基于声传递向量方法的车轮扁疤冲击噪声分析

摘要 建立一种基于声传递向量分析车轮扁疤冲击作用下轮轨噪声时频特性的模型。首先建立详细的车轮有限元模型进行模态分析，提取模态质量，模态振型等参数。结合车轮模态特征，并将钢轨视为Timoshenko梁，基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立可以考虑车轮弹性变形和轮轨接触非线性的时域车轨耦合振动模型。通过轮轨动力学计算得到车轮扁疤冲击下的车轮和钢轨时域振动速度，并由快速傅里叶变换（FFT）获得轮轨接触点处轮轨振动速度的频谱；同时，采用边界元声传递向量（ATV）方法计算得到单位力作用下车轮与钢轨噪声辐射频谱。结合车轮扁疤引起的轮轨振动速度频谱、单位力作用下的速度导纳和噪声辐射频谱计算得到受声点处的声压谱，并通过快速傅里叶逆变换（IFFT）获得其声压时程。结果表明本文模型可以很好地模拟轮轨冲击振动和噪声的时域与频域特性