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高速铁路简支箱梁结构噪声的SEA方法

作　者: 徐良
导　师: 李小珍
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 箱形梁结构噪声声辐射统计能量分析导纳
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 54次
引　用: 2次
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内容摘要

桥梁结构作为我国高速铁路的重要组成部分,主要采用混凝土箱形梁结构。研究表明,该结构辐射的“二次噪声”主要以低频为主,不可避免的会对沿线的居民带来一定伤害。因此,研究桥梁结构振动引起的噪声具有一定的现实意义。桥梁结构振动引起的声辐射本质上是流固耦合的问题,这是各国学者公认的难题。目前,国内外关于结构噪声的计算方法主要有：有限元法、边界元法和统计能量分析法。其中,有限元法常与边界元法一起使用,采用这两种方法预测结构噪声时,其计算效率较低,且仅能预测低频下的噪声。本文尝试采用有限元与统计能量分析的方法结合,预测桥梁结构的噪声,主要工作如下：(1)根据统计能量分析的基本原理,分析了当列车过桥时,铁路箱梁各部分之间的功率流传递关系,并以此为依据,划分了桥梁结构子系统；然后,通过Thompson的功率流传递理论和Remington的声辐射理论,分别得出了桥梁结构输入功率与子系统平均振动响应、子系统平均振动响应与噪声声压级之间的关系,进而建立了桥梁结构辐射噪声的SEA预测模型。(2)对箱形梁输入功率中的重要参数结构导纳单独进行了研究,详细介绍了采用有限元法计算结构导纳的过程,并探讨了影响结构导纳结果的主要因素。(3)利用车-线-桥耦合振动分析软件BDAP V2.0,计算了箱形梁结构辐射噪声中所需参数(钢轨竖向振动速度、扣件反力等),并利用MATLAB软件对其结果进行了频谱分析,使他们可以直接被SEA预测模型采用。(4)将各计算参数代入桥梁结构辐射噪声的SEA预测模型中,借助于MATLAB软件,得出了箱形梁结构的辐射噪声,并对影响桥梁结构噪声辐射的主要因素进行了讨论。本文验证了利用统计能量分析计算桥梁结构辐射噪声的可行性,为今后桥梁结构噪声的理论计算提供了借鉴与参考。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-24
  1.1 引言  11
  1.2 SEA的发展概述  11-12
  1.3 SEA的基本理论  12-14
  1.4 子系统的确定  14-15
  1.5 SEA法的主要参数  15-20
    1.5.1 模态密度  15-18
    1.5.2 内损耗因子  18-19
    1.5.3 耦合损耗因子  19-20
  1.6 SEA在桥梁结构噪声预测中的应用  20-22
  1.7 本文研究内容  22-24
第2章桥梁结构噪声SEA计算参数  24-43
  2.1 倍频程与A声级  24-26
  2.2 轮轨相互作用  26-30
  2.3 钢轨的损失因子  30-31
  2.4 桥梁结构输入功率  31-32
  2.5 桥梁结构导纳  32-34
  2.6 桥梁各部分平均响应  34-36
  2.7 声辐射  36-37
  2.8 辐射比  37-42
  2.9 本章小结  42-43
第3章高速铁路简支箱形梁的导纳  43-51
  3.1 导纳的概念  43-44
  3.2 箱形梁的有限元模型  44-47
  3.3 激励力作用位置的影响  47-48
  3.4 板厚的变化  48-49
  3.5 阻尼比的变化  49-50
  3.6 本章小结  50-51
第4章高速铁路简支箱形梁的声辐射  51-70
  4.1.车-线-桥模型的建立  51-52
  4.2 箱形梁的振动  52-61
    4.2.1 桥梁结构子系统  52-54
    4.2.2 钢轨竖向振动  54-57
    4.2.3 子系统振动  57-61
  4.3 桥梁结构辐射噪声  61-62
  4.4 桥梁结构的减振降噪  62-68
    4.4.1 扣件刚度  62-64
    4.4.2 列车速度  64-66
    4.4.3 钢轨损耗因子  66
    4.4.4 桥梁结构损耗因子  66-67
    4.4.5 板厚  67-68
  4.5 本章小结  68-70
总结  70-72
  1 总结  70-71
  2 研究展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目  76

高速铁路简支箱梁结构噪声的SEA方法

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