钢轨振动与声辐射特性研究-道路与铁道工程专业论文.docxVIP

万方数据 华东交通大学 硕士学位论文任务书 研 究 生 姓 名曾艺瑶学号20110108230109学 院 ( 系 )土木建筑学院专 业道路与铁道工程专 业 方 向铁路环境振动与噪声论 文 题 目钢轨振动与声辐射特性研究要求完成时间 2014 年 4 月 2 日选 题 来 源主要研究任务： 1、结合阅读文献了解的钢轨振动与声辐射特点，确定出适合的研究方法。 2、采用 ANSYS 软件建立轨道三维实体有限元模型，并通过分析钢轨的导纳特性 验证模型的正确性。 3、对轨道系统进行有限元计算分析，研究钢轨的垂向及横向振动特性。 4、建立 ANSYS 与 Virtual.Lab 之间的联系，将振动数据导入到 Virtual.Lab 软 件中作为边界条件。 5、建立钢轨边界元模型，对钢轨进行声学计算，得到钢轨的声辐射特性。 6、对钢轨边界元模型进行板块划分，分析钢轨不同部位的声辐射贡献量。接受任务时间 年 月 日学生签名 导 师 签 名日 期年 月 日 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华 东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 本人签名___ 日期 关于论文使用授权的说明 本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定，本论文无必威体育官网网址内容。 本人签名___ 导师签名_ _日期_ _ 摘要 钢轨振动与声辐射特性研究 摘要 我国铁路轨道交通发展迅速，列车运行速度大幅提高，轮轨相互作用增强，使得振 动和噪声问题日益突出。在列车运行时产生??各种噪声中，轮轨作用产生的噪声污染尤 为突出。本文的工作从研究钢轨振动入手，利用边界元方法对钢轨辐射噪声进行仿真分 析，主要研究内容如下： 1、基于无砟轨道结构动力学理论，以无砟轨道作为研究对象，利用有限元法，在 ANSYS 中建立了轨道三维实体有限元模型。通过有限元谐响应分析得到了轨道结构的 导纳特性，对模型进行了正确性验证。 2、将轮轨作用力加载到轨道模型中的钢轨上，并进行瞬态动力学分析，得到钢轨 的振动响应。对钢轨不同部位的位移、速度及加速度进行比较分析，找出钢轨振动响应 最大的部位。对不同速度下钢轨的振动响应进行分析，找出列车运行速度对钢轨振动特 性的影响。 3、结合 ANSYS 建立的轨道模型，再根据声学边界元理论，采用 LMS Virtual.Lab 软件建立钢轨边界元模型，将钢轨振动响应作为位移边界条件，对钢轨进行噪声预测。 通过对钢轨的声辐射效率预测结果与其他文献得出结果作比较，验证本文钢轨噪声预测 仿真的可行性。 4、将钢轨边界元模型进行板块划分，划分成轨头、轨腰、轨底三个板块。在钢轨 噪声预测的基础上，对钢轨进行 ATV 声传递向量分析，建立空间声场场点与钢轨表面 的关系，初步确定钢轨表面对空间声场场点影响较大的部位，为之后进行的面板声学贡 献量分析提供基础。 5、对已经划分好面板区域的钢轨，进行面板声压贡献度分析，得到各个面板对选定 场点的声压贡献量，确定对选定场点声压贡献量最大的面板区域，初步确定钢轨辐射噪 声的主要区域。对各面板进行声功率贡献度分析，确定对整个声场声功率贡献较大的面 板区域，从而确定钢轨辐射噪声的主要部位。 关键词：钢轨，瞬态动力响应，声辐射，ATV，面板贡献量 I Abstract II 万方数据 Study on Vibration and Acoustic Radiation Characteristics of Rail ABSTRACT With the rapid development of China’s railway track，it becomes a prominent issue while various kinds of noise pollution generated by the interactions of wheel- rail when trains operate in a high speed. The vibration noise of the wheel-rail is the most prominent one among various noises produced by the tra in