车下裙板结构对市域动车组车内外噪声的影响分析

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噪声问题是轨道交通发展的关键问题。与高速铁路相比,市域铁路沿线人口密集,且受成本等因素影响,声屏障安装受限。与地铁列车相比,市域列车多运行在高架线路,运行速度更高,因此对于沿线居民产生的噪声影响需要引起更高的重视。合理安装裙板是减小列车车外通过噪声的有效方法之一,但另一方面也会对车内噪声产生不利影响,会进一步降低乘客的乘坐舒适性。本文针对市域动车组加装车下裙板后的车内外噪声问题开展了以下几方面的研究工作:(1)基于声线追踪法,建立了市域动车组车外噪声仿真预测模型。考虑声源位置、幅频特性以及裙板结构吸声、隔声和绕射特性,调查了裙板位置、裙板尺寸以及裙板吸声处理等裙板影响参数对车外噪声的影响。当市域动车组按140 km/h运行且转向架及辅助设备位置安装裙板时,裙板尺寸由半遮挡改为全遮挡可进一步降低车外噪声1.9d BA,25 m远标准点处车外通过噪声降低3.3 d BA。当转向架位置安装全遮挡裙板时,并结合裙板内侧铺设吸声材料,可降低标准点处车外通过噪声4.0 d BA。(2)基于边界元方法,根据市域动车组实际几何尺寸、车辆基本参数和主要噪声源,考虑声源激励特性和传递路径,建立了市域动车组车体表面声学响应仿真计算模型。分析计算了市域动车组未安装裙板、仅转向架区域安装裙板以及转向架和辅助设备区域同时安装裙板后的车体表面声学响应,并作为后续研究加装裙板结构对车内噪声影响的声源激励边界。(3)基于统计能量分析方法,建立市域动车组车内噪声仿真预测模型。以计算得到的轮轨声源振动声辐射和现场试验得到的各辅助设备声压级作为声源激励输入,以测试得到的车体板件振动作为结构振动激励,通过线路试验验证了模型的有效性。调查了裙板位置、裙板尺寸对车内噪声的影响。根据车体结构的隔声和裙板吸声处理优化结果,对车内噪声进行降噪效果评估。在市域动车组140 km/h运行时,仅在转向架位置安装裙板,最高会使车内噪声增大1.5 d BA左右。为了消除安装裙板对车内噪声的影响,可以将地板和车门隔声同时增加5 d B;转向架及辅助设备位置安装裙板,最高会使车内噪声增大3.0 d BA左右。通过将地板和车门隔声同时增加6 d B,且裙板全铺设吸声材料,可以消除裙板对车内噪声的影响。相关研究结果可为市域动车组车内外噪声控制措施的制定提供依据和参考。
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