约束型阻尼钢轨衰减率和降噪效果试验分析

基于力锤敲击方法,测试阻尼钢轨和标准钢轨的衰减率,将阻尼钢轨与标准钢轨衰减率对比。结果表明：阻尼钢轨低频部分衰减率接近于标准钢轨,高频部分（钢轨噪声明显部分）衰减率高于标准钢轨;相比于标准钢轨,1号阻尼钢轨垂向衰减率在2 500 Hz倍频程带时高出0.50 d B/m,2号阻尼钢轨垂向衰减率在1 600 Hz倍频程带时高出0.28 d B/m,3号阻尼钢轨在1 000 Hz倍频程带提高了0.21 d B/m。束型阻尼钢轨具有一定的降噪效果,可在标准钢轨的基础上降低1.3 d B（A）~1.5 d B（A）。将其应用于实际线路中,能降低铁路总噪声1.6 d B（A）~1.7 d B（A）。

阻尼钢轨的降噪性能试验

为研究阻尼钢轨的降噪性能,以标准钢轨和阻尼钢轨为研究对象,采用半消声室法进行室内声试验。通过对比试验,得出了标准钢轨和阻尼钢轨的时域、自功率谱和1/3倍频程曲线图。试验结果表明:阻尼钢轨产生的声压级幅值随时间迅速降低,并且在很短的时间内衰减完毕,衰减时间为标准钢轨的1/16;阻尼钢轨在1250 Hz以下频段范围内降噪效果不明显,在1250 Hz以上频段范围内,阻尼钢轨消耗了大部分能量,总噪声级有很大的降低,降噪效果显著。

迷宫式约束阻尼钢轨减振降噪试验分析

为研究阻尼钢轨的减振降噪性能,以标准钢轨和迷宫式约束阻尼钢轨为研究对象,通过在消声室内测试标准钢轨和迷宫式约束阻尼钢轨的振动与噪声特性,实验结果表明：阻尼钢轨具有良好的减振降噪效果,阻尼钢轨在全频段内有效地抑制振动和噪声。在径向冲击荷载下,迷宫式约束阻尼钢轨相对于标准钢轨的振动加速度衰减量为5%~19%,振动时间衰减量都大于94%,总噪声级降低达9 d B以上;在轴向的冲击荷载下,迷宫式约束阻尼钢轨相对于标准钢轨的振动加速度衰减量为9%~21%,振动时间衰减量都大于92%,总噪声级降低达5 d B以上。实验结果为新型约束阻尼钢轨的优化设计提供了更加准确的实验依据。

一种贴片式高速铁路阻尼钢轨降噪性能研究

在分析已运营高速铁路辐射噪声特性和现有阻尼钢轨优缺点的基础上,开发了一种适用于高速铁路的结构简单、施工方便的贴片式阻尼钢轨。试验分析和有限元计算结果表明,该阻尼钢轨应用于高速铁路有较强的可行性,对于降低高速铁路钢轨辐射噪声具有明显作用;单纯增大阻尼层厚度,阻尼钢轨降噪效果并不能随之成比例增加,在满足设计要求的前提下,建议合理选用阻尼层的厚度。

高速铁路阻尼钢轨减振降噪特性研究

铺设阻尼钢轨是从声源处对钢轨振动噪声进行控制的有效方法。本文将有限元法与边界元法相结合,建立阻尼钢轨-无砟轨道系统振动-声辐射分析模型,以高速轮轨力谱作为激励,分析阻尼钢轨材料、结构参数对钢轨导纳传递特性及声辐射特性的影响。计算结果表明:阻尼钢轨的减振降噪能力随阻尼材料损耗因子的增加而增强,但两者并非呈线性关系;增大阻尼层厚度可提高阻尼钢轨的耗能能力;约束板的材料特性及厚度对阻尼钢轨的减振降噪效果影响不大,约束板的设计宜采用轻质、较薄合金材料;将阻尼敷设在轨腰及钢轨上、下翼缘可取得最佳减振降噪效果,但在减振降噪要求较低的区段可将阻尼材料仅敷设在轨腰和钢轨下翼缘。计算及分析结果可为高速铁路阻尼钢轨的优化设计提供参考。

