于海然，張立民，張艷斌，孫維光

(1.西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031；2.中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111) *

高速列車車體局部結(jié)構(gòu)減振阻尼措施試驗(yàn)研究

于海然1，張立民1，張艷斌1，孫維光2

(1.西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031；2.中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111)*

為探究?jī)煞N新型阻尼材料(阻尼漿/阻尼片)對(duì)車體局部的隔振性能，并用于解決某動(dòng)車組車體局部異常振動(dòng)問(wèn)題.分別對(duì)四個(gè)車體局部使用三種方案(無(wú)阻尼方案、阻尼片方案和阻尼漿方案)進(jìn)行試驗(yàn)，利用臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行時(shí)域和頻域的對(duì)比分析.結(jié)果表明：兩種阻尼材料都能大幅度減小自由衰減振動(dòng)的幅值和周期，其中阻尼漿方案對(duì)車體地板衰減效果較好，而阻尼片方案對(duì)側(cè)墻和受電弓蓋板衰減效果較好.在5～80Hz頻段內(nèi)，阻尼漿地板隔振頻帶寬，模態(tài)阻尼比大，能有效避免列車在運(yùn)行中車體局部結(jié)構(gòu)與各子系統(tǒng)模態(tài)頻率發(fā)生耦合共振，而貼阻尼片的中部側(cè)墻和受電弓蓋板也是如此.相比阻尼漿，阻尼片安全性高，安裝工藝簡(jiǎn)單，在保證結(jié)構(gòu)可靠性的前提下進(jìn)一步降低了車體的質(zhì)量，具有良好的應(yīng)用前景.

新型阻尼材料；車體局部；振動(dòng)衰減；隔振性能

0 引言

高速列車車體的動(dòng)態(tài)性能是車體設(shè)計(jì)中的重要技術(shù)指標(biāo)之一，世界各大車輛制造商均在車體研發(fā)流程中將振動(dòng)與噪聲性能置于和安全性同等重要的地位，車體振動(dòng)控制方法研究一直是國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者傾注精力的方向.目前車體振動(dòng)控制方法主要包括阻尼片/漿在車體振動(dòng)控制中的運(yùn)用、壓電原件在振動(dòng)控制中的應(yīng)用、基于幾何濾波的振動(dòng)控制方法和基于動(dòng)力吸振器的車下設(shè)備振動(dòng)控制法.其中表面阻尼處理是提高結(jié)構(gòu)阻尼、抑制共振、改善結(jié)構(gòu)抗振降噪性能的有效方法之一，其工藝簡(jiǎn)單、安全性高，滿足高速列車輕量化設(shè)計(jì)的要求[1-3].雖然阻尼減振在列車振動(dòng)控制中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但使用新型阻尼材料針對(duì)高速列車車體局部振動(dòng)控制的試驗(yàn)研究還很少，需要結(jié)合具體的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探索其結(jié)構(gòu)的比較和優(yōu)化.基于本次試驗(yàn)的分析結(jié)果，對(duì)解決高速列車在運(yùn)行過(guò)程中車體局部振動(dòng)過(guò)大問(wèn)題給出了一定的解決方法，也為后期的整車模態(tài)匹配設(shè)計(jì)及驗(yàn)證提供重要的參考價(jià)值.

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)某新型高速動(dòng)車組整車模態(tài)匹配及設(shè)計(jì)的要求, 為解決其運(yùn)行過(guò)程中車體局部振動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題，對(duì)其四個(gè)車體局部采用兩種新型阻尼材料(阻尼漿和阻尼片)通過(guò)三種減振方案來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比分析，同時(shí)結(jié)合全局阻尼減振和局部阻尼減振的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析總結(jié).

