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WRNOISE 174
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Cij 274
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