论文摘要
随着国民经济的飞速发展,铁路客车速度也在不断地提高,由此铁路客车噪声对乘客乘坐舒适性的影响也越来越严重,所以铁路客车噪声的防治问题越来越重要,而铁路客车车轮的振动是产生铁路客车噪声的主要源动力。世界上不少国家早已经开始对降低铁路车轮噪声进行研究,并取得了一定的成果,我国也正在开展降低铁路车轮噪声的研究工作。本文结合国内、外铁路噪声的研究现状,主要进行铁路客车车轮降噪优化的研究,开展了下面的研究工作:1.在铁路轮轨降噪研究现状的基础上,以典型客车车轮为研究对象,用Patran与Nastran软件对车轮模型进行振动有限元分析,得到车轮有限元模型上各节点的速度响应。然后,以车轮模型各节点振动速度为边界条件,在SYSNOISE中进行声辐射边界元分析,得出车轮对域面的声辐射结果:声压分布。2.在车轮两侧敷设粘弹性阻尼层,给定阻尼层的材料,厚度及相关物理量,对车轮进行振动有限元和声辐射边界元分析。3.将敷设的阻尼层分为四部分,设定设计变量、设计约束、目标函数,通过减小车轮振动进行降噪优化。根据优化结果,再次进行振动有限元和声辐射边界元分析。4.比较三次振动有限元和声辐射边界元分析结果,得出结论。本文的研究用到Patran与Nastran和SYSNOISE软件。Patran与Nastran是工业领域最著名的并行框架式有限元前后处理及分析系统,它能够为分析提供一个全开放性的CAE环境。SYSNOISE软件在声学计算分析领域中占据国际领先地位,该软件利用边界元法解决声学问题非常全面,略优于其它软件。所以将SYSNOISE和Patran与Nastran软件结合来完成本论文具备了很强的科学性。本论文对车轮施加的是简谐激励,然后敷设粘弹性阻尼层和优化阻尼层车轮,得到的是车轮结构本身振动辐射的噪声。本文的研究将为其它研究提供可靠性依据,为进一步探索降低客车车轮噪声的研究提供参考。本课题得到辽宁省创新团队项目“基于协同优化的降噪车轮减振块研究及试验验证（2007T013,2007.1-2009.12）”的资助。