Page 195 - 《应用声学）》2023年第5期

第 42 卷 第 5 期 陈红伟等： 高速列车商务舱内降噪方案研究 1087

10 -2 200 Hz。由于噪声主要是由内装地板的振动辐射，

10 -3 则需要降低其振动速度。具体的措施一方面可以通

10 -4
过降低声源来实现，其次可以改变传递路径来降低
10 -5
结构的能量传递，再次则直接采用阻尼吸振的处理
͜᤬ᑟ᧚/W 10 -7 ᤌଌག2͜᤬ 来降低结构的振动。高铁开发过程中，改变高铁已
঴ᑟ᧚
-6
10
ᤌଌག3͜᤬
有的结构是存在较大困难的，根据实施的难易程度
ᤌଌག4͜᤬
-8
10
ᤌଌག1͜᤬
10 -9 ᤌଌག͜᤬ 提出 3 个降噪方案，每个方案的明细和模型验证效
ᤌଌག5͜᤬
10 -10 ቇඡࡏ͜᤬ 果见表2。
10 -11
10 1 10 2 10 3 10 4 为了验证方案的有效性，分别在实验室和实车
ᮠဋ/Hz
状态进行了验证。考虑到地板的双层结构，分布式
图 10 内装地板的能量贡献
吸振器相当于将一个吸振器做成多个总质量相等
Fig. 10 Energy contribution paths to inner floor
的小的吸振器，具有体积小、便于安装等特点。对应
3 降噪方案的提出和试验验证 本次项目的问题频率开发了对应峰值频率 100 Hz、
150 Hz 以及 200 Hz 的吸振器，该吸振器类似于空
基于模型的分析结果，结合图 9 噪声频谱的分 间分布的质量 -弹簧系统，可以通过安装在设计频
析可以看到，噪声主要集中于 100 ∼ 300 Hz 频段， 率对应模态的振动峰值区域更有效的吸振，如图 11
且实测的噪声峰值点有 3 个：100 Hz、160 Hz 以及 所示。
表 2 降噪方案及其降噪效果
Table 2 Noise reduction scheme and effect

方案说明 方案效果
增加 100 Hz、160 Hz、200 Hz 分布式吸振器，
方案一 车内噪声下降 1.2 dB
吸振器的质量为内装地板总质量的 15%∼20%
方案二 转向架区域增加低频吸声板 车内噪声下降 1.5 dB
方案三 更改连接结构，降低地板连接刚度 车内噪声下降 2.7 dB

ʼ˔Ѭ࣋रծ૝٨ˁʷ˔ծ૝٨ᄊ᠏᧚ᄱՏ 优化前转向架下方并没有吸声材料，车下的吸
[4]
声系数接近 1% 。在转向架区域增加吸声板可以
有效地提高地板下方的吸声系数，从而降低作用
在地板结构上的声源能量。本次设计的吸声板为
እஃ್ᄊʼ᫽വগ
40 mm 吸声泡沫 + 铝纤维结构。图 13(a) 显示了吸
图 11 分布式吸振器及与传统吸振器的对比
声板的吸声系数，图 13(b) 显示了增加吸声板后车
Fig. 11 Distribute vibration absorber compare
下平均吸声系数的变化情况。
with traditional absorber
图 14(a) 显示优化前的内外地板之间存在刚性
在隔声实验室对分布式吸振器的效果进行验
连接，能量容易通过刚性连接点传递至内装地板，因
证，如图 12(a) 所示。在实际安装中，吸振器的总质
量为木地板的 15% ∼ 20%，3 个频率的吸振器质量 此修改内外地板之间的连接方式，可以降低由外地
按照1 : 1 : 1分配。 板向内装地板传递的能量，进而降低内装地板的振
图 12(b) 和图 12(c) 分别为在实验室验证分布 动速度。将刚性连接结构修改为右侧图中的防拔结
式吸振器效果，试验表明分布式吸振器能够提高 构如图 14(b) 所示，该结构在承受向下的位移时不
100 ∼ 300 Hz 单层内装地板隔声量大约 10 dB，提 起支撑作用，两层地板通过木骨和减振垫传递能量，
高双层地板隔声约3 dB。有效频率对应车内噪声的 只有当内外地板距离过大时产生限位的作用，这样
峰值频率，因此安装分布式吸振器的效果非常显著。 地板之间的减振垫就能起到很好的减振效果。