降噪材料在铁路客车上的应用研究

论文摘要

铁路以其安全、经济、高效的特点,成为我国重要的交通运输方式之一。但在乘车的同时,车内的噪声又给人们带来极大的困扰,噪声对人体产生的危害更是不容忽视,它会对乘务人员、乘客等造成生理和心理方面的损害,给人体带来压力感和疲劳感,甚至造成损伤神经、听力等不可挽回的后果。铁路车辆车内噪声环境复杂,主要噪声源为轮轨噪声和车辆动力设备噪声。我国铁路相关技术部门主要从隔振、吸振、隔声、吸声4个方面进行车辆的减振降噪技术的研究,并且通过改进线路状况和车辆结构及其辅助设备的性能等等来降低车内噪声。根据我国目前的设计和制造水平,在车体结构上采取措施进行降噪,提高车体结构的隔声及吸声性能,利用材料及局部结构的变化来达到降噪要求最为经济,效果也最为显著,它能明显降低车内噪声,提高乘车舒适度。本文首先应用有限元知识,利用ANSYS分析软件对空车、整备车(未装空调)及加装空调后三种状况进行模态分析,确定车体结构共振频率和产生最大位移变形的位置。依据车体振动情况,采用波纹钢板涂敷高分子沥青材料、装用复合地板,以及在侧墙上黏附阻尼涂料等措施来减弱地板和侧墙共振频率的幅值。其次,根据目前我国铁路客车隔声和吸声材料应用状况,有针对性地选择一种隔声和四种吸声材料在声学实验室进行吸声系数和隔声量的测试,其测试结果表明,隔声材料具有较大的隔声量,吸声材料在中高频段有较高的吸声系数,几种材料均可用于客车的降噪材料,这对于我国铁路车辆吸声、隔声材料的选择和降噪设计提供了有价值的参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国外铁路客车降噪的研究状况
• 1.2.1 轮轨噪声的控制
• 1.2.2 传播途径降噪研究
• 1.3 国内铁路客车降噪的发展概况
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 噪声的声学特性和噪声的评价
• 2.1 噪声的基本物理量度
• 2.1.1 声压、声强和声功率
• 2.1.2 声压级、声强级和声功率级
• 2.1.3 声波的频程和频谱
• 2.1.4 声压级的叠加
• 2.2 噪声的基本评价量
• 2.2.1 A 声级L A
• Aeq , T'>2.2.2 等效连续A 计权声压级L_{Aeq , T}
• 2.2.3 更佳语言干扰级
• 2.3 振动的评价
• 2.4 声源衰减特性
• 2.5 声源的指向性
• 本章小结
• 第三章 车体有限元模态分析
• 3.1 模态分析的理论基础
• 3.2 模态分析模型的建立
• 3.3 车体的模态分析
• 3.3.1 空车的车体模态分析
• 3.3.2 整备车（未加空调装置）车体模态分析
• 3.3.3 增加空调机组的车体模态分析
• 本章小结
• 第四章 阻尼降噪分析
• 4.1 阻尼材料减振降噪原理及特性
• 4.1.1 阻尼减振降噪机理
• 4.1.2 影响阻尼性能的因素
• 4.2 阻尼结构形式
• 4.2.1 自由层阻尼处理
• 4.2.2 约束层阻尼处理
• 4.3 阻尼材料在铁路客车上的应用
• 4.3.1 客车地板的阻尼应用
• 4.3.2 侧墙结构的阻尼应用
• 本章小结
• 第五章 降噪材料的特性分析
• 5.1 隔声构件
• 5.1.1 隔声降噪原理
• 5.1.2 组合构件隔声量计算
• 5.1.3 影响隔声性能的因素
• 5.2 吸声材料
• 5.2.1 吸声材料的种类
• 5.2.2 吸声降噪原理
• 5.2.3 吸声降噪量的计算
• 5.2.4 吸声降噪设计
• 5.2.5 影响吸声降噪的因素
• 5.3 隔振材料
• 5.3.1 隔振效果评价
• 5.3.2 隔振材料的种类
• 5.4 噪声与振动控制设计
• 本章小结
• 第六章 降噪材料的声学性能测试与分析
• 6.1 隔声材料的性能测试与分析
• 6.1.1 隔声材料的实验室测试
• 6.1.2 材料的隔声特性分析
• 6.2 吸声材料性能测试与分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