波数项,扫描波数计算带隙的过程中质量、刚度矩阵需不断重算,导致计算量较大.鉴于此,本文对传统能量法进行改进,通过引入人工弹簧来模拟包含周期边界在内的各类边界条件,可将边界约束转化为人工弹簧的弹性势能,故而各能量分部中仅有周期边界弹性势能包含波数项,扫描波数时仅需重新计算与其对应的刚度矩阵,其余的质量、刚度矩阵只需要计算一次,继而显著降低了计算量.研究结果表明,本文方法准确、可靠,且相较于传统能量法,本文方法的计算效率更高,随着结构质量、刚度矩阵的维度增大,或者扫描波数点数的增多,本文方法计算效率优势更加明显.此外,人工弹簧模型使用灵活、便捷,可进一步地拓展到更为复杂的周期性组合结构带隙分析中.

双周期声子晶体梁弯曲振动带隙特性分析

提出一种双周期五组元声子晶体梁结构,用以研究弯曲波的带隙特性。在无限结构条件下,将其等效为铁木辛柯梁,利用传递矩阵法推导、计算其能带结构,并与简单二组元声子晶体梁结构的带隙进行对比分析,结果表明内部周期的存在主要影响带隙的宽度。在有限结构条件下,利用有限元法研究双周期五组元声子晶体梁的振动传递特性,证明理论推导的正确性,并得到双周期五组元声子晶体梁的弯曲波衰减特性。结果表明,双周期五组元声子晶体梁可以看作是一种滤波器,弯曲波沿波传播方向在禁带中逐渐衰减,而在通带中传播不衰减。最后讨论参数对带隙的影响,研究发现内部周期的存在能够解决低频与宽频相悖的问题,通过改变内部周期数,能够成功产生低频、宽频带隙,可为低频减振降噪设计提供新的思路。

圆形盾构隧道水土压力表示与计算半径取值分析

盾构隧道周围的水土压力有投影表示法与径向表示法,两种表示方法的比较分析表明:水压力宜采用径向表示法,当径向表示法转换为投影表示法时,任意点的投影荷载数值与径向表示法时的荷载数值完全相等;土压力宜采用竖向与水平的投影表示法。针对圆形盾构隧道周围的水土压力作用半径与盾构隧道横断面曲梁的中心半径不一致问题,对盾构隧道计算半径的取值方法进行了分析,结果表明:当隧道的计算半径取为外半径时,盾构隧道的内力与变形偏大;当隧道的计算半径取为中心半径时,盾构隧道的内力与变形偏小。从荷载作用效果的等效性角度,分别得到了盾构隧道计算半径不同取值方法对应的水土压力修正系数与曲梁刚度修正系数,并给出了不同荷载对应的盾构隧道计算半径的取值建议。

基于声子晶体理论的轨道交通减振降噪研究综述

为了深入研究振动与噪声这一轨道交通运维中的热点问题,国内外学者利用声子晶体理论研究了铁路中多跨等跨轨道、桥梁,以及等间距管片地铁隧道,对其弹性波传播特性进行研究,以实现减振降噪控制,同时基于声子晶体理论的声屏障、周期性隔振屏障也是当前研究轨道交通减振降噪领域的热点。通过对声子晶体理论的带隙控制原理的介绍,及其在铁路减振降噪相关研究现状的总结,归纳分析了近些年来基于声子晶体理论的周期性轨道、桥梁、隧道振动分析理论研究现状,以及轨道结构的振动控制、声子晶体类声屏障和隔振屏障的控制理论研究现状,最后针对当前研究现状中存在的问题,提出了今后的理论研究建议和展望。

