减振型阻尼钢轨有限元分析

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1、万方数据2009年8月噪声与振动控制第4期文章编号：1006．1355(2009)044)064-03减振型阻尼钢轨有限元分析李再帏，雷晓燕，张鹏飞(华东交通大学，土木建筑学院，南昌330013)摘要：利用有限元ANSYS软件对6种阻尼结构钢轨进行谐响应分析，通过比较加速度一频率响应曲线以及结构的损失因子，确定最佳阻尼设计方案。分析结果表明：采用约束阻尼处理技术制成的减振型钢轨有良好的减振效果；在较宽的频率范围(0—5000Hz)内获得较好的减振降噪效果，再综合经济、加工难易等因素，得到约束层厚度为3cm、阻尼层厚度为2cm以及约束材质为铝材是较为合理的。关键词：振动与波；轨道结构；约束层；阻

2、尼处理中图分类号：U211．3文献标识码：AFEMAnalysisofDampedRailsforVibrationReductionL／Zai—wei，LEIXiao-yan，ZHANGPeng-fei(CollegeofCivilEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：Dampingcontrolforreducingvibrationofdampedrailsisanalyzed．Theserailsarefabri—catedwithconstraineddampingtreatment

3、technique．Then6typesofdampedrailsaredesigned．Thein—fluencesofdifferentthicknessesofdampedlayers，differentmaterialsandthicknessesofconstrainedlay—ersonthedampedstructuresarecomparedoneanother．Theharmonicresponsesofthedampedrailsun—derthesedifferentconditionsareanMyzedbymeansofANSYSFEMsoftware．Acceler

4、ation—frequencyre—sponsecurvesandstructurallossfactorsarecomparedoneanother．Thentheoptimalschemeofdampingdesignisselected．Theresultshowsthatthesedampedrailshaveagoodeffectforvibrationreductioninaquitewidefrequeneyrangeof0—5000Hz．Consideringtherequirementsofeconomy，easeofprocess·ingandSOon，amorereaso

5、nableconditionof3cmthicknessofconstrainlayer，2cmthicknessofdamp—inglayerandaluminumasthematerialofconstraintlayerisselected．Keywords：vibrationandwave；railstructure；constraintlayer；dampingtreatment随着我国铁路大面积的提速、高速铁路的加速建设和城市轨道交通的发展，由此引发的环境噪声与振动问题也日渐突出。它不仅直接涉及乘客、铁路工作人员和沿线居民的身心健康，对行车安全也有直接影响⋯。因此，控制列车噪声和振

6、动是改善乘客舒适性和环境保护的重要课题。钢轨作为铁路噪声的主要声源之一¨o，对其表面进行约束阻尼处理可取得良好的减振效果。收稿日期：2008—12—06；修改日期：2008—12—23基金项目：江两省科技支撑计划项目(赣财教[2007]173号)；江西省教育厅科研资助项目(赣教技字[2007]420号)作者简介：李冉帏(1983一)，男，吉林白城人，硕士研究生，轨道结构振动方向研究。E．mail：lzw5220964@163．c∞1阻尼减振型钢轨阻尼减振型钢轨是指在轨腰处粘贴阻尼材料，在阻尼材料外侧粘贴约束材料。由于材料的约束作用，阻尼层产生剪切变形消耗振动能量，从而抑制钢轨振动，达到减少轨道

7、结构振动的目的。2阻尼减振型钢轨有限元分析2．1结构损失因子的数值计算约束阻尼处理的理论分析方法主要有3种：复刚度法、变形能法和模态分析有限元法口1。这里主要采用模态分析有限元法计算各阶共振模态的损耗因子H'5J。结构的振动在粘弹性阻尼层中将产生循环剪应变，该应变可表示为万方数据减振型阻尼钢轨有限元分析65y=Y0sintot(1)料为铝板，厚度为1mm；式中：y为剪应变；‰为剪应变幅值；∞为圆频