U型梁结构噪声及梁体对轮轨噪声的遮蔽效应研究

摘要

列车通过高架桥梁，轮轨接触会产生轮轨噪声、列车与桥梁的耦合振动会产生桥梁结构噪声。轮轨噪声以中高频为主，桥梁结构噪声以低频为主。结构低频噪声衰减慢、传播距离远，目前越来越受到人们的关注，研究U型梁的结构噪声显得十分必要。
　　另一方面，国内外针对U型梁自身构形对轮轨噪声的遮蔽效应也非常少，随着U型梁在高速铁路以及城市轨道交通中的大量应用，研究U型梁的遮蔽效应也显得尤为重要。对于这种遮蔽效应的研究方法可以借鉴对于声屏障的研究方法，利用边界元理论计算其插入损失从而度量其降噪能力。
　　本文首先运用了车桥耦合振动理论结合边界元法，以城市轨道交通中的U型梁为研究对象，分析计算了其在列车作用下的振动与低频结构噪声辐射情况。接着仍然以U型梁为例，研究了U型梁自身构形对轮轨噪声的遮蔽效应，评价了其降噪效果，主要内容如下:
　　1)首先回顾结构噪声的理论研究方法，如:有限元法、边界元法、能量法。对比三种方法，选择车桥耦合振动结合边界元法作为研究U型梁结构噪声的方法。
　　2)运用车桥耦合振动理论结合边界元法，以城市轨道交通应用越来越多的U型梁为研究对象，对其在列车作用下的振动与低频结构噪声辐射情况进行了探讨。
　　3)研究了U型梁自身构形对轮轨噪声的遮蔽效应，评价了其降噪效果。将箱梁与U型梁进行对比，分析了U型梁的遮蔽效应。并对影响U型梁遮蔽效应的参数，如:声源大小、翼缘长度、腹板高度进行了参数分析。

目录

声明

摘要

第1章 概述

1．1 研究背景

1．1．1 问题的引出

1．1．2 轨道交通噪声源分析

1．1．3 研究U型梁的必要性

1．2 国内外研究综述

1．2．1 桥梁结构噪声

1．2．2 轮轨噪声降噪措施

1．3 本文主要内容

第2章 噪声数值分析模型

2．1 桥梁噪声评价量研究

2．2 基于边界元法的结构振动声辐射计算方法

2．2．1 无限域问题边界积分方程推导

2．2．2 边界积分方程的数值求解方法

2．3 结构振动与声辐射计算流程

2．4 轮轨噪声遮蔽效应计算理论

2．4．1 插入损失

2．4．2 刚性屏障几何绕射模型

2．4．3 边界元理论

第3章 U型梁振动计算与结构噪声预测

3．1 工程概况

3．2 有限元／边界元分析模型

3．3 动力仿真分析结果

3．3．1 自振特性

3．3．2 车辆作用下桥梁动力响应

3．4 结构噪声数值预测结果

3．5 本章小结

第4章 U型梁对轮轨噪声遮蔽效应研究

4．1 算法验证

4．2 U型梁遮蔽效应数值计算

4．2．1 等效线声源计算

4．3．2 关键场点噪声分析

4．3 本章小结

第5章 U型梁遮蔽效应参数分析

5．1 U型梁与箱梁对比

5．1．1 关键场点噪声分析

5．1．2 U型梁降噪性能评价

5．2 参数分析

5．2．1 不同声源

5．2．2 改变翼缘的长度

5．2．3 改变腹板的高度

5．3 本章小结

结论与展望

本文研究内容与结论

今后有待继续的工作

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果