高速动车组车下吊挂设备隔振参数设计

由于我国高速列车运行速度的逐步提高以及服役时间的增长,加之人们对乘坐舒适度需求的提高,高速动车组车体异常振动而引发的一系列车体服役安全可靠性问题越来越受到人们的重视。而牵引变流器作为高速动车组中最重要的电气设备之一,其内部集成的冷却装置、变压器等设备在运行中会带来一定的振动激励。因此,为了改善高速动车组车体的振动状态,以某高速动车组的大型吊挂设备牵引变流器及其冷却单元为研究对象,进行隔振参数设计。然后,以牵引变流器及冷却单元的振动烈度及其隔振器处的动反力为设计指标,进行隔振参数的优化。结果表明:所设计的隔振参数均符合标准要求。

基于SEA高速列车车内噪声计算

对高速列车头车车内噪声进行评估,以统计能量法为基础,采用大型商业正版软件VA one2012进行仿真计算.文中考虑到气动噪声、轮轨噪声、材料特性(隔声量问题),分析了静止和匀速运行两种工况,得到了整车的声压分布和测点的声压级,为动车组车内噪声控制提供依据.

车轮高阶多边形磨耗对高速列车转向架区域噪声影响研究

列车车轮多边形磨耗问题是目前高速列车运行过程中普遍存在的,多边形的出现会加剧轮轨间的相互作用,引发显著的异常振动噪声问题。通过跟踪测试车轮多边形发展和转向架区域振动噪声,分析讨论高阶车轮多边形磨耗对高速列车转向架区域噪声的影响。研究表明,当轮轨表出现显著多边形时,转向架区域噪声的显著频率会变为与多边形和行车速度相关的频率范围,随着车轮多边形磨耗水平的增加,转向架区域噪声显著增大。当车轮多边形磨耗激励频率和车辆过轨跨频率发生信号调制时,还会产生谐频噪声问题,使车轮多边形对噪声的影响频率范围增大,研究成果可以为车辆振动噪声控制提供依据和参考。

动车组司机室空调蒸发器气动噪声数值仿真

为研究动车组司机室空调蒸发器的噪声响应,建立某型司机室分体式空调蒸发器的计算流体动力学模型,采用FLUENT中的大涡模拟(large eddy simulation,LES)计算瞬态气动流场。对瞬态流场数据进行傅里叶变换,得到空气流场的频域数据。基于流场频域数据,采用Virtual.Lab的边界元法计算蒸发器的气动噪声,采用声压法计算蒸发器的辐射声功率,并与测试结果进行对比分析。结果表明:蒸发器出口位置气动噪声最高,最大声压级高于56 dB;最大声功率级出现在125~400 Hz的低频段;声功率级随着频率的增加逐渐降低,但在5000 Hz的高频辐射中声功率级仍然超过55 dB,这表明空调蒸发器气动噪声属于宽频噪声;计算结果与测试结果吻合良好,验证声压法计算空调蒸发器气动声功率可行。

基于车内噪声控制目标的400 km/h高速列车车体隔声分配设计研究

基于高速列车实车噪声数据,利用统计能量分析方法建立了动车组车内噪声预测模型,并结合试验数据验证了该模型的正确性。根据该模型准确地预测出动车组在400 km/h运行速度下受电弓拖车的车内噪声。预测值显示,受电弓拖车的端部噪声值比车内设计要求的噪声值高3.57 dB,中部噪声值高于设计要求1.56 dB。在需要提高车体隔声量的情况下,基于车体等辐射原理进行了车体隔声量的最优分配,结果表明,对车体隔声量进行最优分配后,不仅使车内噪声符合设计要求,而且避免了在设计过程中出现车体隔声量设计不足或设计过度的问题。

基于实验室重现噪声的高速列车车厢主动降噪实验研究

为降低高速列车运行时的车厢内低频噪声,研究了车厢内大范围区域的噪声主动控制问题。针对高速列车运行实测噪声频谱与目标降噪区域尺寸(1.8 m×2.5 m×1.3 m),设计48通道的前馈主动控制系统。按照比较匀称的排列方式,次级声源布放在车厢内除底部的其余5个面上,误差点分布在目标区域。通过测量各声学路径传递函数,离线计算和控制滤波器工作状态。在半消声室内进行一节车厢布局的降噪实验,使用车外声场重现系统播放4种车速工况下的初级噪声,测量主动控制系统的降噪性能并分析不同车速下噪声和不同参考信号下系统性能的异同。结果表明,对于不同车速的噪声,使用车厢窗户的振动信号为参考信号,在目标区域48个测量点可获得3.1~4.7 dB(A)的平均降噪量,验证了主动控制系统在大范围区域实现降噪的可行性。

基于红外传感器阵列的局部空间人头定位系统

为了消除高速列车运行过程中对乘客造成的噪声干扰,使用有源降噪控制技术是一个行之有效的方法。有源噪声控制系统对被测目标位置的敏感度高,为了提高系统的降噪效果,需准确获取人头所在位置。为配合高铁卧铺车厢中的有源噪声控制系统,设计了基于红外传感器阵列的人头定位系统,并结合使用卡尔曼滤波算法,实现局部空间内的人头位置的实时跟踪检测。

燃料电池有轨电车冷却装置降噪设计及试验研究

以氢为能源进行发电的燃料电池动力系统,是具备清洁、高效、无污染等优点的清洁能源技术,是城市轨道交通的首选。冷却装置是保证燃料电池有轨电车正常工作的关键部件之一,高效冷却系统往往也带来噪声过大的问题,影响到有轨电车车内乘坐舒适度。针对有轨电车用燃料电池冷却系统车顶空间紧凑及散热量大、噪声低等设计要求,试验研究不同散热器翅片形式、冷却风机叶片形式及不同降噪材料铺贴方案下冷却装置的声学性能;通过对比试验结果,获得了较优冷却系统结构及降噪材料组合方案,降噪量达到2.9 d BA,在此基础上完成了燃料电池系统冷却装置的集成设计。样机测试结果表明,该型燃料电池冷却系统在高效散热的同时,达到了低噪声的设计要求。

