70%低地板轻轨车车体强度分析与室内噪声预测

70%低地板轻轨车车体强度分析与室内噪声预测

论文摘要

低地板轻轨车(是指车辆地板距离轨道面小于400毫米的轻轨车辆)因其制造成本低、能耗低以及便于乘客上、下车等显著特点,在国外得到了广泛应用和发展。然而,这种低地板轻轨车的研制在国内仍处于起步阶段。本文以某70%低地板轻轨车车体为研究对象,通过数值方法对其进行了静强度、疲劳强度分析和室内噪声预测,主要研究内容如下:首先,以某70%低地板轻轨车车体的三维几何模型和车体部件之间的联接关系为依据,创建了编组列车强度分析的有限元模型,根据EN12663标准和设计任务书,对该编组列车车体进行了六种载荷工况作用下的有限元分析,给出各载荷工况作用下编组列车车体的Von.Mises应力分布云图,完成了车体的静强度评价。其次,依据EN12663标准提供的车体疲劳载荷,对该编组列车车体进行了两种载荷工况作用下的有限元分析,基于名义应力法和BS标准,获得了列车车体在垂向和横向疲劳载荷作用下疲劳强度的相对薄弱部位,完成了车体的疲劳强度评价。然后,运用有限元和边界元相结合的方法,建立了轻轨车头车结构-声系统的振动分析的有限元模型和声学响应分析的边界元模型;在单位激励力作用下对头车车体进行了谐响应分析,并以此作为室内声场计算的边界条件,研究了依据GB/T 12816—91和设计任务书规定的室内观测点和观测平面的声压级分布规律,并借助声传递向量分析方法确定了车体部件在低频区的声学贡献度。最后,基于统计能量分析法,建立了轻轨车头车统计能量分析模型,在轮轨辐射与空调声源激励载荷作用下研究室内声场的声压级分布规律,在通过板子系统的速度响应分析确定了在高频区对室内噪声贡献较大的部件。本课题受到辽宁省重点实验室项目(2008S037)与铁道部科技计划项目(2009J005-C)的共同资助。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本文研究的目的与意义
  • 1.2 轻轨车性能研究现状
  • 1.2.1 车体强度分析研究现状
  • 1.2.2 低频噪声预测研究现状
  • 1.2.3 高频噪声预测研究现状
  • 1.3 本文主要研究内容
  • 第二章 轻轨车车体静强度分析
  • 2.1 车体结构简介
  • 2.2 算法原理
  • 2.3 有限元模型
  • 2.4 强度评价标准
  • 2.5 静强度载荷工况和位移约束
  • 2.6 结果分析
  • 本章小结
  • 第三章 轻轨车车体疲劳强度分析
  • 3.1 疲劳强度分析基本理论
  • 3.1.1 疲劳载荷
  • 3.1.2 S-N曲线
  • 3.1.3 累积损伤理论
  • 3.2 基于名义应力法的BS疲劳评估标准
  • 3.3 疲劳载荷工况
  • 3.4 结果分析
  • 本章小结
  • 第四章 基于FEM/BEM的车室内低频噪声预测
  • 4.1 噪声的基本物理量度
  • 4.1.1 声压和声压级
  • 4.1.2 声功率和声强
  • 4.1.3 声功率级和声强级
  • 4.1.4 声音的频谱
  • 4.2 低频噪声预测算法原理
  • 4.2.1 室内声场预测的边界元法
  • 4.2.2 车体面板声学贡献度分析原理
  • 4.3 头车结构-声系统计算模型
  • 4.4 头车结构及声腔模态分析
  • 4.5 头车室内声场预测
  • 4.6 头车车身板件声学贡献度分析
  • 本章小结
  • 第五章 车室内、外高频噪声预测
  • 5.1 高频噪声预测算法原理
  • 5.1.1 统计能量法的适用范围
  • 5.1.2 功率/能量平衡基本方程
  • 5.2 统计能量模型基本参数的确定
  • 5.2.1 模态密度
  • 5.2.2 内损耗因子
  • 5.2.3 耦合损耗因子
  • 5.3 客车室内、外噪声的评定
  • 5.4 头车车体统计能量分析模型的建立
  • 5.4.1 高频噪声预测软件介绍
  • 5.4.2 头车车体统计能量分析模型
  • 5.5 声源载荷
  • 5.6 室内、外噪声统计能量分析结果
  • 本章小结
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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