基于STM32和LoRa技术的噪声采集分析系统

针对城市生活中日益严重的噪声问题和人们对噪声监控的现实需求,设计了一种基于STM32和远距离无线通信(LoRa)技术的分布式无线噪声采集分析系统。该系统基于STM32设计了一种集采集噪声、分析噪声数据并上传于一体的采集分析设备,采用快速傅里叶变换(FFT)实现了噪声信号的倍频程分析,该设备具有体积小、续航能力强、便于部署等优点。采用LoRa无线通信技术将采集到的噪声数据上传至上位机,传输范围广,传输效果稳定。利用C#语言开发的上位机软件可以实现对多个监测设备采集分析数据的实时显示和保存,人机交互界面友好。经测试,该系统能准确地监测部署设备区域的噪声情况,达到在20 Hz~20 kHz频率范围上17~136 dB的动态范围,稳定地传输采集分析到的声学数据,适用于多区域噪声的长时间无人监控与分析。

高速动车组乘务员室内异常噪声试验与仿真研究

高铁列车车内噪声与乘客乘坐舒适度体验以及乘务人员的工作环境密切相关。某型号高速动车组在运行过程中出现乘务员室噪声异常,声音低沉,使人主观感知烦躁,耳膜压迫感严重,严重影响列车乘务人员的工作环境和身心健康。文中对乘务员室的异常噪声现象展开了试验研究,结果表明乘务员室内部噪声在40 Hz附近出现显著峰值。通过声品质分析,该频率特征导致粗糙度高,尖锐度低,引起乘务人员主观感知烦躁。对乘务员室周围壁面振动加速度进行试验测试,依据测试结果对振动激励下乘务员室内声场进行了声学有限元仿真计算。结果表明,乘务员室40 Hz附近异常低频噪声主要是由于前后端墙、门及顶板的结构振动所致。据此提出改善乘务员室异常噪声问题的有效途径为减低相应区域的结构振动。

滑动摩擦过程中摩擦热分配的实验及有限元仿真研究

摩擦热导致的温升对摩擦副的稳定性有重要影响,而以往对摩擦热及其在界面的分配有广泛的理论研究,但多乏实验测试的验证。实际摩擦过程中由于界面变化的复杂性,摩擦热的分配情况可能与理论预测不同。使用动态热电偶和红外测温的方法对摩擦表面温升进行测量,并使用有限元方法对摩擦界面温度分配进行分析。有限元计算结果表明,固定摩擦副的导热系数高于运动摩擦副时,摩擦热分配呈现明显的时变特征。实验测量与有限元分析的对比表明,材料导热系数会影响磨损界面层对摩擦热的分配;当固定摩擦副的导热系数高于运动摩擦副时,输入固定摩擦副的热量的比例会降低,反之则会升高。

基于二阶共鸣器单元的宽频消声器研究与设计

近年来,声学人工结构逐渐成为降噪领域的研究热点,亥姆霍兹共鸣器是其中的重要结构单元之一.本研究旨在设计基于内插管式二阶亥姆霍兹共鸣器单元的宽频消声器.传统亥姆霍兹共鸣器仅具有单一共振峰,为了减少单元个数、降低消声器长度,选取了具有两个共振峰的二阶亥姆霍兹共鸣器单元作为基本结构.通过理论计算、仿真计算和实验测试对二阶共鸣器单元的隔声性能进行分析,并在此基础上构建了宽频抗性消声器.针对所设计的宽频消声器,理论计算、仿真计算和实验测试的数据结果获得了良好的一致性:在267—929 Hz的频率范围内实现了20 dB以上的传递损失.该消声器结构简单、实用性高,在噪声控制工程中具有广泛的应用前景.

高速动车组主动降噪技术的探索与应用

传统的高速动车组噪声控制多采用吸隔声、减振等被动降噪方法,对中高频噪声的控制效果明显。但通过传统方法降低低频噪声,往往受到限制并且效果不明显。主动噪声控制技术的应用可有效降低低频噪声,弥补被动噪声控制的不足。鉴于主动噪声控制在误差传感器附近形成安静区域的缺点,将虚拟传声器理论引入到主动噪声控制中,可进一步扩大主动噪声控制的应用范围。基于虚拟传感器技术的原理样机,经验证在实验室内可达到10～17dB的降噪效果,在高速动车组实际运行过程中达到约2.5dB的降噪效果,实际运行中效果并不特别明显,但相比其他算法具有良好的应用前景。结合既有的研究成果,为提高动车组实际运行时的主动降噪效果需对客室内噪声来源、声场分布等特性做进一步的研究分析。

钢轨粗糙度间接测试分析方法的研究与应用

钢轨波磨、轨面塌陷等短波不平顺是引起轮轨噪声和轮轨接触共振的主要原因,同时也容易引起轨道及车辆部件的损伤以及噪声污染等问题。针对现有钢轨粗糙度直接测量法作业效率较低、测量区间过短等缺点,本研究采用间接式测量方法快速获取全线路的钢轨声学粗糙度水平。运用该方法,通过武广线运行的CRH3C型动车组监测分析线路钢轨粗糙度状态,并对定位区段利用直接测量法对钢轨表面粗糙度进行现场验证,结果表明间接式钢轨声学粗糙度测量方法与直接测量法在部分波长区段存在2dB的差异,与直接法相比虽精度略低,但能够对线路钢轨粗糙度特征进行较为准确的描述,且测量效率高、测量距离长,对全线路进行普查具有较好的工程运用效果。