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第1章 绪论1

1.1 轨道交通噪声概述1

1.2 轨道交通噪声源3

1.2.1 轨道交通噪声污染的特点3

1.2.2 轨道交通噪声源3

1.2.3 轨道交通噪声源的识别6

1.3 轮轨噪声理论预测现状7

1.3.1 轮轨滚动噪声7

1.3.2 轮轨冲击噪声10

1.3.3 轮轨曲线啸叫声11

1.3.4 轮轨系统结构对轮轨噪声的贡献16

1.4 轮轨噪声控制方法17

1.4.1 轮轨系统结构低噪声优化17

1.4.2 轮轨噪声控制方法19

第2章 轮轨振动系统导纳与脉冲响应函数特性33

2.1 轮轨振动系统导纳与脉冲响应函数33

2.1.1 轮轨振动系统的模态33

2.1.2 轮轨振动系统的导纳求解方法34

2.1.3 轮轨振动系统的脉冲响应函数求解方法35

2.2 车轮导纳36

2.2.1 车轮有限元建模36

2.2.2 车轮的振动模态37

2.2.3 车轮的导纳特性39

2.3 轨道导纳43

2.3.1 轨道有限元建模43

2.3.2 轨道的振动模态44

2.3.3 轨道系统的导纳特性与验证45

2.3.4 振动沿轨道的传递与衰减50

2.4 车轮脉冲响应函数53

2.4.1 车轮脉冲响应函数求解方法53

2.4.2 车轮脉冲响应函数特征54

2.5 轨道脉冲响应函数56

2.5.1 轨道脉冲响应函数求解方法56

2.5.2 轨道脉冲响应函数特征57

第3章 轮轨相互作用59

3.1 轮轨相互作用概述59

3.2 车辆和轨道耦合振动频域分析模型60

3.2.1 车辆-轨道垂向耦合振动频域分析模型60

3.2.2 车辆和轨道系统振动微分方程61

3.2.3 轮轨接触关系66

3.3 车辆-轨道耦合振动时域分析模型67

3.3.1 物理模型67

3.3.2 车辆系统运动微分方程71

3.3.3 轨道结构动力学模型及其运动微分方程75

3.3.4 轮轨耦合空间接触关系86

3.3.5 数值积分方法105

第4章 轮轨噪声激扰模型109

4.1 概述109

4.2 轮轨冲击激扰模型109

4.2.1 车轮扁疤激扰模型109

4.2.2 钢轨错牙接头110

4.2.3 轨道低接头112

4.3 谐波型激扰模型112

4.3.1 车轮多边形磨耗激扰模型112

4.3.2 钢轨焊缝接头114

4.3.3 钢轨波磨115

4.3.4 与冲击型激扰的关系116

4.4 轨道随机不平顺激扰模型117

4.4.1 轨道不平顺的检测和评估117

4.4.2 轨道中长波不平顺谱119

4.4.3 轮轨表面粗糙度122

4.5 轮轨表面粗糙度谱的特性122

4.5.1 轮轨表面粗糙度谱频域特性122

4.5.2 轮轨表面粗糙度谱时域特性125

4.5.3 轮轨接触滤波127

第5章 轮轨高频振动的基本特征131

5.1 轮轨高频振动频域特性131

5.1.1 分析方法131

5.1.2 轮轨高频振动频域特性133

5.2 轮轨高频振动时域特性136

5.2.1 分析方法136

5.2.2 轮轨高频振动时域特性137

第6章 轮轨系统声辐射特性142

6.1 轮轨系统声辐射特性求解方法143

6.1.1 结构声辐射求解方法143

6.1.2 声学边界元法求解结构声场原理143

6.1.3 轮轨系统结构声辐射效率144

6.1.4 轮轨系统结构声辐射功率145

6.1.5 轮轨系统结构声辐射指向性145

6.2 车轮声辐射特性145

6.2.1 车轮边界元模型145

6.2.2 车轮声辐射效率147

6.2.3 车轮声辐射功率147

6.2.4 车轮辐板形式对声辐射特性的影响147

6.2.5 车轮辐板开孔对声辐射的影响149

6.2.6 车轮声辐射瞬态特性156

6.3 轨道系统各部件的声辐射特性158

6.3.1 钢轨声辐射特性158

6.3.2 轨枕声辐射特性161