宽频型迷宫式约束阻尼钢轨降噪特性试验研究

介绍了宽频型迷宫式约束阻尼钢轨的降噪原理,通过现场测试阻尼装置安装前后列车通过高架桥曲线段时车厢内、司机室、高架桥噪声数据,经过A计权声压级处理得出不同测点的降噪效果,以确定高架线路段阻尼钢轨的控制频带范围。测试结果表明:对于车厢内和司机室噪声,800 Hz频率处降噪效果最好,500~3150 Hz频带内有效降噪5.0~7.7 dB(A);对于高架桥环境辐射噪声,2000 Hz频率处降噪效果最好,7.5 m处平均降噪8.4 dB(A),30 m处平均降噪5.2 dB(A)。

约束阻尼钢轨减振性能的有限元分析

为研究约束阻尼钢轨的减振性能,利用有限元软件建立标准钢轨模型、单层约束阻尼钢轨模型和多层约束阻尼钢轨模型。首先对其进行谐响应分析,获得3种钢轨的振动规律。然后以移动载荷模拟轮轨滚动接触行为,分析3种钢轨的动态响应规律。谐响应分析发现,约束阻尼在显著频率处可以有效地降低钢轨的位移峰值,多层约束阻尼钢轨减振效果最好。移动载荷激励下的结果也表明约束阻尼可以有效降低钢轨轨顶和轨腰的垂向位移,且多层约束阻尼钢轨减振效果优于单层约束阻尼钢轨。

迷宫式阻尼钢轨减噪装置车内减噪效果研究

针对国内城轨交通轮轨噪声的减振降噪方案多依赖于国外技术,少数自主研发的减噪装置的研究和测试还停留于理论阶段或实验室模拟测试阶段的现状,文中基于迷宫式阻尼钢轨减噪装置在地铁线路上的使用,通过测试车内噪声的大小和频谱分析,对比安装该减噪装置前后噪声特性的变化,以现场实测结果来验证该减噪装置的减噪效果。

精准调频钢轨阻尼器设计及试验研究

针对钢轨阻尼器仅在较窄的频段范围内降低钢轨振动的特性,首先从理论上推导频率匹配准确性对钢轨阻尼器减振效果的影响,发现钢轨阻尼器的固有频率与钢轨振动频率匹配较好时,能够产生良好的减振效果;随后设计一种可精准调频的新型钢轨阻尼器结构,其固有频率不受夹紧力影响且对制造加工误差不敏感;最后,以5 m长钢轨1阶模态185 Hz为目标频率开展钢轨阻尼器模拟计算及试验研究,通过锤击测试和落锤测试验证该精准调频钢轨阻尼器在目标频率附近具有显著的减振效果。

城市轨道交通高架线路敷设阻尼钢轨噪声特性

为研究城市轨道交通高架线路敷设阻尼钢轨前后列车通过时段噪声变化规律,以敷设了阻尼钢轨的广州某高架线路为研究对象,通过对高架线路敷设阻尼钢轨前后轨道旁、距行车轨道中心线7.5和30 m处测点进行现场噪声试验,分别从时域统计、频谱和插入损失等方面分析了高架线路改造全过程,包括换轨前、换轨后、刚敷设阻尼钢轨及敷设阻尼钢轨运营半年后列车通过时段噪声变化规律。分析结果表明:换轨和敷设阻尼钢轨作为源头上的降噪措施具有一定的降噪效果,噪声源强处2种措施分别降噪1.1、2.9 dB(A),敷设阻尼钢轨能降低钢轨Pinned-Pinned振动辐射产生的噪声;换轨前高架线路列车通过噪声能量主要集中在100~3 000 Hz,分别在100~125 Hz和2 000 Hz附近出现第1、2个峰值,换轨后、刚敷设阻尼钢轨及敷设阻尼钢轨运营半年后的列车通过噪声能量主要集中在500~2 000 Hz,峰值频率出现在800 Hz附近;高架线路整个施工改造过程中60 Hz以下低频噪声变化较小,60 Hz附近的频率为轮轨系统的固有频率,高架线路改造并未使轮轨系统固有特性发生较大改变;敷设阻尼钢轨运营半年后相比刚敷设阻尼钢轨时,在距轨道中心线7.5和30 m处,1 000 Hz以上高频噪声变化较小,桥梁局部结构振动产生的辐射噪声(100~300 Hz)出现了一定的增大。

