橋梁噪聲的案例
北京交通大學成功舉辦首屆軌道交通噪聲與振動環境影響青年學者論壇
之后，西南交通大學教授韋凱博士首先作了題為《高分子材料真實動力性能及其對軌道交通環境振動噪聲的影響機制》的主題發言，詳細介紹了他對高分子材料扣件墊板頻變特性和溫變特性及其對振動預測的影響，并介紹了磁流變阻尼減振軌道的研究進展。
接下來，中南大學教授朱志輝博士作了題為《軌道交通環境振動的三維隨機振動分析方法研究》的主題發言，介紹了其為了提高環境振動三維動力有限元計算效率所做的計算改進工作。
重慶交通大學副教授薛富春博士作了題為《輪軌三維滾動接觸初步研究》的發言，從車輛軌道模型的簡化研究現況出發，介紹了精細化輪軌分析的建模研究。
同濟大學副教授李奇博士作了題為《鐵路噪聲預測中的軌道結構力學模型和參數估計》的發言，分別介紹了車軌橋耦合分析的頻域力法原理、軌道衰減率和扣件剛度的間接測量、輪軌組合粗糙度的間接測量以及高架軌道交通振動和噪聲的應用實例。
東南大學副教授宋曉東博士作了題為《軌道交通橋梁噪聲預測與減振降噪研究》的發言，詳細介紹了橋梁振動噪聲正向預測、聲學逆運算與橋梁噪聲聲源重構方法以及橋梁減振降噪的措施研究。
在上午的論壇演講和討論中，各位專家圍繞如何更加有效模擬列車通過振動和噪聲、如何提高預測準確度、如何解決計算結果與實測結果之間的偏差進行了激烈的討論和充分的交流。
論壇下午共安排7場主題演講，由西南交通大學韋凱教授和同濟大學金浩博士主持。
同濟大學副研究員李莉博士作了題為《不同剛度扣件對地鐵車輛車內噪聲的影響研究》的發言，從實車實驗、測試數據分析和理論計算幾個方面對該問題多年來的研究歷程進行了闡述。
展開 如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？
案例分享
西南交通大學依據ISO 3095 標準在高架橋開展通過噪聲測量（傳聲器距軌道中線7.5m/25m、高度 3.5m），并采用HBK 78 通道輪式傳聲器陣列（直徑 4m，距軌中線 7.5m，高度2m）和軌道車輛移動聲源波束成形技術BZ-5939進行聲源識別。
結果表明：轉向架和受電弓區域是噪聲最強的聲源（350km/h時轉向架對總聲功率貢獻達 31.8%）；車廂區域聲源對通過噪聲的貢獻隨測量距離增加而上升，轉向架和車頭則下降；列車速度 200-350km/h 范圍內，轉向架與下部區域的貢獻隨速度升高而降低，車廂中部則升高。研究最終為高速列車外部噪聲控制提供了依據，同時指出未考慮軌道/ 橋梁噪聲、車身聲源貢獻可能被高估等局限。
更多信息請參閱Zhang, Jie, Xiao, Xinbiao, Wang, Dewei, Yang, Yan, Fan, Jing, Source Contribution Analysis for Exterior Noise of a High-Speed Train: Experiments and Simulations, Shock and Vibration, 2018, 5319460, 13 pages, 2018.
