轨道交通U型梁局部振动与结构噪声全频段分析

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文轨道交通U型梁局部振动与结构噪声全频段分析学位申请人：程龙学科专业：道路与铁道工程指导教师：罗文俊教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华

2、东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要轨道交通U型梁局部振动与结构噪声全频段

3、分析摘要随着城市轨道交通的快速发展，高架桥梁的应用越来越广泛，其中U型梁由于造型美观，腹板对于轮轨噪声具有一定的屏蔽效应，其建筑高度也较低，因此被大量使用。与此同时，混凝土桥梁结构局部高频振动产生的低频噪声也越来被人们所重视。桥梁结构的低频噪声具有穿透性强、衰减慢的特点，对人体健康也有一定的伤害。目前，对于U型梁的振动与噪声等方面的研究分析还没有箱型梁的深入、广泛。如何准确、高效地预测分析U型梁的振动与噪声传递特性，从而采取有效的措施达到减振降噪的效果，依旧是一个值得不断深入研究的问题。本文采用FE-SEA混合法建立了轨道交通U型梁结构在垂向轮轨力作用下的局部振动仿真模型，对

4、轨道交通U型梁结构0-500Hz的局部振动及结构噪声进行定量分析。模型依据U型梁各板块局部振动在频带内的模态数，将系统分为FE、SEA子系统，避开了FE确定性方法在高频段计算量大以及SEA在低频段精度差的缺点，解决计算效率与计算精度的矛盾，扩展U型梁局部振动的分析频段，提高预测精度及计算效率。主要的研究内容为：（1）首先基于轮轨耦合理论，通过SIMPACK建立车—轨耦合模型，轨道高低随机不平顺为系统激励，求解时域内的垂向轮轨力；再以MATLAB经过傅里叶程序变换求得三分之一倍频程中心频率对应的有效轮轨力幅值。（2）通过VAone软件分析其模态数与振型等，依据FE-SEA混合法

5、原理，建立FE、FE-SEA混合U型梁模型，将所求得的垂向频域轮轨力施加于桥梁最不利位置，以此求得500Hz频域范围内U型梁的各板块振动响应。再依据声辐射理论，可分析U型梁近、远场点的结构噪声特性；同时分析U型梁各板件的声贡献量，获取槽形梁振动与结构噪声辐射的最关键板。（3）通过快速分析U型梁在列车时速分别为70km/h、80km/h、90km/h三种工况以及波长为0.033～0.25m的短波Sato谱不平顺与波长为0.25～30m的中长波德国高干扰轨道高低不平顺两种工况下的频域内垂向振动加速度、声压级、声压贡献量以及振动功率等的变化情况，得出地铁车速以及不同波长不平顺功率谱

6、对于U型梁的振动与结构噪声的影响。（4）依据U型梁的局部振动及结构噪声声辐射特性，分析随着材料参数如桥梁密度、弹性模量、材料阻尼以及截面形式如底板厚度等的变化，各板块声压贡献量、振动I摘要功率及场点声压级等的变化情况，得出各参数对于U型梁结构噪声的不同影响效果，提出在结构安全可靠前提下的最优参数选取范围意见，从而针对性地提出有效的降噪措施建议。关键词：FE-SEA混合法；U型梁；结构噪声；振动功率；轨道不平顺IAbstractAnalysisofLocalVibrationandStructureNoiseofU-BeamofRailTransitinFullFrequenc

7、yDomainABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcityrailtransit,elevatedbridgeisusedmoreandmorewidely,theUtypebeambecauseofbeautifulshape,thewebhascertainshieldingeffectforwheelrailnoise,itsbuildingheightislow,soitiswidelyused.Atthesametime,thelowfrequencynoiseo