面向高速列車減振降噪的車體結構振動與聲學特性研究

《面向高速列車減振降噪的車體結構振動與聲學特性研究》是依託西安交通大學，由辛鋒先擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向高速列車減振降噪的車體結構振動與聲學特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：辛鋒先
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

綜合考慮高速列車實際運行工況，針對其車體結構的振動與聲學特性研究對降低列車車體振動和車內噪聲，提高列車運行的安全性和旅客的舒適度至關重要。以往的研究集中於簡單板殼結構，面向高速列車實際運行工況下（高速度高密度的會車、穿越隧道及遇強風激勵等）複雜車體結構的振動與聲學特性研究非常匱乏。本項目擬採用理論分析和數值計算手段，結合實驗研究，研究高速列車實際運行條件下輪軌振動和噪聲、空氣動力學噪聲、空氣動力載荷等外部複雜激勵作用下車體的減振降噪特性，揭示車體層芯結構、外部氣流速度及空氣動力載荷對車體結構振動與聲學特性的影響；基於對高速列車實際運行工況下車體結構振動與聲學特性的深入研究，進一步提出綜合力學和聲學性能的創新最佳化設計概念，為滿足輕質、力學剛度大、減振降噪性能優良的高速列車車體結構最最佳化設計提供初步的理論依據。本項目的研究將為我國高速列車車體結構全面國產化的最優結構設計提供理論依據和技術儲備。

結題摘要

在項目實施三年過程中，本項目緊密圍繞原有研究方向“面向高速列車減振降噪的車體結構振動與聲學特性研究”，系統開展了車體結構減振降噪理論、實驗及最佳化設計的研究工作。建立了複雜層芯夾層板及複合材料層合板結構聲振耦合理論和有限元模擬方法，發展了外部複雜流場作用下複合結構振動與聲學分析理論模型，建立了多孔金屬材料吸聲理論模型及最佳化設計方法，揭示了複合結構的振動與聲學耦合機理及多孔材料粘熱吸聲機理，完善了結構動力學和聲學領域的流固耦合理論、多孔介質材料吸聲理論，為輕質材料結構聲傳播和減振降噪的分析研究提供了理論方法和實驗數據。項目還開展拓展研究，研製了高性能陶瓷環氧樹脂複合夾層防護結構，發展了微尺度結構降噪理論方法等。項目執行三年來，項目負責人及成員在國內外學術期刊上發表學術論文20篇，其中SCI文章14篇，EI或國核心心期刊文章6篇；在科學出版社出版中文學術專著1部（229頁，28.8萬字），在德國Springer出版社出版英文學術專著1部（339頁，44.3萬字），受邀為Intech出版社撰寫英文專著1章節；發表國際會議論文5篇，國內會議論文11篇，參與舉辦國內學術會議1次；申請發明專利3項；培養博士研究生4名（畢業1名，就職南京航空航天大學），碩士研究生3名；項目負責人在項目執行期內，晉升為副教授、博士生導師，擔任2個國際學術期刊編委，入選西安交通大學青年教師跟蹤支持計畫，獲全國百篇優秀博士論文提名獎及中國機械工業科技進步獎（學術專著類）。