1 試驗(yàn)測(cè)試概述

1.1 試樣制備

被測(cè)車體為國(guó)內(nèi)某標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組白車體中間車(Tp03)，先后分別對(duì)被測(cè)車體的四個(gè)局部進(jìn)行三種阻尼狀態(tài)處理，即無(wú)任何阻尼處理的鋁合金結(jié)構(gòu)白車體A1、貼阻尼片(厚度為3 mm)狀態(tài)的白車體A2和涂阻尼漿(厚度為4 mm)狀態(tài)的白車體A3，試驗(yàn)車體使用橡膠堆四點(diǎn)支撐于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上使其保持自由支撐狀態(tài).車體在三種不同狀態(tài)下的枕梁地板、中部地板、中部側(cè)墻和受電弓蓋板四個(gè)局部的對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置均相同，且中部側(cè)墻各測(cè)點(diǎn)分布在車體同一橫截面內(nèi).測(cè)點(diǎn)分布示意圖如圖1所示，圖中長(zhǎng)度單位為mm，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表1所示.圖1(a)、(b)和(c)圖中所示虛線框內(nèi)面積分別表示車體四個(gè)局部的實(shí)際阻尼處理區(qū)域，其中圖(c)中受電弓蓋板的實(shí)際阻尼處理面積為突出車頂部分向下的區(qū)域.

(a)

(b)

(c)

序號(hào)試驗(yàn)內(nèi)容車體狀態(tài)1無(wú)阻尼車體A12枕梁地板阻尼測(cè)試阻尼片車體A23阻尼漿車體A34無(wú)阻尼車體A15中部地板阻尼測(cè)試阻尼片車體A26阻尼漿車體A37無(wú)阻尼車體A18中部側(cè)墻阻尼測(cè)試阻尼片車體A29阻尼漿車體A310無(wú)阻尼車體A111受電弓蓋板阻尼測(cè)試阻尼片車體A212阻尼漿車體A3

1.2 測(cè)試分析方法

由于車體各局部的結(jié)構(gòu)參數(shù)是未知的，為獲取各局部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，只能通過(guò)試驗(yàn)方法.基于LMS公司振動(dòng)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)，采用力錘沖擊激勵(lì)，車體局部結(jié)構(gòu)多點(diǎn)響應(yīng)的試驗(yàn)方案進(jìn)行研究.通過(guò)測(cè)量動(dòng)態(tài)力輸入和振動(dòng)響應(yīng)的輸出，計(jì)算輸入輸出的頻響函數(shù)，進(jìn)而利用模態(tài)參數(shù)識(shí)別理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的識(shí)別，計(jì)算出各局部結(jié)構(gòu)的固有頻率和阻尼比，進(jìn)而計(jì)算出振動(dòng)衰減系數(shù).并運(yùn)用相干函數(shù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證[4-5].

本試驗(yàn)采取每次在不同局部施加激勵(lì)并進(jìn)行測(cè)試的方法，其激勵(lì)方式為單點(diǎn)激勵(lì)和多點(diǎn)激勵(lì)，采用振動(dòng)時(shí)域衰減法和阻尼頻域分析法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析.由于車體鋁合金結(jié)構(gòu)為較剛硬的構(gòu)件，單點(diǎn)激勵(lì)也能獲得較高的精度，在力錘的使用中應(yīng)注意避免反跳造成多次沖擊.其中輸入信號(hào)為脈沖激勵(lì)信號(hào),對(duì)其加力窗以去除噪聲信號(hào),輸出信號(hào)為衰減振動(dòng)信號(hào),對(duì)其加指數(shù)窗使信號(hào)在結(jié)束時(shí)衰減到0,用來(lái)消除截?cái)嗾`差[6].每個(gè)測(cè)點(diǎn)敲擊6次，保證實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性，敲擊過(guò)程中盡量避開(kāi)各階模態(tài)陣型的節(jié)點(diǎn)，在試驗(yàn)測(cè)試和分析中保證激勵(lì)點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)的位置不變.

