铁路旅客列车噪声和振动调查分析

按照铁道部建立“绿色列车”要求,乌鲁木齐铁路局对其管内的9列次列车车厢内部噪声及振动现状进行了调查,并采用对标分析方法对调查结果进行了评价。调查结果表明,在当前铁路旅客运输条件下,9列次列车噪声均不超标;列车车厢内部振动普遍超过“舒适性降低限”,部分列车达到“疲劳-熟练度降低限”,振动已成为影响旅客旅行舒适度,以及乘务员工作效率、质量和健康的主要因素;列车振动程度与列车运行速度、线路和使用的车体密切相关,在列车速度不断提高的情况下,采用降低噪声和防止振动的新型车体,提高运行线路的质量是降低列车振动的有效措施。     

动车组车体地板振动特性研究

动车组车体地板作为车下设备承载的重要结构,其减振降噪性能对旅客舒适度水平影响较大。文章选取动车组车下安装某一重要设备的局部地板区域作为研究对象,利用VirtualLab分析软件对其模态特性和振动响应特性进行分析,并通过对比分析地板施加阻尼措施前后的模态特性和振动响应特性,得出车体地板对振动的抑制规律,以指导实际的减振降噪设计工作。     

轨道不平顺激励下铝合金地铁车体振动分析

轻量化地铁车辆多为以型材铆焊成型的铝合金车体结构,必须具有良好的振动特性,以保证旅客的乘坐舒适性。轨道随机不平顺是引起车辆强迫振动的主要原因,有必要分析轨道不平顺激励下铝合金地铁车辆车体的振动响应,为车体优化设计提供理论参考。详细分析了铝合金A型地铁车辆车体结构特点,经过合理简化几何模型,建立了符合车体结构力学特性的白车身有限元模型。以德国高干扰线路作为激励源,运用多体系统动力学分析软件ADMAS/Rail建立了铝合金地铁动车系统动力学分析模型并计算获得车体在转向架支撑处的动载荷。将所求动载荷施加于车体相应位置,在ANSYS软件中进行车体谐响应分析,计算了车体在轨道不平顺激励下的振动响应。结果显示,车体振动最大峰值频率与车体一阶扭转和一阶弯曲模态频率基本一致。     

车体弯曲振动减振法

从乘坐舒适度方面看,车体弯曲振动的减振措施主要针对车体本身,本研究包括了转向架。车体与转向架间采用的牵引装置等的参数对车体影响很大,优化这些参数对减小弯曲振动是有效的。     

铁路客车车体结构振动模态提升研究

文章以某型铁路客车钢结构车体为例,建立了详细的车体结构有限元力学模型,研究了车体侧墙纵向梁结构、底架边梁结构、侧墙上弦梁结构,以及底架裙板结构对车体结构主要振动模态指标的影响;在此基础上,分析了侧墙立柱和车顶弯梁组成的圈梁结构对车体结构振动模态的影响。研究结果表明:提高车体底架边梁和侧墙上弦梁的刚度,如抗弯截面模量,可以在一定程度上提升主要振动模态指标;底架裙板对车体主要振动模态有较大影响;侧墙纵向梁以及圈梁方案对车体主要振动模态指标的影响有限。     

车辆车体弯曲振动及其减振技术

由于高速化、降低路基振动、节能、低成本等要求,车辆进行了轻量化和结构简化,但随之而来的车体垂向振动平稳性方面出现了引人注目的问题。影响平稳性的车体垂向振动可以大致划分为刚体振动(支承车体的空气弹簧上方车体自身不变形的振动)和车体弯曲振动(车体一边弯曲变形一边振     

车下悬吊设备不均衡振动对车体振动的影响

在高速动车组的线路测试中发现,车下旋转设备的不均衡振动是造成其上方车体地板局部异常振动的主要原因。为研究车下旋转设备与车体耦合振动关系,推导出车下悬吊设备不均衡振动与弹性车体垂向耦合振动的运动方程,描述车体弹性振动与有源旋转设备的位移特性。建立三维车辆刚柔耦合动力学仿真模型,分析车下悬吊设备不均衡振动对车体振动的影响。研究结果表明,有源设备采用弹性和刚性悬挂方式差异明显,弹性悬挂方式的优势随着不均衡振动的加剧逐渐突出;旋转设备不均衡量的增大加剧了车体局部振动,而且会扩大车体异常振动范围。对于本文提出的两种车体减振措施,分析结果表明,合理的悬挂参数可以降低车体的弹性振动,减振措施便于实施,但是实际减振效果受到橡胶弹簧制造技术限制;采用多级悬挂参数可以有效降低车体弹性振动,但是系统结构更加复杂,每级系统的悬挂参数均需要合理设计。     