不同声子晶体模型的轨道结构振动带隙对比分析

为从弹性波角度准确分析轨道结构的振动特性,采用传递矩阵法建立单层欧拉梁、单层铁木辛柯梁,双层欧拉梁、双层铁木辛柯梁四种轨道结构声子晶体理论分析模型,分析结果表明,不考虑阻尼影响时,单层欧拉梁模型与单层铁木辛柯梁模型在0~250 Hz内带隙位置无明显差异,在1 000 Hz以上时二者的带隙位置则显著不同;双层欧拉梁模型和双层铁木辛柯梁模型0~250 Hz内带隙位置有较大不同,而在250 Hz以上频段内的"带隙"位置基本相同,且与单层梁模型带隙位置有显著不同。考虑阻尼影响时,各模型均存在通带变为不完全带隙,以及禁带的频带宽度会有微小展宽的现象,禁带的中心位置受阻尼的影响可忽略不计。在低频(0~250 Hz)内的现场测试结果与理论分析结果基本吻合,因此建议采用声子晶体理论分析钢轨振动噪声控制时,250 Hz以上的中高频振动分析采用铁木辛柯梁模型更为准确,分析250 Hz以下低频振动时,无砟轨道可用单层欧拉梁模型或铁木辛柯梁模型,有砟轨道应采用双层铁木辛柯梁模型。

长度调制的声子晶体梁弯曲振动带隙特性分析

提出一种长度可调制的双周期声子晶体梁结构,研究弯曲波的带隙特性。在无限周期条件下采用传递矩阵法计算准周期声子晶体梁弯曲振动中的弹性波能带结构,并与简单二组元声子晶体梁结构的能带进行对比,然后进一步分析调制参数对带隙的调节机制,结果表明准周期声子晶体梁结构较简单二元声子晶体梁能够产生更大带宽、更多频段的带隙。在有限周期条件下采用有限元法计算准周期声子晶体梁的振动传递特性,证明理论计算的正确性。所提出的准周期声子晶体梁结构可在使用较少材料的基础上大幅度拓宽带隙并具有更强的带隙调控力,为梁类工程结构的减振提供更多选择,并可为新型滤波器、隔振平台的设计提供新思路。

施工误差对混凝土自锚式悬索桥成桥线形影响研究

混凝土自锚式悬索桥通常采用“先梁后缆”施工,施工误差等因素对成桥线形的影响存在较多不确定性。基于有限元数值仿真分析,以一座双塔5跨混凝土自锚式悬索桥为工程背景,通过参数敏感性分析对影响桥梁成桥线形的主缆及主梁初始线形安装误差、吊杆张拉误差、主缆初始线形的上下游高差误差、加劲梁材料特性误差中的重度误差等施工误差对桥梁成桥线形的影响进行研究分析,并提出针对性的预改善控制措施,以达到线形控制的目标。

行车状态下的桥梁支座更换方法研究

合理的支座更换方法能确保支座病害突出的桥梁经维护后重新安全运营,若能在行车状态下并在较短的时间内完成支座更换,则能减少更换支座施工期间对交通运行的影响,本文提出一种单墩顶升梁体的更换方法,并以广西省某高速公路内27座桥梁行车状态下支座更换施工为例,结合检测和桥梁建养史调查,采用有限元分析取得梁体各位置的现有应力等桥梁服役状态的基础数据,然后对行车状态下不同顶升值下单墩顶升梁体时不同工况进行分析,对比各工况梁体内力和关键控制截面应力后进行优化,得出桥梁在梁体现有应力储备适当的情况下,在行车状态下采用单墩顶升并辅助合理的交通管制,可以在对梁体无损害、交通影响小的情况下完成桥梁支座更换。

工程教育认证背景下《桥梁工程》课程教学优化改革研究

工程教育认证标准强调以学生为中心、以学生学习产出为导向和教学质量持续改进的教育理念,《桥梁工程》课是土木工程专业桥梁工程方向开设的最重要的专业课,是培养具有创新意识的专业型桥梁人才的关键环节。文章结合工程教育认证背景下本课程教学面临的要求,通过对已经走上工作岗位多年的桥梁工程方向毕业生的问卷调查所反馈得到的有关《桥梁工程》教学方式、教学效果、对授课的教师的期望等信息,对工程教育认证背景下《桥梁工程》课程教学优化改革进行研究。

铁道工程专业本科层次职业教育教学机制探讨

由于高职高专职业教育教学机制当前存在的不足,本科层次职业教育更加有利于推动高等职业教育高质量发展。以铁道工程高职教育在区域行业背景下的主要特点和教学模式,以及华东交通大学在铁道工程专业职业教育中的实践探索为例,通过分析现有教学机制的存在问题,以该专业的需求导向为切入点,对本科层次职业教育教学机制提出了对策,从招生专业的设置、教学课程体系、教育实践教学体以及教学团队的建立等多个方面进行探索。

