解析瞬态边界元法的铁路车轮声辐射研究

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1、第３３卷第３期兰州交通大学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．３２０１４年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１４文章编号：１００１－４３７３（２０１４）０３－０００１－０５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４３７３．２０１４．０３．００１基于瞬态边界元法的铁路车轮声辐射研究＊石广田，杨建近（兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州７３００７０）摘要：轨道车轮的振动声辐射瞬态特性分析能够直观反映车轮结构的时域振动响应和时域声辐射特性．利用有限元／瞬态边界元法的计算机仿真技术，对Ｓ形辐板车轮

2、在时域下进行振动及声辐射特性分析．研究结果表明：踏面和辐板的轴向位移响应级基本一致，且轮辋和辐板之间轴向振动存在耦合关系；踏面、轮辋和辐板轴向位移响应级的变化趋势一致，具有类似于“拍”的周期特性；在车轮轴线上距离车轮３０ｍ处的声压集中在６０～８０ｄＢ，且随时间的增加整体缓慢上升，再趋于平稳；声压主要分布在３５００Ｈｚ以下的频段．研究结果为瞬态声辐射仿真技术在车轮振动声辐射特性研究中的应用提供参考．关键词：轨道车轮；有限元／瞬态边界元法；振动响应；瞬态声辐射特性中图分类号：Ｕ２１１；Ｕ４９１文献标志码：ＡＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

3、ｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｏｕｎｄＲａｄｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＲａｉｌｗａｙＷｈｅｅｌＢａｓｅｄｏｎＴｒａｎｓｉｅｎｔＢｏｕｎｄａｒｙＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄＳＨＩＧｕａｎｇ－ｔｉａｎ，ＹＡＮＧＪｉａｎ－ｊｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｏｉｓｅｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｏｕｒｃｅｓｏｆｗｈｅｅｌ／ｒａｉｌｎｏｉｓｅ．Ｔｉｍｅｄｏ－ｍａｉ

4、ｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｕｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒａｉｌｗａｙｗｈｅｅｌｃａｎｒｅｆｌｅｃｔｉｔｓｔｒａｎｓｉｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｓｏｕｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｂｙｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄａｃｏｕｓｔｉｃｔｒａｎｓｉｅｎｔｂｏｕｎｄａｒｙｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖ

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6、ｒｉｍａｎｄｔｈｅｗｅｂｈａｖｅｔｈｅｓａｍｅｔｅｎｄｅｎｃｙｗｈｉｃｈｈａｓａｐｅｒｉｏｄｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｓｉｍｉｌａｒｔｏｂｅａｔｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｔｈｅｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｔｈｅｆｉｅｌｄｐｏｉｎｔ，３０ｍｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｗｈｅｅｌｉｎａｘｉｓ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ６０～８０ｄＢ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｔｉｍｅｉｎｃｒｅａｓｅ，ｉｔｈａｓａｇｅｎｅｒａｌｔｅｎｄｅｎｃｙｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｌｏｗｌｙａｎｄｔｈｅｎｔｅｎｄｉｎｇｔｏｓｔｅａｄｙ；ｗｉｔｈｔｈｅｃ

7、ｈａｎｇｅｏｆｔｉｍｅ，ｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｂｅｌｏｗ３５００Ｈｚ，ａｎｄａｂｏｖｅ３５００Ｈｚｔｈｅｙａｒｅｌｉｔｔｌｅ．Ｉｔｐｒｏ－ｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｉｅｎｔａｃｏｕｓｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｕｎｄｏｆｗｈｅｅｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｗａｙｗｈｅｅｌ；ｆｉｎｉｔ

8、ｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ａｃｏｕｓｔｉｃｔｒａｎｓｉｅｎｔｂｏｕｎｄａｒｙｅｌｅｍｅｎｔ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓｏｕｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ＊收稿日期：２０１４－