HWIB用于高速铁路引发低频振动的隔振分析

分析了实体波阻块(EWIB)和蜂窝状波阻块(HWIB)对高速铁路引发低频振动的隔振效果.首先建立了列车-桥墩-土体计算模型,将桥墩处的实测加速度转换为作用在土体表面的动力荷载;然后计算了空沟和地下连续墙的隔振效果,并与EWIB和HWIB的隔振效果进行了对比.结果表明:对于高速铁路运行产生的低频振动,EWIB可以使地表振级降低5～10dB,HWIB可使地表振级降低6～12dB;对于10Hz以内的低频振动,HWIB有更好的隔振效果,使振动幅值降低80%以上.     

组合屏障在地铁沿线环境振动控制中的应用

隔振空沟、刚性填充屏障和柔性填充屏障在不同方面应用各有一定的局限性.建立适合于某城市地铁振源参数和沿线场地条件的车轨垂向耦合数值模型和隧道-土体有限元模型,设计3种组合屏障,对至隧道中心一定水平距离设置组合屏障后不同位置的地表面进行了隔振效果预测分析.结果表明:采用合适的组合屏障,能在相应的频段内有效的降低环境振动至合理限值区内;混凝土中空屏障的有效隔振频段为5～15Hz,克服了刚性填充屏障有效隔振频段距离影响的同时,对中高频段的振动放大效应也有了明显抑制作用;混凝土泡沫屏障兼具刚性和柔性填充屏障的隔振行为,除25～40Hz频段外,表现出较为稳定的隔振效果,特别是远距离的中高频段;泡沫混凝土中空屏障除25Hz的单点外,全频段在不同距离上拥有更加稳定隔振效果,不仅能将刚性填充屏障的中低频隔振优势发挥至屏障后更远场地,而且能有效提升中高频段的隔振水平.研究成果可针对相似于该城市场地条件,为不同设计施工条件下地铁沿线场地隔振提供参考.     

地铁运行下环境隔振措施研究

以青岛地铁为研究背景,采用有限差分软件FLAC3D对地铁运营导致环境振动的传播规律进行了系统研究。重点从振动的传播路径、受振建筑物两方面提出连续屏障和砂垫层隔振两种措施,并采用FLAC3D模拟各自隔振效果。研究表明:对于连续屏障隔振,明沟的隔振效果优于有填充物屏障的隔振效果;振幅衰减系数变化规律表明充填物的弹性模量是影响屏障隔振效果的主控因素,屏障深度和厚度次之;砂垫层具有较好的隔振效果,且其厚度和弹性模量对隔振效果的影响都较显著。     

冲击振动在砂土中传播的模型试验研究

通过模型试验研究了冲击荷载引起的振动在砂土中传播和衰减的规律,并探讨了隔振板的隔振效果.结果表明：在模型箱边界处设置泡沫隔振板,能够较好地控制振动波在边界处的反射效应;在冲击荷载作用下,土体振动随测点与震源的距离增大而迅速衰减,加速度峰值沿水平、竖向和对角线方向的衰减可用公式amax=kR-β进行拟合;隔振板对隔振板后面的土体能够起到一定的隔振和减振作用,但对隔振板前面的土体起到了相反的效果,这是由于振动波在隔振板处发生反射的缘故.     

基于灰关联分析的加筋土挡墙频率敏感因子

加筋土挡墙振动频率反映其抗震性能,基于ABAQUS建立了加筋挡土墙频率计算有限元模型,计算5种工况下结构体系的前三阶频率,发现墙后土体弹性模量对结构体系的振动特性影响较明显.引入灰关联分析法,以填土弹性模量、泊松比、重度等5个参数为影响因素,分析其与振动频率之间的关联度,得到加筋挡土墙振动特性敏感因子.通过算例分析得到:加筋挡土墙振动特性对土体的弹性模量变化最敏感,其次为内摩擦角,对填土泊松比、重度、黏聚力敏感度较低;土体弹性模量与振动频率呈线性关系,而内摩擦角与振动频率呈二次函数关系,内摩擦角为32°时频率变化最为敏感;两个敏感因子对三阶振动影响趋势是一致的,即先增加后减小,再增加.泊松比、填土重度、黏聚力对振动频率的影响不规律.     

地铁引发低频振动的隔振效果分析

分析了波阻块(WIB)对地铁荷载引发低频振动的隔振效果.首先建立了列车-隧道-地基的数值计算模型,将地铁移动荷载简化为沿隧道向前的移动荷载列,计算了埋设WIB前后场地地表的振动情况,然后对比分析了WIB的埋深和构造对隔振效果的影响,最后与地下连续墙和隔振沟的隔振效果进行了比较.结果表明,对于地铁运行产生的低频振动,WIB可以使地表振级降低5～12 dB,振动幅值降低60%以上,具有比其他隔振措施更好的隔振效果.     

