箱梁结构声学贡献分析及阻尼材料的运用

来源 :华东交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzxldf2003
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近年来,我国高速铁路得到了快速发展,铁路沿线引起的噪声污染急剧增加。目前修建的高速铁路主要采用高架结构,由此所引起的结构噪声越来越受到人们关注,如何降低高架桥梁的结构噪声这一问题日益紧迫。为了降低高架桥梁的结构噪声,本文以高架箱梁为研究对象,分析了高架箱梁辐射噪声特性,研究了适用于箱梁结构噪声领域的阻尼材料。文章利用数值仿真的方法,重点进行了以下几个方面的工作:  1、基于车辆-轨道-桥梁动力学理论,以现场实际箱型桥梁为研究对象,根据有限元法,建立了轨道-桥梁耦合模型。通过有限元模态分析得到了箱梁结构的振动模态,并进行箱梁动力响应分析,得到了箱梁的振动特性。  2、为了研究箱梁梁体辐射噪声特性,利用直接边界元理论,对箱梁梁体进行了噪声预测。主要是利用LMS Virtual.Lab软件,建立了箱梁梁体的边界元模型,将已经得到的箱梁振动响应作为边界条件,进行箱梁梁体结构噪声的预测。  3、结合前面箱梁梁体噪声预测结果,进行箱梁的面板声学贡献分析。对箱梁进行面板区域划分,并进行面板声压贡献度分析,得到各个面板对选定场点的声压贡献量,确定对选定场点声压贡献量最大的面板区域,初步确定箱梁辐射噪声较集中的区域。由于面板声压贡献度分析只分析特定场点的声贡献,为了反映面板对整个声场的贡献特性,需要进行面板声功率贡献量分析,最终确定对整个声场声功率贡献较大的面板区域,从而确定箱梁梁体辐射噪声的主要部位。  4、基于阻尼材料的定义和影响阻尼材料性能的因素,并结合高架桥梁的环境特点和结构噪声的频率范围,并通过实际工况的实用性和经济性,选择最佳型号的阻尼材料作为阻尼层。  5、将阻尼材料敷设在箱梁梁体辐射噪声的最大部位后,在ANSYS中建立粘贴阻尼材料后的箱梁实体模型,分析了阻尼层的材料和阻尼层的厚度对阻尼材料对箱梁减振效果的影响;并用有限元方法分析对比箱梁粘贴阻尼材料前后的结果,研究阻尼材料对箱梁结构的减振效果。  6、基于直接边界元理论,利用LMS Virtual.Lab软件,通过对敷设阻尼材料前后箱梁的声功率曲线图和各个面板的声功率贡献量的结果进行分析,从而确定阻尼材料对箱梁辐射噪声的降噪效果。
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