【摘 要】
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随着高速列车运行速度以及人们对乘车舒适性的要求不断提高,车内噪声控制变得越来越重要。如果通过仿真的方法在车辆生产之前进行车内噪声预测,并针对噪声较大的部位有针对性的提出噪声控制方案,这样可以减少列车的制造成本,缩短设计周期。本文以某型号高速列车受电弓车为研究对象,建立受电弓车的噪声预测仿真模型,采用统计能量分析的方法对时速达到400千米的车内噪声进行预测,根据预测结果有针对性的提出降噪方案使其满足
【基金项目】
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国家重点科研项目“400km/h跨国互联互通列车整车低噪声设计与建模方法的研究”；
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随着高速列车运行速度以及人们对乘车舒适性的要求不断提高,车内噪声控制变得越来越重要。如果通过仿真的方法在车辆生产之前进行车内噪声预测,并针对噪声较大的部位有针对性的提出噪声控制方案,这样可以减少列车的制造成本,缩短设计周期。本文以某型号高速列车受电弓车为研究对象,建立受电弓车的噪声预测仿真模型,采用统计能量分析的方法对时速达到400千米的车内噪声进行预测,根据预测结果有针对性的提出降噪方案使其满足受电弓车在400 km/h速度下运行时的声学要求。本文采用基于动力学和模态特性的等效方法,建立中空型材等效板,等效前后的声学特性保持不变,以提高车内噪声预测精度。对于车下的梁结构,本文通过计算梁结构的截面参数,在VA One中通过赋予梁截面参数统一建成统计能量分析梁结构。为获得400 km/h激励数据,本文通过现场实测的相似车型受电弓拖车在不同速度级运行时的激励数据进行拟合外推,获得400 km/h的激励数据。根据厂家提供的图纸建立受电弓车仿真预测模型,施加350 km/h的激励数据进行噪声预测,将仿真值与实测数据进行对比验证了所建模型的准确性。然后导入400 km/h激励数据,进行400 km/h受电弓车车内噪声预测,根据功率流分析获得车内噪声的主要来源并有针对性的提出可行的噪声控制方案。统计能量分析方法是现如今解决声振分析问题最有效的方法,但是该理论在实际工程应用中仍存在一些不足之处。针对统计能量分析理论在工程应用上把具有模态相似的一个子系统划分为多个子系统而导致的子系统模态密度不足而使计算结果精确性下降问题,本文提出了基于虚拟划分的统计能量分析方法,并推导出了该虚拟划分理论的计算方法。采用声压法测量铝板的入射声功率;利用声传感器测量虚拟划分声腔的声压级;采用自由衰减法测量铝板的内损耗因子;选取混响室法获得声腔的内损耗因子;对于子系统之间的耦合损耗因子,本文采用仿真与理论计算的方式获得;对于铝板与声腔的模态密度,本次采用公式直接计算的方式获得。通过对基于虚拟划分统计能量分析计算方法进行编程计算,VA One软件仿真计算与实验测量结果进行比较,验证了此次虚拟划分理论的准确性。解决了大结构在进行统计能量分析时子系统划分引起的子系统模态密度不足问题,使大结构的声振分析在低频也能够进行有效分析,使高、中、低频的声学分析真正统一到一个声学模型中来,真正实现同一模型中的全频带噪声仿真预测。
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