地铁列车加筋铝型材地板声学特性分析与优化

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1、国内图书分类号：U270.1+6密级：公开国际图书分类号：625西南交通大学研究生学位论文地铁列车加筋铝型材地板声学特性分析与优化年级二零一五级姓名詹雪燕申请学位级别硕士专业环境工程指导老师刘冀钊教授级高工贺玉龙教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U270.1+6U.D.C:625SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisANALYSISANDOPTIMIZATIONOFACOUSTICALCHARACTERISTICSOFMETROREINFORCEDEXTRUDEDALUMINU

2、MFLOORGrade:2015Candidate:ZhanXueyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:EnvironmentalEngineeringSupervisor:ProfessorateSeniorEngineerLiuJizhaoProfessorHeYulongMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要地铁列车行驶引起的振动，大大降低其使用期限；行驶引发的噪声，严重危害人体健康。随着国民对乘车舒适性要求的日益提高，地铁车辆内部的振动噪声问题已不容忽视。

3、与此同时，轨道车辆轻量化趋势的发展，使得车体板件结构设计满足强度、刚度时，质量降低，减振降噪水平下降，车内噪声增大。由于加筋板耦合结构质量轻、抗冲击能力强、承载能力优和减振性能佳等优点，将其应用到铝型材车体结构，既满足列车轻量化的发展趋势，又能实现车内低噪声的目的。铝型材地板作为地铁车内噪声的主要来源之一，其声振特性直接影响车内的噪声水平，因此开展列车铝型材地板声学特性分析与加筋优化显得尤为重要。本文以某地铁列车铝型材地板为研究对象，对其进行加筋处理，并基于预测模型展开隔声和振动声辐射特性分析与优化，主要研究如下：（1）基于球谐函数波束形成算法

4、声源识别原理，采用球形阵列声源识别系统，对某线路运行的4节编组地铁列车进行了车内声源识别试验，获得了车内噪声的源强、分布和频谱特性，明确了顶板和地板区域是地铁列车车内的最大噪声来源。（2）基于声压法，采用混响室-混响室测试法获得了铝型材地板的隔声量；基于力锤激励法，采用半功率带宽法计算获得了型材的阻尼损耗因子。基于离散点声强法，采用混响室-半消声室测试法获得了铝型材地板的辐射声功率；采用半功率带宽法计算获得了型材的阻尼损耗因子。基于FE-SEA混合法理论，结合测试试验与数值计算，将试验参数用于铝型材地板隔声和振动声辐射预测模型的建立及验证。（3

5、）基于验证的隔声和振动声辐射预测模型，开展了加筋位置、加筋方式、排布形式以及加强筋几何参数对铝型材地板声学特性影响的计算分析。结果表明，针对靠近表面几何中心及各截面面板中间位置（刚度较低、模态振动幅值较大），在模态振型对称的铝型材板件靠近声源侧面板上等间距、对称、纵向布筋，对提高板件结构的声学性能效果较好。研究显示，布设总厚度为20mm且厚度比为4:1的T型加强筋，对提高结构的隔声特性效果最明显，计权隔声量可提高3.3dB；布设厚度为15mm的矩形筋，最能有效地抑制结构辐射噪声，总声功率级可降低2.7dB。相关研究结果为地铁列车铝型材地板的低噪

6、声加筋优化设计提供了参考。关键词：地铁列车；铝型材地板；隔声特性；振动声辐射特性；加筋优化西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractThevibrationcausedbymetrogreatlyreducesitsservicelife,andthenoisecausedbydrivingmetroseriouslyendangershumanhealth.Withtheincreasingdemandforridingcomfort,theinternalvibrationnoiseproblemofmetrocannotbei

7、gnored.Atthesametime,whenthestructuraldesignofthebodypanelsmeetsstrengthandstiffness,thedevelopmentofthelightweighttrendoftherailvehiclesleadtothedecreaseofquality,thedecreaseofvibrationandnoisereductionlevel,aswellasthedecreaseofinteriornoise.Duetoitsadvantagesoflightweight

8、,strongimpactresistance,excellentbearingcapacity,andgoodvibrationdampingper