高速铁路半封闭声屏障的列车脉动风致振动分析

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1、国内图书分类号：U237密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文高速铁路半封闭声屏障的列车脉动风致振动分析【国家自然科学基金（51378429/U1434205）、重庆市应用开发计划重点项目（cstc2014yykfB30003）资助】年级二〇一五级姓名罗云柯申请学位级别工程硕士专业建筑与土木工程指导老师李小珍教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U237U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisVIBRATIONANALYSISOFSEMI-ENCLOSEDNOISEBARRIERSINDU

2、CEDBYHIGH-SPEEDTRAINDRAFTPRESSURE（Supportedby“NationalNatureScienceFoundationofChina(NSFC),No.51378429andU1434205”,“theKeyprojectofChongqingapplicationdevelopmentplan,cstc2014yykfB30003”）Grade:2015Candidate:LuoYunkeAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringSuperviso

3、r:Prof.LiXiaozhenMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)简述

4、本文研究背景与意义，归纳总结了国内外针对列车脉动风与声屏障风致声屏障振动的研究现状。(2)基于计算流体力学，应用FLUENT建立了列车脉动风数值模型，对半封闭声屏障内的列车脉动风进行了数值模拟，并探讨了脉动风压的作用规律与影响因素。(3)应用有限元软件ABAQUS，结合仿真得到的列车脉动风压，建立半封闭声屏障脉动列车风致振动分析模型，并通过现场试验验证了模型的可靠性。(4)结合列车脉动风数值模型与声屏障有限元模型，进行参数分析，对半封闭声屏障列车风致振动规律与影响因素进行了分析讨论，为半封闭声屏障的力学设计分析提供参考。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的

5、成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要对于高速列车而言，列车引起的脉动风会随车速的增加而成倍增大，激起轨边结构强烈的振动响应。声屏障往往需靠近钢轨设置，以便有效的降低列车轮轨噪声。在列车脉动风作用下，声屏障会产生强烈的振动，而半封闭声屏障的封闭特性会促使列车脉动风压增大，从而有可能导致更为强烈的结构振动，影响行车安全性。因此，本文以杭长线金华区半封闭声屏障为

6、研究对象，对声屏障在列车脉动风作用下的振动响应进行了分析与讨论。主要内容包括：从高铁的发展，声屏障的适用性与列车脉动风特性三个方面，简述本文的研究背景与意义。归纳了国内外针对列车脉动风与声屏障风致声屏障振动的研究现状，总结研究方法。基于计算流体力学，应用FLUENT建立了半封闭声屏障列车脉动风数值模型。然后，以既有声屏障为对象，建立对应数值模型以验证本文计算方法的合理性。最后，对半封闭声屏障内，脉动风压分布规律以及行车位置与顶部单元板长度对列车脉动风压的影响进行了讨论。应用有限元软件ABAQUS，结合仿真得到的半封闭声屏障列车脉动风压，建立半封闭声屏障脉动风致振动分析模型。为验证本文分析

7、模型的可靠性，通过现场试验实测了高铁引起的声屏障振动，并通过低通滤波的方式得到实测的声屏障列车风致振动。结合列车脉动风数值模型与声屏障有限元模型，进行参数分析，讨论了振动分布规律以及行车位置与顶部单元板长度对半封闭声屏障列车风致振动的影响。结果表明，在仅有脉动风作用下，顶部单元板对声屏障的振动影响较为明显，当顶部仅有1块单元板时，声屏障的力学性能最佳。研究成果为半封闭声屏障的力学设计分析提供参考。关键词：高速铁路；列车脉动风；半封闭