高速动车组车体异常振动的试验研究

对某高速动车组的车体异常振动进行了车轮踏面测量、车体振动的在线跟踪测试、调头运营以及镟修前后的车体振动对比分析。轮轨磨耗导致轮轨匹配关系在局部区段发生变化,从而导致等效锥度增大影响了车辆的动力学性能;车体异常振动主要表现为9.5 Hz左右的谐振响应,其中调头运营不能解决车体异常振动的问题,但是镟修车轮却能够有效改善车体异常振动问题。得出车体异常振动的根本原因在于轮轨关系的不匹配,从而导致轮轨激扰向上传递引起车体的局部共振。因此不论镟修车轮还是打磨轨道都可以通过改善轮轨匹配关系最终消除车体的异常振动问题。     

动车组车辆车下悬吊设备线路振动特征分析

高速列车刚柔耦合振动会引起车下悬吊设备的剧烈运动。介绍了高速动车组车辆悬吊设备以及质量调谐吸振理论。根据试验数据,分析了构架振动响应、车下设备振动响应,以及不同车速和线路对车下设备振动响应的影响。结果表明:正常路段构架横向振动加速度振动幅值较小,而蛇形激励路段构架横向振动主频为7.4 Hz。在振动水平正常时段,设备振动显著大于车体振动,设备频域振动特征主要为高频磁致振动,设备15 Hz以上的高频振动均未传递至车体。转向架蛇行激励时段,辅助变流器和车体耦合振动频率为7.6 Hz,设备和车体振动相位基本相同。运行速度增大时,车下设备振动增强,线路条件对车下设备振动也有重要影响。     

转向架主要参数对机车车辆车体弯曲振动的影响

介绍了用传递矩阵法求取考虑了转向架构架弯曲刚性的转向架、车体的振动响应解析方法，并以日本新干线动车为例，计算了与轨道垂直变形相对应的车体振动响应。在此基础上，研究了转向架构架弯曲刚性等转向架参数对车体弯曲振动及垂向系统乘坐舒适性的影响。研究结果表明，转向架构架的弯曲刚性对车体一次弯曲振动影响不大，但转向架构架刚怀降低会导致１０ＨＺ以上高频区二次以上的车体弯曲振动加大，使乘坐舒适性恶化，文中还阐明了     

客货混运铁路专线轨道振动分析

研究目的:分析客货混运铁路专线客车及货车引起轨道振动的规律。研究方法:通过建立考虑线路随机不平顺的轨道结构连续3层梁模型,论述了运用傅里叶变换法分析轨道结构振动的方法。首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换,求解傅里叶变换域中的振动位移,再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。研究结果:分析了客、货列车以不同速度运行时对轨道结构振动的影响。研究表明,在客货混运的铁路专线上,最不利的工况应是货车。在同样的列车速度条件下,货车引起的轨道位移比客车大45%~50%,货车引起的轨道加速度比客车大40%~50%,货车引起的轨道动压力比客车大50%~60%。研究结论:客货混运铁路专线比客运专线和货运专线更易损坏,建设客、货分离的铁路专线是有效的解决方法。     

25T型软卧车振动异常问题探讨

针对25T型软卧车出现的振动异常问题,排查了影响车辆振动的各种可能因素,并通过理论与实际的分析,最终确定了导致车辆振动的几种主要因素及产生的原因,为消除这种异常振动提供了必要的理论依据.     

无碴轨道噪声和振动

根据国内外资料，虽然无碴轨道具有轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工作量显著减少等优点，但与有碴轨道相比。存在弹性较差、环境振动和噪声较高的缺点。为解决这一问题，国内外进行了大量研究工作，提出了不同解决方案，主要有：道床隔振、增加线路下部结构的刚度和质量、吸声道床、声屏障等，取得了一定的效果。     

