约束阻尼技术在高速列车车轮上的应用*
2021-05-21毛昆朋杨延峰
铁道机车车辆 2021年2期
关键词:振动
毛昆朋,杨延峰,徐 超
(中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所,北京100081)
随着人们对噪声的关注程度越来越高,噪声控制技术已成为高铁领域研究的重点。列车运行总体噪声包括轮轨噪声、集电系统噪声、空气动力噪声、结构物振动噪声和其他噪声。日本新干线试验研究表明,当列车速度低于240 km/h,轮轨噪声为主要声源,约占噪声能量的40%;列车速度在240 km/h 以上时,空气动力噪声和集电系统噪声大幅增大,与轮轨噪声共同成为主要的噪声源[1]。多年来,国内外科研人员对降低轮轨噪声做了大量的研究,如使用低噪声车轮;采用阻尼钢轨和采用无缝焊接长轨技术;采用弹性扣件等[2-4]。
文中依据车轮运用的特点,利用动态热分析技术选取适合于高速列车车轮的阻尼层;为了尽可能降低簧下质量,选取1 mm 的钢板作为约束层,首次自主设计了适用于某高速列车车轮的约束阻尼降噪板;通过频响测试验证了约束阻尼技术能显著改善车轮的振动传递特性;借助1∶1 轮轨试验台施加线路载荷谱,分析车轮在不同速度级、小曲线半径条件下约束阻尼低噪声车轮的降噪性能。
1 阻尼技术
黏弹性阻尼材料在受到外力作用时,不仅表现出黏性液体消耗能量的特征,同时还具有弹性材料存贮外界能量的特性。当受到外力作用而产生动态应力或应变时,阻尼材料可以把由于外界作用而产生的一部分机械能转化为热能耗散掉,另一部分机械能以势能的形式储备起来,从而达到衰减振动和降低噪声的目的,按照其结构形式大致可分为自由阻尼结构和约束阻尼结构。……
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