船体结构粘弹性夹层阻抑振动波传递特性研究

基于波动理论分析了含粘弹性材料夹层的船体板架中振动波传递特性,给出粘弹性夹层对弯曲波的隔声量公式.同时将粘弹性夹层引入转角含阻振质量的典型船舶L型结构中,通过多次构造阻抗失配有效地阻断船体振动噪声主分量的传递.在此基础上,将这种复合隔振技术引入到动力舱段声学设计中并开展相应的数值实验.结果表明:粘弹性夹层对船体结构波具有较强的阻抑作用,夹层隔振性能随其杨氏模量降低及尺度增加而增大,夹层杨氏模量对隔声量的影响较其尺度更为显著,在刚性隔振基础上联合应用较小尺度的聚氨酯夹层可显著增加隔振效果并有效拓宽了隔振频带,具有较高的效费比.     

城市高架轨道多层隔振系统影响参数匹配

以轨道交通30m双线混凝土简支箱梁桥为研究对象,考虑扣件-轨道板支承-桥梁支座多层隔振系统内部耦合机理,建立车-轨-桥有限元模型(FEM).通过现场试验数据验证模型有效性.利用该模型展开多工况计算分析,研究各层隔振元件刚度的改变对车体、轨道结构、桥梁结构振动响应特性和综合隔振效果的影响规律,获取参数匹配原则.结果表明:高架轨道各层隔振元件宜采用匹配设计,可在改善沿线环境隔振效果的同时,兼顾车-轨-桥各层子系统动力响应特性.     

VOLVO PENTA柴油发电机组双层隔振降噪系统设计与验证

针对某钻井井场内的单层隔振的柴油发电机组振动噪声过大,提出双层隔振的方案来降低井场噪声与振动。首先对双层隔振系统进行数学建模分析,得出双层隔振比单层隔振具有更好的隔振降噪的效果。为验证双层隔振比单层隔振效果更好,对井场内柴油发电机组进行双层隔振的具体方案实施;并对施工完成后的双层隔振的发电机组进行噪声与振动的现场测试。测试结果表明,柴油发电机组采用双层隔振后,隔振效果比原有的单层隔振措施有一定的提高,噪声最大减小了13.5 dB(A)。研究结果表明VOLVO PENTA柴油发电机组采用双层隔振措施可以降低井场噪声与振动。     

循环荷载作用下NaCl溶液对黏土动力特性影响及微观机理分析

针对黏土易与水结合,孔隙溶液环境变化对黏土动力特性有较大影响的问题,使用GDS真/动三轴仪对黏土试样进行模拟交通循环荷载下的分级加载试验,研究不同浓度NaCl孔隙溶液、振动频率对土体应力-应变关系和动弹性模量的影响,分析骨干曲线及弹性模量的发展规律,并结合电镜扫描,分析NaCl溶液浓度和振动频率改变前后试样的孔隙分布规律,得到微观孔径与动力特性的关系。结果表明,随着NaCl溶液浓度和振动频率的升高,应力-应变曲线和动弹性模量曲线呈上移趋势;阻尼比-动应变曲线随振动频率的增加而上升,随NaCl溶液浓度的增加而下降;NaCl溶液浓度升高,水化反应产生的胶体增多,微填充作用可有效减少小孔隙,振动频率增加则使得片状颗粒间距被压缩,层状结构减少,土体更加密实,有效减少大孔隙。研究得出的含NaCl溶液黏土受孔隙溶液浓度与振动频率变化的影响规律,可为研究其他环境下黏土的强度变化提供参考。     

江西重塑红黏土动特性研究

本文以江西东乡县重塑红黏土为研究对象,在不同物态和应力状态下进行室内动三轴试验研究。主要研究在不同含水率和固结围压条件下,红黏土破坏动应力-破坏振次关系、动粘聚力和动内摩擦角、动应变-动弹性模量关系以及阻尼比的变化规律。试验结果表明：相同破坏振次条件下,高固结围压和低含水率能提高土破坏时的动强度。土的动粘聚力和动内摩擦角随着土样含水率的增加线性递减。红黏土动弹性模量随着轴向动应变的增加而减小,同时动弹性模量的减小幅度也越来越小,最后趋于平缓。相同轴向动应变条件下,高固结围压和低含水率土样的动弹性模量更大。拟合后的红黏土动本构关系符合Kondner双曲线模型。同时红黏土的阻尼比随着固结围压和含水率的增大而增大。     