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 時(shí)域衰減對(duì)比分析

使用1.2節(jié)中的試驗(yàn)原理和方法，對(duì)車體的每個(gè)局部采用三種減振方案，進(jìn)行力錘敲擊試驗(yàn).本次對(duì)車體局部進(jìn)行錘擊試驗(yàn)選擇錘頭的原則如下：錘擊條件下力錘輸出信號(hào)的自功率譜在最高頻率200 Hz處比最大值下降不超過(guò)20 dB.線性范圍內(nèi)最大錘擊力作用下測(cè)試加速度傳感器的輸出應(yīng)在滿量程的2/3左右即可.同時(shí)為在分析中獲得最優(yōu)的動(dòng)態(tài)特性，激勵(lì)的頻率范圍應(yīng)與分析帶寬匹配.在本次試驗(yàn)中選用了kistler-2t型號(hào)尼龍錘頭的力錘進(jìn)行測(cè)試.由于力錘的激勵(lì)力大小與力錘的質(zhì)量和激勵(lì)時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，由于調(diào)整激勵(lì)時(shí)的速度需要較多經(jīng)驗(yàn)，因此試驗(yàn)時(shí)通過(guò)調(diào)整錘頭的附加質(zhì)量改變力譜的幅值.為使試驗(yàn)結(jié)果具有可對(duì)比性，每個(gè)車體局部在三種減振方案下分別選取相同位置的信號(hào)輸入點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)，其施加單位載荷的方法如表2所示.

表2 三種阻尼狀態(tài)下車體局部敲擊輸入響應(yīng)點(diǎn)

在進(jìn)行連續(xù)多次敲擊測(cè)試后，選取有效數(shù)據(jù)，截取每個(gè)局部的三種減振方案下的輸入力相同的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析.圖2給出了車體四個(gè)局部在三種狀態(tài)下每個(gè)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)的自由衰減振動(dòng)對(duì)比分析結(jié)果圖.車體各局部在三種減振狀態(tài)下的一階固有頻率、阻尼比和衰減系數(shù)的計(jì)算結(jié)果如表3所示.

表3 車體各局部在三種減振狀態(tài)下的一階固有頻率、阻尼比和衰減系數(shù)

注：f，ζ，n分別表示第一階固有頻率，阻尼比和時(shí)域信號(hào)的對(duì)數(shù)衰減率.

如圖2(a)，比較三種減振方案下的自由衰減振動(dòng)的最大振動(dòng)幅值，無(wú)阻尼方案的最大振動(dòng)幅值相比于信號(hào)輸入點(diǎn)的最大幅值衰減了約50%，阻尼片方案衰減了約65%，而阻尼漿方案衰減量最大，達(dá)到了80%.結(jié)合表3，比較三種減振方案的衰減系數(shù)和阻尼比，阻尼片減振速率小于阻尼漿，但都大于白車體無(wú)阻尼方案減振速率.在中部地板的衰減對(duì)比分析中，三種減振方案的最大幅值衰減量和枕梁地板幾乎相同，但中部地板三種減振方案的衰減速率相比于枕梁地板要快約20%.對(duì)于中部地板，無(wú)論是從最大幅值衰減量還是衰減速率比較，阻尼漿方案都要優(yōu)于其它兩種減振方案.由隔振理論可知，在保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，底階固有頻率(特別是一階固有頻率)的高低決定了該結(jié)構(gòu)傳遞特性以及隔振范圍[7]， 由表3，阻尼漿狀態(tài)的車體地板一階固有頻率最低，模態(tài)阻尼比最大，故隔振范圍更寬，對(duì)于車體彈性體和車下設(shè)備低頻振動(dòng)的隔振效果會(huì)更加明顯.

(a)枕梁地板測(cè)點(diǎn)f 3

(b)中部地板測(cè)點(diǎn)f 8

(c) 中部側(cè)墻測(cè)點(diǎn)c3

(d)受電弓蓋板測(cè)點(diǎn)g1

對(duì)于中部側(cè)墻，由圖2(c)可知，阻尼漿方案和無(wú)阻尼方案的最大幅值衰減量相差不大，其衰減量達(dá)到55%，阻尼片方案要好于其他兩種方案，衰減量達(dá)到65%.對(duì)比衰減速率和阻尼比，阻尼片方案要快于阻尼漿方案，相比其它兩種方案的衰減周期，阻尼片方案的一個(gè)自由衰減周期時(shí)間縮短約一倍.同樣在圖2(d)中，受電弓蓋板在最大幅值衰減量對(duì)比中，阻尼片方案比阻尼漿方案減小約5g，衰減量達(dá)到75%，振幅衰減最快.結(jié)合表3，對(duì)比三種狀態(tài)下的衰減系數(shù)和阻尼比，可知阻尼片衰減速率快于阻尼漿，衰減周期更短，減振效果更好.同樣阻尼片狀態(tài)的中部側(cè)墻和受電弓蓋板的一階模態(tài)頻率最低，具有更寬的隔振范圍，同時(shí)還具有質(zhì)量輕、模態(tài)阻尼比大的優(yōu)點(diǎn).

