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400 km/h高速铁路轮轨噪声与二次结构噪声预测及分析

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中国铁路 2024年第6期 17-23页

作者：宋立忠张艺升张海文刘全民刘林芽刘兰华华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所

为评估400 km/h高速铁路列车通过桥梁时产生的轮轨噪声与二次结构噪声，基于统计能量分析法、有限元-边界元法，建立轮轨噪声和二次结构噪声数值预测模型。在此基础上，从轮轨粗糙度、车速和扣件刚度3个方面，分析轮轨粗糙度变化、车速... 详细信息

为评估400 km/h高速铁路列车通过桥梁时产生的轮轨噪声与二次结构噪声，基于统计能量分析法、有限元-边界元法，建立轮轨噪声和二次结构噪声数值预测模型。在此基础上，从轮轨粗糙度、车速和扣件刚度3个方面，分析轮轨粗糙度变化、车速变化以及扣件刚度变化对高速铁路高架段轮轨噪声和二次结构噪声的影响。研究结果表明：（1）在仅改变轮轨粗糙度情况下，综合噪声的变化趋势一致，随着轮轨粗糙度的增大，综合噪声也呈现增大趋势，并且轮轨粗糙度每增加1 dB，声压级增加1 dB (A);(2)在仅改变车速情况下，综合噪声的变化趋势一致，随着车速的增大，综合噪声也呈现增大趋势，但是噪声增大的速率变缓；（3）在仅改变扣件刚度情况下，扣件刚度变化对综合噪声的影响，主要集中在50～800 Hz频段，在其他频段范围内，综合噪声几乎不受扣件刚度变化的影响。在50～200 Hz频段，随着扣件刚度的增大，综合噪声也相应增大；而在200～800 Hz频段，随着扣件刚度的增大综合噪声数值减小。

关键词：高速铁路轮轨噪声二次结构噪声噪声预测轮轨粗糙度统计能量分析法有限元-边界元法

来源：博看期刊

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铁路连续槽形梁桥静力特性分析

桥梁建设 2023年第4期53卷 70-77页

作者：刘全民张智凯饶露吴天群宋立忠华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 中国铁路南昌局集团有限公司江西南昌330002 南昌铁路勘测设计院有限责任公司江西南昌330002

为给铁路连续槽形梁桥结构简化计算和优化设计提供理论依据,以某(40+64+40) m箱形截面铁路连续槽形梁桥为背景,进行铁路连续槽形梁桥静力特性分析。采用ANSYS软件建立该桥空间实体有限元模型,分析桥梁变形、控制截面应力分布、边梁和道... 详细信息

为给铁路连续槽形梁桥结构简化计算和优化设计提供理论依据,以某(40+64+40) m箱形截面铁路连续槽形梁桥为背景,进行铁路连续槽形梁桥静力特性分析。采用ANSYS软件建立该桥空间实体有限元模型,分析桥梁变形、控制截面应力分布、边梁和道床板的受力特点以及边梁和道床板分担纵向弯矩的比例,并对不同截面槽形梁桥的边梁与道床板承担纵向弯矩比例进行对比。结果表明:在恒载及列车活载作用下,中支座附近边梁向槽内倾斜,槽口减小;主跨跨中和边支座附近边梁外斜,槽口略微扩大;全桥各截面边梁下缘最大压应力明显大于道床板下缘最大压应力,截面下缘应力分布不均匀现象显著,剪力滞效应突出;该桥边梁和道床板在主跨跨中截面分担纵向弯矩的比例为1.41∶1,在两中支座处截面的分担比例分别为3.78∶1和4.00∶1,主跨跨中截面边梁承担弯矩的比例较低;槽形梁桥边梁与道床板的弯矩分担比例与二者的竖向抗弯刚度比呈正相关;箱形截面槽形梁相较其它截面槽形梁具有更大的抗弯刚度,可实现更大的跨度。

关键词：铁路连续梁桥槽形梁静力特性变形应力纵向弯矩分担比例有限元法

基于迭代RMSE法的约束阻尼板动力特性分析

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西南交通大学学报 2023年第6期58卷 1311-1317,1431页

作者：刘全民叶孝意宋立忠孙逸飞刘林芽华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013

忽略约束阻尼结构阻尼层黏弹性材料虚刚度及参数频变特性会对计算该结构模态损耗因子带来误差.本文在修正模态应变能法(RMSE法)的基础上,结合迭代算法,分析了黏弹性材料虚刚度及参数频变特性对约束阻尼板的振型、固有频率和模态损耗因... 详细信息

