圆柱螺旋弹簧隔振器广泛运用于各类工程领域,然而当面对布置空间受限、承载较大的情况时,隔振弹簧需要进行系统的优化设计。针对某泵类设备隔振器小尺寸、大承载的顶层设计要求,借鉴高速动车组一系悬挂特征结构,选用了承载率较大的内外组合弹簧形式。然后,基于序列二次规划(SQP)的优化算法,对弹簧排布进行优化设计,得到2×2最优排布后,又对弹簧的中径、线径、圈数、高度等参数作了系统优化,最终得到满足各项设计要求的最优方案。结果表明基于SQP优化算法,便捷高效,最大工作承载由37.9t优化到50t,提升幅度为32%,实现了隔振弹簧的小尺寸、大承载优化设计。相关研究可为小空间下大承载量的弹簧设计提供科学指导。

弹性车轮刚度是车轮设计中的关键参数,其刚度大小直接影响车辆的运行安全性。为了解弹性车轮刚度特性,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin模型,考虑橡胶元件的超弹性以及橡胶与金属元件的接触属性,建立了压剪复合型弹性车轮有限元模型,探究压装对弹性车轮刚度计算的影响,并通过改变V字型橡胶元件的结构参数和摩擦系数,研究弹性车轮刚度的变化规律,仿真结果显示在对弹性车轮刚度进行仿真计算时,不可省略车轮的压装过程,否则会使刚度仿真数值严重失真;橡胶元件的结构参数和摩擦系数会对弹性车轮刚度产生较大影响,其中径向刚度对参数的变化更为敏感,橡胶厚度增加,车轮的径向和轴向刚度随之降低;橡胶角度增加,车轮的径向刚度增加,轴向刚度减小;摩擦系数增加,车轮的径向和轴向刚度均随之增加。

针对高速列车弓网噪声,为降低主要由细长圆柱杆件构成的受电弓的气动噪声,建立三维圆柱绕流气动噪声分析模型,基于大涡模拟方法、声类比理论模拟圆柱杆件的流场特征,分析远场气动噪声频谱特性与分布规律,并对圆柱杆件表面作球缺型凹坑处理,分析表面处理方案的降噪效果。数值结果表明,来流与圆柱轴向所在平面法向的气动噪声受升力波动影响,声压级最大;圆柱来流方向前后气动噪声受阻力波动影响,声压级最小。圆柱表面球缺型凹坑处理方式可以有效降低圆柱杆件远场R=5 m处最大声压级,凹坑加密,降噪效果更好,优化模型II-1、II-2和II-3在R=5 m处最大声压级分别降低1.5 d B、1.9 d B和2.4 d B。相关结果可为高速列车噪声控制提供参考。

高速铁路对沿线居民的噪声污染日益受到关注,在线路两侧设置声屏障是降低车外噪声的有效措施。基于边界元理论,利用高速列车车外声源现场试验识别结果,建立考虑车体和轨道结构的高速铁路声屏障降噪效果预测模型,利用其计算无声屏障情况下车外声场特性和通用声屏障插入损失,并分别与试验结果进行对比分析。结果表明理论模型的预测结果与试验结果较吻合,在距轨道25 m远测点,预测结果和试验结果仅相差1.3 dB（A）;该模型能够较好地预测不同车型和不同速度下的车外噪声特性。利用该模型对目前安装的通用型声屏障在30 m处测点进行性能预测,2.15 m高声屏障插入损失达到7 dB（A）,如声屏障的高度增加0.5 m的话,插入损失增加约1～2 dB（A）,列车运行速度增加,声屏障插入损失降低。声屏障的插入损失随着频率增高而增大,对1 000 Hz以上的高频噪声效果...

利用FLUENT软件,模拟高速列车通过高架桥上不同结构形式声屏障的过程,研究声屏障上作用的脉动风压特性。声屏障结构形式主要考虑两种高度和四种不同头部结构对声屏障脉动风压的影响,高速列车采用两种不同车外型（称A车和B车）,列车速度为每小时350 km,声屏障头部结构考虑了直型、Y型、内折型（内倒L型）和外折型（外倒L型）。利用ANSYS软件建立声屏障有限元模型,对声屏障的模态和高速列车的气流脉动激励的响应进行计算分析。计算结果表明,不同头部结构形式的声屏障所受脉动风压随时间变化趋势基本相似,列车高速通过声屏障时脉动风压呈现出明显的头波和尾波效应;不同头部结构的声屏障表面的脉动风压的峰值大小有差异,Y型声屏障最大,内折型次之,外折型最小;两种高度的声屏障立柱底部支座反力差异较大;目前分析的声屏障结构基频远大于...

钢轨动力吸振器是降低钢轨振动及噪声的一个有效措施。建立轨道-吸振器系统的理论模型,用周期性离散支撑的无限长的欧拉梁来模拟钢轨扣件系统,用离散的双层质量块-阻尼-弹簧系统模拟在轨跨中间位置离散分布的钢轨动力吸振器。钢轨动力吸振器吸振特性由其质量参数、刚度参数和阻尼参数决定。利用该理论模型,在固定单位简谐载荷的激励下,研究并验证了钢轨动力吸振器的吸振特性,研究钢轨动力吸振器各参数对其吸振特性的影响。研究结果表明,钢轨动力吸振器可以有效提高其调谐频率位置的钢轨振动衰减率,从而抑制钢轨Pinned-pinned共振峰值,但同时引起调谐频率两侧频率位置钢轨振动响应、振动能量峰值的形成;钢轨动力吸振器质量参数、刚度参数和阻尼参数适当选配并优化组合,可以取得较好的吸振效果。