岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)噪聲預(yù)計(jì)及控制.pdf

1、岸橋是碼頭港口的起重機(jī)，解決其振動(dòng)噪聲問題是發(fā)展岸橋制造業(yè)、適應(yīng)環(huán)保需求亟需的任務(wù)。岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)是岸橋的主要噪聲源，深入研究其產(chǎn)生機(jī)理并以此為基礎(chǔ)建立正確合理的噪聲預(yù)計(jì)模型，進(jìn)而提出相應(yīng)的控制技術(shù)是降低岸橋噪聲、提高岸橋品質(zhì)的必要前提。岸橋工作過程中，車輪、軌道在輪軌粗糙度激勵(lì)下相互作用產(chǎn)生輪軌激勵(lì)力，進(jìn)而引起輪軌箱梁振動(dòng)并產(chǎn)生噪聲輻射。本文在國家自然科學(xué)基金“大型復(fù)雜組合系統(tǒng)參數(shù)不定性動(dòng)態(tài)影響的量化研究”(51175300)和山東

2、省自然科學(xué)基金“工程肋板結(jié)構(gòu)的近高頻振動(dòng)特征及噪聲傳遞特性研究”(ZR2011EEM009)資助下，以岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)為研究對(duì)象，以岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)噪聲控制為研究目標(biāo)，綜合應(yīng)用輪軌耦合動(dòng)力學(xué)、隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)聲輻射理論，建立了岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)噪聲預(yù)計(jì)模型。通過與已有文獻(xiàn)計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果的比較，驗(yàn)證了本文所建模型的有效性，并提出岸橋輪軌箱梁噪聲的控制方案。
　　本文主要研究工作和結(jié)論如下:
　　(1)通過綜合分析國內(nèi)

3、外聲功率測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，研究適合岸橋的聲功率測(cè)量方案。通過分析岸橋各運(yùn)行階段的發(fā)聲特性和利用麥克風(fēng)陣列技術(shù)辨識(shí)岸橋主要噪聲源和主要發(fā)聲頻段。
　　(2)針對(duì)岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)的組成形式，建立岸橋輪軌箱梁系噪聲預(yù)計(jì)的理論模型。首先，建立由輪軌粗糙度作為激勵(lì)源引起的輪軌激勵(lì)力計(jì)算模型以及接觸斑濾波效應(yīng);其次，建立軌道-膠墊-箱梁隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算出車輪、軌道和箱梁受力;最后，利用Virtual.Lab（邊界元法）建立車輪噪聲輻射預(yù)計(jì)模型

4、，利用VA-1(SEA)建立軌道和箱梁的噪聲輻射預(yù)計(jì)模型。
　　(3)選擇典型岸橋，根據(jù)岸橋輪軌箱梁系統(tǒng)噪聲預(yù)計(jì)模型，利用試驗(yàn)法獲取該岸橋軌道粗糙度和車輪、軌道、膠墊、箱梁導(dǎo)納，計(jì)算出岸橋輪軌激勵(lì)力，并與典型火車輪軌激勵(lì)力比較，驗(yàn)證其正確性;計(jì)算出車輪、軌道、箱梁受力，并作為其噪聲預(yù)計(jì)模型的輸入激勵(lì)，分別計(jì)算出車輪、軌道和箱梁在50～2000Hz頻帶內(nèi)的輻射聲功率，并現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果比較，驗(yàn)證該輪軌箱梁噪聲預(yù)計(jì)模型的有效性。本文研究工

5、作發(fā)現(xiàn)車輪的輻射聲功率相對(duì)于軌道和箱梁可忽略不計(jì)。
　　(4)根據(jù)輪軌箱梁噪聲預(yù)計(jì)模型，預(yù)計(jì)靜負(fù)載、輪軌粗糙度、膠墊剛度、阻尼對(duì)軌道箱梁噪聲輻射的影響。負(fù)載越大，輪軌箱梁噪聲越小，但靜負(fù)載的影響較小，對(duì)輪軌箱梁聲功率影響范圍僅有2～3dB;軌道粗糙度減小一半，引起的輪軌激勵(lì)力減小一半，從而輪軌箱梁噪聲降低6dB;降低膠墊剛度一半對(duì)軌道噪聲輻射影響不大，可顯著降低箱梁噪聲輻射達(dá)4dB;粘貼阻尼片能有效降低輪軌箱梁噪聲，軌道、箱梁噪聲