约束阻尼层在车轮减振降噪上的应用与实验分析

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着城市轨道交通的快速发展，铁路噪声污染问题日益受到人们的重视，引起了国内外各界的广泛关注。作为轨道交通噪声的主要来源，轮轨噪声的治理问题有待进一步深入。本文基于约束阻尼振动及噪声控制技术对轨道交通车轮的减振降噪问题进行了研究。以地铁车轮为模型，应用ANSYS有限元分析软件进行了车轮的模态分析和模态应变能分析，得到了车轮的固有振动特性和模态应变能分布情况。根据导纳法，通过锤击激振进行了车轮的实验模态分析，验证了有限元分析的结果。对车轮的振动与噪声特性进行了分析。利用AN

2、SYS软件进行了车轮径向、轴向激励下的谐响应分析，得到了不同方向激励下车轮不同部位的幅频响应情况。通过锤击激振法对车轮进行了振动、噪声锤击实验，测试了径向和轴向激励下车轮的噪声信号和不同部位的振动信号，并进行了频谱分析，通过分析比较得到了不同方向激励下车轮的主要振动形式、部位以及振动、噪声能量集中的频率。结合有限元分析的结果，确定了车轮约束阻尼层应该敷设的部位。同时，对车轮的振动、噪声信号进行了相干性分析，证明了振动、噪声锤击实验具有较好的可靠性。对车轮约束阻尼层的结构及敷设方式进行了实验研究。以车轮径

3、向切面为对象，应用约束阻尼梁理论，分析了约束阻尼层结构参数对损耗因子的影响。针对不同材料、不同层数、不同位置的多种组合方式进行了约束阻尼层敷设的层数实验、位置实验、改变阻尼层材料实验、以及改变约束层厚度实验等多组降噪对比实验。通过实验结果的比较分析，最终确定了车轮约束阻尼层的最佳敷设方案。对应用最佳方案敷设的约束阻尼车轮进行了效果分析实验，结果表明：约束阻尼车轮在整个频段内减振降噪效果十分显著。关键词：轨道交通车轮；减振降噪；约束阻尼层-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWithther

4、apiddevelopmentofthecityrailtransit,railwaynoisepollutionproblemhascaughttheattentionofpeopleandalsohasarousedextensiveattentionfromallwalksoflifebothathomeandabroad.Asthemainsourceoftherailtransitnoise,thewheel/railnoiseissueisnecessarytobefurtherstudie

5、d.Thisthesisfocusesonthestudyoftheproblemofrailtransitwheelvibrationandnoisereductionwithconstrainedlayerdampingcontrollingvibrationandnoisetechnology.Takethewheelofundergroundasamodel,makeanalysisofwheelmodalandmodalstrainenergywiththeapplicationofANSYS

6、finiteelementanalysissoftware,thenaturalvibrationcharacteristicsofthewheelandthemodalstrainenergydistributionareget.Theresultofexperimentmodelanalysisbasedonmechanicaladmittancemethodverifiestheresultsoffiniteelementanalysis.Thethesisalsomakesresearchont

7、hecharacteristicsofwheelvibrationandnoise.UsingANSYSmakingtheharmonicresponseanalysisinspiredbywheelradialandwheelaxial,theamplitude-frequencyresponsetothesituationofthewheelsindifferentdirectionsindifferentpositionofthewheelisobtained.Byusingthehammerin

8、gmethodtestingtomakingthevibrationandhammeringnoiseexperimentonwheeltotestthenoisesignalandthevibrationsignalofdifferentpositioninspiredbywheelradialandaxial,andalsomakeaSpectrumAnalysis.Bycomparing,themainform,positionofv