外文翻译---高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究.docx

附录 一高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究杨新文，翟婉明 (博导)(1．兰州交通大学数理与软件工程学院，甘肃兰州730070；2．西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031)关键词：高速铁路；无砟轨道；耦合动力学；轮轨噪声；有限元法；边界元法；声辐射；吸声板；声屏障中图分类号：U211.5；TB533.2文献标识码：A轮轨噪声是铁路主要的噪声源。针对高速铁路轮轨噪声辐射问题，综合运用车辆一轨道耦合动力学理论与噪声辐射理论，建立高速铁路轮轨噪声预测模型，应用数值仿真的方法研究高速铁路轮轨噪声产生机理、辐射特性、传播规律以及控制技术。主要研究内容和结论如下。轮轨系统结构导纳和声辐射效率是预测轮轨噪声非常重要的2个基础性问题。运用有限元方法计算分析轮轨系统结构导纳特性，在此基础上运用边界元方法研究轮轨系统结构的声辐射效率。利用程序设计语言FORTRAN95编制轮轨噪声预测分析系统WRNOISE(Wheel／Rail Noies)，并与已有的轮轨噪声预测模型. TWINS(Track and Wheel Interaction Noise Sim ulation) ，STTIN(Simulation of Train and Track Interaction Noise) 及实测数据进行比较研究。结果表明：WRNOISE预测系统的预测结果，与TWINS模型预测结果基本吻合；比STTIN模型预测轮轨噪声结果更加精确；与高速铁路实车试验测试结果相比较，除个别频段有差异外，在500—4000Hz频段内变化趋势是一致的。利用WRNOISE预测系统，对高速列车通过无砟轨道区段时产生的轮轨冲击噪声和滚动噪声进行理论分析，探明车轮扁疤、钢轨焊缝接头产生轮轨冲击噪声的机理，以及轮轨表面粗糙度激发轮轨滚动噪声的频谱特性、时程特性和声传播规律。结果表明：车轮扁疤和钢轨焊缝接头产生的轮轨冲击噪声能量主要集中在中高频段；随着列车速度的提高，轮轨系统结构缺陷会激发更严重的噪声辐射；轮轨系统各结构部件对轮轨噪声的主要贡献是钢轨辐射的中、高频噪声，车轮辐射的高频噪声，轨道板或道床板辐射的中、低频噪声；轮轨滚动噪声频谱呈现宽频带特性，能量主要集中在400—4000Hz范围内；在距线路中心线5～50m范围内，轮轨噪声声压级随着距离加倍而衰减3～6dB(A)，基本满足有限长线声源随距离衰减的规律。利用WRNOISE预测系统进行高速铁路轮轨系统结构参数的低噪声化研究。结果表明：在不影响行车安全的情况下，适当地增加车轮辐板厚度，可以降低500Hz以上高频段的车轮噪声；直型辐板车轮比起S型辐板车轮，能有效地降低在300—1000Hz频段轮轨噪声；适当地增加钢轨质量，可降低钢轨和轨道板在高频段的振动与噪声；轨下胶垫刚度对降低轮轨噪声辐射影响不大。轨下胶垫阻尼越大，振动能量在向轨下基础结构传递过程中的损耗也越多，对降低轮轨系统振动与噪声是有利的。对于有砟轨道，轨枕和道床参数对轨下部件的噪声辐射影响较大，而对车轮和钢轨噪声辐射影响甚微。适当增加轨枕质量、降低道床刚度和增加道床阻尼，可有效地降低轮轨系统的振动与噪声。对于板式轨道，增加轨道板质量，能有效地降低轨道板噪声的辐射，从而从整体上降低轮轨噪声的辐射；采用高弹性模量的CA砂浆，可有效降低轨道板噪声；对环境要求较高的高速铁路，增设板下橡胶垫板，能降低轮轨系统的振动与噪声。利用WRNOISE预测系统，研究多孔吸声板的空隙率、厚度和孔径对降低轮轨噪声的影响。结果表明：多孔吸声板空隙率越大，对轮轨噪声吸声效果越好，但太大会降低对高频噪声的吸收；吸声板厚度越厚，对轮轨噪声吸声效果越好；吸声板孔径在0.2～0.4mm范围内，孔径越大，对轮轨噪声吸声效果越不利。运用边界元法研究声源的频率、声屏障安装位置、声屏障结构型式及声屏障表面敷设吸声材料等因素对其降噪效果的影响。结果表明：声屏障对高频噪声辐射的降噪效果比低频噪声的要好；声屏障高度越大引起的声压插入损失越大；对不同结构型式的声屏障的吸声效果，直立型声屏障的降噪效果最差，圆弧型、倒L型、内倾型次之，A字型、T字型和V字型最佳；声屏障内侧表面敷设低阻抗的吸声材料，具有良好的降噪效果。 附录 二The oretical Calculation and Control Study on the Wheel／Rail Noises of High Speed Railway(Abstract of the Ph.D.Dissertation)YANG Xinwen，ZHAI Wanming (Doctor Supervisor)(1．School of Mathematics，Physics and Software Engineering， Lanzhou Jiaotong Uni