噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (1): 220-225.

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基于声子晶体的高速列车地板支撑层隔声研究

李海萍1，曹兴潇1，石广田2，张晓芸1, 2，宋杲1，张小安1, 2   

  1. ( 1. 兰州交通大学机电工程学院，兰州730070；
    2. 兰州交通大学甘肃省轨道交通服役环境与智能运维重点实验室，兰州730070 )
  • 收稿日期:2022-07-28 修回日期:2022-11-01 出版日期:2024-02-18 发布日期:2024-02-10

Research on sound insulation of floor support layer of high-speed train based on phonon crystal

  • Received:2022-07-28 Revised:2022-11-01 Online:2024-02-18 Published:2024-02-10

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摘要： 随着高速列车运营速度不断提高，轨道交通产生的振动噪声会严重影响列车的车内声环境，进而降低乘坐舒适性，因此针对列车噪声源部位的车体隔声设计至关重要。目前的隔声措施能够有效控制车内中高频噪声，而对于低频噪声的抑制效果还有待进一步提升。声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性结构材料，该结构不需要大尺寸即可在局域共振作用下形成低频带隙，进而抑制弹性波的传播从而起到低频降噪作用。基于声子晶体周期性理论，以车辆转向架部位地板的木骨支撑层为对象，研究声子晶体在木骨支撑层隔声中的应用，系统分析声子晶体结构的带隙特性和隔声特性以及基于声子晶体结构的支撑层隔声性能。研究结果表明：通过改变结构形式及其参数可实现对于声子晶体结构的带隙形成频带及其隔声特性的人为设计和控制；以高速列车地板中的木骨结构为对象，结合声子晶体理论将其设计为木骨和声子晶体组合结构形式，不仅能够保持声子晶体在0～220 Hz低频段和620～710 Hz频段优越的隔声性能，同时可极大提升220～620 Hz频段的隔声性能；既维持该层结构的支撑作用，又能很好提升隔声性能，在高速列车地板设计中具有很强的有效性和适用性。

关键词: 声学, 轨道交通车辆, 低频噪声控制, 声子晶体, 带隙特性, 隔声特性