TMD抑制既有铁路钢桁梁桥横向振动研究

针对我国既有铁路钢桁梁桥的振动特性,对机车、转8转向架货车和客车分别建立车桥TMD系统耦合振动方程,将轮对的蛇行及轨面不平顺作为主要的激振源,通过随机函数产生随机激振,利用车桥TMD耦合振动仿真程序的大量模拟计算,研究桥梁在列车尤其是长大空重混编的货物列车随机激励下的横向振动规律,分析多点调频质量阻尼减振器抑制铁路钢桁梁桥横向振动的效果。结果表明,TMD能有效的抑制既有铁路钢桁梁桥的横向振动。     

铁道客车系统的垂向减振分析

建立铁道客车垂向振动系统数学模型,计算客车系统幅频特性曲线,根据曲线峰点来确定系统自振频率,给出客车系统自振频率计算的简单近似解析方法和精确数值方法。提出客车系统各刚体振型共振速度的概念和计算公式,得出共振速度只与系统本身的自振频率和结构参数如车辆定距和转向架固定轴距有关。对客车系统在有无动力吸振器情况下的简谐和随机振动进行分析,认为采用吸振器确实能够在一定程度上抑制车体某些频率成分的振动,适当增大吸振器质量、刚度和阻尼,可以达到较好的减振效果。     

铁道客车垂向随机减振及悬挂参数优化

建立了铁道客车垂向悬挂系统广义鲁茨卡(Ruzicka)隔振模型,并比较分析了该模型与传统隔振模型之间的差别。应用随机隔振理论研究了系统随机隔振特性。应用评价函数法,对铁道客车垂向悬挂系统进行了多目标、多参数的优化,以使车体的垂向振动位移方差和加速度方差最小。分析比较优化后的结果可知,随机隔振与简谐隔振有很大的区别;轨道谱对随机隔振优化结果影响不大,但速度对优化结果有一定影响。本文工作为铁道客车垂向悬挂系统参数的选取提供了一种有效方法。     

某客运专线新站楼盖天桥人行激励下的振动舒适度计算

采用三维有限元法,对某客运专线新站站房人行天桥进行人行荷载激励作用下的振动时程响应分析,得到该人行天桥的自振特性以及横竖向加速度和位移响应.与已有的国内外规范和传统的桥梁振动舒适度评价标准进行对比分析,对该天桥在随机人行荷载激励作用下的行走舒适度进行评估.     

城市轨道交通环境振动预测与评价

随着城市轨道交通的大量新建以及客运专线、城际铁路的快速发展,由此引起的线路环境振动与噪声问题日益突出,已成为城市建设与发展中人们关注的焦点之一.在国内外学者研究的基础上,作为应用实例,对某机场城市轨道交通连接线引起的环境振动进行了预测和评价,提出了适合我国城市轨道交通的环境振动预测和评价方法.     

宝兰客运专线路堤段影响车致地面振动的土体参数敏感度分析及反演

采用敏感度分析与数值模拟相结合的方法,对影响高速列车引起地面振动的土体参数敏感度进行分析及参数反演。以宝兰客运专线榆中站附近一段路堤的地面垂向振动现场试验为依托,建立车辆-轨道-路基-地基数值模型与神经网络。以土体参数样本集为输入源,各测点地面垂向振动加速度有效值作为输出,基于敏感度理论计算各测点处的参数敏感度。结果表明:影响地面振动的土体参数敏感度顺序为弹性模量>阻尼系数>泊松比>密度>内摩擦角>黏聚力;阻尼系数敏感度随距中心线距离增大呈上升趋势,其余参数随距离增大变化不大;基于敏感度分析结果,选取相关参数作为待反演参数,将现场实测的各测点垂向振动加速度有效值输入神经网络,反演得出的各参数值与现场实际参数值相对误差均小于5%,在工程可接受的范围之内,证明了神经网络反演方法的可行性。     

高架铁路振动测试分析及防振动措施

研究目的:拟建某铁路以高架桥线路形式穿越上海外高桥保税区,距某公司拟建芯片加工厂约250 m。为确保芯片加工厂正常生产的振动环境,特对高架铁路振动进行类比测试分析并根据测试结果提出防振动措施。研究结论:芯片加工厂所在地块已受周边城市道路集装箱卡车振动影响,振动值已超过芯片加工车间基础容许振动速度;对既有沪杭线类比监测表明,旅客列车、货车会车时,距线路250 m处地表振动值与芯片加工厂环境振动现状值相当,超过容许振动速度值。考虑到该公司在距铁路线500 m有建厂的经历,研究主要论证通过采取减振措施使距铁路外轨中心线250 m距离的振动水平相当于500 m距离的振动水平,研究表明减振措施可行。