本發(fā)明涉及軌道交通隔振，特別是一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法。

背景技術(shù)：

1、城市軌道交通列車在通過(guò)小半徑曲線時(shí)，常會(huì)因輪軌間的高蠕滑率引發(fā)刺耳的噪聲，這種現(xiàn)象被稱為“曲線嘯叫”。此噪聲源于車輪與軌道之間的自激振動(dòng)，其特征是音調(diào)高且聲壓級(jí)大，不僅造成聽覺上的不適，還可能對(duì)列車操作員和周邊居民的健康產(chǎn)生負(fù)面影響。

2、為了減輕這一問(wèn)題，業(yè)界探索了多種減噪策略。在軌道維護(hù)方面，潤(rùn)滑油脂或摩擦改進(jìn)劑的應(yīng)用旨在降低摩擦系數(shù)，從而減少輪軌間的蠕滑力。然而，潤(rùn)滑油脂雖然能有效降低摩擦，但也可能導(dǎo)致牽引性能下降；而摩擦改進(jìn)劑雖可調(diào)整摩擦特性，但不足以應(yīng)對(duì)由模態(tài)耦合引發(fā)的嘯叫問(wèn)題。另一種方法是在車輪上實(shí)施阻尼措施，如采用環(huán)形阻尼車輪或彈性車輪。這些技術(shù)通過(guò)增加車輪的阻尼效應(yīng)來(lái)抑制振動(dòng)幅值，進(jìn)而減弱嘯叫聲。盡管如此，實(shí)際應(yīng)用中這類解決方案的效果參差不齊，缺乏一個(gè)穩(wěn)定可靠的方法來(lái)持續(xù)有效地控制嘯叫。

3、近年來(lái)，有研究提出了一種基于抖動(dòng)力控制的新思路，旨在從理論上探討如何利用特定的力來(lái)抑制曲線嘯叫。不過(guò)，關(guān)于具體抖動(dòng)力的設(shè)計(jì)原則、實(shí)施路徑等問(wèn)題仍有待深入研究。綜上所述，當(dāng)前仍需進(jìn)一步探索和開發(fā)更加高效穩(wěn)定的解決方案，以徹底解決城市軌道交通中的曲線嘯叫難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，采用特定的抖動(dòng)力參數(shù)及布置方式，通過(guò)施加抖動(dòng)力后使車輪橫向振動(dòng)速度迅速下降，當(dāng)抖動(dòng)力滿足一定條件時(shí)，能有效消除嘯叫現(xiàn)象。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，具體步驟如下：

3、步驟s1、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法或者仿真分析法確定曲線嘯叫頻率；

4、步驟s2、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件確定抖動(dòng)力的施加方式；

5、步驟s3、確定抖動(dòng)力的特征，包括頻率、幅值和波形；

6、步驟s4、確定抖動(dòng)裝置布置方式，包括抖動(dòng)裝置的布置間距和布置位置；

7、步驟s5、抖動(dòng)力施加裝置選擇；

8、步驟s6、抖動(dòng)力施加裝置安裝。

9、優(yōu)選的，步驟s1中，所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法為根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的振動(dòng)或者噪聲結(jié)果進(jìn)行頻譜分析，確定嘯叫頻率。

10、優(yōu)選的，步驟s1中，所述仿真分析法是根據(jù)車輪廓形、軌道參數(shù)和摩擦系數(shù)建立有限元模型，并通過(guò)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析或者復(fù)特征值分析確定嘯叫頻率。

11、優(yōu)選的，步驟s2中，所述抖動(dòng)力的施加方式包括車輪施加和鋼軌施加；其中，所述鋼軌施加抖動(dòng)力包含兩種方式：

12、步驟s21、依靠反力支撐裝置，抖動(dòng)裝置一端固定于反力裝置，一端接觸軌頭；

13、步驟s22、抖動(dòng)裝置直接固定于軌腰。

14、優(yōu)選的，步驟s3中，根據(jù)車輪模態(tài)分析結(jié)果，獲得車輪各個(gè)節(jié)徑軸向模態(tài)頻率，再根據(jù)車輪振動(dòng)插入損失對(duì)不同頻率抖動(dòng)力敏感性，確定最佳頻率；計(jì)算分析不同幅值下車輪振動(dòng)速度插入損失，確定最大插入損失對(duì)應(yīng)的抖動(dòng)力幅值；計(jì)算對(duì)方波、正弦波、三角波三種波形各自的抑制效果，并確定最佳波形。