饱和粘弹性土层中空心圆柱桩的轴对称竖向振动

考虑桩的径向变形以及饱和土层对桩的径向力作用, 分别将空心圆柱桩和饱和土层视为单相弹性介质和饱和粘弹性介质. 基于弹性动力理论及不可压饱和多孔介质理论, 研究了饱和粘弹性土层中端承弹性空心圆柱桩竖向振动的动力特性. 利用Helmholtz 分解和变量分离法, 在频率域得到了空心圆柱桩竖向稳态振动的轴对称解析解以及桩头复刚度的解析表达式,给出了空心圆柱桩桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应曲线, 数值考察了饱和土和桩的材料、几何等参数对桩头动刚度因子和等效阻尼的影响. 研究结果表明, 虽然空心圆柱桩精确轴对称解析解的桩头静刚度与经典Euler 杆模型桩的桩头静刚度几乎相等, 但其桩头动刚度因子和等效阻尼存在较大区别, 并且空心圆柱桩的内外径比(即桩壁厚比) 会对桩头动刚度因子和等效阻尼特性产生显著的影响. 因此, 经典Euler 杆模型桩的适用范围具有一定局限性, 应采用轴对称模型进行更加精确的分析.     

具有弹性地基的多层隔振系统的动力学方程

导出了地基土层的动能、势能及该土层的等效质量、等效刚度、等效阻尼系统,从而对于具有弹性地基及联合基础的多层隔振系统提出了一种动力学建模的新方法．该方法能较简便地将弹性地基等效为一个附加在原基础之下的质－弹－阻隔振层,从而将这一复杂的隔振系统的动力学建模问题转化为一般的多层隔振系统的动力学建模问题．     

周期自由阻尼设计板结构振动与声辐射特性分析

为了探究更高效的阻尼减振降噪结构设计,基于阻尼减振降噪技术和人工周期结构原理,开展了周期自由阻尼设计的板结构振动与声辐射特性研究。首先,建立了板结构声振响应有限元仿真模型；其次,对比了周期自由阻尼设计与传统自由阻尼设计的板结构振动与声辐射特性差异,并分析了不同参数变化对周期自由阻尼作用效果的影响；最后,开展了相关实验研究与仿真规律验证。结果表明：相比于传统自由阻尼设计,周期自由阻尼设计可以获得更好的减振降噪效果,且有助于实现阻尼结构的轻量化设计,但也会改变结构的声辐射效率；选用高弹性模量的阻尼材料、合理设计阻尼单元形状和适当减小阻尼单元截面积都有助于提高周期自由阻尼设计的性能,而阻尼单元粘贴角度的变化对其作用效果的影响较小；实验结果验证了仿真规律的可靠性。     

基于ISFD弹性阻尼支撑的齿轮轴系减振实验研究

为了对齿轮轴系进行减振降噪,提出了一种新型integral squeeze film damper（ISFD）弹性阻尼支撑结构。设计并加工了4套实验用ISFD弹性阻尼支撑结构,搭建了开式一级直齿轮实验台,并通过对比主、从动轴分别安装刚性支撑、弹性支撑及弹性阻尼支撑后轴系的振动幅值,来验证其减振降噪效果。实验结果表明,该ISFD弹性阻尼支撑结构能够较好地改善齿轮啮合的冲击振动,并对齿轮啮合传动中大部分频率成分的振动都有良好的减振效果,平均降幅达50%以上,并且减振频带宽。     

空气弹簧隔振器的动力特性研究

研究了空气弹簧隔振器的力学模型,导出了固有频率的计算公式.通过实例分析了影响固有频率的各种因素.研究结果表明,约束角度、相对阻尼系数及容积比等影响固有频率值;提高约束角度、增大气室容积和降低相对阻尼系数,可以改善空气弹簧隔振器的性能.     

ISFD抑制转子不对中故障研究

针对旋转机械常见的转子不对中故障,设计了一种弹性阻尼支承—整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）,研究ISFD弹性阻尼支承对转子不对中故障的振动抑制效果。运用有限元方法分析转子不对中力学模型,搭建单跨双支承转子实验台,模拟转子不对中故障,并对ISFD弹性阻尼支承的减振特性进行实验研究。实验结果表明：不对中故障导致转子振动增大,ISFD弹性阻尼支承可以有效减小振动,转子一倍频的降幅达到90.0%,二倍频的降幅达到97.5%。     

基于磁流变液悬置的柴油机垂向隔振多状态控制研究

柴油机隔振系统的悬置阻尼可控对提高交通工具的性能具有重要意义,分析了一种可调阻尼磁流变液悬置的特性,建立了柴油机垂向隔振动力学模型,为降低柴油机垂向激振力的传递,设计出悬置阻尼多状态控制器,搭建了柴油机隔振台架试验系统,并在不同工况下进行了对比试验。结果表明,多状态隔振控制使磁流变液悬置有效隔离了柴油机垂向激振力的传递,在较低转速下其隔振效果明显优于被动悬置。     

隔震结构等代体系动力响应的小参数逼近解法

采用侧推法将一般多自由度隔震结构等效代换为双自由度振动体系 .建立了振动体系动力特性的小参数近似解 ,提出了比例及非比例阻尼模型的隔震等代体系动力响应解答形式 ,并用数值算例试算了隔震刚度比对动力特性小参数解答精度的影响