2.2 典型頻段頻域結(jié)果對(duì)比分析

模態(tài)匹配最基本的原則是在設(shè)計(jì)上保證車體承載結(jié)構(gòu)、車體局部結(jié)構(gòu)和各子系統(tǒng)的模態(tài)頻率不與吊掛設(shè)計(jì)設(shè)備及懸掛激勵(lì)頻率發(fā)生共振[8].為了進(jìn)一步研究?jī)煞N阻尼材料的隔振性能，需要在頻域內(nèi)對(duì)比分析兩種阻尼材料的隔振性能.因車體彈性體及各子系統(tǒng)主要的振動(dòng)頻率都在5～80Hz以內(nèi)，為考查較寬頻段內(nèi)的振動(dòng)衰減特性，對(duì)比了典型頻段內(nèi)三種阻尼方案下單位力激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)幅值.利用寬頻帶內(nèi)的衰減特性進(jìn)行對(duì)比，本文選用1/3倍頻程的幅值進(jìn)行對(duì)比.在每一個(gè)頻帶內(nèi)計(jì)算對(duì)應(yīng)頻率響應(yīng)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)均方根值，均分根計(jì)算式如下：

式中，xi為各頻段內(nèi)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加速度頻響函數(shù)幅值.

利用上述方法對(duì)三種結(jié)構(gòu)情況下各頻率段結(jié)構(gòu)頻響幅值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算.分別計(jì)算出單位力激勵(lì)下各有效測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)幅值，并分別對(duì)三種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)幅值求其平均值.其結(jié)果用振動(dòng)加速度有效值隨頻率變化曲線來(lái)表示，如圖3～6所示.為方便對(duì)比分析，圖中μ表示工程單位，1μ=0.001.

如圖3，在三種減振方案中的各個(gè)頻率段，阻尼漿方案的振動(dòng)加速度有效值最小，無(wú)阻尼方案加速度有效值最大，阻尼片方案加速度有效值居中.低頻段(8～20Hz)的兩種有阻尼方案的曲線非常接近，相鄰曲線間相距不超過(guò)3μ，隔振效果相差不大，但有阻尼方案的隔振效果明顯好于無(wú)阻尼方案；在此點(diǎn)對(duì)列車運(yùn)行舒適度影響較大的區(qū)段內(nèi)(0～20Hz)，阻尼漿減振方案要略好于其他兩種減振方案.為研究車輪滾動(dòng)激勵(lì)與車體結(jié)構(gòu)固有模態(tài)的匹配關(guān)系，在識(shí)別車體模態(tài)參數(shù)的情況下，需要計(jì)算不同速度下車輪滾動(dòng)激擾的頻率f.在靠近轉(zhuǎn)向架上方的枕梁地板位置，由于此位置在列車運(yùn)行時(shí)受車輪滾動(dòng)激擾，當(dāng)列車在200 ～370km/h速度區(qū)間運(yùn)行時(shí)，車輪滾動(dòng)激擾頻率f的范圍是19.2～35.6Hz；位于中頻段(20～50Hz)，由圖中可以看出，在此頻率范圍內(nèi)，阻尼漿方案的加速度有效值明顯低于其它兩種減振方案，故從圖中曲線可以看出，阻尼漿減振方案在枕梁地板處對(duì)車輪激擾的隔振效果更好.上述所有關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，還需要在線路試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證.