15、優(yōu)選的，步驟s4中，所述布置位置包括扣件上方和跨中。

16、優(yōu)選的，步驟s5中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇抖動(dòng)力施加裝置，所述抖動(dòng)力施加裝置為電機(jī)或者壓電致動(dòng)器。

17、優(yōu)選的，步驟s6中，使用所述電機(jī)作為所述抖動(dòng)力施加裝置時(shí)，通過(guò)安裝螺栓將所述電機(jī)固定在道床上；使用所述壓電致動(dòng)器作為所述抖動(dòng)力施加裝置時(shí)，通過(guò)在道床上打孔安裝反力支撐裝置并安裝所述壓電致動(dòng)器，或者將所述壓電致動(dòng)器直接固定于軌腰上。

18、因此，本發(fā)明提出了一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其有益效果如下：

19、(1)本發(fā)明提出的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，采用特定的抖動(dòng)力參數(shù)及布置方式，通過(guò)施加抖動(dòng)力后使車輪橫向振動(dòng)速度迅速下降，當(dāng)抖動(dòng)力滿足一定條件時(shí)，能有效消除嘯叫現(xiàn)象。

20、(2)本發(fā)明提出的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，無(wú)需改變?cè)熊壍篮蛙囕喗Y(jié)構(gòu)做重大改變，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)便；且施加抖動(dòng)力的裝置較為常規(guī)，相比傳統(tǒng)嘯叫抑制方式更加穩(wěn)定可控，且成本更低。

21、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s1中，所述現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的振動(dòng)或者噪聲結(jié)果進(jìn)行頻譜分析，確定嘯叫頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s1中，所述仿真分析法是根據(jù)車輪廓形、軌道參數(shù)和摩擦系數(shù)建立有限元模型，并通過(guò)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析或者復(fù)特征值分析確定嘯叫頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s2中，所述抖動(dòng)力的施加方式包括車輪施加和鋼軌施加；其中，所述鋼軌施加抖動(dòng)力包含兩種方式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s3中，根據(jù)車輪模態(tài)分析結(jié)果，獲得車輪各個(gè)節(jié)徑軸向模態(tài)頻率，再根據(jù)車輪振動(dòng)插入損失對(duì)不同頻率抖動(dòng)力敏感性，確定最佳頻率；計(jì)算分析不同幅值下車輪振動(dòng)速度插入損失，確定最大插入損失對(duì)應(yīng)的抖動(dòng)力幅值；計(jì)算對(duì)方波、正弦波、三角波三種波形各自的抑制效果，并確定最佳波形。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s4中，所述布置位置包括扣件上方和跨中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s5中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇抖動(dòng)力施加裝置，所述抖動(dòng)力施加裝置為電機(jī)或者壓電致動(dòng)器。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，其特征在于，步驟s6中，使用所述電機(jī)作為所述抖動(dòng)力施加裝置時(shí)，通過(guò)安裝螺栓將所述電機(jī)固定在道床上；使用所述壓電致動(dòng)器作為所述抖動(dòng)力施加裝置時(shí)，通過(guò)在道床上打孔安裝反力支撐裝置并安裝所述壓電致動(dòng)器，或者將所述壓電致動(dòng)器直接固定于軌腰上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，涉及軌道交通隔振技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：S1、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法或者仿真分析法確定曲線嘯叫頻率；S2、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件確定抖動(dòng)力的施加方式，包括在車輪施加和在鋼軌施加；S3、確定抖動(dòng)力的特征，包括頻率、幅值和波形；S4、確定抖動(dòng)裝置的布置方式，包括抖動(dòng)裝置的布置間距和布置位置；S5、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇抖動(dòng)力施加裝置；S6、根據(jù)選擇的抖動(dòng)力施加裝置選擇合適的安裝方式進(jìn)行安裝。本發(fā)明提出的一種基于抖動(dòng)力注入的曲線嘯叫控制方法，無(wú)需對(duì)原有軌道和車輪結(jié)構(gòu)做重大改變，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)便，且施加抖動(dòng)力的設(shè)備較為常規(guī)，相比傳統(tǒng)嘯叫抑制方式更加穩(wěn)定可控，且成本更低。

技術(shù)研發(fā)人員：趙才友,鄭鈞元,王平,高鑫,張?chǎng)魏?師多佳,雷佳鑫,胡思安,王宇軒,耿明婧,惠慶敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15