Abstract:

摘要： 为探究车轮损伤程度对车轮与钢轨噪声辐射特性的影响，基于有限元与边界元法，建立柔性的车轮-钢轨耦合噪声分析模型，并通过试验验证模型的正确性，分析车轮多边形在不同阶次/不同波深、新旧车轮扁疤在不同损伤长度条件下的轮轨噪声辐射特性。研究结果表明：当车轮多边形磨耗为12 阶以上，波深≤0.02 mm时，损伤与无损车轮的声压级差在5 dB以内；而波深≥ 0.04 mm时，损伤与无损状态下的车轮噪声辐射声压级差值快速增加；钢轨噪声增幅与磨耗参数呈正相关，波深每增加0.02 mm，声压级提升2～5 dB；谐波数增加导致轮轨系统激励频率提高，谐波数每增加2 阶，钢轨噪声声压级提升3 dB以上；新扁疤因尖锐棱角产生更强冲击噪声，车轮与钢轨辐射噪声相较于旧扁疤噪声高5 dB以上；且随扁疤长度增加，几何冲击效应减弱，相同损伤长度下新、旧扁疤损伤工况的钢轨噪声辐射声压级频谱特性趋同。研究结果可深化轮轨噪声产生机理的认知，并为基于声纹特征的损伤分类提供理论支撑。

关键词: 声学, 高速铁路, 轮轨噪声, 车轮扁疤, 多边形磨耗, 噪声特性