基于声子晶体理论进行轨道系统减振效果研究

研究目的:针对高速铁路下穿机场航站楼引起的振动噪声问题,分析传统轨道减振技术针对高铁下穿航站楼时存在的弊端,基于声子晶体理论,引入新型声子晶体减振垫层,以降低60～80 Hz特殊频段的振动水平,减少列车运行对机场航站楼内人员的影响.本文以成都至自贡高铁线下穿天府机场航站楼为例,采用多刚体动力学软件UM(Universal Mechanism)与有限元软件ANSYS联合仿真,通过建立两种不同下部基础的列车-轨道-隧道刚柔耦合动力学模型,对新型声子隔振垫和普通隔振垫的减振效果进行对比分析,验证新型声子减振垫的减振效果.研究结论:(1)基于声子晶体局域共振禁带机理设计的新型声子晶体隔振垫轨道各结构低频范围的振动峰值有所减小,且在特定频段(63～100 Hz)减振性能更为显著,其中在80 Hz频段范围减振效果最佳,较普通隔振垫减小9.9 dB,在高铁下穿航站楼时具有良好的减振效果;(2)本研究成果可用于临近或下穿机场及特殊建筑时的高速铁路无砟轨道减振降噪.