调频式钢轨阻尼器对剪切型减振器轨道动力特性的影响

为了探讨采用调频式钢轨阻尼器（TRD）整治剪切型减振器轨道结构区间异常钢轨波磨的可行性,在长25 m的轨道试验平台上采用锤击试验测试了安装TRD前后剪切型减振器轨道的结构动力特性。结果表明：安装TRD可以优化150~400 Hz频段内剪切型减振器轨道结构的频响特性与钢轨的竖向振动衰减率。一方面,TRD降低了此频段内的钢轨频响函数峰值,而该频段内的轮轨共振被认为是导致剪切型减振器轨道钢轨波磨产生的主要原因。另一方面,TRD使钢轨竖向振动衰减率提高了4倍~8倍,抑制了竖向振动沿钢轨纵向的传播;不仅如此,安装TRD后,钢轨的水平向振动衰减率大于原剪切型减振器轨道,即提高了轨道系统沿钢轨纵向对钢轨水平向振动的衰减能力,增强了对钢轨横向振动的约束,在一定程度上增加了轨道的横向稳定性。

剪切型减振器下钢轨振动衰减率及阻尼器调谐分析

通过建立基于谱单元法的钢轨元胞模型,并结合Bloch定理,研究了采用剪切型减振器钢轨的垂向振动衰减率.在此基础上,分析了调频式钢轨减振器(TRD)对钢轨垂向振动衰减率的影响.研究结果表明,剪切型减振器自身的振动特性使钢轨垂向振动衰减率在500 Hz附近出现了新的峰值;铁垫板、轨下垫板对钢轨垂向振动衰减率的影响主要体现在500 Hz以上的高频;剪切型减振器对钢轨垂向振动衰减率的影响主要体现在400 Hz以下的中低频;TRD能够大幅度提高其自身工作频率(取决于TRD质量和刚度)附近钢轨的垂向振动衰减率,装有TRD的钢轨在200～400 Hz内的垂向振动衰减率较未安装TRD时普遍提高了5倍以上;增加TRD阻尼能够有效提高钢轨振动衰减率.

钢轨阻尼器减振降噪效果试验研究

在钢轨轨腰粘贴钢轨阻尼器能有效降低高频噪声与振动。为探讨钢轨阻尼器的减振降噪效果,在北京南站选取试验段安装阻尼器,对有阻尼器和无阻尼器的钢轨进行了测试分析对比。试验结果表明,在测试条件下,钢轨安装阻尼器后列车行驶噪声的等效声级平均降低了3.6 dBA;钢轨的振动加速度级平均降低了6.7 dB;站台的振动加速度级平均降低了9.3 dB;减振降噪效果明显。

钢轨阻尼与声屏障组合降噪效果试验研究

在我国一高速铁路的城市区域低速区段分别选取钢轨阻尼与声屏障组合措施区段、声屏障区段及对照区段3处进行降噪效果对比试验。试验结果表明:在67～146 km/h低速条件下,距离外轨7. 5,25. 0 m处的钢轨阻尼及声屏障组合降噪措施相比单一声屏障措施的附加降噪量分别为1. 6～2. 0,0. 6～0. 8 dB(A);钢轨横向、垂向加速度减振量为2. 1～2. 8 dB;钢轨阻尼对轮轨噪声主要作用频率具备减振降噪效果。

调频式钢轨阻尼器对曲线轨道动力特性影响研究

建立垂向安装有具有两阶自振频率的调频式钢轨阻尼器(Tuned Rail Damper,TRD)的曲线轨道频域解析模型。将此曲线轨道视为离散支承的无限周期结构,引入周期无限结构理论,结合频域模态叠加法,通过求解轨道某“基本元”内一点的动力响应,进而得到安装有TRD的曲线轨道上任意位置处的动力响应。对安装TRD的曲线轨道动力特性进行计算分析可知:TRD能够显著降低曲线轨道在TRD自振频率附近频段内的振动响应并有效抑制曲线轨道的pinned‑pinned共振;安装TRD后,曲线轨道钢轨振动衰减率明显增大;TRD对不同半径曲线轨道的动力响应均具有一定的抑制作用;移动谐振荷载作用下,当荷载激振频率大于轨道自振频率时,安装TRD的曲线轨道时域振动响应被不同程度地抑制,当荷载激振频率与TRD自振频率一致时,轨道的振动响应显著降低。