忽略约束阻尼结构阻尼层黏弹性材料虚刚度及参数频变特性会对计算该结构模态损耗因子带来误差.本文在修正模态应变能法(RMSE法)的基础上,结合迭代算法,分析了黏弹性材料虚刚度及参数频变特性对约束阻尼板的振型、固有频率和模态损耗因子的影响,探讨了约束阻尼板阻尼层厚度和约束层厚度对结构模态损耗因子的影响规律.分析结果表明:本文方法计算的固有频率和模态损耗因子与相关文献中的试验实测值吻合良好;不考虑黏弹性材料参数频变特性,各阶模态振型形状基本不变,但部分振型的相位相反;阻尼层剪切模量直接影响到结构固有频率,忽略其频变特性会导致在低阶时计算结果偏大17.2%,高阶时偏小7.6%;低阶模态时,忽略黏弹性材料频变特性的模态损耗因子误差最大可到56.0%;约束阻尼板模态损耗因子随阻尼层厚度增加而增大,随约束层厚度增加先增大后减小.

关键词：约束阻尼板迭代法固有频率振型模态损耗因子

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轨道交通桥梁低矮弧形声屏障降噪性能研究

振动与冲击 2023年第24期42卷 143-151,168页

作者：宋立忠高亏冯青松刘全民罗信伟李小珍华东交通大学交通运输工程学院南昌330013 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013 华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013 广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 西南交通大学土木工程学院成都610031

以某城市轨道交通高架低矮弧形声屏障作为研究对象,分别选取有、无声屏障断面,开展列车通过时的噪声测试;基于有限元法、边界元法和统计能量分析法,建立轨道交通高架综合噪声预测模型并进行了试验验证。基于测试结果和预测结果,研究了... 详细信息

以某城市轨道交通高架低矮弧形声屏障作为研究对象,分别选取有、无声屏障断面,开展列车通过时的噪声测试;基于有限元法、边界元法和统计能量分析法,建立轨道交通高架综合噪声预测模型并进行了试验验证。基于测试结果和预测结果,研究了城市轨道交通高架噪声的空间分布规律,分析了低矮弧形声屏障的降噪特性,探讨了低矮弧形声屏障对梁侧噪声分布的影响。研究结果表明:在无声屏障断面的情况下,轨面以下测点主要受低频桥梁结构噪声的影响,噪声随距离的衰减速度较慢,距离每增大一倍,噪声衰减约2.44 dB(A);轨面以上测点主要受高频轮轨噪声影响,噪声随距离的衰减速度较快,距离每增大一倍,噪声衰减约5.68 dB(A);低矮弧形声屏障对中高频噪声具有较好的降噪效果,但增大了低频噪声,这可能是由于声屏障的二次结构噪声辐射所导致的;低矮弧形声屏障在距离线路中心线7.5 m, 25 m处的插入损失分别约为5~8 dB(A)和2~6 dB(A);低矮弧形声屏障在梁侧插入损失约为4~6 dB(A),由于声屏障振动辐射二次结构噪声,桥梁跨中断面局部区域噪声增大。

关键词：轨道交通高架低矮弧形声屏障插入损失现场测试衰减特性

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基于深度学习的单目视觉里程计

海军工程大学学报 2023年第5期35卷 1-7页

作者：宋立忠龚谢平尹洋李厚朴海军工程大学电气工程学院武汉430033

针对传统单目视觉里程计在光照变化场景下位姿估计误差较大的问题,提出了一种基于深度学习算法的视觉里程计。首先,采用神经网络模型SuperPoint和SuperGlue对邻帧图像进行特征点提取与匹配;然后,根据最小阈值法和随机采样(random sample... 详细信息

针对传统单目视觉里程计在光照变化场景下位姿估计误差较大的问题,提出了一种基于深度学习算法的视觉里程计。首先,采用神经网络模型SuperPoint和SuperGlue对邻帧图像进行特征点提取与匹配;然后,根据最小阈值法和随机采样(random sample consensus,RANSAC)优化算法剔除结果中错误匹配对;最后,利用对极几何约束对相机位姿进行了估计。实验结果表明:该里程计解决了视觉里程计在光照变化场景下误差较大的问题,提高了单目视觉里程计的精度,但其实时性较CRB和SIFT算法差。

关键词：视觉里程计深度学习 SuperPoint SuperGlue RANSAC

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滑模预测离散变结构控制用于船-舵伺服系统

中国电机工程学报 2003年第11期23卷 160-163页

作者：宋立忠李红江陈少昌海军工程大学电气工程系湖北武汉430033

提出基于滑模预测思想的离散变结构控制设计新思路,以不确定系统的名义模型作为滑模预测模型,以理想趋近律作为参考滑模轨迹,将预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入离散准滑模变结构控制系统的设计。将理论成果应用于船一舵伺服系... 详细信息

