动车组车体结构隔声性能分析

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随着我国铁路事业的快速发展,动车组以其运量大、速度快、安全性能好等优点正在逐渐成为铁路客运的主要交通工具,高速度带来的铁路空气动力学噪声问题显得愈发突出。因此,如何提高车体结构的隔声性能,最大限度地减少车外噪声向车内传播,使旅客享有安静舒适的乘车环境显得尤为重要。论文运用Fluent计算动车组气动噪声,分析确认了列车周围噪声较大的部位;然后,用声学仿真模拟软件Actran对动车组地板结构、客室侧窗玻璃进行隔声性能的分析研究。首先建立了动车组计算流体动力学模型,用Fluent软件计算了动车组稳态流场,以稳态流场参数作为初始值,用大涡模拟计算动车组周围的瞬态流场,并用FW-H声类比法计算了动车组周围的气动噪声。研究表明,转向架部位的远场气动噪声最大,车体头部及侧墙位置的远场气动噪声也比较大,随着距离车体表面距离的增加,气动噪声衰减较快。根据Fluent计算的气动噪声结果,运用Actran软件重点分析转向架附近的地板结构及客室侧窗玻璃的隔声性能。入射面用漫射声场模拟,透射面用瑞利面模拟,结构使用二次实体壳单元,空气流体使用二次三维实体单元,用有限元方法计算透射面上的声能量,进而计算出结构的隔声量。分析结果表明;动车组铝合金底板结构具有一定的隔声性能,在中低频域表现出良好的隔声效果,铝合金底板结构表面增加阻尼可以使隔声低谷变浅;通过改变内装地板的材料参数、结构参数可以优化地板的隔声性能,减小内装地板弹性多孔材料层的孔隙率、增大空气层的厚度或木地板层的厚度都能够提高动车组地板结构的隔声性能;适当增加客室侧窗的玻璃间隙可以提高侧窗玻璃的隔声性能,其隔声低谷有向高频移动;客室侧窗内外玻璃厚度组合的选取对隔声性能有较大影响。这些研究对降低动车组气动噪声、提高车体结构隔声性能提供了有价值的借鉴和参考。
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