6.3.3 轨道板声辐射特性162

第7章 轮轨噪声预测模型171

7.1 概述171

7.2 轮轨噪声预测模型171

7.2.1 车轮噪声辐射模型171

7.2.2 钢轨噪声辐射模型172

7.2.3 轨枕、支承块和轨道板噪声辐射模型173

7.2.4 地面影响174

7.3 轮轨噪声预测仿真软件WRNOISE174

7.3.1 软件基本组成174

7.3.2 预测软件基本功能175

7.4 轮轨噪声预测模型验证176

7.4.1 与TWINS预测结果进行比较176

7.4.2 与实测结果比较177

第8章 基于预测模型的轮轨噪声的基本特征179

8.1 铁路环境噪声的评价指标及评价标准179

8.1.1 铁路环境噪声的评价指标179

8.1.2 铁路环境噪声的评价标准与限值181

8.2 轮轨冲击噪声基本特征184

8.2.1 车轮扁疤引起的轮轨冲击噪声185

8.2.2 钢轨错牙接头引起的轮轨冲击噪声187

8.2.3 钢轨焊缝不平顺引起的轮轨冲击噪声188

8.3 轮轨滚动噪声基本特征189

8.3.1 轮轨滚动噪声频谱特性189

8.3.2 轮轨滚动噪声时程特性190

8.3.3 轮轨滚动噪声的暴露声级与最大声级190

8.3.4 轮轨噪声沿高度方向的衰减规律191

8.3.5 轮轨噪声随轨道中心线距离的传播特征191

8.4 轮轨曲线啸叫声基本特征192

8.4.1 概述192

8.4.2 曲线啸叫声理论预测模型192

8.4.3 曲线啸叫声辐射特性分析196

第9章 轮轨结构参数对轮轨噪声的影响200

9.1 概述200

9.2 车轮参数200

9.2.1 车轮踏面对轮轨噪声的影响200

9.2.2 车轮辐板形式对轮轨噪声的影响201

9.2.3 车轮辐板厚度对轮轨噪声的影响202

9.3 钢轨参数203

9.3.1 钢轨质量对轮轨噪声的影响203

9.3.2 钢轨胶垫刚度对轮轨噪声的影响204

9.3.3 钢轨轨下胶垫阻尼对轮轨噪声的影响205

9.4 轨枕参数206

9.4.1 轨枕质量对轮轨噪声的影响206

9.4.2 枕下道砟刚度对轮轨噪声的影响207

9.4.3 枕下道砟阻尼对轮轨噪声的影响208

9.5 轨道板参数209

第10章 轮轨噪声控制技术214

10.1 车轮噪声控制技术214

10.1.1 车轮吸振器214

10.1.2 阻尼车轮214

10.1.3 弹性车轮216

10.2 钢轨噪声控制技术217

10.2.1 钢轨吸振器218

10.2.2 阻尼钢轨223

10.2.3 钢轨打磨224

10.3 吸声板控制技术224

10.3.1 吸声原理225

10.3.2 多孔材料和微穿孔板理论225

10.3.3 吸声板参数对轮轨噪声的影响226

10.4 声屏障控制技术230

10.4.1 隔声原理230

10.4.2 声源特性对声屏障降噪效果的影响232

10.4.3 声屏障几何形式对轮轨噪声的影响233

10.4.4 声屏障吸声材料对轮轨噪声的影响234

10.4.5 声屏障高度对降噪效果的影响235

第11章 城市轨道交通轮轨噪声237

11.1 城市轨道交通轮轨振动与噪声辐射概况237

11.2 浮置板轨道轮轨噪声的特征240

11.3 城市轨道交通减振降噪控制措施248

第12章 高速铁路轮轨噪声251

12.1 高速铁路噪声辐射概况251

12.2 高速铁路无砟轨道轮轨噪声特性255

12.3 高速铁路轮轨冲击噪声特性258

12.4 高速铁路轮轨噪声控制261

附录267

附录1 车轮和钢轨典型的振动模态267

附录2 车轮导纳计算程序271

附录3 三分之一倍频程计算程序272

附录4 Kalker线性理论的蠕滑系数Cij274

附录5 常见轨道交通客车垂向模型动力学参数表275

附录6 常用轨道模型钢轨动力学参数表276

附录7 减振轨道扣件参数277

附录8 常用轨道吸声材料的吸声系数278