高速列车受电弓气动噪声分析与空腔降噪研究

随着高速列车运行速度的不断提高,受电弓气动噪声也愈加严重。针对这一问题,文中采用LES大涡模拟、边界层噪声源模型和FW-H声类比法,通过建立某型号受电弓局部1:1气动噪声分析模型进行数值模拟。文中研究了受电弓各部位的气动噪声贡献量,还探究了针对较大噪声位置空腔采用射流降噪方法的降噪效果。结果表明,当网格总数为4 323万个时,数值模拟精确度满足要求。受电弓空腔上游和空腔中部绝缘子是气动噪声的主要来源。在射流降噪前后,空腔内部气动噪声均为宽频带噪声,主要能量集中在0~4 500 Hz。对250 km·h^-1行驶速度下的空腔进行主动射流降噪,距列车25 m远处的垂向监测点声压级最小值为81.65 dB,比降噪前降低了2.64 dB。     

高速列车受电弓空腔射流降噪方法研究

高速列车气动噪声作为制约行车提速的问题愈发突出.针对高速列车气动噪声问题,为更准确计算高速列车气动噪声对周围环境影响,按照某车型高速列车尺寸建立1 ︰ 1三车编组模型作为气动噪声源研究对象,研究射流对空腔气动噪声降噪具体方法.基于Lighthill声学理论,采用宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,数值模拟空腔射流前后流场特性与声源特性,分析射流降噪的主要原因:根据对车身宽频噪声数值计算得出合理的射流可以有效提高空腔内部流场的惯性力在合力中所占比重,维持腔内流场平稳运动状态降低湍流波动;对250 km/h行驶速度下的受电弓空腔进行32 m/s斜面射流,计算得出距离轨道中心线25 m处监测点声压级数最高降低2.59 dB;分析得出射流降噪前后3.5 m处气动噪声频谱特性仍为宽频噪声,且在32 m/s斜面射流条件下0～2 000 Hz频段内气动噪声平均降低3.32 dB.     

基于fluent的高速列车受电弓主被动整体降噪研究

针对高速列车气动噪声越来越大的问题,本文以高速列车某车型为参考建立1:1受电弓区域局部模型,基于宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,运用弓头仿生降噪和底部空腔主动射流降噪的整体降噪措施,采用数值模拟法研究高速列车受电弓区域的降噪效果.结果表明:受电弓弓头和底部空腔是气动噪声的主要来源;降噪后,主要噪声源的声功率级都有了较大降幅,其中弓头和空腔部位分别降低了15.28 dB和16.92 dB;中高楼层住宅处的降噪效果更佳,最大声压级降低位置在距地面18 m高处(距受电弓25 m远处),降低了4.94 dBA;远场声压级在低频区域降噪效果更为显著,特别是在800 Hz位置声压级降幅最大,降低了8.21 dBA.     

基于DT-Ⅲ型扣件安装的e型弹条静力学分析

扣件系统的安装状态直接影响弹条疲劳寿命的预测结果。目前,e型弹条失效及疲劳性能的现有研究大多基于简化加载方式(先将弹条插入插孔,后抬升趾端位移)模拟扣件安装过程,忽略了扳手对弹条中肢的约束,弹条跟端和后拱的逐步抬升及弹条跟端与铁垫板承台之间摩擦的影响。以DT-Ⅲ型扣件系统为例,提出了基于扣件现场安装,拉拔e型弹条中肢的加载方式,建立精细化分析模型,与简化加载工况对比分析,并通过现场安装及简化安装测试验证。结果表明：现场安装应变测试的实测表面最大主应变值与简化加载试验结果相近,但方向角与后者相差约5°。现场安装加载工况的弹条最大主应变全局最大值位置,随弹条插入深度增加而发生显著变化;当弹条处于过安装状态时,应变全局最大值阶跃式增长,位置跳变至弹条中肢与铁垫板插孔挤压处。为准确评估与预测e型弹条疲劳寿命,仅可采用现场安装加载工况进行疲劳分析;若对弹条进行强度大小分析,为节约计算时间,也可采用简化加载工况近似模拟。     

基于fluent的高速列车受电弓主被动整体降噪研究

针对高速列车气动噪声越来越大的问题,本文以高速列车某车型为参考建立1:1受电弓区域局部模型,基于宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,运用弓头仿生降噪和底部空腔主动射流降噪的整体降噪措施,采用数值模拟法研究高速列车受电弓区域的降噪效果。结果表明:受电弓弓头和底部空腔是气动噪声的主要来源;降噪后,主要噪声源的声功率级都有了较大降幅,其中弓头和空腔部位分别降低了15.28 d B和16.92 d B;中高楼层住宅处的降噪效果更佳,最大声压级降低位置在距地面18 m高处(距受电弓25 m远处),降低了4.94 d BA;远场声压级在低频区域降噪效果更为显著,特别是在800 Hz位置声压级降幅最大,降低了8.21 d BA。     

高锰基合金阻尼性能参数的测定方法研究

高锰基合金是一种阻尼性能优良的阻尼合金。采用振动梁法、数字图像相关(Digital Image Correlation，DIC)模态阻尼法、自由振动衰减法和动态机械分析(Dynamic Mechanical Analysis，DMA)测试法测定其损耗因子，并分析应变幅值对损耗因子的影响，最后对比分析各测量方法优缺点及适用条件。结果显示：在小变形条件下，在不同振动应变幅值测得的高锰基合金损耗因子存在较大差别，振动应变幅值改变时测得损耗因子范围为0.026～0.133，且损耗因子随振动应变幅值的增大呈明显上升趋势；同时不同测试方法均会由于试验原理及方法的适应性及原理性差异，而产生各种误差。应根据实际测试条件、测试成本等要求，选择适合的方法对其进行测定。结论可为该类材料阻尼的测量分析提供重要的工程参考。     

基于SLA成型的薄板件制备与工艺参数优化

采用光固化技术成型制备薄平板样件(厚度<1 mm)，液态树脂流动性差，填充不充分，极易导致样件产生凹陷、凸起及气泡等表面缺陷，影响样件外观和实际性能。为解决该光固化技术成型制备难题，以薄平板样件为研究对象，首先采用控制变量法，改变多种工艺参数制备样件；随后，基于蒙特卡洛撒点法，统计表面缺陷面积比，并以此为结果表征量，研究延时、平台下沉高度、液位高度、刮刀参量、样件摆放位置及表面涂覆等工艺参数对样件表面缺陷的影响。研究结果表明，表面涂覆技术、样件摆放位置、刮刀刮平次数、刮刀移动速度对薄平板样件的表面缺陷问题有显著影响；液位高度对表面缺陷问题有一定影响；平台初始高度与延时对表面缺陷问题影响不大。采用SLA技术打印精度要求0.1 mm、厚度要求小于1 mm的薄平板件时，增加刮刀刮平次数至3次，减小刮刀刮平速度至30 mm/s，使用表面涂覆技术、改善样件摆放位置等，均可改善打印过程中的表面缺陷问题，为光固化成型技术制备薄平板样件(厚度<1 mm)提供了有效的技术方案。