[发明专利]整车半消声室环境下轨道车辆结构传声路径试验测试方法

说明书

整车半消声室环境下的轨道车辆结构传声路径试验测试方法属于声学试验技术领域，该方法按照列车外形尺寸建造足以容纳被测车型的整车半消声室，将处于整备状态下的轨道车辆单节车厢置于整车半消声室中，利用现有对结构振动噪声成分的传递路径分析方法对转向架噪声源对客室车厢所产生的结构振动噪声成分及其传递路径进行分析。本发明避免了结构传声测试现场环境中低频噪声对于测试结果的影响，并确切给出了整车半消声室自由场偏差值的技术验收标准以及客室车厢内心噪声采样点的相对于具体局部的最佳位置参数，从而使结构传声路径试验可以获得最佳的试验结果。

技术领域

本发明属于声学试验技术领域，应用于轨道交通车辆声学研究，具体涉及一种整车半消声室环境下的轨道车辆结构传声路径试验测试方法。

背景技术

整备状态下的列车是指具有全部设备和功能的，准备出厂投入运营之前的完整列车。

城铁和高铁车辆上实测数据表明，整备状态下的列车在轨道上高速运行时，客室车厢内的车辆噪声成分中的结构振动噪声占比很大。结构振动噪声属于范围在0-1000Hz中低频噪声区，其是指因转向架与轨道接触引发的车身、受电弓等结构振动而产生的以弹性波形式在车体结构中传播的噪声成分。

如图1所示，列车的车头包括驾驶室1和客室车厢2，其二者的下方分别对应设有一个独立的驾驶室转向架3和客室转向架4，为了降低客室车厢2内的结构振动噪声，有必要研究轨道车辆的结构传声路径，用以作为消除噪声设计的参考依据。

现阶段有关轨道交通车辆的结构传声路径的试验地点主要是在车间或者在实际线路轨道上进行测量，使其转向架与轨道之间产生震动，并在客室车厢2内设置噪声采样点A，使噪声采样点A恰位于客室转向架4的质心正上方，从而获取以驾驶室转向架3和客室转向架4为主的整个车体的各种结构振动噪声成分的总和数据。这样的测试方式比较简单经济，但是试验过程中不可避免的受到环境因素的影响，例如：车间中施工及相邻轨道的运行车辆产生的低频振动及周围环境的噪声，针对这些问题，有必要在背景噪声低并且有独立的隔振系统的环境中进行车辆结构传声路径试验。

此外，轨道交通车辆的结构传声路径的试验也是噪声测量领域公知的成熟方法，其通过在转向架与车体连接位置附近的转向架上布置力锤激励点，在转向架与车体连接位置附近的车体上布置加速度传感器，从而模拟由转向架传递到车体上的振动信号，并通过在已知方位的噪声采样点上采集声音信号，从而依据数学方程计算推知转向架与车体连接部位的结构传声路径数据信息。其数学公式如式(1)所示：对于列车客室车厢空间结构中的任意一点，其所接收到的实际结构传递噪声P_s可以表示为多个传递路径噪声量的累加之和：

式(1)中为任意一个结构激励点i到噪声采样点的振动噪声传递方程，其表示1牛顿的力在噪声采样点产生的噪声；其分子中的F_i表示声源激振点处的激振力，激振力的大小通过力锤中的传感器测量可知，并成为已知量；分母中的P_s表示噪声采样点所检测到的实际噪声声压值。

然而，由于列车转向架的结构非常复杂，其在实际运转过程中的主要噪声源种类和位置均不得而知，因此，前述成熟的结构振动噪声成分的传递路径分析方法目前尚无法在转向架噪声源对客室车厢所产生的结构振动噪声成分及其传递路径分析领域获得应用。

发明内容

为了解决现有轨道车辆的结构传声路径测验方法是使整备状态的列车静置在车间或者在实际线路轨道上进行测试，在此过程中，试验结果会受到车间中施工及相邻轨道的运行车辆产生的低频振动及周围环境的噪声的影响，以及由于列车转向架的结构非常复杂，其在实际运转过程中的主要噪声源种类和位置均不得而知，因此，现有成熟的结构振动噪声成分的传递路径分析方法目前尚无法在转向架噪声源对客室车厢所产生的结构振动噪声成分及其传递路径分析领域获得应用的技术问题，本发明提供一种整车半消声室环境下轨道车辆结构传声路径试验测试方法。