Noise and Vibration Control ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (1): 13-20.

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Analysis of Acoustic Vibration and Acoustic Radiation Characteristics of Steel Spring Floating Plate Track Structure Based on Spectral Element Method

  

  • Received:2024-08-05 Revised:2024-10-18 Online:2026-02-18 Published:2026-02-18

基于谱单元法的钢弹簧浮置板轨道结构声振特性分析

冯青松1,陈谣1,李家臻1,蒋剑2,张凌1   

  1. ( 1. 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室,南昌330013;
    2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033 )

摘要: 为探明城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道结构振动与声辐射特性,基于改进傅里叶级数和谱单元法,推导钢轨和轨道板位移函数求解公式,并采用MATLAB软件编制基于谱单元法的求解结构振动及声辐射的计算模型。通过计算此模型的振动模态、声辐射,并与ANSYS、Virtual. Lab仿真模型计算结果及现场实测结果对比,验证了该模型的正确性。最后对比分析扣件刚度、道床板厚度和钢弹簧刚度等参数变化对轨道结构声振特性的影响。结果表明:钢轨的竖向振动位移响应主要集中在16 Hz 以下;而声压能量在0~1 500 Hz 频段内的分布差异不大,其中在900~1 200 Hz频段内存在噪声放大现象;扣件垂向刚度和钢弹簧垂向刚度对钢轨振动特性影响较大,其中,扣件刚度变化仅影响位移导纳幅值,而钢弹簧垂向刚度变化既影响导纳幅值也影响相应的频率,浮置板厚度对声压影响较大,当厚度为0.3 m时,声压峰值为其他板厚工况下的2.5~4 倍,对于钢弹簧浮置板轨道板厚,0.3 m是应特别注意的数值。

关键词: 振动与波, 钢弹簧浮置板轨道, 谱单元, 声振特性分析, 减振降噪, 参数分析