基于统计能量分析的车体结构辐射噪声的分析与仿真计算

论文摘要

随着铁路客车的不断提速,车厢内的噪声也随之增加,而实践证明车厢内的噪声还没有达到所规定的指标,车厢内部噪声问题凸显出来。本论文以铁路客车车厢结构为载体,应用统计能量的理论和方法,通过数值仿真,实现对轨道车辆车厢的声学和结构动力学建模,预测车体内场的声学环境。本文首先在综述大量相关文献的基础上,系统总结了统计能量分析法的发展简史和研究现状。并在此基础上,研究了统计能量分析的基本假设和适用范围,二子系统和多重子系统的统计能量分析模型的建立以及对一个系统进行统计能量分析的一般步骤。其次讨论了有关噪声方面的知识和噪声的定义,以及一些在振动噪声仿真预测中常用的名词术语,应用这些知识简单阐述了噪声的分类以及其对环境和人类造成的危害,同时也对噪声的评价以及噪声控制的一般方法进行了探讨。再次以加筋板为例,研究了通过改变筋板的形式和位置,实现降低结构噪声辐射的目的。加筋薄板是在工程实际中经常用到的一种减振降噪的结构形式。本文对加筋板结构的振动和声辐射特性进行了研究,在统计能量分析原理的基础上对薄板在何位置加筋以及何种几何形状的筋的减振降噪效果进行了深入研究,定性的得出以激励通过加筋位置、槽形截面筋板的综合性能指标能较好地符合工程上的需要。最后建立车体的振动噪声仿真模型,在此基础上对车体模型进行仿真预测,得出了车体内部的噪声级,影响车体噪声的主要传播路径,同时应用上面所研究的结果,将模型采用加筋板的形式再进行预测仿真计算,与原模型进行对比,得出采用加筋板形式可以有效地降低车体的结构噪声。最后提及了一些具体的如增加板厚度和选择阻尼损耗因子较大的阻尼材料等内场降低噪声的控制措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 统计能量分析方法的发展
• 1.4 本文的主要研究内容
• 本章小结
• 第二章 统计能量分析的基本原理和方法
• 2.1 引言
• 2.2 统计能量分析的基本假设和适用范围
• 2.2.1 统计能量分析的基本假设
• 2.2.2 统计能量分析的适用范围
• 2.3 统计能量分析的一般步骤
• 2.4 统计能量分析模型
• 2.4.1 二子系统统计能量分析模型
• 2.4.2 多重子系统统计能量分析模型
• 2.5 统计能量分析参数
• 2.5.1 SEA 模型的模态密度
• 2.5.2 SEA 模型的内部损耗因子
• 2.5.3 SEA 模型的耦合损耗因子
• 2.5.4 SEA 模型的输入功率
• 本章小结
• 第三章 噪声及噪声控制方法
• 3.1 噪声的基本概念
• 3.2 噪声的评价及噪声控制
• 3.2.1 声压、声强和声功率
• 3.2.2 声压级、声强级与声功率级
• 3.2.3 噪声的评价
• 3.2.4 噪声的控制
• 本章小结
• 第四章 加筋板结构的振动和声辐射特性研究
• 4.1 加筋板特性分析
• 4.1.1 梁结构特性研究
• 4.1.2 板结构特性研究
• 4.2 加筋板振动和声辐射特性研究
• 4.2.1 加筋数量、位置和形式对薄板振动和声辐射特性的研究
• 4.2.2 几种典型的几何形状的筋对薄板振动和声辐射特性的研究
• 本章小结
• 第五章 车体结构噪声的仿真与预测
• 5.1 声振仿真软件 AutoSEA 介绍
• 5.2 AutoSEA2 的分析过程
• 5.3 车体结构的简要分析和噪声预测与分析
• 5.3.1 车体结构分析
• 5.3.2 车体噪声来源的分析
• 5.3.3 车体结构的AutoSEA 模型
• 5.3.4 车体结构噪声的预测与分析
• 5.3.5 车体内场的噪声控制
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