西门子基于Virtual.Lab的轮轨噪声仿真预报.pdf
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基于Virtual.Lab的轮轨噪声预测
贾尚帅，韩铁礼，张文敏，潘德阔，彭垒
（中车唐山机车车辆有限公司，技术研究中心，河北唐山 063035）
摘要：高速动车组轮轨噪主要由车轮垂向激励作用下滚动噪声和车
轮气动噪声两部分组成。本文计算了轮轨垂向力作为载荷，采用Vi
rtual.Lab商业软件求解车轮声辐射；通过Fluent软件计算车轮表面
压力脉动，导入Virtual.Lab进行了气动声学评估。两者结合作为轮
轨噪声值。
关键词：车轮导纳；接触载荷；声辐射；气动噪声
本文采用仿真手段分析了高速动车组300km/h车轮滚动辐射噪声及车轮结构
气动噪声。包含了车轮频响仿真计算、车轮滚动辐射噪声计算及车轮气动噪声计
算。分析流程见图1
图1 车轮振动辐射计算模型
采用Hypermesh进行流体网格划分，在Fluent软件中进行车轮流程分析（大
涡模拟瞬态分析）输出CNGS果文件(车轮表面压力)导入LMS.VIRTUAL.LAB后
进行车轮频谱进行声学评估。
1车轮材料参数及模态计算结果
车轮采用钢质材料，建立模型只考虑轮对自身与车轴连接部分设置为固
定支座（全约束状态）车轮的结构形式及材料特性见下图表。
表1 车体部件材料性能参数
序
号
材料名称
密度
（kg/m
3
）
弹性模量
MPa
泊松比
1
钢质
7.8×10
3
2.1×10
5
0.33
图2车轮几何模型 图3简化后的有限元模型
表2 高速列车车轮各阶模态固有频率
轴向模态
频率
轴向模态
频率
径向模态
频率
周向模态
频率
(0,0)
269
(1,1)
1847
(r,0)
3112
(c,0)
578
(0,1)
194
(1,2)
2261
(r,1)
1350
(0,2)
400
(1,3)
2809
(r,2)
2008
(0,3)
1055
(1,4)
3451
(r,3)
2617
(0,4)
1893
(1,5)
4192
(r,4)
3307
(0,5)
2827
(2,0)
3692
(r,5)
4066
(0,6)
3810
(2,1)
3760
(r,6)
4890
of 11
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