调频式钢轨阻尼器安装偏差对钢轨振动衰减率的影响

为提高调频式钢轨阻尼器的减振降噪作用,本文基于谱元法建立简化计算模型,推导出钢轨单元的谱传递矩阵,再用BLOCH定理计算出钢轨振动衰减率。通过计算安装调频式钢轨阻尼器前后钢轨的振动衰减率,分析调频式钢轨阻尼器对钢轨振动衰减率的影响,并计算对比调频式钢轨阻尼器安装偏差的影响。结果表明:调频式钢轨阻尼器能大幅度提高自身工作频率附近的振动衰减率,在300,1 700 Hz附近均出现新的带隙,且钢轨一阶Pinned-pinned共振频率附近的带隙被拓宽,相应的衰减率峰值也得到提高;调频式钢轨阻尼器安装偏差会对500 Hz以上高频部分的振动衰减率产生影响,对500 Hz以内的几乎不会产生影响。

北京地铁6号线谐振式钢轨阻尼器试验段噪声、振动试验分析

为解决北京地铁6号线部分区段列车通过时轨道的啸叫噪声,在北京地铁6号线物资学院路站—通州北关站区间上行K33+180~K33+340处安装谐振式钢轨阻尼器,安装前后未对钢轨进行打磨处理。为验证其降噪效果,在阻尼器安装前后分别进行客室噪声、司机室噪声、轨旁噪声、钢轨振动加速度对比测试,其降噪效果达到要求。

调谐质量吸振器钢轨减振降噪技术应用

城市轨道交通减振降噪问题越来越受到关注,总结了国内外典型的调谐质量阻尼(TMD)钢轨结构形式,分析钢轨减振降噪的基本原理.通过建立普通钢轨和减振器钢轨有限元模型,分析钢轨模态,评价普通钢轨结构系统的动态特性;通过建立动力学仿真模型,分析了浙江某股份有限公司的吸振器钢轨的减振性能,仿真结果表明其减振效果十分明显.

重庆地铁采用WTMD抑制钢轨波磨及噪声的试验研究

为研究宽频型调谐式钢轨阻尼器(Wide-frequency Tuned Mass Damper,简称WTMD)对抑制波磨和减小车内噪声的效果,基于WTMD设计原理及调频方法,通过前期测试得到钢轨波磨及噪声主频,从而确定WTMD型号,并在重庆地铁1号线双碑至石井坡上行高架桥曲线段进行了安装及现场试验研究,对同一半径(R=545 m)曲线内钢轨安装WTMD区段与未安装WTMD区段进行对比测试,测试结果表明:安装WTMD后可以改善钢轨动力特性,在安装WTMD后车厢内1.5 m处噪声降低7.2 dBA;安装WTMD后钢轨在250~5 000 Hz频带内的阻尼特性得到明显改善,钢轨纵向振动衰减率分别在垂向和横向分别最大提升约28倍(3 150 Hz)和17倍(1 250 Hz);该改造段内钢轨波磨的特征波长为40 mm,433 d跟踪测试结束时未安装WTMD的钢轨表面粗糙度级最大超出TSI 3095:2010限值达28 dB,而安装WTMD段无明显钢轨波磨现象,安装WTMD能够有效抑制钢轨波磨的发展。

城际铁路小半径曲线段啸叫控制技术研究

基于铁路小半径曲线啸叫的产生机理,讨论车速在160 km/h以上的城际铁路曲线啸叫控制技术。通过对不同曲线半径条件下的啸叫情况进行统计分析可知,曲线啸叫问题以半径1 000 m以下的曲线区段为主,利用1∶1高速轮轨关系试验台,通过施加实测线路谱的方式,对半径800 m和半径1 000 m条件下的曲线啸叫情况进行了测试。结合城际铁路运营的速度等级,在设计阶段提出了低噪音车轮控制为主、润滑装置为辅的控制方案,并利用轮轨试验台对不同低噪音车轮在控制曲线啸叫中的效果进行对比验证;运营阶段可以加装阻尼钢轨的优化措施。验证结果表明,低噪音车轮对控制曲线啸叫有显著效果,对比不同型式的低噪音车轮,约束阻尼式低噪声车轮效果更佳,且具有不改变车轮本体结构强度的优点。