[发明专利]一种轨道交通桥梁和钢轨全空间噪声预测方法

摘要

本发明公开了一种轨道交通桥梁和钢轨全空间辐射噪声的预测方法,具体如下：首先，分别建立精细的三维车辆、钢轨、桥梁有限元模型，通过时域车‑轨‑桥耦合振动分析获得桥梁和钢轨的动力响应；其次，通过声学空间傅里叶变换求得桥梁和钢轨的模态声向量，并结合桥梁和钢轨的动力响应计算获得轨道中心线附近近场点的桥梁和钢轨辐射噪声；然后，分别建立二维钢轨、桥梁振动声耦合传播模型，通过声学无限元法求得在稳态激励荷载作用下钢轨和桥梁远场点噪声的衰减分布规律；最后，选定某近场点作为源强点，结合三维模型的近场计算结果和二维模型的远场衰减率预测全空间的桥梁和钢轨噪声水平。

主权项

1.一种轨道交通桥梁和钢轨全空间噪声预测方法，其特征是：具体步骤如下：(1)通过有限元软件建立三维车辆、钢轨以及桥梁的精细模型，进行模态分析后导出各阶模态位移和模态频率，基于模态叠加法对时域的车‑轨‑桥耦合振动进行分析，获得钢轨和桥梁的动力响应；(2)建立二维的钢轨‑桥梁声学模型，并考虑车身边界的影响，计算外表面单位振速下的辐射声压值，将三维模型的各阶模态位移投影到结构外表面法向，通过空间傅里叶变换获得三维桥梁和钢轨的模态声向量；(3)结合步骤(1)中得到的桥梁和钢轨振动结果和步骤(2)获得的模态声向量，预测轨道中心线附近的近场点的桥梁噪声和钢轨噪声频谱；(4)分别建立二维钢轨和桥梁的振动声辐射传播模型，并考虑车身边界的影响，在钢轨模型和桥梁模型对应的轮载位置分别施加稳态激励荷载，通过声学无限元法求解钢轨和桥梁在稳态荷载作用下的辐射声压，从而获得钢轨和桥梁在远场点的噪声分布和衰减率；(5)选择离轨道中心线10～15m的场点作为源强点，以源强点位置为分界线，靠近桥梁的包括源强点的近场点的声压采用步骤(3)中的三维模型计算结果，远离桥梁的远场点则根据源强点声压和步骤(4)中的二维传播模型结果获得，最终获得全空间的桥梁和钢轨噪声水平。