圖3 枕梁底板振動(dòng)加速度有效值隨頻率變化曲線

如圖4，在幾乎各個(gè)頻率段，阻尼漿方案的振動(dòng)加速度有效值最小，阻尼片方案次之，無(wú)阻尼方案最大；在10Hz附近，阻尼片方案的加速度有效值最大，振動(dòng)沒(méi)有被抑制反而被加強(qiáng).在整個(gè)頻段范圍(0～80Hz)，三種減振方案加速度有效值呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，有阻尼方案的兩條曲線之間的差距逐漸減小，其差值在5～15μ以內(nèi).由于車體中部下方懸掛多個(gè)有源設(shè)備(牽引變壓器、廢排風(fēng)機(jī)、主空壓機(jī)等)，而車體中部地板的振動(dòng)主要來(lái)自車下有源設(shè)備的振動(dòng)激擾， 其有源設(shè)備的工作基頻都在80Hz以內(nèi)，而車體彈性體及各子系統(tǒng)主要的振動(dòng)頻率都在5～80Hz，在車輛運(yùn)行過(guò)程中存在發(fā)生耦合共振的可能性，因此在較寬頻段內(nèi)降低各頻率的振動(dòng)幅值會(huì)有效避免車體及其局部結(jié)構(gòu)與車下設(shè)備各頻率耦合共振的發(fā)生.

圖4 中部地板振動(dòng)加速度有效值隨頻率變化曲線

圖5 中部側(cè)墻振動(dòng)加速度有效值隨頻率變化曲線

由圖5可知，在各個(gè)頻率段，三種減振方案的阻尼比幾乎相同，三種減振方案的加速度有效值均呈現(xiàn)上升趨勢(shì).在低頻段(0～20Hz)，三種減振方案加速度有效值變化平緩，三種減振方案相鄰曲線間距約為3μ.阻尼片方案相比阻尼漿加速度有效值下降了約50%，因此車體中部側(cè)墻在低頻段的隔振處理中，阻尼片效果要好于阻尼漿.但阻尼漿減振方案中，中部側(cè)墻的加速度有效值不但沒(méi)有被抑制，反而被加強(qiáng)，而阻尼片減振方案的隔振效果優(yōu)于其它兩種方案.在25Hz附近，三種減振方案效果相同.在中高頻段(25～80Hz)，阻尼片車體加速度有效值比阻尼漿車體降低了10%～30%，三條曲線的之間的差距逐漸變大，在高頻段，阻尼片對(duì)中部側(cè)墻隔振效果的提升十分顯著.

由圖6可知，在各個(gè)頻率段，阻尼漿和阻尼片方案的加速度有效值明顯小于無(wú)阻尼方案，在低頻段表現(xiàn)尤為顯著；在12.5Hz以下，阻尼片方案的加速度有效值大于阻尼漿方案，但最大差值不超過(guò)6μ.在中高頻段(25～80Hz范圍)，有阻尼方案的加速度有效值基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但阻尼片方案的加速度有效值在整個(gè)頻段內(nèi)變化趨勢(shì)平穩(wěn).由于列車在高速運(yùn)行過(guò)程中受電弓的振動(dòng)會(huì)對(duì)受電弓蓋板的影響較大，而阻尼片能大幅度降低各頻段的振動(dòng)幅值，在車體彈性體和車體各局部結(jié)構(gòu)之間容易發(fā)生耦合振動(dòng)的頻率段(5～80Hz)內(nèi)，有較好的的減振隔振效果，能有效避免受電弓蓋板的耦合共振.從而能避免受電弓蓋板振動(dòng)過(guò)大對(duì)整車運(yùn)行造成的影響.

圖6 受電弓蓋板振動(dòng)加速度有效值隨頻率變化曲線

3 結(jié)論

為評(píng)價(jià)兩種新型阻尼材料對(duì)某高速列車車體局部的隔振性能，分別對(duì)三種狀態(tài)下車體的四個(gè)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)，得到如下結(jié)論：

(1)對(duì)于自由衰減振動(dòng)，兩種阻尼材料都表現(xiàn)出了較好的隔振性能，具體來(lái)說(shuō)，阻尼漿方案對(duì)枕梁地板和中部地板的隔振效果更好，其阻尼比大衰減速率快.而在中部側(cè)墻和受電弓蓋板區(qū)域阻尼片表現(xiàn)出了同樣的優(yōu)于阻尼漿的隔振性能；