高速列车组合地板结构隔声性能分析

为探究组合地板结构中声能量传递规律,设计出隔声性能更好的高速列车地板结构,本文基于FE-SEA混合法,建立了能够完整考虑内地板、木骨/弹性支撑、多孔吸声材料和外地板的组合地板隔声预测模型,并结合试验测试结果,验证了模型的准确性。基于验证的模型,对比了两种支撑方式(木骨和弹性支撑)对组合地板结构隔声性能的影响。结果显示:支撑方式为木骨时的计权隔声量比弹性支撑大2 dB左右。且其频率隔声量在大部分频率都高于弹性支撑,各个频段内木骨比弹性支撑大2~4 dB。组合地板的声能量传递主要为“铝型材-木骨/弹性支撑-内地板”,传递率相比于“铝型材-沥水板-多孔吸声材料-内地板”超过了60%。多孔吸声材料变化对组合地板隔声性能影响很小,针对组合地板的优化设计应更多的考虑木骨和弹性支撑的减振降噪措施。

高速动车组气动噪声试验与仿真分析

通过风洞试验对某高速动车组整车、受电弓及转向架远场气动噪声特性进行分析。试验结果表明,高速动车组远场气动噪声是一宽频噪声,总声能随速度的6.6次方增加;由受电弓引起的远场气动噪声主要集中在中高频,噪声峰值频率随速度变化线性增加;由转向架引起的远场气动噪声主要集中在中低频,噪声峰值频率与速度无关。在此基础上,通过大涡模拟和声扰动方程获得该高速动车组近场噪声。高速动车组远场噪声测点仿真结果与试验结果的最大差值2.2dB(A),最大相对误差2.5%,表明仿真模型的准确性。仿真结果表明,车头近场噪声以车头鼻尖为界,底部气动噪声能量大于上部流线型气动噪声能量,其中转向架舱位置噪声能量最大,因此进行车内外降噪方案设计时,应重点关注车头转向架舱位置。

某型高速列车车厢连接处脉动压力的预测与控制

某型高速列车以350 km/h运行时,靠近车厢连接处的乘务室在40 Hz频率下对应的声压级高达105 dB。为明确该噪声的产生根源并有针对性地进行控制,采用子域法建立了车厢连接处的气动仿真模型,使用改进延迟涡分离模型进行脉动压力预测。经分析车厢连接处上、下缺口测点压力功率谱密度发现,射流剪切层存在接近40 Hz的峰值频率,该频率与车厢连接处所围区域形成的声学空腔的二阶模态频率接近,由此产生了共振。仿真分析表明:在上、下缺口前端与末端增加波浪板能明显降低测点在36~45 Hz对应的脉动压力总能量。实车测试表明:该方案能使乘务室在40 Hz下对应的声压级降低5 dB。主动射流方案也有较好的降噪效果,有望在未来成为可实施的方案。

动车组车下设备安装刚度对车体模态影响研究

建立了包括车下设备在内的动车组车体有限单元模型,用有限单元法计算了整备车体模态,计算了车下设备吊悬刚度为静刚度、动刚度及全部刚性吊悬时的车体模态,计算分析了车下设备采用弹性吊悬时吊悬刚度改变对车体前3阶模态频率的影响.研究结果表明,采用静刚度计算得到的车体模态频率最大,动刚度时车体模态频率最低,全部刚性吊悬时车体模态频率小于静刚度大于动刚度;总体来看,随着吊悬刚度增加,车体前3阶模态随着之率增加,但在静刚度值车体模态频率出现峰值.

铁路车辆模态参数灵敏度分析及结构优化研究

建立了整备状态车体有限元模型,重点分析车体前60Hz典型模态振型。为提高整备状态车体一阶垂向弯曲频率,采用了灵敏度分析方法。选取18个车体可调整的构件的厚度值作为设计变量,整备车体的一阶垂向弯曲频率作为优化目标,对车体进行灵敏度分析;得知对于一阶垂向弯曲振型模态频率灵敏度最高的部件为车体底架横梁,增加横梁厚度对于提高一阶垂弯振型模态频率最为有效。依据计算结果,对应改变18个设计变量的数值后重新计算,优化后一阶垂向弯曲振型模态频率增加了9%,由9.7Hz提高至10.6Hz。

ABAQUS在高拱坝浇筑仿真分析中的应用

依据某常态混凝土高拱坝的详细施工进度和监测资料,以该拱坝单个典型坝段为研究对象,利用有限元软件ABAQUS所提供的子程序接口,编制水化热、水管冷却子程序及混凝土变弹模本构模型,对拱坝施工期全过程进行仿真计算。重点分析施工过程水泥水化热、水管冷却、变化弹性模量等因素对混凝土浇筑过程的影响,比较形象地反应施工过程中混凝土温度场及温度应力场的分布情况,验证该子程序的正确性及准确性。

基于车外扬声器阵列的动车组车内声场重现及评估

采用最小二乘法声场重现技术,通过在动车组模型车外布放扬声器阵列,在车内目标区域重建所需声场.实际测试结果(A计权声压级)表明,2种车速工况下车内区域各测点处的频谱波动在±5dB左右,总声压级之差在±3dB以内,平均声压级与目标声压级之差在±1dB以内,平均频谱与目标频谱声压级之差在±2dB以内.测试结果证明了该重现系统的有效性,为在实验室条件下研究高铁噪声控制提供了一种经济高效的解决方案.