Page 136 - 《应用声学》2020年第1期

132 2020 年 1 月

(0,3) (0,4) (0,5) (0,6) (0,7) 果最为显著，其中 WA 车轮减振效果显著优于 WB
100
(0,2) 车轮。
80
ܦҪဋጟ L W /dB(A) 60 3 结论
40
20
本文通过仿真与试验相结合的方式，基于橡胶
᜜ᣃW0
0
ൃᑛڱᢼᣃWA 块降噪原理探讨了瓦状阻尼橡胶块车轮装置的降
ൃᑛڱᢼᣃWB
-20
噪效果，得到了以下结论：
0 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 (1) 瓦状阻尼橡胶块装置基本不影响车轮的固
ᮠဋ f/Hz
有频率；
图 7 轴向激励窄带 FFT
(2) 瓦状阻尼橡胶块装置可全频段提高车轮
Fig. 7 Axial excitation of narrow band FFT
的模态阻尼比，且 WA 车轮阻尼比增量显著于 WB
轴 向 激 励 下 中 心 频 率 为 1600 Hz (1410∼ 车轮；
1980 Hz) 的频带范围内，车轮最显著的模态振 (3) 径向激励下，WA 车轮声功率级降低了

动为 (0, 4) 阶模态；中心频率为 3150 Hz (2840 ∼ 8 dB(A)，WB车轮声功率级降低了5.5 dB(A)；轴向
3550 Hz) 的频带范围内，车轮最显著的模态振 激励下，WA 车轮声功率级降低了 8.2 dB(A)，WB

动为 (0, 5) 阶模态；中心频率为 4000 Hz (3550 ∼ 车轮声功率级降低了6.2 dB(A)；
4470 Hz) 的频带范围内，车轮最显著的模态振 (4) 瓦状阻尼橡胶块装置对车轮不同位置处的
振动响应均有较好的抑制效果，其中对轮辋、踏面
动为 (0, 6) 阶模态；中心频率为 5000 Hz (4470 ∼
5820 Hz) 的频带范围内，车轮最显著的模态振动为 处的减振效果最为显著。
(0, 7) 阶模态。可见轴向激励下 0 节圆轴向模态占
主导地位，该模态是车轮辐射曲线啸叫噪声的显著 参 考 文 献
模态。由此可以预测瓦状橡胶块装置能有效抑制车 [1] 房建英, 肖新标, 金学松, 等. 行车速度对高速列车车轮振动
轮的曲线啸叫。 声辐射特性的影响 [J]. 机械工程学报, 2010, 46(22): 96–104.
Fang Jianying, Xiao Xinbiao, Jin Xuesong, et al. Influ-
2.5 橡胶块对振动的影响 ence of running speed on sound radiation characteristics
表 2 给出了安装橡胶块装置后不同位置处 4 s of wheel vibration of high-speed train[J]. Journal of Me-
chanical Engineering, 2010, 46(22): 96–104.
衰减时间内的振动级情况。由表2可见，对于径向激
[2] 袁旻忞, Anne Shen, 鲁帆, 等. 高速列车噪声与速度变化关
励 W0 车轮振动最大位置在踏面，WA、WB 车轮振 系分析 [J]. 应用声学, 2014, 33(2): 184–188.
动最大位置在辐板 2，降幅最明显的位置均在踏面； Yuan Minmin, Anne Shen, Lu Fan, et al. An analysis
of relation between China railways high-speed noise and
对于轴向激励 W0 车轮振动最大位置在轮辋，WA、
velocities[J]. Journal of Applied Acoustics, 2014, 33(2):
WB 车轮振动最大位置在辐板 2，降幅最明显的位 184–188.
置均在踏面。由此可见车轮轮辋、踏面处的减振效 [3] Thompson D J. Wheel-rail noise generation. Part II:
wheel vibration[J]. Journal of Sound and Vibration, 1993,
表 2 车轮振动级总值表 161(3): 401–419.
[4] Thompson D J, Jones C J C. Sound radiation from a vi-
Table 2 Total value table of wheel vibration brating railway wheel[J]. Journal of Sound and Vibration,
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[5] 韩健, 肖新标, 金学松, 等. 城市轨道交通车轮振动声辐射特
方向 径向激励/dB 轴向激励/dB 性 [J]. 机械工程学报, 2012, 48(10): 115–121.
位置 辐板 1 辐板 2 轮辋 踏面 辐板 1 辐板 2 轮辋 踏面 Han Jian, Xiao Xinbiao, Jin Xuesong, et al. Study
on acoustic radiation characteristics of wheel in urban
W0 车轮 36.3 36.8 38.8 43.8 38.2 41.3 42.5 38.3
rail transit[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2012,
WA 车轮 29.6 30.9 25.6 28.8 29.0 32.0 30.0 21.7 48(10): 115–121.
减振量 6.7 5.9 13.2 15.0 9.2 9.3 12.5 16.6 [6] Fang R, Xiao X B, Jin X S, et al. Effects of web shapes
on sound radiation from railway wheel[C]. Proceedings of
WB 车轮 30.2 31.9 29.0 30.9 30.4 34.5 32.3 28.4
the International Conference on Mechanical Engineering
减振量 6.1 4.9 9.8 12.8 7.8 6.8 10.2 9.9
and Mechanics, Wuxi, 2007: 847–849.