總結
通過“精確測量+ 精準定位 + 定量分析”為降噪設計提供直接依據，HBK移動聲源波束形成系統可實現核心能力包括：
噪聲源排序：可定義受電弓、輪對、轉向架、車廂間通道等小區域，計算各區域的聲功率貢獻量，按“噪聲重要性”對區域排序（例如明確轉向架是主要噪聲源）。
多維度特性分析：輸出噪聲源的位置信息（疊加車輛圖像，直觀顯示部件噪聲級）、頻率成分（明確高噪聲對應的頻率范圍）、聲功率輻射特性（量化噪聲源的貢獻）。
展開 仿真APP助力建筑設計更高效、更安全、更耐久
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</div><p><br></p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">立即體驗：</span><a href="https://www.simapps.com/v/175225.html" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(9, 64, 142); background-color: rgb(255, 255, 255);">www.simapps.com/v/175225.html</a></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">04 直立式聲屏障立柱強度校核仿真APP</strong></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31); background-color: rgb(255, 255, 255);">聲屏障，主要用于公路、高速公路、高架、橋梁和其它噪聲源的隔聲降噪，是一種重要交通設施。
展開 聲屏障結構設計之——微弧式聲屏障立柱強度校核仿真APP
<p class="ql-align-justify">聲屏障，主要用于公路、高速公路、鐵路、高架、橋梁和其它噪聲源的隔聲降噪，是一種重要交通設施。道路工程中應用較廣泛的聲屏障有三種：直立式聲屏障、微弧式聲屏障和折板式聲屏障。</p><p class="ql-align-justify">聲屏障主要由支撐結構、吸聲板及連接構件組成。工程上多采用H型立柱作為支撐結構，以確保聲屏障具備良好的結構強度并便于安裝和維護。由于聲屏障迎風面積大，為保其安全可靠，需進行抗風計算。其中，支撐結構風載荷下的強度與穩定性尤為關鍵，已成為聲屏障設計的主要內容和基本要求。根據《聲屏障結構技術標準》(GB/T 51335-2018）和《公路聲屏障 第2部分：總體技術要求》(JT/T 646.2-2016) 的規定，聲屏障結構設計應考慮聲屏障材料本身結構的強度與剛度、支撐結構的強度與穩定性，以及聲屏障連接系統的強度及耐久性。</p><p class="ql-align-justify">傳統的聲屏障結構設計主要依賴經驗公式和理論計算，存在估算較為粗略、主體設計保守而關鍵部位設計不足等缺陷。隨著科技的進步，有限元仿真技術的應用使得聲屏障結構計算更加快速、直觀、科學和準確，仿真技術在聲屏障結構形式、材料應用、風載模擬、抗風性能和安全性能分析等方面可以發揮巨大作用。
展開 
噪聲、振動和聲振一體化NVH分析的最佳圖形工作站、服務器硬件配置推薦
NVH分析，即噪聲、振動和聲振一體化分析，是指通過仿真軟件對結構、流體、材料等多物理場耦合系統進行分析，以評估系統的噪聲、振動和聲振一體化特性。
NVH分析主要應用領域：
§ 機械設計：用于分析和優化機械結構的噪聲、振動和聲振一體化特性，如汽車、飛機、船舶等結構。
§ 航空航天：用于分析和優化航空航天器的噪聲、振動和聲振一體化特性，如飛機發動機、航天器等。分析和減少飛機、航天器和其他航空航天設備的振動和噪聲，以提高性能和乘客舒適度
§ 汽車制造：用于分析和優化汽車零部件的噪聲、振動和聲振一體化特性，如發動機、變速箱等。評估和改進汽車的噪聲和振動性能，提高駕駛舒適性
§ 建筑工程：用于分析和優化建筑結構的噪聲、振動和聲振一體化特性，如橋梁、建筑物等。分析建筑物和橋梁的振動和噪聲，以確保其結構安全和附近居民的生活質量。
§ 電子產品：評估電子設備的振動和噪聲，以確保它們在運行時不會產生不希望的聲音或振動
§ 其他領域：用于分析和優化各種結構的噪聲、振動和聲振一體化特性，如風力發電機、醫療設備等。
NVH分析常用的仿真軟件：
§ ANSYS Workbench：用于NVH分析，主要用于機械產品、航空航天產品、汽車產品等的設計和分析。它們提供了廣泛的建模和分析工具，用于評估結構和流體系統的振動和噪聲性能
