论文部分内容阅读
车内噪声水平直接影响乘坐舒适性,改善车内噪声环境已成为高速列车必须解决的问题之一。要降低列车内部噪声,一般在噪声传播路径上采取吸隔声措施,利用车体复合结构衰减由车厢外向车厢内传播的振动噪声和气动噪声,即在车体壁板上设置吸隔声结构来削弱声波向车内传递。本文主要讨论研究了高速列车车体底架铝型材、底架复合结构和侧窗的隔声性能,按低频、中频和高频段分别选择有限元法、有限元-统计能量混合法及统计能量法进行隔声计算。主要工作内容如下:1、研究了车体底架铝型材结构隔声性能。在低频20Hz~630Hz频率段,基于有限元法建立了铝型材隔声有限元模型,在中高频630Hz~5000Hz频率段,基于统计能量法建立了铝型材隔声统计能量模型,计算分析了铝型材全频段隔声性能:论述了基于Excel软件计算计权隔声量的方法,计算了铝型材的计权隔声量,并将铝型材隔声量仿真计算值和试验结果进行了对比分析,证实了本文仿真方法的准确性;详细分析了铝型材隔声频率特性曲线,理论推导了铝型材隔声低谷的形成机理,理论计算了铝型材共振频率和吻合临界频率。探究了上、下铝板厚度、板筋厚度、板筋角度、空腔厚度和上、下铝板厚度比例等结构参数对铝型材隔声性能的影响。2、计算分析了车体底架复合结构隔声性能。在低频20Hz~630Hz频率段,基于有限元法建立了“铝型材+多孔材料层+橡胶膜+空气层+胶合地板”的底架复合结构隔声有限元模型,在中高频630Hz~5000Hz频率段,基于统计能量法建立了“铝型材+多孔材料层+橡胶膜+空气层+胶合地板”的底架复合结构隔声统计能量模型。仿真分析了底架复合结构全频段隔声性能:分析了底架复合结构隔声特性曲线,并解析了底架复合结构隔声低谷的形成机理;探究了底架复合结构内饰层结构参数、吸声层孔隙率、吸声层厚度、空气层厚度、胶合木板厚度和橡胶厚度对底架复合结构隔声性能的影响。3、计算分析了车体侧窗结构隔声性能。在中低频20Hz~1000Hz频率段,基于有限元-统计能量混合法建立了“钢化玻璃+PVB橡胶+钢化玻璃+空腔+钢化玻璃”的侧窗隔声有限元-统计能量混合模型,在高频1000Hz~5000Hz频率段,基于统计能量法建立了“钢化玻璃+PVB橡胶+钢化玻璃+空腔+钢化玻璃”的侧窗隔声统计能量模型。仿真分析了底架复合结构全频段隔声性能:基于仿真计算的隔声数据,解释了吻合低谷的形成机理,探究了玻璃厚度、空腔厚度、PVB橡胶厚度和双层玻璃厚度比例等参数变化下侧窗隔声性能的影响。研究结果表明:铝型材和侧窗发生吻合效应与声波入射角有关,其中600~900的声波引起铝型材在4000Hz处产生吻合效应,640~900的入射声波会引起侧窗在高频2500Hz处出现吻合效应。在车体轻量化的设计要求下,可以通过适当减小板筋厚度、减小板筋角度、增加空腔厚度和调整上下铝板厚度比例提高铝型材隔声性能,增大内饰层空气层厚度提高底架复合结构隔声性能,科学的选取侧窗双层玻璃厚度比例和适当增加空腔厚度可以提高侧窗隔声性能。