(2)在典型頻段(5～80Hz)的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析中，新型阻尼漿對(duì)枕梁地板的隔振效果更好，當(dāng)列車運(yùn)行在200km/h～360km/h的速度范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)于車輪激繞頻率(19.2～35.6Hz)段，從圖5分析可知新型阻尼漿的隔振效果要好于新型阻尼片.同樣對(duì)于中部地板，幾乎在各個(gè)頻率段，新型阻尼漿的加速度有效值的都比阻尼片降低至少15%.能在更大程度上確保車體地板不與車體子系統(tǒng)或車下有源設(shè)備發(fā)生共振；對(duì)于中部側(cè)墻和受電弓蓋板結(jié)構(gòu)， 在典型頻率段(5～80Hz)內(nèi)新型阻尼片加速度有效值曲線變化平穩(wěn)，受共振頻率段干擾較小，故對(duì)于中部側(cè)墻和受電弓蓋板位置，新型阻尼片的隔振效果更好；

(3)綜合以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)及對(duì)比分析結(jié)果，初步確定車體的最佳阻尼方案，建議結(jié)合全局阻尼減振與局部阻尼減振的方法，即在全局阻尼漿方案的基礎(chǔ)上對(duì)車體中部側(cè)墻和受電弓蓋板進(jìn)行阻尼片方案的局部阻尼處理，以使車體能達(dá)到最佳的隔振效果.

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下期待發(fā)表文章摘要預(yù)報(bào)

5種前期水分處理下黑土氮素礦化及硝化反硝化率的變化

王婷,王連峰

(大連交通大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 大連 116028)

摘 要：室內(nèi)培育實(shí)驗(yàn)研究5種不同水分前處理下的黑土(風(fēng)干土D、保鮮土O、低水分土W1、高水分土W2、淹水土S)，在4種不同含水量條件下的礦化率、硝化率及反硝化率變化.結(jié)果顯示，5種前處理下黑土氮素礦化率、硝化率及反硝化率分別在土壤水含量為60%WHC、80%WHC和100%WHC時(shí)差異明顯.雖然在4種不同水分含量下，經(jīng)5種不同水分前處理的土壤礦化率差異不顯著，硝化率及反硝化率差異較為顯著.硝化率表現(xiàn)為W1>O>W2>S>D，反硝化率與硝化率的表現(xiàn)截然相反.這表明，土壤水分歷史對(duì)硝化反硝化有影響，而對(duì)礦化作用的影響不大，水分前處理影響土壤氮素轉(zhuǎn)化.

Experiment Investigation and Study of Vibration Damping Measures on Local Structure of High-Speed Train Bodies

YU Hairan1，ZHANG Limin1，ZHANG Yanbin2，SUN Weiguang2

(1. State Key Lab. of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2. CSR Sifang Locomotive and Rolling Stock Co. Ltd, Qingdao 266111, Shangdong China)

In order to explore two kinds of new type damping materials (damping pulp/damping piece) on the vibration isolation performance of the local structure to a train body and to solve the local abnormal vibration problems on the emu train, three schemes (undamped, damping piece and damping pulp) are used on four emu trains respectively, and the experiment results accept contrastive analysis in time domain and frequency domain by bench test. Results show that the two kinds of damping materials can greatly reduce the amplitude and period of the damped free vibration. Results also show that the damping pulp has a better vibration isolation effect on the floor, and the damping piece has a better vibration isolation effect on the side walls and pantograph plate. The vibration isolation frequency band is wide, and modal damping ratio is high between 5-80Hz frequency on the train floor with damping pulp which could effectively avoid the coupling resonance between local structure of the train and each subsystem modal frequency when the train is in operation. The same is true of the train side walls and pantograph plate with damping piece. Damping piece has some advantages compared to damping pulp such as high safety, simple installation process and further reduce the quality of the car body while ensuring structural reliability.

new damping material; local structure to a car body; vibration damping; performance of vibration isolation

1673- 9590(2017)02- 0015- 06

2016-03-12

于海然(1988-)，男，碩士研究生； 張立民(1960-)，男，教授，博士，主要從事高速列車振動(dòng)控制和模態(tài)分析的研究

A

E- mail:yuhairan23@163.com.