钢筋混凝土系杆拱桥设计分析及稳定性计算

利用有限元空间分析模型,对某60m钢筋混凝土系杆拱进行了设计分析,同时计算了有风撑和无风撑两种状况下拱桥的空间稳定性,结果表明:该桥承载能力极限状态和正常使用极限状态下正截面应力及斜截面应力,以及弹性使用阶段拱肋、系杆、横梁截面应力验算均满足规范要求,有风撑的结构更加加强了桥梁结构的稳定性。

连续钢箱梁顶推施工滑移平台优化分析

顶推施工法因其施工工期短,以及对桥下交通和通航影响小等特点,被越来越多的城市桥梁施工所采用。本文依托赣州市跨章江的城市高架连续钢箱梁桥,通过对优化前后两种不同顶推滑移平台设计方案下顶推施工过程中钢箱梁的变形、内力及应力等进行分析对比,提出并验证了一种不设临时墩的利用桥墩承台的施工滑移平台方案,在工程实施过程中取得了良好的效果,不仅节省了工期,也减少了对河道通航的影响,可为类似桥梁工程的顶推施工提供参考。

“新工科”背景下桥梁工程专业应用型人才培养模式改革研究

当前我国桥梁建造技术已进入世界先进行列,为推动桥梁建设高质量发展,和应对"互联网+"、BIM、5G、大数据等高新技术在新工艺与新技术中逐渐推广,对桥梁工程专业人才的需求提出了更高的要求,因此加快建设新工科背景下桥梁工程全产业链与现代信息技术深度融合的应用型桥梁工程人才培养,对于培养优秀的新工科应用型人才具有重要意义。本文针对目前桥梁工程专业人才培养中存在教学内容落后于行业发展、工程实践教学欠缺、忽视创新创意和工程思维能力培养等问题,从教学课程体系、实践教学模式、培养质量评价等方面提出了相应的对策和建议。

地下通道与下穿轨道交通共建案例分析

随着城市发展,城市地下通道与轨道交通发展迅速,两者相互影响在所难免。针对此问题,以南京南站北广场绕城公路地下通道与规划轨道交通三号线共建为实际案例,对主体结构和围护结构共建设计理念及方法、施工步序进行详细介绍。轨道交通斜穿地下通道的暗埋、敞开段,采用短而密的桩基控制差异沉降,减小桩基支承点处的应力集中。轨道交通深坑的围护桩锚入结构底板,依据底板的连接控制水平约束;反之,围护桩可发挥桩基锚固作用控制沉降。实践证明,该实际方案安全可靠、简单合理、便于施工,可作其他类似问题参考。

周期离散支承钢轨垂向振动带隙特性分析

本文将周期轨道结构简化为周期离散支承钢轨结构,对其垂向振动带隙特性进行了研究.将钢轨等效为Timoshenko梁,通过平面波展开法计算了周期轨道结构垂向振动带隙特性,与采用实体单元的有限元法进行了比较,并进一步分析了各阶带隙频率的物理意义.结果表明,0~1500 Hz范围内,采用Timoshenko梁模型能够准确地表征周期性轨道结构带隙特性.然后利用有限元法计算了有限周期轨道结构的振动传输特性,并通过钢轨传输特性实验进一步验证了其带隙特性,紧接着分析了轨道结构中不同阻尼对带隙特性的影响.接着采用功率流法分析了有限周期轨道结构中能量的传播特性,最后分析了轨道结构垂向振动各阶带隙频率与纵向温度力之间的关系,并探讨了扣件刚度、扣件间距的影响.分析结果表明,周期性轨道结构能量流也具有带隙特性,禁带范围内输入轨道功率流很少,而通带能大幅度输入功率流;周期轨道结构垂向振动第二阶带隙起始频率B(1014.41 Hz)、截止频率C(1030.06 Hz)可作为无缝线路钢轨内部温度力大小的主要评价指标.周期轨道结构中带隙特性有利于更深入地理解轨道结构中振动波的传播特性,并为铁路振动和噪声控制提供了一个新的思路.