提出基于滑模预测思想的离散变结构控制设计新思路,以不确定系统的名义模型作为滑模预测模型,以理想趋近律作为参考滑模轨迹,将预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入离散准滑模变结构控制系统的设计。将理论成果应用于船一舵伺服系统设计了航向自动舵,仿真结果表明,该文方法可有效消除抖振现象,设计的航向控制器可以快速准确地跟踪设定航向,并且能够有效抑制参数摄动和外界风浪干扰对船舶运动的影响,具有很强的鲁棒性。

关键词：船-舵伺服系统滑模预测离散变结构控制鲁棒性航向控制器船舶

自适应离散变结构控制及其在电力系统中的应用

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中国电机工程学报 2002年第12期22卷 97-100页

作者：宋立忠陈少昌姚琼荟海军工程大学电气工程系湖北武汉430033

对利用传统离散趋近律方法设计变结构控制时系统抖振原因进行分析,提出一种新的组合趋近律控制策略,并将之与自适应控制相结合,较好地消除抖振并增强了系统鲁棒性。将研究结果应用于电力系统,设计了并联运行同步发电机组有功分配控制器... 详细信息

对利用传统离散趋近律方法设计变结构控制时系统抖振原因进行分析,提出一种新的组合趋近律控制策略,并将之与自适应控制相结合,较好地消除抖振并增强了系统鲁棒性。将研究结果应用于电力系统,设计了并联运行同步发电机组有功分配控制器,仿真结果表明所提设计方法的有效性。

关键词：自适应离散变结构控制电力系统应用稳定控制自适应控制

基于现场锤击试验的高铁简支箱梁振动传递特性研究

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土木工程学报 2016年第5期49卷 120-128页

作者：李小珍宋立忠张迅西南交通大学四川成都610031

以高速铁路32m预应力混凝土简支箱梁为研究对象，基于现场锤击试验，探讨了铁路混凝土简支箱梁振动传递特性。采用有限元法建立了轨道一桥梁垂向耦合系统模型，计算了轨道板、底座板和桥梁顶板在1—1000Hz之间的垂向速度导纳，与试验结... 详细信息

以高速铁路32m预应力混凝土简支箱梁为研究对象，基于现场锤击试验，探讨了铁路混凝土简支箱梁振动传递特性。采用有限元法建立了轨道一桥梁垂向耦合系统模型，计算了轨道板、底座板和桥梁顶板在1—1000Hz之间的垂向速度导纳，与试验结果进行了对比，验证了模型的可靠性。利用有限元模型研究了箱梁振动传递特性，讨论了箱梁顶板厚度、增设中腹板和扣件系统刚度、阻尼等参数对箱梁振动特性的影响，分析了行车激励下箱梁振动传递特性。研究结果表明：在1／3倍频程中心频率20—200Hz之间，顶板速度导纳最大，翼板次之，腹板和底板的速度导纳相对较小；顶板振动在距激励点L／8（￡为桥梁跨度）范围内的衰减较快，在距离激励点L／8以外的衰减缓慢；增大箱梁顶板厚度、增加箱梁中腹板以及增大扣件阻尼等措施能在一定程度上减小桥梁的振动和噪声；在轮轨力激励下，箱梁各板件均在中心频率40～80Hz之间振动速度较大，由此可导致该频率范围内的结构噪声较大。

关键词：简支箱梁锤击试验振动传递导纳噪声

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市域铁路近轨声屏障降噪效果预测分析

噪声与振动控制 2022年第6期42卷 187-191,278页

作者：王朝亮张良涛宋立忠吴晓龙温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司浙江温州325000 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心南昌330013

为评估市域铁路新型近轨低矮声屏障的降噪效果,基于有限元法、边界元法和统计能量分析建立轮轨噪声数值预测模型。在此基础上对比新型近轨低矮声屏障和传统直立式声屏障的降噪效果,并分析近轨声屏障高度对降噪效果的影响。研究结果表明... 详细信息

为评估市域铁路新型近轨低矮声屏障的降噪效果,基于有限元法、边界元法和统计能量分析建立轮轨噪声数值预测模型。在此基础上对比新型近轨低矮声屏障和传统直立式声屏障的降噪效果,并分析近轨声屏障高度对降噪效果的影响。研究结果表明:在梁侧安装3.17 m高的直立式声屏障和在近轨处安装高于轨面0.94 m的低矮声屏障的降噪效果均很明显,约为8 dB(A),但近轨声屏障降噪效果略优;随着近轨声屏障高度的增大,其降噪效果逐渐提高,但降噪效果的提升幅度逐渐放缓。

关键词：声学市域铁路近轨声屏障降噪效果预测分析