旋转对阻尼车轮降噪效果的影响分析

轮轨噪声是铁路噪声的主要组成部分,而车轮辐射噪声是轮轨噪声的重要来源.因此,开发低噪声车轮是降低铁路噪声的重点之一.以我国某直辐板高速列车车轮为基体,设计9种阻尼车轮,利用2.5维有限元法和2.5维声学边界元法考虑车轮旋转对包括标准车轮在内的共10种车轮进行振动声辐射计算.研究结果表明,在径向轮轨力激励下,考虑车轮旋转得到的车轮辐射声功率级总是大于未考虑旋转时的结果,最大相差3.55 dBA,并且是否考虑车轮旋转甚至会得到相反的降噪结论;约束阻尼车轮的最佳降噪效果要优于自由阻尼车轮的最佳降噪效果;对于相同形式的约束阻尼车轮,采用钢质约束层的降噪效果要优于铝质约束层;在车轮辐板单侧粘贴3 mm厚的钢质约束层和3 mm厚的阻尼层时降噪效果最好,且在辐板内、外侧粘贴效果相当,总的降噪效果达4.3 dBA;约束阻尼层主要是通过抑制单位轮轨力下车轮的1节圆模态振动在发挥降噪作用,而所引起的轮轨力变化发挥的作用有限.