§ COMSOL Multiphysics：用于NVH分析，主要用于機械產品、航空航天產品、汽車產品等的設計和分析。可用于分析結構、流體和聲學相互作用，適用于多種NVH應用。
§ LMS Virtual.Lab：用于NVH分析，主要用于汽車、航空航天、建筑等領域的設計和分析。
展開 Actran在高速鐵路聲屏障降噪效果預測中的應用
仿真結果噪聲分布云圖
由于高鐵聲源的復雜性，在仿真模型中需要定義數量非常多的線聲源用來模擬分布在列車兩側和橋梁腹板外側的噪聲源。使用Actran的API語言可以方便的通過命令行或者腳本文件快速定義多聲源。
采用Actran API腳本語言快速生成線聲源，采用Loadcases命令，避免聲源干涉效應，實現聲源不相干疊加。
結果
Actran不僅仿真結果與測試結果對比良好，還能夠模擬復雜的幾何形式和吸聲邊界條件，具有高效可行的建模方式，提供了研發更為復雜產品的工具。目前已在高速鐵路聲屏障研發、設計中應用，也將有望應用于普通鐵路和城市軌道交通工程減振降噪設計與新措施研發中。
Actran仿真結果與測試對比
關于中國鐵設
中國鐵路設計集團有限公司（簡稱中國鐵設，原鐵道第三勘察設計院集團有限公司），是中國鐵路總公司下屬唯一勘察設計企業，成立于1953年，是以鐵路、城市軌道交通、公路等工程總承包、勘察、設計、咨詢、監理、項目管理業務為主的大型企業集團。在高速鐵路、重載鐵路、綜合交通樞紐、城市軌道交通、新型軌道交通、磁浮交通等領域具有突出優勢，部分技術達到國際先進水平。
展開 案例分享 | Actran在高速鐵路聲屏障降噪效果預測中的應用
解決方案
在聲屏障降噪設計過程中仿真對象主要是高速鐵路輻射噪聲，需要建立大尺度、外場、寬頻域的模型。Actran 的無限元技術，二維模型分析技術，阻抗邊界定義，多聲源輸入，近場遠場分布云圖，模擬復雜幾何形狀和阻抗邊界等功能可以滿足這些需求。胡文林補充道：“除了無限元技術外，能夠模擬聲屏障復雜的形狀、吸聲邊界和頂部端頭的形式（彎折、帶有頂部干涉器）是我們選擇這款產品的主要原因。Actran能夠滿足產品研發和預測降噪的需求。”
仿真結果噪聲分布云圖
由于高鐵聲源的復雜性，在仿真模型中需要定義數量非常多的線聲源用來模擬分布在列車兩側和橋梁腹板外側的噪聲源。使用Actran的API語言可以方便的通過命令行或者腳本文件快速定義多聲源。
采用Actran API腳本語言快速生成線聲源，采用Loadcases命令，避免聲源干涉效應，實現聲源不相干疊加。
結果
Actran不僅仿真結果與測試結果對比良好，還能夠模擬復雜的幾何形式和吸聲邊界條件，具有高效可行的建模方式，提供了研發更為復雜產品的工具。目前已在高速鐵路聲屏障研發、設計中應用，也將有望應用于普通鐵路和城市軌道交通工程減振降噪設計與新措施研發中。
展開 西南交通大學金學松教授團隊：基于地鐵車內噪聲的鋼軌粗糙度接受/驗收準則| CJME論文推薦
嚴重的鋼軌波磨現象會進一步引發其他問題，如軌道車輛系統零部件破壞、嚴重的噪聲等。避免或減少這類問題的有效方法是鋼軌打磨，但目前各個地鐵運營公司對鋼軌波磨的限值尚無統一標準，過于嚴苛的限值要求會造成運維成本劇增，較為寬松的限值要求又會導致其他故障頻發。因此，單一的波磨限值，如ISO 3095，很難滿足經濟高效的運維要求。同時，隨著地鐵的快速發展，地鐵車內噪聲問題愈加嚴重，嚴重的地響乘客的乘坐體驗以及司乘人員的身心健康，控制鋼軌波磨是控制地鐵車內噪聲最行之有效的方法之一，為此，作者從車內噪聲的角度，研究基于車內噪聲控制的鋼軌波磨限值。
圖1 鋼軌粗糙度測試
試驗方法
首先需要建立鋼軌粗糙度與車內噪聲之間的量化關系，鋼軌粗糙度直接作用于輪軌系統，輻射輪軌噪聲，而地鐵運行于隧道內時，車內噪聲主要受輪軌噪聲的影響，因此，以輪軌噪聲為橋梁，建立鋼軌粗糙度與車內噪聲之間的量化關系。為此，首先通過線路試驗，獲取正常運營情況下列車的車內噪聲與輪軌噪聲，再通過兩者之間的頻譜能量差得到列車的噪聲傳遞函數，并利用實測數據驗證通過傳遞函數方法計算車內噪聲的可靠性；然后建立輪軌噪聲預測模型，并對其進行驗證，然后以不同波長，不同幅值的鋼軌粗糙度作為輸入，計算輪軌噪聲，再通過實測的車體噪聲傳遞函數計算車內噪聲，然后根據車內噪聲限值判斷此時車內噪聲是否超標，如未超限，進一步提高相應鋼軌粗糙度的幅值，直到車內噪聲超標，此時可將該幅值下的鋼軌粗糙度作為基于車內噪聲控制的鋼軌粗糙度限值。同時，作者將考慮不同的運營速度、不同的軌道結構的影響，旨在建立一套完整的鋼軌粗糙度限值。
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