低噪音弹性车轮的优化

摘要

目前弹性车轮用于轻轨系统（如有轨电车）以防止尖叫噪音并消减冲击噪音。另一方面，弹性车轮的应用鲜见于铁路主线上（客车和货车）。虽然车轮制造商常宣称弹性车轮有利于滚动噪音控制，但迄今为止没有任何足以证明这一观点的理论研究成果见诸报道。本文旨在揭示弹性车轮如何经有效优化、较之常规整体车轮更能有效消减滚动噪音。对滚动噪音产生的物理现象的初步分析阐明了影响车轮及其声辐射的关键设计参数。这些参数包括橡胶层的径向动态刚度和阻尼损耗因子，以及踏面质量。然后运用参数分析软件TwINS对这些设计参数的影响进行了定性分析。找出了基于操作条件的弹性层的最优径向动态刚度。根据研究配置的参数计算出的总体滚动噪音消减量可达3dB（A）。但是，如设计参数选择不当，会使得噪音增加。也证明了合理的滚动噪音控制设计不会影响车轮的尖叫噪音控制效率。