摘要：随着社会的不断发展，地铁车轮降噪方式逐渐得到了人们的广泛关注。传统的设计方案中存在着一些问题，主要表现为制定性不强、车轮结构不合理、滚动频率过高等等。针对以上情况，相关人员应该设定规范化的降噪工艺，在完善检修方法的同时控制车轮震动频率，并分析制动措施对噪音的影响。因此，本文以地铁车辆噪音概况作为切入点，对降噪方案进行研究。
关键词：地铁车轮；降噪方案；研究
近几年来，地铁在许多城市都得到了迅速的发展，但噪音却是影响地铁运行的因素之一。为了能够规避车轮滚动中出现的负面影响，工作人员应该根据实际情况解决震动混乱等问题，在方案比对的情况下选择合理的降噪措施，体现安装的有序性，也增加了地铁车辆运行的安全性。
一、地铁车辆噪音概况
在地铁运行中，产生噪音的因素主要包括很多方面，其中车轮的无序滚动是最关键的内容。由于轮胎在运行中会产生摩擦，并受到内部牵引力的影响，导致线路的曲线半径变小，地铁受到空间的限制，轨道车轮在连续性打磨的基础上缝隙会增大，噪音也会由此变大。为了解决这一问题，工作人员也研究了一些消声设备，以期能够达到降低噪音的效果。但成果都不是非常的明显。同时，在轨道传递的过程中其内部冲击力会变大，导致相应的结构震动发生，车辆的运行速度受到影响，滚动过慢或者过快都会出现噪音。
二、地铁车轮降噪方案研究
（一）车辆运行中噪音的影响
若想要对降噪反感进行研究，首先要分析地铁车辆行驶中噪音所产生的影响。第一，总的噪音又可以分为轮轨滚动噪音、牵引噪音、气动噪音等等。轮轨噪音在其中起到主导的作用，并且会使随行列车的运动速度发生变化。根据牵引力的不同，我们可以将其分为三个不同的阶段。第一阶段，地铁车辆的运行速度比较平缓，处于声学转变期，不会对车轮造成影响，或者使磨损程度增加。第二阶段，列车的行驶速度在45km/h到350km/h之间，车辆开始慢慢提速，噪音的频率也逐渐增加。第三阶段，车辆的整体速度大于350km/h，空气动力减弱，由于道岔口增加所引起噪音达到顶峰。总体而言，生辐射源是车轮振动的主要来源之一，它是由周围空气向外传播所引起的，能够使轮轨表面受到震动，并在车轮和轨道的相互作用下激发出噪音。
（二）车轮降噪方案的选择
1、车轮降噪的一般机理
为了能够使车轮降噪方案的作用发挥到最大，应该对将在的一般机理进行研究。第一，由于车轮的直径与厚度不同，结构中的几何参数也不尽相同。为了对综合性能进行考虑，促进材料的合理利用，工作人员应该对不同车轮的强度系数进行测定，并结合本身的阻尼值来分析材料的基本属性。第二，相关人员应该以降噪为目标，通过车轮震动能量吸收来进行阻尼处理，这样可以尽可能的达到消声的作用。同时，还可以根据地铁车辆的运行里程来确定消声器结构。一般情况下，界面阻尼型消声器是比较常用的一种处理装置，它能够通过车轮震动收集相应数据，并将热能转化为机械能，以声音的耗散为主，达到降噪的目的。同时，为了体现处理方式的灵活性，工作人员也会建立动力吸震模型，找到运动的规律，通过应用性能的开发创建响应程序。
2、车轮模态分析
车轮模态分析方式比较简单，它主要包括以下几点内容：第一，根据消声器中的固有频率对震动系统中的能量转化过程进行监督，并控制频率的变动值。如果频率激震受到车轮系统的影响，消声器中的阻尼装置则会对地铁的流通路径进行分析，并在能量转移后快速的吸收震频。第二，控制系统会按照用户的指令进行操作，将消声器中所设计的参数予以保存，并按照性质的不同划分动态模型，将车轮的吸收方式变得更加灵活。同时，为了能够完善降噪过程，工作人员会建立直幅板车轮和S形幅板车轮两种元模型，通过固有频率的测定比对噪音值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过研究表明：在相同阶梯数的情况下，直幅板车轮的固有频率在375HZ左右，而S形幅板车轮的固有频率则在232HZ左右。结果表明，后者的频率要高于前者，车轮的基本性能较大，会产生一定的噪音，需要消音器的配合才能够得以完善。同时，在降噪设计中，一定要考虑到车轮高度，这样能够使轴心到轮框的距离变短，使摩擦效应减弱。
