扣件刚度频变特性对轮轨振动噪声的影响

作     者：尹镪 蔡成标 朱胜阳 YIN Qiang;CAI Chengbiao;ZHU Shengyang

作者机构：西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2017年第36卷第18期

页      面：231-237页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家高技术研究发展计划项目(2011AA11A103-3-1-1) 国家重点基础研究发展计划项目(2013CB036202) 中国博士后科学基金(2016M590899) 中央高校基本科研费科技创新项目(2682016CX127) 

主　　题：扣件刚度 车辆-轨道耦合动力学 轮轨滚动噪声 频域分析 频变特性 

摘      要：基于车辆-轨道耦合动力学理论和声学理论,建立了考虑扣件刚度频变特性的轮轨滚动噪声频域分析模型。模型中,通过车轮有限元分析获得其模态特征向量,建立考虑车轮弹性的动力学方程;钢轨视为由刚度随频率变化的扣件离散支承的铁摩辛柯梁模型;通过等效线性化轮轨接触形成轮轨耦合动力学频域分析模型;将轨道粗糙度作为输入并考虑接触区滤波,计算得到了车轮和钢轨的振动响应频谱及声辐射功率频谱,并分析了扣件刚度频变特性对轮轨垂向振动以及轮轨滚动噪声的影响。结果表明,扣件刚度的频变特性对钢轨导纳特性、轮轨相互作用力频谱、钢轨总声功率影响明显,而对车轮总声功率影响较小;与扣件常刚度模型计算结果相比,钢轨振动沿纵向传播的衰减率增大,钢轨声辐射功率在100~1 250 Hz频段明显减小,轮轨总辐射声功率约减小2.4 dBA,轮轨噪声辐射声压预测值与试验结果对比表明,频变刚度模型可有效修正常刚度系数模型对轮轨噪声的过高估计。