腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

论文摘要

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声,结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系;基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性,计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况;在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型,分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明:箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系,箱梁各板件近场低频(低于250 Hz)辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系,箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定;对于两端简支的开孔板件,在开孔率基本一致(0.4%左右)的情况下,开孔直径越小,板件振动辐射噪声声压级越小;采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声,既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响,也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便;腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz)处的振动响应,但由于箱梁内、外部声场连通,使得声短路效应增加,降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声;腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB,从而使箱梁结构噪声得到了控制。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 箱梁振动和辐射噪声预测理论
  •   1.1 箱梁结构振动与辐射噪声
  •   1.2 开孔板件的振动声辐射
  • 2 箱梁板件振动与辐射噪声关系
  •   2.1 箱梁振动与噪声频谱变化规律
  •   2.2 箱梁板件振动声辐射效率
  •   2.3 开孔矩形板件的声短路效应
  • 3 开孔对箱梁辐射结构噪声的影响
  •   3.1 箱梁振动有限元仿真结果
  •     3.1.1 车辆模型
  •     3.1.2 轨道模型
  •     3.1.3 车辆-轨道-箱梁振动耦合理论
  •     3.1.4 车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型与仿真结果
  •     3.1.5 开孔对箱梁振动的影响
  •   3.2 箱梁结构噪声仿真理论
  •     3.2.1 声学有限元法
  •     3.2.2 声学无限元法
  •   3.3 开孔箱梁的结构噪声仿真结果分析
  •     3.3.1 箱梁结构噪声无限元仿真
  •     3.3.2 开孔对箱梁辐射的结构噪声影响
  • 4 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张天琦,罗雁云,周力

    关键词: 城市轨道交通,结构振动,箱梁,腹板开孔,辐射噪声,有限元无限元方法,声短路

    来源: 交通运输工程学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 同济大学铁道与城市轨道交通研究院

    基金: 国家自然科学基金项目(51678446,51708422)

    分类号: U441.3

    DOI: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.004

    页码: 35-46

    总页数: 12

    文件大小: 2648K

    下载量: 134

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