（三）降噪措施的评价和选择
降噪措施的评价与选择也是方案设计中的关键。根据常规地铁车轮的种类，选择方法主要有两种。工作人员要根据实际情况进行比对，并从全方面评价。第一，以车轮降噪消声器为主的动力吸震模型。这是最为普遍的降噪方式，其应用效率也比较高。首先，工作人员应该对动车轮进行组装，以嵌入式方法解决轮盘空间限制的问题，增加车轮的强度。同时，要根据车辆的径向值建立评价模型，并完善安装程序，突出工艺流程的规范化。第二，在车轮内胎中制作一个圆形工艺孔，并根据直径测定阻尼环的弹性压缩系数，在车轮的内侧安装一个联结槽，形成特殊的封闭式接口。在这种情况下，车轮的摩擦频率就会降低，车轮径向与横向模态的震动作用会得到抑制，车轮的外扩现象也会减弱，从而达到减少噪音的效果。
三、线路测试
（一）测试内容
以地铁路线中的开阔段作为基点，对降噪程度进行测试，分析车轮对噪音的影响。首先，阻尼系统将车轮分为内侧和外侧两部分，工作人员应该根据总距离来划分布控点，并通过地铁中的转向轨道分析声辐射特性。一般情况下，两相邻测点之间的距离应该在100cm到200cm之间，分别以横向和纵向两位置中进行规划。测点一距离中央轨道约1.5m，两钢轨顶面的高度分别在2.5m和4.3m上。为了确保数值的精准性，工作人员可以建立直线段采控系统，以信号监督的方法形成相关评价指标，并按照频率将噪音分类。它的好处在于能够扩大运行区段的传感效率，并通过阻尼降噪的手段优化测试过程。
（二）测评结果分析
从测评结果分析的角度来看，工作人员则通过相关数据的比对确定阻尼车轮对声辐射的影响。首先，根据车轮类型分为拖车车轮与动车车轮两部分。拖车车轮的高频噪音比较明显，它主要在7.8HZ与28HZ之间变化。但在布控点设定后，车轮噪音的频率减弱，降低到5.2HZ左右。其次，如果将传声器固定在车轮的构架中，外延的震动频率也会发生转变。因此，采用阻尼降噪的方式是非常正确的，简单的车轮加工能够使一部分震频被消声器吸收，从而令应用效果扩大，降低轮轨噪音。最重要的是，这种安装形式不受轮胎辐板的影响，工作人员能够根据技术参数设定检修方案，节约了经济成本。
结语：
综上所述，本文主要从以下两个方面入手：第一，对地铁车辆的概况进行分析。第二，阐述了地铁车轮的降噪方案。第三，对线路测试结果进行说明。从而得出：为了保证车轮的磨损性减弱，使噪音降低，相关人员应该对车轮降噪机理进行分析，探寻噪音对车辆所产生的影响。同时，也要确立基本的降噪预案，在方式比对的情况下构建以固有频率为主的车轮模型，对措施进行全面评价，并分析车外噪音的布控点，为地铁的可持续发展创造良好条件。
参考文献：
[1]李霞,温泽峰,金学松. 地铁车轮踏面异常磨耗原因分析[J]. 机械工程学报,2010（16）.
[2]王超,肖新标,金学松,房建英. 不同轮轨粗糙度激励下辐板安装式刹车盘对地铁车轮声辐射特性的影响[J]. 机械工程学报,2010（16）.
[3]肖楠,谢基龙,周素霞. 地铁车轮踏面制动疲劳强度评价方法及应用[J]. 工程力学,2010（09）.
[4]王超,肖新标,金学松,房建英. 地铁车轮辐板安装刹车盘对其声辐射特性的影响[J]. 铁道学报,2011（08）.
[5]唐华平,杜磊,姜永正,郝长千. 不同结构地铁车轮的噪声特性测试和对比分析[J]. 应用科学学报,2009（06）.
论文作者:于占洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/12
标签：车轮论文; 噪音论文; 降噪论文; 地铁论文; 频率论文; 阻尼论文; 车辆论文; 《基层建设》2017年第13期论文;